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．善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V；2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头发热电阻。开关可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1。求： （1）电阻的阻值； （2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量； （3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。 2．如图甲所示，是芳芳家新买的一款多功能电饭煲，乙为该电饭煲的工作原理图。R1和R2均为阻值不变的电热丝，S为手动开关，S1为自动控制开关。已知R2=800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求： 品名 多功能电饭煲 额定电压 220V 频率 50Hz 加热档功率 605W 保温档功率 （1）电饭煲正常工作时，电阻R1的阻值； （2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温档的功率； （3）芳芳想了解家里电路的实际电压，她将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热档工作，观察到家里标有“ ”字样的电能表铝盘2min转过50转，则她家的实际电压。 3．新冠疫情期间，进入校园人员要受体温检测，电子体温计是方便快捷的测温仪器，小华与小明从网上查阅说明书得知，电子体温计的探测是热敏电阻，他们买来两个相同的热敏电阻R，放入各自准备的恒温箱内（虚线所示），通过调节恒温箱内的温度，测量热敏电阻在不同温度时的阻值，小华使用阻值为100Ω的电阻R1等器材设计了如图甲所示电路，将实验数据记录于表一中，小华对表一中的数据深感疑惑，老师告诉他，他使用的是实验室中的恒流电源（提供恒定电流的电源），小明则利用恒压电源（提供恒定电压的电源）和定值电阻R2等器材设计了如图乙所示的电路，并将实验数据记录于表二中，回到教室，才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。 表一： t/℃ 32 … … 42 U2/V 2 2 U/V 14 10 表二： t/℃ 32 … … 42 U1/V 9 8 （1）求热敏电阻分别在32℃和42℃时的阻值； （2）在表格中记录的温度围内，求小华设计的电路消耗电功率的最大值； （3）求小明设计的电路中恒压电源的电压和定值电阻R2的阻值。 4．某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R0为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。 t/℃ 30 40 50 60 70 Rt/Ω 305 245 200 170 150 （1）将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计） （2）重新调节变阻器R，同时闭合开关S1、S2，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R0加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为，求开关S1、S2闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计） 5．在如图所示的电路中，电源电压，小灯泡L标有“4V、1.6W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变），为定值电阻，滑动变阻器标有 “20Ω 、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求： （1）小灯泡L的电阻； （2）当开关闭合断开时，电压表的示数为4V，工作5分钟消耗的电能； （3）当开关断开闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。 6．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。求： （1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路总功率的最大值和最小值。 7．学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为，定值电阻标有“，”字样，过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。