2025年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算 一、计算题 1．如图甲所示是某型号自动吸水微电脑控温电茶壶，图乙是其工作电路简图，接通电路后，温控开关S自动与触点a、b接通，电茶壶开始烧水；在标准大气压下，壶内的水到达沸点后，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，电茶壶开始进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R1＝60.5Ω，加热功率是1000W，水的比热容为c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，R1与R2的阻值不受温度的影响。求： （1）电茶壶的保温功率。 （2）电阻R2的阻值。 （3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，则加热效率为多大？ （4）小明要对电茶壶进行改造，通过增加一个电阻使改造后电茶壶整体的加热功率不变，保温功率变为原来的一半，请帮助小明把图丙中虚线框内的电路图补充完整，并标出新接入的电阻阻值。（不用写出计算过程）    2．标有“3V  1.5W”的小灯泡与电阻R按如图所示电路连接。闭合开关后，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.8A。求   （1）电阻R的阻值； （2）通电100s电阻R消耗的电能。 3．如图是电饭锅的电路示意图及技术参数表格，当电饭锅在额定电压下工作时，求 额定电压 220V 额定功率 保温时：44W 加热时：844W 电源频率 50Hz (1)开关S闭合、S1断开时，电饭锅处于加热还是保温状态； (2)R0、R的电阻分别是多少； (3)电饭锅加热30min消耗的电能为多少kW·h。 4．如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示，电阻为发热体，它的额定电功率为且电阻不变。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）发热体正常工作时的电流。 （2）当实际电压为时，发热体工作消耗的电能。 （3）为适应不同的保温需求，小杨重新设计了电路（如图丙），移动滑片P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。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围。 5．如图甲所示的电路中，电源电压为24V，电阻R2＝20Ω，电压表的量程为0~15V。闭合S后，调节滑片P使电压表示数为8V。 (1)电路中的电流为多少？ (2)R1消耗的电功率为多少？ (3)撤去图甲中的R1、R2，现有定值电阻R3＝10Ω，两个滑动变阻器R4、R5（最大阻值分别为20Ω和50Ω），请将R4、R5其中之一和R3填入图乙所示的虚线框内。要求： ①闭合S，自由移动滑片P时电压表安全工作且示数不为零，R3两端电压有最大的变化范围； ②按要求完成图乙的电路图； ③求R3两端电压的变化范围。 6．为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已广泛应用．交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示，电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V，调零后R1的阻值保持不变． （1）当传感器感知被测司机酒驾时 A．电压表的示数大于6V B．电流表的示数比正常值大 C．电流表和电压表的示数都增大 D．调零电阻R1的电压不变 （2）调零时，电压表的示数为6V，电流表的示数是多少？ （3）调零后，滑动变阻器R1的阻值是多少？ 7．(2013山东临沂)如图所示是晓雯制作的一只模拟调光灯．电源电压为3V．小灯泡额定电压为2.5V．闭合开关，回形针在铅笔芯最右端时，灯泡两端的电压为0.6V，流过灯泡的电流为0.1A；向左移动回形针，小灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为0.3A．求： (1)小灯泡的额定功率是多少？ (2)回形针在最右端时，铅笔芯接入电路的电阻？ 8．如图所示的电路，电阻R1的阻值是20Ω。当开关S闭合时，电流表A1的示数是0.6A，电流表A的示数是1.0A。求∶ (1)电阻R2的阻值； (2)通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功W2。 9．LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表所示。小华用一个200Ω的电阻与LED灯串联，接在电压为6V的电源上，成功的让LED灯发出了蓝光，如图所示。求： 灯两端电压V 2 2.4 3 发光的颜色 红 绿 蓝 （1）此时通过定值电阻R1的电流是多少？ （2）LED灯工作1小时，消耗的电能是多少？ （3）小华通过电阻与LED灯串联，实现了LED灯发蓝光。请你在不使用电阻的情况下，设计一个让LED灯发出蓝光的方法。 10．小亮家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答： （1）通过座椅垫的电流是多大？ （2）电热丝R1的阻值是多少？ （3）座椅垫工作100s产生的热量是多少？ 11．如图所示，电源电压不变，R1=20Ω，只闭合开关S时电流表的示数是0.15A，再闭合开关S1时电流表示数是0.21A．求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）开关S、S1都闭合时，电阻R2的电功率。 12．加在导体两端的电压为3V，通电2min，电流所做的功为360J，则通过这段导体的电流是 A。 13．如图所示，电源电压为6V且保持不变，电阻R0的阻值为20Ω，变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样，电流表所用量程为0～0.6A。 （1）当S、S1闭合、S2断开，R1的滑片P1移到b端时，电压表示数为2V，电流表示数为0.2A，求R1的最大阻值； （2）当S、S1、S2都闭合，R1的滑片P1移到a端时，在保证各元件安全的条件下，求R2的最大电功率。 14．小雪家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照0.50元/kW·h的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图，电饭锅的额定功率为 W，电视机正常工作时的电流为 A（保留一位小数）。 15．如图甲所示的电路，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片从A端移到B端，得到电路中两个电压表的示数随电流变化的图像如图乙所示的图像①和图像②。求： （1）电源电压； （2）请判断表随电流变化的图像是①还是②，并说明理由； （3）滑动变阻器的最大阻值； （4）整个电路最大总功率。 16．如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。求： （1）保温挡的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）水吸收的热量； （4）电蒸锅的加热效率。 17．小明家的电热水壶如图甲所示，其铭牌如图乙所示。将该电热水壶注满水后，让其通电正常工作5min恰好能使壶内初温为20℃的水烧开【已知c水=4.2×103J/(kg•℃)，外界气压为一个标准大气压】。求： （1）该电热水壶正常工作时其内部发热电阻的阻值大小； （2）该电热水壶中所装的水被加热到烧开时吸收的热量大小； （3）在上述情况中，该电热水壶的工作效率大小（用百分数表示并保留一位小数）。 型号 SYL-520 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 1210W 容量 1L 乙 18．如图，电源电压保持不变，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，灯泡L标有“6V2.4W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），当S、S1都闭合且滑动变阻器的滑片P在A端时，电流表的示数为0.6A，灯泡L正常发光。当S闭合、S1断开，滑片P从A端滑至C点，电压表示数改变了1.5V。 （1）求电源电压以及当S、S1都闭合，P在A端时，通过滑动变阻器的电流； （2）当S闭合、S1断开，滑片P在C点时，求灯泡消耗的实际功率； （3）当S闭合、S1断开时，为保证电路安全，求通电10s电路消耗的最少电能。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）200W；（2）242Ω；（3）91%；（4）   【详解】解：（1）由题意和电路图可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电茶壶处于加热挡状态；开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电茶壶处于保温挡状态，因电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，且R2在两种状态下消耗的功率不变，R1的功率为 电茶壶的保温功率为 P保温＝P2＝P加热﹣P1＝1000W﹣800W＝200W （2）利用可知，R2的电阻为 （3）水吸收的热量 Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103 J/(kg·℃)×1kg×（100℃﹣35℃）＝2.73×105J 电茶壶加热时消耗的电能为 W＝P加热t′＝1000W×300s＝3×105J 加热效率为 （4）现只将该电茶壶的额定保温功率改为原来的，额定加热功率不变，所以R1和R2的连接不变，由可知，只需在图丙的虚线框处接入一个电阻与R2串联，而且阻值大小与R2相等的电阻就行，如图所示：    答：（1）电茶壶的保温功率为800W； （2）电阻R2的阻值为242Ω； （3）电茶壶将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s，则加热效率为91%； （4）   2．（1）10Ω；（2）90J 【详解】解：（1）可知 通过电阻R的电流为 由得，则电阻R的阻值 （2）通电100s电阻R消耗的电能 答：（1）电阻R的阻值为10Ω； （2）通电100s电阻R消耗的电能为90J。 3．(1)保温；(2)1100Ω，60.5Ω；(3)0.422kW·h 【详解】解：(1)开关S闭合、S1断开时，总电阻最大，由P＝可知，总电阻越大，总功率越小，反之总功率越大，则电饭锅处于保温状态。 (2)当开关S闭合、S1断开时保温状态，则R0的阻值 R0＝ 当开关S、S1闭合时加热状态，则R的电功率 P＝P高温−P保温＝844W−44W＝800WR的阻值 R＝ (3)电饭锅加热30min消耗的电能 W=P加热t=0.844kW×0.5h=0.422kW·h 答：(1)开关S闭合、S1断开时，电饭锅处于保温状态； (2)R0、R的电阻分别是1100Ω，60.5Ω； (3)电饭锅加热30min消耗的电能为0.422kW·h。 4．（1）0.2A；（2）3564J；（3）50%~100% 【详解】解：（1）正常工作时，U=220V，P=22W，此时电流为 （2）发热电阻R1的阻值 当实际电压U1=198V时，电阻R1不变，发热体工作100s消耗的电能 （3）当滑片P在最右端时，R2=0，发热体R3单独工作，发热体R3的最大功率 当发热体R3以最大功率工作时间时，产生的热量：W发热体=W总；此时的能量利用率 当滑片P在最左端时，R2最大，R2和发热体R3串联工作，此时经过R3的电流 则发热体R3的最小功率 由题意可知：P3=4P3'③，由①②③可得：R2=R3；由P=I2R公式可知，此时两电阻功率之比 P2：P3'=1：1当发热体R3以最小功率工作时间时，产生的热量 此时的能量利用率 答：（1）发热体正常工作时的电流为0.2A； （2）当实际电压为198V时，发热体工作100s消耗的电能为3564J； （3）若发热体产生的热量全部被茶汤吸收，该电路电能利用率的范围50%~100%。 5．(1)0.8A；(2)6.4W；(3) ，③4V~15V 【详解】(1)电源电压为24V，调节滑片P使电压表示数为8V，R2两端电压为 电路中的电流为 (2)R1消耗的电功率为 (3)②由题意可知，自由移动滑片P时电压表安全工作且示数不为零，则电压表与定值电阻R3并联；R3两端电压最大电压为15V，有最大的变化范围，需要R3两端电压尽可能小，电路中的电流最小，故应选较大电阻R5电路如下图所示： ③电路中最大总电阻为 电路中最小电流为 R3两端最小电压为 故R3两端电压的变化范围为4V~15V。 答：(1)电路中的电流为0.4A；(2)R1消耗的电功率为6.4W；(3)R3两端电压的变化范围为4V~15V。 6．（1）B； （2）电流表的示数是0.1A； （3）滑动变阻器R1的阻值是20Ω． 【详解】试题分析：（1）酒驾时，电阻变小，判断出电流表、电压表的示数变化即可得出结论； （2）根据电压表的示数和电阻值得出电流值； （3）由于电阻值R1不变，计算出调零时的阻值，便可得调零后的阻值． 解：（1）当传感器感知被测司机酒驾时，其阻值变小，根据串分压的知识，电压表的示数应变小，所以电压表的示数应小于6V； 由于电阻值减小，电路中的总电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流值变大，所以ACD错误，B正确； （2）调零时，U2=6V R2=60Ω 电流表的示数I===0.1A； ③调零时，U1=U﹣U2=8V﹣6V=2V 则R1===20Ω 由于调零后R1的阻值保持不变．所以调零后R1的阻值是20Ω． 答：（1）B； （2）电流表的示数是0.1A； （3）滑动变阻器R1的阻值是20Ω． 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是注意“调零后，R1的电阻保持不变”． 7．(1)0.75W (2)24Ω 【详解】(1)灯泡的额定功率：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以当回形针在铅笔芯最右端时，铅笔芯电阻两端的电压：U铅笔＝U－UL′＝3V－0.6V＝2.4V，根据欧姆定律可得，铅笔芯接入电路的电阻：Ω． 8．(1)30Ω；(2)48J 【详解】(1)由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流，则电源电压为 由并联分流可得 电阻R2的阻值 (2)通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功 答：(1)电阻R2的阻值为30Ω； (2)通电时间10s，电流通过电阻R2所做的电功为48J。 9．（1）0.015A；（2）162J；（3）见解析 【详解】解：（1）由图表可知，让LED灯发出了蓝光时 根据串联电路的电压特点可得，定值电阻R1两端的电压 由欧姆定律可得，定值电阻R1的电流 （2）LED灯发出了蓝光时，因串联电路的电流相等，则 LED灯发出蓝光时的实际功率 LED灯工作1小时，消耗的电能 （3）LED灯发出蓝光的电压为3V；电源电压为6V，根据串联电路的电压特点，不使用电阻时，可以用两个LED灯串联起来，实现LED灯发出蓝光。 答：（1）通过定值电阻R1的电流是0.015A； （2）LED灯工作1小时，消耗的电能是162J； （3）可以用两个LED灯串联起来，实现LED灯发出蓝光。 10．（1）1.5A；（2）；（3）3.6×103J 【详解】解：（1）由P=UI可得，处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为 （2）由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律，电热丝R1的阻值为 （3）座椅垫工作100s产生的热量 Q=W=P1t=36W×100s=3.6×103J 答：（1）通过座椅垫的电流是1.5A； （2）电热丝R1的阻值是16Ω； （3）座椅垫工作5min产生的热量是3.6×103J。 11．（1）3V；（2）50Ω；（3）0.18W 【详解】解：（1）只闭合开关S时，电路中只有电阻R1工作，则电源电压      （2）再闭合开关S1时，电阻R1与R2并联，电流表测量干路电路，则通过R2的电流      根据并联电路电压规律可知，R2两端的电压      电阻R2的阻值 （3）电阻R2的电功率      答：（1）电源电压为3V； （2）电阻R2的阻值为50Ω； （3）开关S、S1都闭合时，电阻R2的电功率为0.18W。 12．1 【详解】由W=UIt知道，通过这导体的电流是 13．（1）10Ω；（2）1.8W 【详解】解：（1）由图可知，当S、S1闭合、S2断开，R1的滑片P1移到b端时，R0与R1的最大阻值串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流，根据串联电路中电流处处相等，可得 I1=0.2A 根据可得，R1的最大阻值为 （2）由图可知，当S、S1、S2都闭合，R1的滑片P1移到a端时，R2与R0并联，电流表测干路电流，由并联电路电压特点可知 U=U0=U2=6V 由题知，电流表量程0～0.6A，R2允许通过最大电流为1A，根据并联电路的电流特点可知干路上的最大电流为0.6A，所以通过R2的最大电流为 R2的最大电功率为 P2最大=UI2大=6V×0.3A=1.8W 答：（1）当S、S1闭合、S2断开，R1的滑片P1移到b端时，电压表示数为2V，电流表示数为0.2A，R1的最大阻值为10Ω； （2）当S、S1、S2都闭合，R1的滑片P1移到a端时，在保证各元件安全的条件下，求R2的最大电功率为1.8W。 14． 【详解】[1]由表可知，电饭煲为0.4元/小时，正常工作1小时为0.4元，按照0.50元/kW·h，消耗电能为 [2]同理求得电视机的电功率 电视机正常工作时的电流 15．（1）12V；（2）①；（3）20Ω；（4）14.4W 【详解】解：（1）（2）由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，将滑动变阻器的滑片从A端移到B端，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，由U=IR可知R1两端的电压变小，即电压表V1示数变小，所以表随电流变化的图像是①，V2表随电流变化的图像是②，滑动变阻器的滑片在A端时，变阻器连入电路的电阻为零，V2的示数为零，只有R1的简单电路，电压表V1测量电源电压，由图乙可知电源电压 U=12V （3）将滑动变阻器的滑片从A端移到B端，变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，由图乙可知，最小电流是0.4A，电压表V2的示数是8V，滑动变阻器的最大阻值 （4）由图乙可知，电路中的最大电流是1.2A，整个电路最大总功率 P大=UI大=12V×1.2A=14.4W 答：（1）电源电压是12V； （2）V1表随电流变化的图像是①； （3）滑动变阻器的最大阻值是20Ω； （4）整个电路最大总功率是14.4W。 16．（1）100W；（2）44Ω；（3）3.78×105J；（4）84% 【详解】解：（1）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻较小，由 可知，电路的总功率较大，电蒸锅处于加热挡；只闭合S1时，只有R1接入电路，电路中的电阻较大，电路的总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得保温挡功率 （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为 P2=P热-P保=1200W-100W=1100W 由可得电阻R2的阻值为 （3）质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃水吸收的热量为 （4）其消耗的电能为 W=P热t=1200W×375s=4.5×105J 则该电蒸锅的加热效率为 答：（1）保温挡的功率为100W； （2）电阻R2的阻值为44Ω； （3）水吸收的热量为3.78×105J； （4）电蒸锅的加热效率为84%。 17．（1）40Ω；（2）3.63×10J；（3）92.6% 【详解】解：（1）由铭牌可知，电热水壶的额定功率为1210W，额定电压为220V，由公式P=UI推导得 所以，电热水壶正常工作时其内部发热电阻的阻值大小 （2）由铭牌可知，该电热水壶注满水后所装水的体积为 V=1L=1×10-3m3 所装水的质量为 m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg 则水吸收的热量为 Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J （3）5min内电热水壶消耗的电能 W=Pt=1210W×5×60s=3.63×105J 电热水壶的工作效率 答：（1）该电热水壶正常工作时其内部发热电阻的阻值大小为40Ω； （2）该电热水壶中所装的水被加热到烧开时吸收的热量为3.36×105J； （3）该电热水壶的工作效率为92.6%。 18．（1）6V；0.2A；（2）1.35W；（3）12J 【详解】解：（1）当S、S1都闭合，P在A端时，R与L并联，L正常发光，电源电压 U源=UL=6V 灯泡的额定电流 滑动变阻器的电流 IR=I-IL=0.6A-0.4A=0.2A （2）当S闭合、S1断开，P在C点时，R与L串联，电压表测RAC两端电压 UR=1.5V 灯泡两端的电压 UL=U源-UR=6V-1.5V=4.5V 灯泡的电阻 灯泡消耗的实际功率 （3）当S闭合、S1断开时，L和R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，要保证电路安全，UR最大为3V，此时电路中电流最小，电流做功最少，电路最小电流 电流最少做功 W小=UI小t=6V×0.2A×10s=12J 答：（1）电源电压为6V，当S、S1都闭合，P在A端时，通过滑动变阻器的电流为0.2A； （2）当S闭合、S1断开，滑片P在C点时，灯泡消耗的实际功率为1.35W； （3）当S闭合、S1断开时，为保证电路安全，通电10s电路消耗的最少电能为12J。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$