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全一册

期末专题复习：第十八章电功率计算题 一、计算题 1．家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）。则 (1)电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW·h? (2)R0的电阻为多少Ω？ (3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因． 2．如图甲所示是一款电加热煮茶壶，其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝，旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置，可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W，R1＝160Ω。求： （1）电阻丝R2的阻值； （2）保温挡正常工作100s消耗的电能； （3）该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡，将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min，则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容] 3．如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0~0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V 3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求： （1）灯泡正常发光时的电阻多大? （2）电源电压多大? （3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）? 4．图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率模糊不清）；图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全．闭合S1为“低温”档．若某房间室内空气质量为60kg，空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃），电暖器放出热量的50%被室内空气吸收，该电暖器的“高温”档正常工作20min，求： (1)“低温”档正常工作时的电阻； (2)“高温”档正常工作时的总电流； (3)此房间内空气温度升高的度数。 5．小琳家电子式电能表表盘如图所示。她将某用电器单独接在该表上工作10min，电能表指示灯闪烁了160次： (1)该用电器在上述时间内消耗的电能为多少？ (2)该用电器的电功率是多少？ (3)该电能表允许接入用电器最大电功率为多少？ 6．如图甲为新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图乙所示，其中R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关煮饭时，把电饭锅接人220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图象如图丙所示。 求：(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率； (2)电热丝R1的阻值； (3)这个电饭锅在0-15min内把1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，电饭锅在这段时间内的加热效率。 7．如图甲所示的电路中，电源电压不变。闭合开关，滑动变阻器的滑片P移至中点时，滑动变阻器R2消耗的功率为P2 。当滑片P移至最右端时，滑动变阻器R2消耗的功率为P2＇，R1消耗的功率为1.6W，滑片从中点移至最右端的过程中，R2的功率与电流表示数的关系如图乙所示。R2允许通过的电流为1A，电压表接“0~15V”量程，电流表接“0~0.6A”量程。求： （1）P2与P2＇的比值及R1的阻值； （2）电源电压； （3）若用电阻Rx替换R1，电压表换接另一量程，电流表量程不变，要求闭合开关S，在移动滑片P的过程中，至少有一个电表达到满刻度，且电路能正常工作。求Rx的最小阻值。 8．某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为1.1kW，保温功率为44W，容量为2kg，简化电路图如图乙所示，S是保温和加热的自动转换开关，求： （1）在一个标准大气压下将20℃的壶中的水烧开，请计算水吸收的热量； （2）保温状态时电路中的电流； （3）R2的阻值； （4）加热状态下工作12分钟电热水壶消耗的电能。 9．某种混动汽车的工作流程如下图所示：汽油机和电动机分属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套系统也能同时给汽车提供动力来驱动汽车前进。若某混动汽车总质量为1.5t，轮胎与地面的总接触面积为，某次测试中该车匀速行驶10km用时10min，汽车受到的阻力为车重的0.2倍。（g取10N/kg，） 求：（1）测试中该汽车速度是多少km/h； （2）汽车静止时对水平路面的压强为为多少？测试过程中汽车提供的动力做功为多少？ （3）若该车此次测试过程共消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，则汽油机提供的有用部分的能量为多少？ （4）根据汽车动力做功并分析下图关系，其中测试过程中蓄电池提供电能0.8kW·h，则电动机的效率为多少？（效率保留至0.1%） 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，电源电压恒定，定值电阻，小灯泡L标有“9V  5.4W”字样，滑动变阻器标有“  0.5A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A。当只闭合开关时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响，求： （1）灯泡正常发光时的电阻 （2）电源电压 （3）当只闭合开关时，在保证电路安全的情况下，求电路消耗的最大功率。    12． 某型号电压力锅工作电路简图如图所表是其部分参数，其中R1是主加热器，R2是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a，b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，现将3kg初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作。已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/(kg℃)，求： (1)电压力锅在加热状态时的电流； (2)电压力锅多少秒后开始保压？ (3)电压力锅在加热过程中消耗的电能。 13．纯电动汽车是节能环保能量转化效率更高的新能源汽车。如图是某厂家开发的纯电动汽车，为了比较这款电动汽车与同型号燃油汽车的能量转化效率及节能情况，对它们进行了测试，部分测试数据如下表（测试过程视为匀速直线运动），则：（q汽油=4.5×107J/kg） 项目 能源种类 测试距离 牵引力 百公里耗能 能量转化为机 械能的效率 耗能费用 纯电动汽车 电能 100km 600N 20kW·h ？ 20×0.8=16元 燃油汽车 汽油 100km 600N ？ 30% 耗油量×8元 （1）测试过程中，纯电动汽车牵引力所做的功是多少？ （2）纯电动汽车的将电能转化为机械能的效率是多少？ （3）燃油汽车百公里耗油多少千克？（保留一位小数）    14．如图所示，是一款烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热档位，正常工作时高温档功率为1200W。[c水=4.2×103J/()] （1）将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量； （2）若用正常工作时的高温档加热这些水，所需时间为70s，挂烫机的加热效率。 15．下表为某电火锅的铭牌。R1、R2为阻值一定的电热丝、且R2>R1。逝过控制开关S、S2的断开或闭合状态。可以让电火锅在不同挡位工作。 （1）电火锅在高温挡正常工作的电流（结果保留小数点后1位）； （2）若电火锅接在198V的电压下，此时中温挡的实际功率； （3）请结合表格中的内容，设计出电火锅的工作简易电路，并求R1∶R2的值。 XX牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 低温挡 500W 中温挡 1000W 高温挡 1500W 16．如图甲是某家用电暖器，如图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1=60.5Ω，R2=88Ω，部分参数见下表．在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全． 额定电压 220V 操作方式 手动 （1）通过开关通断，该电暖气可以实现多少个功率档位？请画出电路图． （2）计算出电暖器消耗电功率最小档位时，电路电流值． （3）计算出电暖器在高温档时，电路消耗的总功率 17．如图所示，是一款电热器的简化电路图，额定电压为220V，它有加热和保温两挡，R1和R2阻值不随温度变化，“加热”时额定功率为550W，电阻R1=3R2。求： （1）正常“加热”状态，通过该电热器的电流； （2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量； （3）“保温”状态时电路的总功率。 18．冬天泡脚是人们比较喜欢的一种养生方式，如图为一欺泡脚桶工作电路的原理图。泡脚桶的水箱容积为10L，它有保温、中温、高温三个档位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”、“3和4”接线柱。正常，工作时，保温档功率为高温档功率的，R1为121Ω，R2为60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响，c水=4.2×103J/kg·℃）求： （1）泡脚桶高温档的功率； （2）该泡脚桶装满水后处于高温档正常工作时，将水从20℃加热到40℃需要的加热时间，不考虑热量损失； （3）电阻R3的阻值。 19．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．图是某品牌养生壶简化电路图，开关 S2 可以断开、接 A、接 B．[c 水= 4.2×103 J/（kg·℃）] 项 目 参数 额定电压（V） 220 低温档功率（W） 275 中温档功率（W） 550 高温档功率（W） 1100 （1）开关 S1、S2 处于什么状态，养生壶处于低温档，说明判断依据． （2）养生壶处于中温档工作时，求电路中的电流大小． （3）求 R2 的阻值． （4）在标准大气压下，使用高温档正常加热，将质量为1kg、初温是 12℃的一壶水烧开，用了 7min，求水吸收的热量和养生壶高温档的加热效率． 20．某中学教室及教师办公室里共有电灯1000盏，在电压为220V不变的情况下，都是用“220V  60W”的普通照明灯泡，平均每天用电8小时。如果将普通照明灯泡改用“220V  40W”的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了。请你算算，该校一学期（150天）可节约多少千瓦时的电？ 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)0.11kW·h；(2)44Ω；(3)见解析 【详解】(1)消耗的电能为 W=Pt=1.1kW×0.1h=0.11kW·h (2)R0的电阻为 R0==44Ω (3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将变小，因为当S断开时，电阻R0与电阻R串联，由欧姆定律可知，饮水机的工作电流较小；根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小，故当S断开时饮水机处于保温状态。 2．（1）40Ω；（2）242W；（3）220v 【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S接触2、3时，电路为R2的简单电路；当开关S接触1、2时，电路为串联电路。根据可知，开关S接触2、3时，电阻最小，功率最大，电加热煮茶壶处于加热档；当开关S接触1、2时，电阻最大，功率最小，电加热煮茶壶处于保温档。R2的阻值 （2）当开关S接触1，2时，电加热煮茶壶处于保温档，茶壶低温挡功率 保温挡正常工作100s消耗的电能 （3）水从40℃升高到100℃吸收的热量 根据可得，消耗的电能 实际电压 答：（1）R2的阻值40Ω； （2）保温挡正常工作100s消耗的电能是24200J； （3）家庭电路的实际电压是200V。 3．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电阻 （2）（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光，灯泡与滑动变阻器R2最大值的一半串联，灯泡正常发光时的电流 设电源电压为U，则有 （b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，R1与滑动变阻器R2的最大值串联，电流表示数为0.3A，则有 联立以上两式解得电源电压为 滑动变阻器R2的最大值为 （3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，R2、 R3串联，当滑动变阻器电阻为0时，电路中电流最大为 因电流表量程0~0.6A，所以电路中的最大电流为 电路的最大功率 当滑动变阻器阻值最大时，电路中的电功率最小为 答：（1）灯泡正常发光时的电阻为； （2）电源电压9V； （3）电路中的电功率变化范围为。 4．(1)88Ω；(2)7.5A；(3)15℃ 【详解】(1)闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻 (2)闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联 高温档时正常工作的电流 (3)电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量 空气吸收的热量 房间的空气温度升高 答：(1)“低温”档正常工作时的电阻为88Ω。 (2)“高温”档正常工作时的总电流为7.5A。 (3)此房间内空气温度升高的度数为15℃。 5．(1)0.05kWh；(2)300W；(3)2200W 【详解】(1)该用电器在上述时间内消耗的电能为 (2)该用电器的电功率是 (3)该电能表在电流不大于10A时，可以稳定精确地工作，短时间内允许通过的最大电流是20A，则允许接入用电器最大电功率为 答：(1)该用电器在上述时间内消耗的电能为0.05kWh； (2)该用电器的电功率是300W； (3)该电能表允许接入用电器最大电功率为2200W。 6．(1)660W；(2)110Ω；(3)70% 【详解】(1)当S和S1都闭合时，和并联，根据并联电阻的特点知，电路中的电阻最小，由知，此时电路消耗的电功率最大，由丙图知，通过干路的电流为3A，由可得电饭锅的电功率 (2)当只闭合开关S时，只有接入电路，由丙图知，此时通过的电流为2A，由欧姆定律可得的电阻 (3)这个电饭锅在0-15min内，产生的热量为 水吸收的热量为 电饭锅在这段时间内的加热效率 答：(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率660W； (2)电热丝R1的阻值为110Ω； (3)电饭锅在这段时间内的加热效率70%。 7．（1）9：8，10Ω；（2）15Ω 【详解】解：（1）由图乙可知P2：P2＇=9：8 ， I1=0.6A 即可的得出电流之比为 即 由 得 （2）当滑片P分别在中点和最右端时，电路电源电压不变 解得 电源电压 （3）当电压表满偏，且电流表也满偏时，Rx的阻值最小 故Rx的阻值最小为15Ω。 8．（1）6.72×105J；（2）0.2A；（3）44Ω；（4）7.92×105J 【详解】解：（1）在1个标准大气压下水的沸点是100℃，所以水吸收的热量是 （2）由得，保温时的电流是 （3）由电路图得，当S闭合时R1短路时，电路中只有R2工作；当S断开时，两电阻串联，电路电阻最大，由 得，当S断开时是保温状态，S闭合时为加热状态。则 根据题意知道，加热功率是1.1kW， R2的阻值为 （3）加热状态下电热水壶工作12分钟消耗的电能是 答：（1）水吸收的热量为6.72×105J； （2）保温状态时电路中的电流为0.2A； （3）R2的阻值为44Ω； （4）加热状态下工作12分钟电热水壶消耗的电能为7.92×105J。 9．（1）；（2），；（3）；（4） 【详解】解：（1）测试中该汽车速度为 （2）汽车静止时对水平路面的压力为 汽车静止时对水平路面的压强为 测试中汽车匀速行驶，则 测试过程中汽车提供的动力做功为 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机提供的有用部分的能量为 （4）电动机提供的有用功为 则电动机的效率为 答：（1）测试中该汽车速度为； （2）汽车静止时对水平路面的压强为为，测试过程中汽车提供的动力做功为； （3）汽油机提供的有用部分的能量为； （4）电动机的效率为。 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）；（2）18V；（3）9W 【详解】解：（1）根据小灯泡正常发光的电阻为 （2）只闭合时灯泡和电阻串联，灯泡L恰好正常发光，故灯的实际电压等于额定电压9V，因 由分压原理可知定值电阻的电压为9V，由串联电路电压的规律，电源电压为 （3）根据P=UI可知灯正常发光时的电流 小于变阻器允许通过的最大电流0.5A，只闭合时变阻器和灯泡串联，电压表测变阻器的电压。根据串联电路电流的规律，为保证电路安全，电流最大电流为0.5A，由欧姆定律，灯的实际电压为 根据串联电路电压的规律，电压表示数为 UV=18V-7.5V=10.5V<15V 故电路消耗的最大功率 答：（1）灯泡正常发光时的电阻为； （2）电源电压为18V； （3）当只闭合开关时，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为9W。 12．(1)4.5A；(2)1120s；(3)1.12×106J 【详解】解：(1)接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热，电阻R1、R2并联，电路消耗的总功率 P=P主加热+P保压加热=800W+200W=1000W 电压力锅在加热状态时的电流 (2)水吸收的热量 消耗电能 保压时间 (3)电压力锅在加热过程中消耗的电能为1.12×106J。 答：(1)电压力锅在加热状态时的电流4.5A； (2)电压力锅1120s后开始保压； (3)电压力锅在加热过程中消耗的电能1.12×106J。 13．（1）6×107J；（2）83.3%；（3）4.4千克 【详解】解：（1）纯电动汽车牵引力所做的功 W有=Fs=600N×100×103m=6×107J （2）消耗的电能为 W电=20×3.6×106=7.2×107J 纯电动汽车的能量转换效率 （3）汽油车与电动汽车牵引力所做的功都相同为6×107J，汽油车百公里消耗的总能量为     汽油的质量为 答：（1）纯电动汽车牵引力所做的功是6×107J； （2）纯电动汽车的能量转换效率是83.3%； （3）燃油汽车百公里耗油4.4千克。 14．（1）75600J；（2）90% 【详解】(1)将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃需要吸收的热量 (2)高温挡加热水消耗的总电能 根据加热效率公式 答：(1) 将水箱中0.2kg的水从10℃加热到100℃，需要吸收的热量为75600J。 （2）若用高温挡加热这些水，所需时间为70s，挂烫机的加热效率为90%。 15．（1）6.8A；（2）810W；（3），R1∶R2=1∶2 【详解】解：（1）高温挡功率为1500W，根据P=UI可知电火锅在高温挡正常工作的电流为 （2）中温挡的功率为1000W，根据可知，在R不变的条件下，电功率与电压的平方成正比，故若电火锅接在198V的电压下，此时中温挡的实际功率 （3）根据可知，因为R2>R1，故只有R2连入电路中时为低温挡，只有R1连入电路中时为中温挡；因并联电阻小于其中任一电阻，故两电阻并联时电功率最大，为高温挡，电路的设计如下所示： 由可知，当电压一定时，电功率与电阻成反比，所以有 答：（1）电火锅在高温挡正常工作的电流为6.8A； （2）若电火锅接在198V的电压下，此时中温挡的实际功率为810W； （3）电火锅的工作简易电路见解析，电阻之比R1∶R2=1∶2 16．（1）三档（2）2.5A（3）1350W 【分析】（1）根据，当电压一定，电阻不同时，功率不同，结合电路图分析由几个档位； （2）根据，当电阻最大时，功率最小，再根据计算电流； （3）并联时总功率等于各电阻功率之和，利用计算电路消耗的总功率． 【详解】（1）如图的电路图可知，两个电阻可以分别接入电路，还可以并联同时接入电路，由知，三个档位功率不同，等效电路图如下； （2）根据，当电阻最大时，功率最小，所以当R2=88Ω，接入电路时，功率最小，最小电流为： ； （3）当两个电阻并联接入电路时，电路总功率为： ． 17．（1）2.5A；（2）3.3×105J；（3）412.5W 【详解】解：（1）由 可知，正常“加热”状态，通过该电热器的电流 （2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量 （3）由图可知，当开关接1时，只有R1工作，当开关接2时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点可知，当开关接1时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据 可知，电路中的电功率最大，电热器处于加热状态；由 可知，R1的阻值 由于R2的阻值 当开关接2时，R1、R2串联，电路中的电阻最大，根据 可知，电路中的电功率最小，电热器处于保温状态；根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻 “保温”状态时电路的总功率 答：（1）正常“加热”状态，通过该电热器的电流为2.5A； （2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量为3.3×105J； （3）“保温”状态时电路的总功率为412.5W。 18．（1）1200W；（2）700s；（3）181.5Ω 【详解】解：（1）旋钮开关置于“1和2”时R3、R2串联在电路中，旋钮开关置于“2和3”时只有R2连接在电路中，旋钮开关置于“3和4”时R1、R2并联在电路中；根据可知，电阻越大则功率越小，可知旋钮开关置于“1和2”时为保温档，旋钮开关置于“3和4”时为高温档，此时 （2）装满水后水的质量为 将水从20℃加热到40℃需要的加热时间，由吸热公式可知 不考虑热量损失，该泡脚桶装满水后处于高温档正常工作时 （3）保温档功率为高温档功率的，则 可得电阻R3的阻值为 答：（1）泡脚桶高温档的功率为1200W； （2）将水从20℃加热到40℃需要的加热时间为700s； （3）电阻R3的阻值为181.5Ω。 19．（1）S1断开，S2接A时，为低温档；因为此时电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小； （2）2.5A （3）88Ω  （4）3.696×105J   80% 【详解】（1）由图知，S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻等于两电阻之和，电路中的总电阻最大，根据可知，则总功率最小，为低温档； （2）当开关S1闭合、S2断开时，电路中只有电阻R1，养生壶处于中温档．由P=UI可得， 电路中的电流 ． （3）由图可知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由 可知，电路的总功率最大，此时为高温档． 此时P总=PR1+PR2， PR2=P总-PR1=1100W-550W=550W， 由可知，R2的阻值： ． （4）水吸收的热量： ， 养生壶消耗的电能：， 养生壶高温档的加热效率 ． 答：（1）S1断开，S2接A时，为低温档；因为此时电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小；（2）养生壶处于中温档工作时，电路中的电流为2.5A；（3）R2 的阻值为；（4）水吸收的热量为，养生壶高温档的加热效率为80%； 20．2.4×104 【详解】解：照明灯泡每天8小时一个学期消耗的电能 日光灯每天8小时一个学期消耗的电能 该校一学期可节约电能 答：该校一学期可节约2.4×104千瓦时的电。 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 $$