2025年中考物理专题训练——电功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——电功率的综合计算 1．如图所示，电源电压为12V不变，灯泡L上标有“10V 5W”的字样。滑动变阻器的最大阻值为20Ω（不考虑温度对小灯泡电阻的影响） （1）求灯泡L的电阻； （2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，求滑动变阻器接入电路中的阻值； （3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，求灯泡的实际功率。 2．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是某品牌养生壶简化电路图，其相关参数如下表。 (g=10N/ kg) 项目 参数 电源电压(V) 220 低温挡功率(W) 275 中温挡功率(W) 550 高温挡功率(W) 1100 容积(L) 1 (1)开关S1、S2处于什么状态，养生壶为低温挡； (2)在标准大气压下，将初温是20℃的1升水烧开，则水吸收的热量为多少? (3)若养生壶高温挡加热效率为80%，则烧开1升20℃的水需要多少时间? (保留整数位) 3．某品牌电热水壶如图甲所示，装满一壶水，水的质量恰为5kg，其加热功率为2000W，保温功率为121W。简化电路图如图乙所示，S是保温和加热的自动转换开关，在1个标准大气压下，让该壶正常工作，将一满壶初温为20℃的水烧开。求：[水的密度ρ=1×103kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）] (1)电阻R1的阻值； (2)用电烧水能提高能量的利用率，若该电水壶烧水的效率为84%，求加热状态下烧开这壶水需要的时间。 4．如图所示的电路中小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器R1和R2最大阻值都为30Ω，滑动变阻器R1的滑片移到最右端时闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，电压表示数为2V；调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为2.5V，然后，保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，调节滑动变阻器R2的滑片移到最右端，读出电压表的示数为5.5V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，求： （1）小灯泡的额定功率；         （2）电源电压；    5．LED是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品．LED 灯发光的颜色还会随其两端电压的变化而变化，对应关系如表．某同学用一盏LED灯与一个50Ω的定值电阻组成如图所示的电路，已知电源电压保持为4.2V不变．请回答下列问题： 两端的电压/V 2 2.4 3.2 LED灯的颜色 红 黄 蓝    （1）闭合开关S，若毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算说明，此时LED灯发出的光是什么颜色？ （2）闭合开关S，若R的实际功率为0.08W，求此时： ①电路中的电流是多大？ ②10min内LED灯消耗的电能是多少焦耳？ 6．如图所示，已知电阻R1=3Ω、R2=6Ω，电流表A1的示数是0．6A，求： （1）电流表A的示数是多少 （2）电路的总功率． 7．如图所示，电源电压保持不变，R1∶R2＝1∶2只闭合S1时，电流表的度数为0．3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，R0消耗的功率为0．8W，R2消耗的功率为P2，且P1∶P2＝9∶8． 求：（1）电源电压U； （2）R1的阻值； （3）R0先后两次消耗的功率之比． 8．某中学初三学生对两只灯泡，A灯“12V 12W”、B灯“12V 6W”进行实验探究，A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示． 将A、B并联接在12V电源两端，求120s内电路消耗的电能； 若将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求A灯此时的电阻； 现将A与一个滑动变阻器 串联接在12V电源两端，做成可调照明灯，图乙所示调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率． 9．如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅（铭牌如表所示），图乙是简易原理图，A为密闭锅体，锅的内部直径为20cm，R1是加热电阻，R2是保温电阻，L为指示灯，其阻值为12Ω，S1为电源开关，S2为压力开关．闭合S1后，R1通电给压力锅内的水加热，锅内气体压强增大，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，此时压力开关S2与触点a分开，与触点b接通，R2通电给压力锅内的水保温，电流表的示数比加热状态时减少了4.9A，水的沸点与气体压强p的关系如图丙，π取3.14．求 （1）当锅内气体压强达到设定值时，锅内气体对锅盖的压力 （2）电压力锅内装有初温为20℃，质量为5kg的水，从开始加热到锅内气压达到设定值时，水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量（不计热量损失，焦炭的热值为3×107J/kg） （3）R2的阻值 10．如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”（灯泡电阻不变）。闭合开关S，断开S1、S2，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小6Ω，电流表的示数变化0.1A，灯泡恰好正常发光：保持滑片P位置不变，闭合S、S1、S2，电流表的示数又变化了1.5A。求： (1)灯泡L的电阻； (2)电源的电压； (3)R0的阻值。 11．如图甲所示是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图乙所示。 (1)他为爷爷往足浴盆里加入初温为22℃的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热．控制面板如图丙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收的热量 ；[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (2)此次加热过程耗时10min，求此过程足浴盆的电热效率 ； (3)求此次加热时足浴盆的工作电流 和加热电阻阻值 ；(保留1位小数) (4)加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能 。 12．百公里加速时间指汽车从0加速到100km/h所用的时间。小强设计了如图甲所示的测量仪，将压敏电阻R2和物块N固定在表面光滑的木板上，质量为200g的长方体绝缘物块M刚好无侧面挤压放入中间凹槽内，M与R2之间的接触面积为0.5cm2。当测量仪向右均匀加速时，R2会受到恒定的压力，R2未受压力时阻值为20Ω，如图乙是R2随压力F的增大而增大的部分图像。R2能承受的最大压力为2.8N，电源电压18V保持不变，R1标有“50Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，该电流表能准确测量时要求指针偏转不小于量程的，但不超过量程的。测量时将该测量仪水平固定在测试的车上，测量仪的前方与车前进方向一致，汽车启动加速时，根据下表所示的百公里加速时间和压敏电阻受到压力的关系就可以将电流表改装为百公里加速时间测量仪。某次测试前，闭合开关，调节滑片使电流表示数为0.6A，然后保持滑片位置不动，求： 加速时间/s 5.56 4.63 3.97 3.47 3.09 2.78 2.53 2.31 2.14 1.98 1.85 所受压力/N 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 （1）M的重力； （2）滑动变阻器消耗的电功率； （3）测试仪能准确测量时，R2受到M对它的压强范围。    13．如图甲所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样．通过特殊金属材料制成的电阻R1的电流I1与它两端的电压U1的关系如图乙所示．求： （1）小灯泡L正常发光时的电阻。 （2）闭合开关S1、S3，断开S2，当把滑片P移到最左端时，灯泡L正常发光，电流表的示数是多少？ （3）断开开关S1、S3，闭合S2，电流表示数为0.1A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω，小灯泡消耗的实际功率为多少？ 14．如图甲，电源电压可以调节，电阻R1＝30Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为200Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，灯泡L上标有“6V”字样，其电流随电压变化的图像如图乙所示： (1) 灯泡L的额定功率是多大？ (2) 电源电压保持3V不变，闭合所有开关，在保证各元件安全的前提下，变阻器R2在1min内消耗的最大电能为多少？ (3) 电源电压保持18V不变，只闭合开关S1，变阻器消耗的电功率P2与电压表示数U表的关系如图丙所示，当电压表示数分别为Ux、Ux＇时，变阻器的电功率均为P2x，已知Ux∶Ux＇＝1∶3，则P2x为多大？ 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）20Ω；（2）4Ω；（3）1.8W 【详解】（1）灯泡L上标有“10V 5W”的字样，表示灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W，根据可得，灯泡L的电阻为 （2）闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，由欧姆定律，电路的电流为 由串联电路电压的规律，滑动变阻器的电压为 由欧姆定律可得，滑动变阻器接入的电阻为 （3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，，由串联电路的电阻特点和欧姆定律，电路中的电流为 灯泡的实际功率为 答：（1）灯泡L的电阻为20Ω。 （2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω。 （3）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯泡的实际功率为1.8W。 2．(1)S1断开，S2闭合在A点上；(2)3.36×105J；(3)382s 【详解】(1)由图可知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P=可知总功率最小，此时为低温档。 (2)水的质量 m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg 水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J (3)由η=和W=Pt得，烧开一壶水需要的时间为 答：(1) S1断开，S2闭合在A点上，养生壶为低温挡； (2)在标准大气压下，将初温是20℃的1升水烧开，则水吸收的热量为3.36×105J； (3)若养生壶高温挡加热效率为80%，则烧开1升20℃的水需要382s。 3．(1)400Ω；(2)1000s 【详解】解：(1)S断开时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，由可知电功率较小，水壶处于保温状态 S闭合时，电路为R2的简单电路，电路中电阻最小，由可知电功率较大，处于加热状态 R1的阻值 (2)在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t=100℃，水吸收的热量 Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J 电热水壶消耗的电能 加热状态下烧开这壶水需要的时间 答：(1)电阻R1的阻值是400Ω； (2)加热状态下烧开这壶水需要的时间是1000s。 4．（1）0.25W；  （2）6.8V 【详解】解：（1）将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为2.5V，此时灯泡两端的实际电压等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光U额=2.5V；保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，将变阻器R2的滑片移到最右端，由于电压表接在变阻器R2的滑片上，因此R2的滑片移动过程中，电路中的总电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变，灯仍正常发光，此时电压表测量的电压为灯泡与滑动变阻器R2两端的总电压为U=5.5V，由于变阻器R2的滑片移到最右端，因此此时变阻器R2接入电路的电阻为最大阻值R2=30Ω，由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压为 由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，灯泡的额定电流为 则灯泡的额定功率为 （2）不考虑温度对灯丝电阻的影响，由可得，灯泡的电阻值为 由题意知，滑动变阻器R1的滑片移到最右端，滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，电压表测量灯泡两端的电压为，根据可得，此时经过小灯泡电流为 根据串联电路处处相等，即此时的电路电流为0.08A，根据欧姆定律可得，电源电压为 答：（1）小灯泡的额定功率为0.25W；      （2）电源电压6.8V。 5．（1）蓝颜色的光；（2）①0.04A；②52.8J 【详解】（1）图中的LED灯与电阻R组成串联电路，闭合开关S，毫安表的读数为20mA，则电阻R两端电压 UR=IR=0.02A×50Ω=1V LED灯两端电压 ULED=U-UR=4.2V=1V=3.2V 由表格中数据可得此时LED灯发出的光是蓝颜色的光。 （2）闭合开关S，若R的实际功率为0.08W，则由得 电阻两端电压 U’R=IR=0.04A×50Ω=2V 则LED灯两端电压 U’LED=U=U’R=4.2V=2V=2.2V 10min内LED灯消耗的电能 W=U’LEDIt=2.2V×0.04A×600s=52.8J 6．（1）0.9A； （2）1.62W． 【详解】试题分析：（1）由图示可知，两个电阻是并联的，并联电路中各支路的电压相等，可知电压U=I1R1=1．8V，两个电阻并联的总电阻为2Ω，所以总电流也就是电流表A的示数为1．8V/2Ω=0．9A；（2）电路的总功率为P=UI=1．8V×0．9A=1．62W． 考点：欧姆定律；电功率 7．（1）12V； （2）20Ω； （3）9：4 【详解】试题分析：（1）（2）只闭合S1时，R1消耗的功率为P1=I12 R1，只闭合S2时，R2消耗的功率为P2=I22R2，∵P1/P2=I12R1/I22R2=（I1/I2）2×R1/R2=（0．3A/I2）2×1/2=9/8解得，只闭合S2时电路电流I2=0．2A， ∵P=I2R，∴R0的阻值：R0=P0/I22=0．8W/（0．2A）2=20Ω，∵电源的电压不变， ∴U=I1（R0+R1）=I2（R0+R2），即0．3A×（20Ω+R1）=0．2A×（20Ω+2R1），解得：R1=20Ω， 电源的电压：U=I1（R0+R1）=0．3A×（20Ω+20Ω）=12V； （3）R0先后两次消耗的功率之比：P01/P02=I12R0/I22R0=（I1/I2）2=（0．3A/0．2A）2=9/4． 考点：欧姆定律的应用；电功率的计算 8．（1）2160J；（2）8Ω；（3）4.2W 【分析】（1）A、B并联接在12V电源两端，都正常发光，由W=Pt计算1min内电路消耗的电能； （2）A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，说明B达到额定电压，由此根据图象判断A灯的电压和电流，根据计算其电阻； （3）当滑动变阻器的功率是A灯功率相等，由电路特点和P=UI求得滑动变阻器滑动变阻器的功率． 【详解】（1）由并联电路的电压特点可知，将A、B并联接在12V电源两端时，两灯都正常发光， 由可得，120s内电路消耗的电能： W总=P总t=（12W+6W）×120s=2160J； （2）A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，串联电路中电流处处相等，由P=UI可得，通过两灯的电流： ， 由甲可知此时UA=4V， 由欧姆定律可得： ； （3）当A与滑动变阻器串联接在12V电源两端时，两者电流相等，且PA=P变，由P=UI知，此时灯A与变阻器两端电压也相等，即：UA′=U变， 由串联电路的电压特点有：UA′+U变=12V，所以UA′=U变=6V， 由图象知此时通过灯泡A（滑动变阻器）的电流为0.7A， 所以滑动变阻器的功率：P变=U变I=6V×0.7A=4.2W． 9．（1）6280N；（2）0.07kg；（3）2188Ω． 【分析】（1）当锅内气体压强达到设定值时，由表甲得出锅内气体压强，知道锅盖内部直径，可求得其面积，利用压强公式求锅内气体对锅盖的压力； （2）由表甲知，锅内压强设定值p=200kPa，知道水的质量、比热容和水的初温，利用Q吸=cm△t求水吸收的热量；不计热量损失，根据Q吸=Q放=mq可求得焦炭的质量； （3）保温时，指示灯和电阻R2串联接入电路，知道保温功率和电源电压，利用电功率的公式求电路总电阻，再根据串联电阻关系求R2的阻值． 【详解】（1）由表格数据可知，当锅内气体压强达到设定值时，气体压强p=200kPa=2×105Pa， 锅盖面积， 锅内气体对锅盖的压力F=pS=2×105Pa×3.14×10-2m2=6280N； （2）当锅内气体压强达到设定值p=200kPa时，水沸腾，由图丙可知此时锅内温度为120℃，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（120℃-20℃）=2.1×106J， 不计热量损失， Q吸=Q放=2.1×106J，焦炭的质量； （3）当开关S2与触点a点接通时，为加热状态，此时电流， 当开关S2与触点b接通时，R2与L串联，为保温状态，由题意可知，电路中的电流I=I加热-△I=5A-4.9A=0.1A，保温时电路总电阻：，则R2的阻值：R2=R-RL=2200Ω-12Ω=2188Ω． 10．(1) 12Ω；(2) 12V；(3) 12Ω 【详解】(1)灯泡L标有“6V 3W”，根据可得 (2)开关S闭合，当S1、S2断开，灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小6Ω，灯泡正常发光，由P=UI此时电路中电流 根据串联电路的特点和欧姆定律可得滑片P在某一位置时，电源电压 ① 滑片P从b端滑到某一位置时，电阻变小，电流表的示数变化0.1A，所以滑片在b端时电流 根据串联电路的特点和欧姆定律可得滑片P在b端时电源电压 ② 解①②得 (3)保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，R0与变阻器并联，灯泡L短路，电流表测量干路电流，由于示数又变化了1.5A，因为并联电路总电阻比任一分电阻小，所以电流表示数为 此时通过变阻器的电流 根据并联分流的特点可得通过R0的电流 所以根据可得R0的电阻 答：(1)灯泡L的电阻12Ω； (2)电源的电压是12V； (3)R0的电阻是12Ω。 11． 4.2×105J 87.5% 3.6A 60.5Ω 8.4×105J 【详解】解：(1)[1]水吸收的热量 (2)[2]由图丙指示灯可知，加热时足浴盆的功率P=800W，则足浴盆加热10min消耗的电能 足浴盆的电热效率 (3)[3][4]此次加热时足浴器的功率P=800W，由P=UI得，此时足浴器的工作电流 由可得，加热电阻的阻值 (4)[5]加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，则泡脚时足浴盆消耗的电能： 加热和泡脚总共消耗总电能 答：(1)此过程中水所吸收的热量是4.2×105J； (2)此次加热过程耗时10min，此过程足浴盆的电热效率是87.5%； (3)此次加热时足浴盆的工作电流是3.6A，加热电阻阻值是60.5Ω； (4)加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，此次加热和泡脚总共消耗电能为8.4×105J。 12．（1）2N；（2）3.6W；（3）2.4×104Pa～5.6×104Pa 【详解】解：（1）M受到的重力为 （2）由图得，滑动变阻器R1与电阻R2串联，闭合开关，调节滑片使电流表示数为0.6A，由欧姆定律得，R2的电压为 此时滑动变阻器R1的电压为 滑动变阻器消耗的电功率为 （3）由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路中的电阻为 依题意得，当电路中电流最小为 由欧姆定律得，电路中的最大电阻为 电阻R2的最大阻值为 因为R2能承受的最大压力为2.8N，由图乙可知，此时R2'的阻值为 70Ω＜80Ω 所以R2受到的最大压力为2.8N，R2受到M对它的压强为 当电路中电流最大为 由欧姆定律得，电路中的最大电阻为 电阻R2的最大阻值为 电阻由图像得，此时电阻R2受到的压力为1.2N，R2受到M对它的压强为 则测试仪能准确测量时，R2受到M对它的压强范围为2.4×104~5.6×104Pa。 答：（1）M受到的重力为2N； （2）此时滑动变阻器消耗的电功率为3.6W； （3）R2受到M对它的压强范围为2.4×104Pa~5.6×104Pa。 13．（1）12Ω；（2）0.95A；（3）0.45W 【详解】解：（1）由可知，灯泡正常发光时的电阻 （2）由图示电路图可知，闭合开关S1、S3，断开S2，当把滑片P移到最左端时，灯泡与R1并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，则并联电压（电源电压） U=UL额=6V 由图示图象可知，通过R1的电流 I1 =0.45A 由P=UI可知，通过灯泡的电流 电流表示数 I=I1 +IL =0.45A+0.5A=0.95A （3）由图示电路图可知，断开开关S1、S3，闭合S2时，灯泡与两电阻串联，电流表测电路电流，由图示图象可知，电流I=0.1A对应的电压：U1 =0.5V，滑动变阻器两端电压 U滑=IR滑=0.1A×10Ω=1V 灯泡两端电压 UL =U-U1 -U滑=6V-0.5V-1V=4.5V 灯泡实际功率 P=UL I=4.5V×0.1A=0.45W 答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω； （2）闭合开关S1、S3，断开S2，当把滑片P移到最左端时，灯泡L正常发光，电流表的示数是0.95A； （3）断开开关S1、S3，闭合S2，电流表示数为0.1A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω，小灯泡消耗的实际功率为0.45W。 14．(1) 3.6W；(2) 18J； (3) 2.025W 【详解】(1)由图乙，灯泡L的额定电压是6V，对应的额定电流是0.6A，故灯泡L的额定功率 (2)电源电压保持3V不变，闭合所有开关，电阻R1被短路，灯泡L与滑动变阻器并联，电流表测干路电流。在保证各元件安全的前提下，要使变阻器R2在1min内消耗的电能最大，即电路中电流要最大，由于电流表的量程为0~0.6A，所以干路中最大电流为0.6A。 电源电压保持3V不变，由图乙此时通过灯泡的电流 则通过滑动变阻器R2的最大电流 阻器R2在1min内消耗的最大电能 (3)电源电压保持18V不变，只闭合开关S1，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端电压，电路中电流 变阻器的电功率 因为两次电功率相等，则有 已知Ux：Ux＇＝1∶3，代入数据 解得 或（舍去） 则P2x为 答：(1)灯泡L的额定功率是3.6W； (2)电源电压保持3V不变，闭合所有开关，在保证各元件安全的前提下，变阻器R2在1min内消耗的最大电能为18J； (3) 电源电压保持18V不变，只闭合开关S1，变阻器消耗的电功率P2与电压表示数U表的关系如图丙所示，当电压表示数分别为Ux、Ux＇时，变阻器的电功率均为P2x，已知Ux∶Ux＇＝1∶3，则P2x为2.025W。 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 $$