专题14 电功率和电热安全用电
一、单选题
1．以下物理规律无法用实验直接验证的是（）
A. 牛顿第一定律
B. 欧姆定律
C. 光的反射定律
D. 焦耳定律
【来源】广东省xx年中考物理试题
【答案】A
C. 光的反射定律，能用硬纸板通过实验来研究反射光线、入射光线、法线的规律特征，即可以实验验证；
D. 焦耳定律，利用控制变量法分别研究电流、电阻、通电时间与产生热量多少的关系，可验证焦耳定律；故选A。
2．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻产生的热量为则下列结果正确的是
A. 电路中的最小电流为
B. 滑片P在中点时，9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C. R先后两次消耗的电功率之比为
D. 先后两次消耗的电功率之比为
【来源】贵州省安顺市xx年中考物理试题
【答案】C
【解析】由电路图知道，定值电阻与滑动变阻器串联电压表测量滑动变阻器的电压；由串联电路起分压作用知道，滑片从中点到b端时，电压表示数增大了2V，即滑片P置于变阻器的b端时，电压表示数是4V+2V=6V；由Q=U2/Rt知道，定值电阻的阻值是：R1 =U12/Q1t=(12V?6V)2/60J×10s=6Ω；当滑片在b点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则电路中的电流最小，此时
I最小=U1/R1=12V?6V/6Ω=1A，故A错误；当滑片在中点时，电路中的电流是：I=U′1/R1=12V?4V/6Ω=4/3A，所以，9s内滑动变阻器R消耗的电能是：W=UIt=4V×4/3A×9s=48J，故B错误；由以上分析结合P=UI知道，
R先后两次消耗的电功率之比是：，故C正确；同理知道，R1先后两次消耗的电功率之比
是：，故D错误，故选C。
点睛：本题考查的是串联电路的特点、欧姆定律以及电功、功率计算公式的应用，考查的知识点较多，综合性较强，有一定难度。
3．如图所示电路，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W“字样，闭合开关后，当滑片P移至某一位置时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电压表示数变化了3V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2=5：6．下列判断正确的是（）
A. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B. 电路允许消耗的最大功率为4.5W
C. 小灯泡正常发光时，滑片P位于滑动变阻器中点位置
D. 滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，小灯泡消耗的功率变化了0.6W
【来源】江苏省xx年南京市中考物理试题
【答案】B
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）设电源电压为U，当滑片P移至某位置时，小灯泡正常发光，由P＝UI可得，此时电路中的电流为：
I＝I L＝＝0.5A，滑动变阻器消耗的功率为：P1＝（U﹣U L）I＝（U﹣6V）×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣①，当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电流表示数减小，说明变阻器接入的电阻变大，此时滑片在最大阻值处；变阻器接入的电阻变大，由串联分压规律可知，变阻器分得的电压变大，所以，电压表示数增大了3V，此时滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣6V3V＝U﹣3V，此时滑动变阻器消耗的功率为：P2＝U滑I′＝（U﹣3V）×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，已知P1：P2＝5：6﹣﹣﹣﹣③，联立①②③解得，电源电压U＝9V；则滑动变阻器的最大阻值为：R
滑大＝＝20Ω，故A错误；（2）为0.5A，则电路中的最大电流为灯泡的额定电流:0.5A，电路的最大功率：P大＝UI大＝9V×0.5A＝4.5W，故B正确；（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为：
U滑′＝U﹣6V＝9V﹣6V＝3V，此时滑动变阻器的电阻为：R滑′＝＝6Ω，因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以此时滑片P不在中点位置，故C错误；（4）由题意可知，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1，则此时灯泡消耗的功率P L＝P额＝3W，滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中，电压表示数变化了3V即增大了3V，由串联电路的电压规律可得，灯泡两端的电压减小了3V，则此时灯泡两端的电压U L′＝6V﹣3V＝3V，此时灯泡消耗的电功率：P L′＝U L′I′＝3V×0.3A＝0.9W，则灯泡消耗的功率变化了：△P＝P L﹣P L′＝3W﹣0.9W＝2.1W，故D错误。故选：B。
点睛：（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。根据滑片在某一位置和在一端时滑动变阻器消耗的功率之比，算出电源电压；当滑片P移至某一端点时，电流表示数为0.3A，电流表示数减小，电阻变大，说明滑片在最大阻值处，算出滑动变阻器的最大阻值；（2）根据P＝UI和灯泡的额定电流算出电路允许消耗的最大功率；（3）根据欧姆定律和小灯泡正常发光时，算出滑动变阻器的电阻从而确定滑片P的位置；（4）根据P＝UI算出小灯泡消耗的功率值以及变化值。
4．在如图所示的电路中，M为电子集成元件，其阻值与两端所加的电压成正比，（即R M=kU M，式中k为常数）且遵循欧姆定律，L是小灯泡（其电阻不随温度变化），R为滑动变阻器。现闭合开关S，调节R使其接入电路的电阻值逐渐减小，下列说法正确的是（）
A. 灯泡L变亮
B. 通过电阻R的电流减小
C. 电子元件M两端的电压不变
D. 灯泡L的实际功率不变
【来源】xx年湖南省常德市中考物理试题
【答案】D
【解析】由电路图可知，电子集成元件M与灯泡L、滑动变阻器R串联；
因电子集成元件M的阻值与两端所加的电压成正比，且遵循欧姆定律，根据这个特征可知，如果元件M两端电压升高时，电阻成比例增大，所以通过M的电流不变，即电流为定值；
当调节R使其接入电路的电阻值逐渐减小时，由于集成元件M的调节性能，电路中的电流不变，则通过灯泡L和滑动变阻器R的电流不变，故B错误；
点睛：除了欧姆定律的应用，难点是理解清楚题意，即理解清楚“元件M的阻值与两端所加的电压成正比”这个说法，体会其中的意思，当电压升高时，电阻增大，电压减小时，电阻减小，且符合欧姆定律，说明电流是不变的，是一个恒流元件，得出电路中的电流不变，就可以顺利解题了。
5．以下估测值中，最符合实际的是（）
A. 一个苹果的质量约为150g
B. 蜗牛爬行的速度约为0.5m/s
C. 多数人脉搏跳动100次用时约为l5min
D. 家用空调的电功率约为30W
【来源】xx年湖南省常德市中考物理试题
【答案】A
【解析】A. 一个苹果的质量约为150g，A符合实际；
B. 蜗牛爬行的速度很慢，应该约为0.5cm/s，故B不符合实际；
C. 多数人脉搏跳动约为70次/min，跳动100次用时约l.5min，故C不符合实际；
D. 家用空调的电功率约为1kW-2kW，故D不符合实际；
故选A。
点睛：此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知，特别是单位大小要认识清楚，要多注意理论联系实际，生活中留心积累。
6．下列家用电器工作时，利用电磁波的是（）
A. 电饭煲
B. 吹风机
C. 微波炉
D. 电热毯
【来源】xx年湖南省常德市中考物理试题
【答案】C
【解析】A. 电饭煲工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A不符合题意；
B. 吹风机工作时，电能转化为内能和机械能，没有利用电磁波，故B不符合题意；
C. 微波炉工作时，利用了电磁波能够传递能量的特点，依靠电磁来加热食物，故C符合题意；
D. 电热毯工作，电能转化为内能，利用了电流的热效应，故D不符合题意；
故选C。
点睛：牢记微波炉是利用电磁波传递能量工作的典型例子，这类的题目从能的转化过程，很容易判断，特别是利用热效应工作的用电器，生活中我们都是很熟悉的。
7．关于物理学知识，下列说法正确的是（）
A. 大气压是大气产生的压强，大气压随着海拔高度的升高而降低
B. 相距较近的两艘轮船，平行同向快速行驶时，容易发生碰撞事故，其原因是流体流速越快，流体压强越大
C. 电流通过用电器时，其消耗的电能可以通过关系式UIt求得，但不能直接用关系式I2Rt进行求解
D. 大多数汽车的核心部件是内燃机。四冲程内燃机工作时，主要靠压缩冲程获得动力
【来源】内蒙古呼和浩特市xx年中考物理试题
【答案】A
C、电流通过用电器时，其消耗的电能可以通过关系式UIt求得，对于纯电阻用电器可以直接用关系I2Rt进行求解。故C错误。
D、在四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是做功冲程。故D错误。
故选：A。
点睛：内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能。
8．关于电学知识，下列法正确的（）
A. 如图，表盘上的“3000r/kW?h”表示电能表转盘转过3000圈，消耗电能3600kW
B. 如图，在家庭电路中，开关应接在火线和用电器之间
C. 如图，在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中，为了减少误差，应调节滑动变阻器在电路中的阻值，多次测量求平均值
D. 如图，实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越小，这个电阻产生的热量越多
【来源】内蒙古呼和浩特市xx年中考物理试题
【答案】B
【解析】解：
A、“3000r/kW?h”表示电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000转，故A错误；
B、在家庭电路中，开关要接在火线和灯之间，这样断开开关时，灯没有电，便于维修或换灯泡，故B正确；
C、由于灯丝电阻随温度的升高而增大，在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中，调节滑动变阻器在电路中的阻值，多次测量求平均值无意义，故C错误；
D、由Q=I2Rt可知在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多，故D错误。故选：B。
点睛：本题为电学综合题，考查了电能表参数的理解、开关的连接方法、灯丝电阻与温度的关系、焦耳定律，知识点较多，要求认真审题，属于易错题！
9．中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，图为他比赛时的照片。他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（）
A. 600J
B. 1200J
C. 1800J
D. 3400J
【来源】天津市xx年中考物理试题
【答案】D
点睛：此题主要考查的是学生对重力、功的计算公式的理解和掌握，估测出举高的高度是解决此题的关键。10．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）
A. 电风扇
B. 洗衣机
C. 电热水壶
D. 电视机
【来源】四川省乐山市xx年中考物理试题
【答案】C
【解析】利用电流热效应工作的用电器，电能主要转化为内能。
A、电风扇工作部分是要是电动机，工时作将电能转化为机械能，利用了磁场对电流的作用力工作，故A不符合题意；
B、洗衣机工作部分是要是电动机，工作时将电能转化为机械能，利用了磁场对电流的作用力工作，故B不符合题意；
C、电热水壶工作时将电能转化为内能，再用来加热水，利用了电流的热效应工作，故C符合题意；
D、电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题
故选C。
点睛：根据能的转化情况很容易判断是否利用电流的热效应工作，但要注意超导材料不能用于电热类用电器，因为电流的热效应，必须有电阻时才可以发热。
11．中央电视台“加油向未来”某期节目中,有一项比赛,两个小组利用完全相同的设备,通过骑车发电来烤熟两个一样的面包,首先烤熟面包的小组获胜。以下判断正确的是
A. 骑车发电利用了电流的磁效应
B. 骑车发电利用了磁场对电流的作用
C. 获胜小组获得的电流要大些
D. 两个小组烤熟面包用的发热体是串联的
【来源】湖北省黄冈市xx年中考物理试题
【答案】C
点睛：本题以骑车发电来烤熟面包为题，考查了物理知识在骑车发电来烤熟面包上的应用，体现了物理与科技的联系，有一定意义。
12．如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220V40W”。闭合开关S,不考虑灯泡电阻的变化,则
A. 当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大
B. 当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮
C. 当滑片P在a端时,灯泡正常发光
D. 当滑片P在b端时,电路总功率最大
【来源】湖北省黄冈市xx年中考物理试题
【答案】C
【解析】由电路图知道，灯泡和滑动变阻器串联在一起；当滑片P从b端向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，所以电路总电阻变小，故A错误；当滑片P从a端向b端移动时，滑动变阻器接入电路
的电阻变大，电路总电阻变大，电流减小，由
P=I2R知道，灯泡的实际功率减小，灯泡亮度会变暗，故B错误；当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，灯泡两端的电压等于电源电压220V，所以灯泡正常发光，故C正确；当滑片P在b端时，总电阻最大，电路中电流最小，由P=UI知道，电路总功率最小，故D错误，故选C。
点睛：本题考查都是电路的动态分析，解题的关键是明确滑动变阻器滑片位置不同时，接入电路电阻的特点。
13．关于家庭电路和安全用电的说法正确的是
A. 检查和维修电路时，必须首先切断电源
B. 使用测电笔时，手不能接触笔上任何金属体
C. 只有大功率用电器才需使用三孔插座
D. 家庭电路中，电能表是用来测量电功率的仪表
【来源】陕西省xx年中考物理试题
【答案】A
故答案为A。
点睛：安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
14．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的B端时，电压表的示数为6V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V．下列结果正确的是（）
A. R1先后两次消耗的电功率之比为3：4
B. 滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω
C. 电源电压为10V
D. R1的阻值为20Ω