2023年中考物理高频考点突破——电功和电功率的计算

2023年中考物理高频考点突破——电功和电功率的计算 1．小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象；当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯，电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变。车灯接通，电动机未启动时，车灯正常工作，电流表示数为10A；车灯接通，电动机启动时，电流表示数为70A。已知车灯的I-U图象如图乙所示。求： （1）定值电阻R的阻值； （2）车灯接通，电动机启动时，车灯的实际电压为多少V？车灯的实际功率为多少W？ 2．如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L正常发光，此时通过灯泡的电流是0.3A，灯泡两端的电压是3V，电压表的示数为6V。通过计算回答： （1）定值电阻R的阻值是多少欧？ （2）电源两端的电压是多少伏？ （3）整个电路在10s内消耗的电能是多少焦？ 3．图甲是小明家某型号电热加湿器的原理图，电热加湿器的额定电压为220V，最大注水量为3L。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换，低挡发热功率100W。（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热） （1）求电阻R1的阻值； （2）某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能； （3）在该次工作过程中产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃[计算结果保留一位小数，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。 4．小涵新买的电饭锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，开关S2是自动控制开关，开关S2向上与触点a、b接通，向下仅与触点c接通。煮饭过程中，通过开关S2不断改变电路接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间的变化图像。求： （1）电热丝R2的阻值： （2）在傍晚用电高峰期，家中只接该电饭锅，闭合开关S使其开始工作11min（由于热量原因，该过程中S2始终与触点a、b接通），电能表（表盘如图丁所示）的圆盘转了300转，则此过程中电饭锅工作的电流做功为多少？ （3）在第（2）情况下，实际电压为多少？ 5．如图甲所示，电源电压不变，R1＝10Ω，滑动变阻器R2标有“10Ω  1A”字样，电压表量程为“0~3V”，电流表量程为“0~3A”，图乙是灯泡的I﹣U图像。当R2的滑片P在b端，且只闭合开关S、S1时，电流表的示数为0.3A；当R2的滑片P在a端，且同时闭合S、S1、S2时，灯泡正常发光。求： （1）电源电压； （2）滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时，电流表的示数及灯泡正常发光时的电阻； （3）只闭合开关S、S2时在保证电路安全的条件下，灯泡消耗的最小功率及此种情况下电路1min消耗的电能。 6．某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L；内部结构如图甲所示，R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关S1开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关S2自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成： （1）R2的阻值多大？ （2）如果每台每天平均保温20h，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少kW·h的电能？ （3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热1min，热水器显示屏显示水温由20℃上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？（ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃) 不考虑电阻随温度变化） 7．被部分外国留学生评为中国新四大发明之一的共享单车为人们的出行带来了便利。近几年，许多公司又陆续推出了如图所示的电动共享单车。使用前要先对车上的蓄电池充电；骑行时蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。 下表是某电动自行车的一些主要技术参数： 整车 整车质量M 40kg 最大噪声 ≤62dB 最高车速vm ≤36km/h 轮胎承受最大压强pm 2×105Pa 蓄电池 电压U 50V 容量Q 10A·h 电动机 额定电压U0 50V 电动机效率η 80% 额定功率P0 250W 上表中电池容量C是指放电电流与放电时间的乘积。若小明的质量m=60kg，骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶，受到的阻力为总重的k=0.02倍，g取10N/kg。求： （1）电动自行车蓄电池充电一次最