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专题十八 电功率
18.4 焦耳定律——三年（2021—2023）中考真题分项精编
一、单选题
1．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）下面几个实验探究， 研究方法相同的是（ ）
①探究“声音的产生条件”时，利用扬声器上泡沫塑料小球的跳动说明声源在振动
②探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，保持压力相同，改变受力面积
③探究“电流产生热量与哪些因素有关”时，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小
④探究“同一直线上二力的合成”时，一个力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量
A．①和④ B．②和③ C．①和③ D．②和④
【答案】B
【详解】①．探究“声音的产生条件”实验时，利用扬声器上泡沫塑料小球的跳动说明声源在振动，采
用的是转换法；
②．探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，保持压力不变，改变受力面积，采用的是控制变量法；
③．探究“电流产生热量与哪些因素有关”时，保持电阻和通电时间相同，改变电流大小，采用的是控
制变量法；
④．探究“同一直线上二力的合成”时，一个力与两个力分别使橡皮筋产生相同形变量，采用的是等效
替代法；
综上，研究方法相同的是②③。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．（2023·湖南湘潭·统考中考真题）取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，其中 AB和CD段等长。戴好
防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着
火。下列分析正确的是（ ）
A．通过 AB和CD段的电流不相等 B．正常情况下， AB段会先着火
C．AB和 CD段的电压相等 D．AB和 CD段的电阻相等
【答案】B
【详解】根据电阻的影响因素可知，导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，所以
AB段导体的电阻大。
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A．因为AB和CD段串联，根据串联电流规律可知，电流相等，故A错误；
B．根据 可知，其他条件相同时，电阻越大，产生的电热越多，越容易着火AB段电阻大，所以越
容易着火，故B正确；
C．根据 可知，电阻越大，电压越大，AB段的电压大，故C错误；
D．根据分析可知，两段导体AB段的电阻大，故D错误。
故选B。
3．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）某款电热杯有高、中、低三档，简化电路如图所示，
S、S 不能同时闭合，R 的阻值为2.5Ω。只闭合S 时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（
1 2 1 3
）
A．电源电压为10V
B．只闭合S、S 时，电热杯处于低温档
1 3
C．只闭合S 时，电热杯工作1min产生的热量为600J
3
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为420J
【答案】C
【详解】A．如图所示，只闭合S 时，电路中只有R，已知此时电路中的电流为2A，R 的阻值为2.5Ω，
3 1 1
则电源电压为
U=IR=2A×2.5Ω=5V
1 1
故A错误；
B．根据公式 可知，电源电压不变，电路中的总电阻越大，功率越小，当只闭合开关S 时，定值
2
电阻R 和R 串联，电路中的总电阻最大，功率最小，为低温档；当只闭合S 和S 时，定值电阻R 和R
1 2 1 3 1 2
并联，电路中的总电阻最小，功率最大，为高温档；当只闭合S 时，电路中只有R，小于两电阻的串联，
2 1
大于两电阻的并联，大于最小功率，小于最大功率，为中温档，故B错误；
C．只闭合S 时，电路中只有R，已知此时电路中的电流为2A，R 的阻值为2.5Ω，则电热杯工作1min
3 1 1
产生的热量为
Q=I2Rt=(2A)2×2.5Ω×60s=600J
1 1
故C正确；
D．加热100g水，水温由25°C升高到35°C，水吸收的热量为
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Q =cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(35℃-25℃)=4.2×103J
吸
故D错误。
故选C。
4．（2023·山东泰安·统考中考真题）如图所示的电路中，电源电压U恒定，灯泡L上标有“2.5V 1.25W”
字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），定值电阻 阻值为15Ω，滑动变阻器 的规格为“20Ω 1A”，电
流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。闭合开关 ，断开开关 、 ，在确保电路各元件安全的情况
下，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A；闭合开
关 、 、 ，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，定值电阻
在10s内产生的热量为Q。下列说法中（ ）
① ② ③ ④
A．只有①④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有②③④正确
【答案】C
【详解】闭合开关S、断开开关S、S，变阻器R 与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量
1 2 2
灯泡两端的电压，当滑动变阻器滑片移至中点时，电流表示数为0.3A，即接入电路的电阻为10Ω，由
得，此时滑动变阻器两端电压为
由 得，灯泡电阻为
由 得，此时电压表示数即灯泡两端电压为
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根据串联电路电压规律可知，电源电压为各部分电压之和，即
由 得，灯泡正常工作电流为
已知电流表量程为0~0.6A为，则为了确保电路各元件安全，电路中最大电流为0.5A，由题意知，此时灯
泡电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为
由 得，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 ，即
闭合开关S、S、S，小灯泡被短路，R、R 并联，根据并联电路电压特点可知
1 2 1 2
由 得，通过R 的电流为
1
由于电流表量程为0～0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流为
由 可得，滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P，即
由Q可知，定值电阻 在10s内产生的热量为Q，即
故选C。
5．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，
某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（
）
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①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【答案】C
【详解】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的，故①错误；
②图甲装置中，两电阻串联，电流相等，电阻不相等，能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，
故②正确；
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联，右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等，
探究的是电热与电流的关系，需要保持电阻相同，故阻值应该等于5Ω，故③错误；
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联，电流相等，电阻不相等；用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热
得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象，故④正确；故①③错误，②④正确。
故选C。
二、多选题
6．（2023·四川宜宾·统考中考真题）如图所示，电源电压保持不变，定值电阻 。将滑片滑到滑动
变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为
4.5V。下列判断正确的是（ ）
A．电路中的最小电流是0.5A
B．电源电压是9V
C．滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D．移动滑片， 在通电100s内产生的热量最多1350J
【答案】ABD
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【详解】A．由图可知，R 与滑动变阻器串联，电压表测量R 两端电压，滑到滑动变阻器的b端时，由
0 0
可知，电路电阻阻值最大，电路电流最小为
故A正确；
BC．根据串联电路电压特点可知，电源电压为
当滑片滑到滑动变阻器的中点时，由 得，电路电流为
此时电源电压为
由于电源电压保持不变，即
则
解得：R =12Ω；电源电压为9V。故B正确，C错误；
滑
D．将滑片滑到滑动变阻器的a端时，电路电流最大，根据 可得，电路电流为
由 得， 在通电100s内产生的最大热量为
故D正确。
故选ABD。
7．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为6V，闭合开
关S后，当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中，小灯泡的 关系图像如图乙所示。下列说法正确
的是（ ）
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A．电源电压为9V
B．小灯泡的额定功率为6W
C．滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
【答案】BD
【详解】A．由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，由图像乙
可知，此时小灯泡正常发光，则电源电压
故A错误；
B．由图像乙可知，当灯泡两端的电压为6V时，电流为1.0A，则小灯泡的额定功率
故B正确；
C．由电路图可知，灯泡L与R串联，当R接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像乙可知，
电路中电流最小为I =0.5A，此时灯泡的电压为 ，此时华变阻器的电压
min
滑动变阻器的最大电阻
故C错误；
D．滑动变阻器阻值最大时，滑动变阻器10s内产生的热量
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故D正确。
故选BD。
8．（2022·贵州铜仁·统考中考真题）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”字样
（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为
0~15V；闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是（ ）
A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光
B．电路中消耗的最大功率为4.8W
C．滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
【答案】AB
【详解】A．小灯泡的额定电压为4V，电源电压为12V，滑动变阻器与小灯泡串联，调节滑动变阻器可
以改变小灯泡两端的电压，小灯泡正常发光时的电流
当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的阻值
当移动滑动变阻器的滑片，让其接入电路中的电阻为20Ω时，小灯泡正常发光，故A正确；
B．当灯泡正常发光时电路中电流最大，则电路中消耗的功率最大，为
故B正确；
C．当灯泡正常发光时，则滑动变阻器两端电压最小为8V。
灯泡电阻为
当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，其两端电压最大，根据串联电路特点可得
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解得
则滑动变阻器两端电压最大为10V；变化范围为8~10V，故C错误；
D．当滑动变阻器滑片P置于b端时，滑动变阻器阻值为
R =50Ω
滑m
可知，滑动变阻器通电1min产生的热量为
故D错误。
故选AB。
三、填空题
9．（2023·江苏泰州·统考中考真题）小华将电阻丝 和 分别浸没在质量和初温均相同的煤油
中，按如图所示接入电路，开关闭合后，通过两电阻丝的 相等，根据温度计示数的变化可比较电
阻丝产生 的多少，通电一段时间，发现甲瓶中温度计的示数上升 。
【答案】 电流 热量 高
【详解】[1]如图所示，两电阻丝串联，通过的电流相等。
[2]电阻丝通电后产生热量，热量被煤油吸收，导致煤油温度升高，所以可根据温度计示数的变化可比较
电阻丝产生热量的多少。
[3]如图所示，两电阻丝串联，通过的电流相等，通电时间相同，且R>R，通电一段时间后，根据焦耳定
1 2
律可知，电阻丝 R 产生的热量多，由于瓶内的煤油质量、初温相同，不考虑热量损失，甲瓶中温度计的
1
示数上升高。
10．（2023·山东济南·统考中考真题）1953年我国第一条220kV高压输电线路工程破土动工，1981年
500kV超高压输变电工程正式投入运行，2009年1000kV特高压交流试验示范工程投入商业运行，我国高
压输电技术从“跟跑”到“领跑”，已成为中国制造的“金色名片”。为什么远距离输电的电压越来越
高？原来，当电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电
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阻一定的情况下，要减小输电线上的电能损失，就要尽可能减小 ；为了在一定时间内输送更多
的电能，就应该采用 来输电。
【答案】 输电电流 更高电压
【详解】[1][2]在输电时，尽可能减小输电电流，在输电线电阻一定的情况下，由P=I2R可知输电线上损
失的功率较小，由P=UI可知，在输送电功率不变的情况下，要减小电流，必须提高电压，所以远距离输
电主要采取高压输电的方式来减少线路上的电能损失。
11．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）如图所示，电源电压3V， ，先闭合开关 ，再闭
合开关 ，电流表示数将 （选填“变大”或“变小”）；当 闭合， 断开时，通电10s，电流通
过 产生的热量是 J。
【答案】 变大 4.5
【详解】[1] 先闭合开关 ，再闭合开关 ，电路中电阻由 和 串联变为只有 接入电路，电路中电
阻变小，由 可得，电流表示数变大。
[2]当 闭合， 断开时，由 和 串联，通过 的电流
通电10s，电流通过 产生的热量
12．（2023·江苏无锡·统考中考真题）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为
，电热丝R阻值为 。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 效应实现高温封
口， 内产生的热量为 J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 （选填“增
大”或“减小”）电热丝的阻值。
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【答案】 热 75
增大
【详解】[1]塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高
温封口的。
[2]电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，则3s 内产生的热量
[3]使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由 可知，电压一定时，
增大电阻，可以减小电热丝的功率。
13．（2022·江苏南京·统考中考真题）如图所示，灯泡标有“6V 3W”字样，R 标有“5Ω 1.5A”，R 为标
1 2
有“10Ω 1A”的滑动变阻器，电源电压恒定，闭合所有开关，灯泡恰好正常发光，则电源电压是
V，10s内R 产生的热量为 J；断开 、 ，R 允许调节的阻值范围为 Ω，移动R 滑片的过
1 2 2
程中，R 的电功率与电路总功率的最大比值为 。
2
【答案】 6 72 1~10 2∶3
【详解】[1]闭合所有开关，R 被短路，R 和灯泡并联在电路中，根据并联电路的电压特点可知，此时灯
2 1
泡恰好正常发光，电源电压等于灯泡的额定电压，即
[2]当闭合所有开关时，根据并联电路的电压特点可知，R 两端电压等于电源电压，即
1
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根据
可得，10s内R 产生的热量为
1
[3]闭合S、断开 、 时，R 和R 串联在电路中，由于R 标有“5Ω 1.5A”，所以通过R 的最大电流为
1 2 1 1
1.5A；又因为R 为标有“10Ω 1A”的滑动变阻器，所以通过R 的最大电流为1A。故此时电路的最大电流
2 2
为I =1A，根据欧姆定律可知，变阻器连入电路的阻值最小，总电阻最小，即
大
根据串联电路的电阻特点可得，R 接入电路的最小电阻为
2
而滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路是安全的。故R 允许调节的阻值范围为1~10Ω。
2
[4]移动R 滑片的过程中，由于串联电路电流处处相等，因此通过R 的电流等于电路电流。根据 可
2 1
得，R 的电功率与电路总功率的比值为
2
因为R 允许调节的阻值范围为1~10Ω，当R 等于10Ω时，R 的电功率与电路总功率的比值最大，即
2 2 2
四、计算题
14．（2023·四川德阳·统考中考真题）如图甲所示，电路中电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表
量程0~1.2A，滑动变阻器R（最大阻值未知），定值电阻R=100Ω。闭合开关S、S，断开开关S，将
2 3 1 3 2
滑动变阻器R 的滑片从b端移动到a端，流过定值电阻R 的电流与其两端的电压关系图像如图乙所示。
2 1
求：
（1）定值电阻R 的阻值和滑动变阻器R 的最大阻值；
1 2
（2）若闭合开关S、S，断开开关S，使R 的滑片位于滑动变阻器的中点位置c，整个电路通电100s产
2 3 1 2
生的电热；
（3）若闭合开关S、S，断开开关S，若电压表的量程为0~15V，在保证电路元件都安全的情况下，调
1 3 2
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节滑动变阻器的滑片，电路总功率的变化范围。
【答案】（1）10Ω，50Ω；（2）720J；（3）2.4W~14.4W
【详解】解：（1）闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器R 的滑片在a端时，此时只有定值电阻R
1 3 2 2 1
接入电路，由乙图可知，此时电路中的电流最大，故流过定值电阻R 的电流为I=1.2A，此时电压表的示
1 1
数等于电源的电压为U=12V；定值电阻R 的阻值
1 1
滑动变阻器R 的滑片在b端时，滑动变阻器最大值R 与R 串联，此时流过定值电阻R 的电流最小，由乙
2 2 1 1
图可知，流过定值电阻R 的电流为I=0.2A，R 两端的电压为U'=2V，滑动变阻器的电压
1 2 1
U=U-U'=12V-2V=10V
2
滑动变阻器的最大阻值
（2）电源电压保持不变，若闭合开关S、S，断开开关S，电阻R 与R 并联，电流表测干路电流，使
2 3 1 2 3
R 的滑片位于中间位置c点，滑动变阻器接入电路的电阻为R'=25Ω，此时通过滑动变阻器R 的电流
2 2
通过R 的电流
3
干路中的电流
I =I+I'=0.12A+0.48A=0.60A
干 3 2
整个电路通电100s产生的电热为
Q=UI t=12V×0.60A×100s=720J
干
（3）若闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器R 的滑片在b端时，滑动变阻器R 与R 串联，变阻
1 3 2 2 2 1
器连入电路的电阻最大，此时R 两端的电压为2V，电流为0.2A，电路中的电流最小，电路的功率最小，
1
最小功率为
P =UI =12V×0.2A=2.4W
min min
滑动变阻器R 的滑片在a端时，接入电路的电阻最小，电路中的电流最大，尽管电压表的量程0~15V，
2
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但电源电压为12V，此时电压表的示数最大值为12V，根据图像知，此时电流为1.2A；电路的最大功率
P =UI =12V×1.2A=14.4W
max max
电路总功率的变化范围为2.4W~14.4W。
答：（1）定值电阻R 的阻值是10Ω，滑动变阻器R 的最大阻值50Ω；
1 2
（2）若闭合开关S、S，断开开关S，使R 的滑片位于滑动变阻器的中点位置c,整个电路通电100s产生
2 3 1 2
的电热720J；
（3）若闭合开关S、S，断开开关S，若电压表的量程为0~15V，在保证电路元件都安全的情况下，调
1 3 2
节滑动变阻器的滑片，电路总功率的变化范围是2.4W~14.4W。
15．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）图甲为某品牌饮水机及其铭牌，图乙为其内部简化电路图，该饮
水机有加热和保温两个挡位。R、R 均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S 切换到加
1 2 2
热挡，当温度达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c
水
=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）电热丝R 的阻值；
1
（2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量。
1
【答案】（1）440Ω；（2） ；（3）2000J
【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S 闭合，开关S 接b时，电路中只有R，由 可知，饮水机
1 2 2
处于加热状态，则R 的阻值为
2
当开关S 闭合，开关S 接a时，R 和R 串联，总电阻最大，由 可知，饮水机处于保温状态，则此
1 2 1 2
时电路的总电阻为
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则电热丝R 的阻值为
1
（2）根据 可得，热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为
（3）当饮水机处于保温挡工作时，由欧姆定律可得，电路中电流为
根据串联电路的电流特点和 可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为
1
答：（1）电热丝R 的阻值为440Ω；
1
（2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为 ；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为2000J。
1
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