第十八章电功率计算题--2024-2025学年人教版九年级物理上学期期末专题复习

第十八章电功率计算题--2024-2025学年人教版九年级物理上学期期末专题复习 1．如图所示电路中，灯泡L上标有“6V 3W”字样，R为定值电阻。闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.6A。求： (1)灯泡L的额定电流是多少? (2)定值电阻R的阻值是多少? (3)该电路工作5min，定值电阻产生的热量是多少? 2．如图所示，R1=20，R3=60，只闭合S2时，电流表的示数为0.2A；当S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为1.2A。求： (1)电源电压； (2)R2的阻值； (3)当只闭合开关S1时，通电5min整个电路消耗的电能。 3．中国茶文化源远流长，如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，电阻R1为发热体，它的额定电压为220V，额定电功率为44W且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温；L为电功率忽略不计的电源指示灯。求： (1)流过发热体的电流和发热体电阻； (2)当实际电压为198V时，发热体工作100s消耗的电能； (3)为了适应不同品种茶汤的保温需求，小郑对原电路进行了改造（如图丙），移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至R1额定功率的四分之一，则滑动变阻器R2的最大阻值是多少？ 4．某同学选用规格为“12V　6W”的灯L、定值电阻R1（12Ω）及规格为“24Ω　2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2，且滑动变阻器的滑片P移至a端时，灯L正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)电源电压； (2)当三个开关都闭合，滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路消耗的功率； (3)在保证电路各元件安全的前提下，该电路在1min内消耗的最小电能。 5．实践基地的芒果获得了丰收。为了筛选出优质的大果，我们设计了一个自动筛选装置，示意图如图甲所示，检测装置的电路图如图乙所示。该电路的电源电压始终保持在12V，其中电阻R0的阻值为20Ω，而电阻R是压敏电阻，其阻值与压力变化的关系如图丙所示。当电路电流小于0.15A时，不符合标准的芒果将被推离传送带，而符合标准的芒果则会继续传送到指定位置，从而实现自动筛选。 (1)如果R与R0的阻值相等，那么R消耗的电功率是多少？ (2)这个装置可以筛选出至少具有多大重力的芒果？ (3)如果想筛选出至少具有2N重力的芒果，有人建议适当增加R0的阻值。你认为这个建议可行吗？请通过计算来判断。 6．如图1所示，电源电压不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。 (1)求电源电压； (2)在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？ (3)用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。 7．寒假期间，小红在外婆家发现一闲置的旧电炉，如图甲所示，铭牌上标有“220V 484W”字样，电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作，将其单独接入家庭电路中，观察到表盘如图乙的电能表的转盘在120s内转动了16转，忽略温度对电阻的影响。 (1)求电炉电阻丝的阻值； (2)小红想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下，她拆下整根电阻丝平分成两段，将其中一段制作为阻值可调的电阻丝；将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，求坐垫的电功率调节范围。 8．如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风，吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h，当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，吹热风时空调扇的总功率为1100W。已知电源电压为220V。求： (1)吹冷风时，空调扇电动机的电功率是多少？ (2)吹温风时，空调扇的总电功率是多少？ (3)吹热风时，R2的电阻是多少？ 9．如图所示电路中，电源电压为3V，灯泡L上标有“2.5V”字样，定值电阻R的阻值为1.25Ω。闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光。通过计算回答： (1)通过灯泡L的实际电流是多少？ (2)灯的实际功率是多少？ (3)通电10s，整个电路消耗的电能是多少？ 10．如图甲所示的电水壶有加热和保温两种功能，图乙是其内部电路的简图，电源电压为220V，R₁、R₂均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为880W，保温功率为44W，求： (1)加热状态工作时，电路中的电流； (2)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R₁的阻值； (3)不计热量损失，把1.1kg水从40℃加热到100℃，需要的时间。 11．如图所示，电源电压U=24V，定值电阻R0=4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，电压表量程为0～15V。 (1)求当电压表示数U0=6V时，通过电阻R0的电流？R0的电功率为？ (2)求电路消耗的最小电功率； (3)分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。 12．如图所示，电路中电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为I=0.90A，电流表A1的示数为I1=0.60A。求： (1)通过电阻R2的电流； (2)电阻R1、R2的阻值； (3)整个电路在1min内产生的热量。 13．.如图甲所示是一款三挡可调的家用电砂锅用于文火慢烧法炖粥和汤。图乙是它的简化电路图，和均为发热电热丝的阻值为，的阻值为。通过开关、的通断电砂锅实现“高、中、低”三挡温度。[已知求： (1)当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位；当同时闭合开关、时，电砂锅处于 挡位；当闭合开关，断开开关时，电砂锅处于 挡位； (2)用低温挡加热时将3kg的汤温度从升高到，用了3小时，该电砂锅加热的效率。 14．某品牌电热水壶上标有“220V，1400W”的字样，在额定电压下，电热水壶工作180s，能将0.6kg的水从20℃升高到100℃。求: (1)水吸收的热量； (2)电热水壶工作时，电流做的功； (3)电热水壶的热效率。 15．如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡，试求： (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)低温挡工作10min，消耗的电能是多少？ (3)高温挡的功率是多少？ 16．如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅有1000W和440W两挡功率，挡位可自动调节，自动选择1000W挡将汤煮至100℃，然后自动跳至440W挡进行保温慢炖，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103J/（kg•℃），求： (1)电炖锅发热电阻丝R1的阻值； (2)电炖锅发热电阻丝R2的阻值； (3)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗过20min，在此过程中电炖锅的效率。 17．如图所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V 3.6W”，将滑动变阻器R的滑片P 移至a端，闭合S，L正常发光；再将滑动变阻器R的滑片P移至b端，电流表示数I=0.12A。（忽略温度对灯泡电阻的影响）求： (1)电源电压U； (2)滑动变阻器R的最大阻值； (3)电路工作时的最大电功率和最小电功率之比。 18．近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明 书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图所示，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，已知低温挡加热的功率P1为24W，R2的阻值为4Ω。求： (1)低温挡加热的电流； (2)R1的阻值； (3)高温挡加热10min电路产生的热量。 19．如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25A。求： (1)灯泡L正常发光10min消耗的电能； (2)电源电压； (3)定值电阻R的阻值； (4)电路中有电流通过时，电路的最小功率。 20．如图所示的电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，闭合开关S并移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的前提下。求：（小灯泡的电阻受温度的影响忽略不计）” (1)小灯泡正常工作时的电阻RL； (2)小灯泡正常工作时，滑动变阻器R接入电路的电阻； (3)电路工作时，消耗的最大电功率； (4)正常工作2min，电路消耗的最少电能。 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)0.5A (2)60 (3)180J 【详解】（1）解：根据题意，由P=UI可得，灯泡L的额定电流为 （2）因为灯泡L正常发光，所以 U灯=U额=6V I灯=I额=0.5A 因为灯泡和电阻并联，所以 U阻=U灯=6V I阻=I-I灯=0.6A-0.5A=0.1A 定值电阻R的阻值是 （3）根据题意可知 t=5min=300s 定值电阻产生的热量是 2．(1)16V (2)40Ω (3)3840J 【详解】（1）只闭合S2时，电路为R1和R3串联，此时电路中的电流为0.2A，则电源电压为 （2）当S1、S2、S3都闭合时，电路为R1和R2并联，则R1的电流为 R2的电流为 R2的阻值为 （3）当只闭合开关S1时，电路为R1单独串联，通电5min整个电路消耗的电能为 3．(1)1100Ω； (2)3564J； (3)1100Ω 【详解】（1）正常工作时的电流为 发热电阻R1的阻值为 （2）当实际电压为198V时，电阻不变，发热体工作100s消耗的电能为 （3）当滑片P在a端时，最大，滑动变阻器和发热体串联工作，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可调至额定功率的四分之一，发热体的功率为 此时电路的电流为 发热体两端的电压为 滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器此时接入电路电阻为 4．(1)12V (2)18W (3)180J 【详解】（1）当闭合开关S、S2，滑动变阻器滑片滑到a端时，电路中只有灯L，灯L正常发光，所以UL=12V，PL=6W；根据并联电路的电压规律可知 U=U1=UL=12V （2）R2的功率 电路消耗的总功率 P=PL+P1=6W+12W=18W （3）灯泡的电阻 当闭合S和S1，滑动变阻器滑片滑到b端时，R1和变阻器的最大阻值串联，当闭合S和S2，滑动变阻器滑片滑到b端时，灯L和变阻器的最大阻值串联，RL>R1，根据串联电路电阻规律可知，灯L和变阻器的最大阻值串联时，电路中的总电阻最大，电路中的总电阻 R总=RL+R0=24Ω+24Ω=48Ω 总电阻最大，则总电能最小，在1min内消耗的电能是 5．(1)1.8W (2)1N (3)可行，见解析 【详解】（1）由图乙可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，当R与R0阻值相等时，总电阻为 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流为 R消耗的电功率为 （2）由欧姆定律可知，电路中的最大总电阻为 由串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻R的阻值为 由图丙可知，此时压敏电阻受到的压力为1N，即此装置能筛选出重力至少为1N的芒果。 （3）由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω，由串联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为2N的芒果，R0的阻值为 因此将R0的阻值增大至40Ω，可以筛选出至少具有2N重力的芒果。 6．(1) (2) (3)5Ω或10Ω 【详解】（1）闭合S，灯L与滑动变阻器R串联，当时 由图2可知，当时 根据串联电路电压的特点得 （2）由题意知，电压表测滑动变阻器两端电压，当电压表示数最大为3V时，此时灯L的电压最小，功率最小，故灯L两端最小电压为 由图2知，灯L的最小电流 灯L的最小功率为 （3）滑动变阻器与定值电阻R1串联，电压表测变阻器的电压，电压表量程为0～3V，变阻器的最大电压不能超过3V，当滑动变阻器的电压最大为3V时，此滑动变阻器接入电路电阻最大，电路电流最小，此时定值电阻R1两端电压为 此时电路电流为 若R1阻值较小，调节滑动变阻器的滑片P，电流表能达到最大示数0.6A，已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，则当电流表示数为0.6A时，有 解得 若R1阻值较大，调节滑动变阻器的滑片P，电流表不能达到最大示数0.6A，则滑动变阻器连入电路的电阻为0时，电路的电流最大，即 则 解得 故定值电阻R1的可能值为5Ω和10Ω。 7．(1)100Ω (2)4W~24W 【详解】（1）由可知，电阻丝的阻值为 （2）由P=UI可知，电阻丝的额定电流为 电阻丝平分成两段后，每一段电阻丝通过的电流不能超过其额定电流；将两段电阻丝并联接入电路中，每一段的电阻丝的阻值为 则其中一段电阻丝的电流为 另一段的最大电流等于其额定电流，即，则干路最大电流为 所以坐垫的最大功率为 当另一段电阻丝的电流为0.2A时，干路中的电流最小为 则电路中的最小电功率为 所以坐垫的电功率调节范围为4W~24W。 8．(1)110W； (2)550W； (3)88 【详解】（1）解：吹冷风时，空调扇只有电动机工作，此时电动机的电功率是 （2）吹温风时，R1和电动机并联，此时R1电功率是 此时，空调扇的总功率是 （3）吹热风时，R1、R2和电动机并联，R2的功率是 R2的电阻是 9．(1)0.4A (2)1W (3)12J 【详解】（1）由电路图可知，闭合开关，灯泡L与电阻R串联，灯泡L恰好正常发光，则灯泡两端的电压为2.5V，根据串联电路的电压特点可知，定值电阻R两端的电压为 UR=3V﹣2.5V=0.5V 由于串联电路电流处处相等，故通过灯泡L的实际电流为 （2）灯的实际功率为 PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W （3）通电10s，整个电路消耗的电能为 W=UIt=3V×0.4A×10s=12J 10．(1)4A (2)1045Ω (3)315s 【详解】（1）加热状态工作时电路中的电流为 （2）在开关S闭合，旋钮开关接到2时，为加热状态，根据 可得电阻R₂的阻值： 当旋钮开关切换到1时为保温状态，由 可得，电路的总电阻： 根据串联电路的电阻特点可知，R₁的阻值： （3）电水壶要吸收的热量 由于不计热量损失，则消耗的电能 由 可得，加热过程需要的时间： 11．(1)1.5A， 9W (2)24W (3)8Ω 【详解】（1）定值电阻R0=4Ω，当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流为 R0的电功率为 （2）当滑动变阻器阻值最大时，电路的总电阻最大，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，根据电阻的串联结合知道 （3）滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，故电路中最大电流为2A，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 12．(1)0.30A (2)5Ω；10Ω (3)162J 【详解】（1）闭合开关，两电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测通过电阻R1的电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R2的电流 I2=I﹣I1=0.90A﹣0.60A=0.30A （2）并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得 （3）整个电路在1min内产生的热量 Q=W=UIt=3V×0.9A×60s=162J 13．(1) 中温 高温 低温 (2) 【详解】（1）[1][2][3]当S、S1、S2都闭合时，、并联；当S、S1闭合，S2断开时，电路为的简单电路；当S、S2闭合，S1断开时，电路为的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，由题意可知，，所以由 可知，、并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电砂锅为高温挡；电路为的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电砂锅为低温挡；电路为的简单电路时，电砂锅为中温挡；因此当闭合开关S1，断开开关S2时，电路为的简单电路，电砂锅处于中温挡位；当同时闭合开关S1、S2时，、并联，电砂锅处于高温挡位；当闭合开关S2，断开开关S1时，电路为的简单电路，电砂锅处于低温挡位。 （2）因为低温挡位时，电路为的简单电路，所以低温挡的电功率 由可知，电砂锅低温挡加热消耗的电能 汤吸收的热量 电蒸锅的加热效率为 14．(1)2.016×105J ； (2)2.52×105J； (3)80% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）电热水壶消耗的电能 （3）电热水壶的加热效率 15．(1)0.5A (2)6.6×104J (3)1210W 【详解】（1）开关接“1”时，R1与R2串联，电火锅处于低温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以根据欧姆定律可得，电路中的电流为 （2）低温挡工作10min，消耗的电能为 （3）开关接“2”时，电路为R1的简单电路，电火锅处于高温挡，根据，则高温挡的功率为 16．(1)48.4Ω； (2)61.6Ω； (3)80% 【详解】（1）由图可知，当开关与b接触时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电炖锅的功率为400W；当开关与a接触时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电炖锅的功率为1000W；由可知，R1的阻值 （2）由可知，R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值 （3）汤吸收热量 电炖锅消耗的电能 电炖锅的效率 17．(1)6V (2)40Ω (3)5:1 【详解】（1）将滑动变阻器R的滑片P移至a端，电路为灯泡单独串联，闭合S，灯泡L正常发光，由于灯泡的额定电压为6V，则电源电压为6V。 （2）将滑动变阻器R的滑片P移至b端，滑动变阻器全部接入电路，电流表测电路电流，电流表示数I=0.12A，由可知，灯泡电阻为 电路的总电阻为 由于串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和，所以滑动变阻器R的最大阻值为 （3）将滑动变阻器R的滑片P移至a端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，根据可知，电流最大，电路的总功率最大，此时电路的最大功率为 将滑动变阻器R的滑片P移至b端，滑动变阻器全部接入电路，由可知，电流最小，电路的最小功率为 电路工作时的最大电功率和最小电功率之比 18．(1)2A (2)6Ω (3)36000J 【详解】（1）由可知，低温挡加热的电流 （2）旋钮开关S可置于“2和3”接线柱时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电热桌垫处于低温挡；由可知，R1的阻值为 （3）由图乙可知，旋钮开关S可置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，由可知，电路中的总功率最大为高温加热档；高温挡工作时R2的电功率为 高温挡加热的功率 高温挡加热10min电路产生的热量 19．(1)1800J (2)6V (3) (4)1.5W 【详解】（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能为 W=Pt=3W×10×60s=1800J （2）当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器连入电路的电阻为0，灯泡L和电阻R并联，此时灯泡正常发光，根据并联电路电压的规律知，电源电压为 （3）灯泡L和电阻R并联，此时灯泡正常发光，通过灯泡的电流为 因为电流表测干路电流，所以通过R的电流为 定值电阻R的阻值为 （4）根据可知，电源电压不变，电阻最大时，电流最小，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在最右端时，灯泡和滑动变阻器的最大阻值连入电路，电路中的电阻最大，电流最小，由题知此时的电流为0.25A，根据P=UI可知，此时电路的功率最小，为 20．(1)15Ω (2)5Ω (3)1.8W (4)144J 【详解】（1）由题意知，小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样，则小灯泡正常工作时的电阻RL （2）根据串联电路电压的特点可知，小灯泡正常工作时，滑动变阻器R两端的电压 由可得，小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路的电阻 （3）因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0~0.6A，小灯泡的额定电流为0.3A，所以，为了不损坏电路元件，电路中的最大电流 则电路消耗的最大电功率 （4）根据串联分压可知，当滑动变阻器R的阻值全部接入电路，其两端电压为 为保证电路安全，当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，此时小灯泡两端的电压 电路中的最小电流 正常电路工作2min消耗的最少电能 学科网（北京）股份有限公司 $$