2025年中考物理二轮专题训练-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．如图所示电路，灯泡L标有“4V 2W”字样，R2的阻值为10Ω，只闭合开关S时，灯泡正常发光；开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.8A。求： (1)灯泡的额定电流； (2)R1的阻值。 2．如图所示，是家用电热水壶及其铭牌，假设电热水壶电阻丝温度保持不变，求： （1）把1.2L水从20℃加热到100℃，水吸收了多少热量？（水的比热容为，水的密度为1.0×103kg/m3） （2）若加热过程中用了8分钟，则电水壶的热效率是多大？ 3．一种“光电互补型”太阳能热水器，晴天以吸收太阳能作为加热方式，阴雨天可用电加热方式，该种太阳能热水器水箱内的水为120kg，当水温由15℃升高到45℃时， （1）这些水吸收的热量是多少J？[c水=4.2×103J/(kg·℃)] （2）若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是多少千瓦时。 4．如图 1 所示是定值电阻 R1和标有“8V 8W”灯泡 L 的 I﹣U 关系图像。如图 2 所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为 12Ω，求： （1）定值电阻 R1多大？ （2）把开关 S、S2闭合、开关 S1断开，滑动变阻器的滑片 P 滑到 b 端，此时电流表示数为 0.5A，灯泡 L 的实际功率多大？电源电压多大？ （3）当开关 S、S1、S2同时闭合，调节滑片 P 的位置，电路消耗的最大功率是多少？ 5．如图所示为某电饭煲的简化电路，S为一个单刀双掷开关。当S与位置“1”接通时，电饭煲处于蒸煮状态，此时电饭煲的功率为1100W。当S与位置“2”接通时，电饭煲处于保温状态，此时电饭煲的功率为88W。已知电源电压恒为220V。 （1）求电热丝R1的阻值； （2）求电热丝R2的阻值。 6．空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，从空气中吸收的热量为Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸＝Q＋W．已知某型号的空气能热水器功率为1 800 W，工作时消耗的电能W是水吸收热量Q吸的四分之一，当用此热水器将150 kg的水从15 ℃加热到55 ℃时[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]，求： (1)水吸收的热量． (2)空气能热水器完成上述加热过程所用的时间． 7．如图所示电路中，电源电压为4V，R1=1Ω，R2=4Ω。求： （1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数和通电1min电阻R1上产生的热量； （2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率。 8．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变．小灯泡R1标有“4V 1.6W”字样，R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V．请画出每个小题的等效电路图． （1）只闭合开关S2时，电压表的示数为2V．则R2消耗的电功率是多少？ （2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3：1；若只闭合开关S3．小灯泡R1消耗的电功率变化范围是多少？ 9．如图所示，小灯泡L上标有“2.0V、0.25A”字样，假设小灯泡的电阻不随温度变化。电源电压为3V，当电压表的示数为2.4V时。则： （1）电流表的示数为多少？ （2）小灯泡的实际功率为多少？ （3）滑动变阻器接入电路的电阻为多少？ （4）调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，若电源能提供的能量为7.5×103J，电源能工作多长时间？ 10．如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1=15Ω，R2=30Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求： （1）灯丝的电阻是多少Ω？ 电源电压是多少V？ （2）当开关S，S1闭合，S2断开时，电流表的示数是多少A？ （3）当开关S，S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率是多少W？5min电路产生的热量为多少J？ 11．某电热水壶具有加热和保温的功能，其铭牌和工作电路如图所示，虚线框内的加热部位由定值电阻R0和R1（最大阻值为840的可变电阻）构成；可以将滑片滑在滑阻一端到另一端之间的任意位置，通过调节R1可改变电热水壶的功率，进而调控水的温度。 (1)R0的阻值为多少？ (2)在保温状态下，电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），当R1=510时，在温度为20℃的房间使用，该电热水壶将水温保持在多少？（该热水壶处于额定电压） (3)将该电热水以最大功率的状态接入电路，关闭其他用电器，发现标有“3000imp/kW·h”的电能表在1分钟内，小灯闪烁50次，求实际电压为多少？ 12．如图所示的电路中，电源电压和灯L的电阻保持不变，灯L标有“6V6W"字样。求: （1）灯L正常发光时的电阻: （2）当R的滑片P位于a端，闭合S1断开S2时，灯L两端的实际电压为额定电压的，此时灯L工作1min所消耗的电能: （3）当R的滑片P位于右端点b，闭合开关S1、S2时，灯泡正常发光，电流表的示数为3A，滑动变阻器消耗的电功率。 13．某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，求： （1）通过R1的电流；( ) （2）R1消耗的电功率； ( ) （3）小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。 ①你认为应按照图 （选填“乙"或“丙”）进行改装； ②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。( ) 14．某灯泡标有“12V   6W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），试求： (1)灯泡的额定电流为多少？ (2)灯泡的电阻为多大？ (3)将该灯泡接入到6V的电路中，灯泡的实际功率多大？ 15．在下图所示电路中，电源电压为18V，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器标有“50Ω 2A”字样，电压表的量程为“0-15V”闭合开关后，电路正常工作。求: （1）当电压表的示数为14V时，电阻R1的电功率； （2）在滑片由B端移到A端的过程中，电路中电流的变化范围； （3）若在电路中再串联一个量程为“0-0.6A”的电流表，要使电路中的电流变化量最大，求滑动变阻器连入电路中的阻值范围。 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)0.5A (2)8欧或10欧 【详解】（1）由题意可知，灯泡的额定电压为4V，额定功率为2W，则灯泡的额定电流为 （2）由图可知，只闭合S时，灯与R1串联，灯正常发光，则有 开关S、S1、S2都闭合时，灯被短路，R1与R2并联，电流表测量干路电流，即I总=1.8A，则有 代入数据有 解得 2．（1）4.032×105J；（2）84% 【详解】解：（1）电热水壶电阻丝阻值大小为 （2）水的质量为 m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg 水吸收热量为 消耗的电能为 W=Pt=1000W×8×60s=4.8×105J 电水壶的热效率 答：（1）电热水壶电阻丝阻值大小为48.4Ω； （2）若加热过程中用了8分钟，则电水壶的热效率是84%。 3．（1）1.512×107J；（2）6 【详解】解：（1）太阳能热水器水箱内的水质量m=120kg，当水温由15℃升高到45℃时，水吸收热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(45℃-15℃)=1.512×107J （2）若在阴雨天，采用电加热方式进行工作时的效率为70%，则要消耗的电能是 答：（1）这些水吸收的热量是1.512×107J； （2）消耗的电能是6千瓦时。 4．（1）10Ω；（2）1W，8V；（3）14.4W 【详解】解：（1）由图1和欧姆定律得，定值电阻R1阻值为 （2）把开关 S、S2 闭合、开关 S1 断开，滑动变阻器的滑片 P 滑到 b 端，滑动变阻器的最大电阻与灯泡串联，电流表测量电路电流。由图像得，灯泡此时的电压为2V，则灯泡的实际功率为 由欧姆定律得，电源电压为 （3）当开关 S、S1、S2 同时闭合，灯泡与电阻R1并联后再与滑动变阻器串联，调节滑片 P 的位置到a位置，当灯泡正常发光时，电路中电阻最小，电路消耗的最大功率，由得，灯泡正常发光的电阻为 此时电路总电流为 电路最大功率为 答：（1）定值电阻 R1为10Ω； （2）把开关 S、S2 闭合、开关 S1 断开，滑动变阻器的滑片 P 滑到 b 端，此时电流表示数为 0.5A，灯泡 L 的实际功率1W，电源电压8V； （3）当开关 S、S1、S2 同时闭合，调节滑片 P 的位置，电路消耗的最大功率是14.4W。 5．（1）Ω；（2）506Ω 【详解】(1)当S与位置“1”接通时，电路为R1的简单电路，根据 得电热丝R1的阻值为 答：电热丝R1的阻值为44Ω。 (2)当S与位置“2”接通时，R1与R2串联，电路的总电阻为 电热丝R2的阻值为 答：电热丝R2的阻值为506Ω。 6．(1) 2.52×107 J (2) 3.5×103 s 【详解】 (1)水吸收的热量：Q吸＝cm(t−t0)＝4.2×103J/(kg⋅℃)×150kg×(55℃−15℃)＝2.52×107J，(2)空气能热水器完成加热过程消耗的电能W＝＝3.6×106J；由P＝可得，上述加热过程所用的时间t＝＝3.5×103s. 点睛：（1）知道水的质量、初温和末温，根据公式Q＝cm（t-t0）求出水吸收的热量；（2）已知工作时消耗的电能W是水吸收热量Q吸的四分之一，又知道电功率，根据公式P＝求出加热时间． 7．（1）0.8A，；（2）2W 【详解】解：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与R2串联，由欧姆定律及串联电路电阻的关系可得电流表的示数为 通电1min电阻R1上产生的热量 （2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电阻R1与R2并联，由欧姆定律及并联电路电压的关系可得通过电阻R1 、R2的电流分别为 ， 根据电功率的计算公式及并联电路电流的规律可得电路消耗的总功率 答：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.8A，通电1min电阻R1上产生的热量为； （2）当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率为。 8．（1）0.8W（2）0.225W～0.9W 【详解】（1）只闭合开关S2时，等效电路如图，R1和R2串联， ， ， P2=I22R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W， （2）电源电压 U="IR" =I（R1+R2）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V 闭合所有开关时，等效电路如图，R2和R3并联， ∵0.6A＜1A， ∴I3=0.6A， ∵， ∴=0.2A， 只闭合开关S3时，等效电路如图，R1和R3串联， ∵3V＜4V， ∴U1大=3V， ∵， P1大=U1大I1大=3V×0.3A=0.9W ∴P1的变化范围为0.225W～0.9W． 9．（1）0.3A；（2）0.72W；（3）2Ω；（4）1×104s 【详解】解：（1）小灯泡的电阻 电流表的读数 （2）小灯泡的实际功率 P=U实I=2.4V×0.3A=0.72W （3）变阻器两端的电压 U变=U-U实=3V-2.4V=0.6V 变阻器的电阻 （4）电源供电功率 P1=UI额=3V×0.25A=0.75W 供电时间 10．（1）7.5Ω， 9V；（2）0.6A；（3）8.1W，2.43×103J 【详解】解：（1）当开关S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，此时小灯泡正常发光，且小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样，则小灯泡的电阻为 由P=UI可知，电路中的电流为 由可得，电阻R1两端电压为 U1=I1R1=0.4A×15Ω=6V 因串联电路中总电压等于各分电压之和，则电源电压为 U= U1+ UL=6V+3 V=9V （2）当开关S，S1闭合，S2断开时，电路为R1的简单电路，此时电流表测电路中电流 则电流表的示数 （3）当开关S，S1、S2都闭合时，小灯泡L被短路，R1与R2并联， 则R1消耗的电功率为 R2消耗的电功率为 整个电路消耗的电功率为 P总= P1+ P2=5.4W+2.7W=8.1 W 工作时间 t=5min=300s 5min电路产生的热量 Q=W=P总t=8.1W×300s=2.43×103J 答：（1）灯丝的电阻是7.5Ω；电源电压是9V （2）当开关S，S1闭合，S2断开时，电流表的示数是0.6A （3）当开关S，S1，S2都闭合时，整个电路消耗的电功率是8.1W；5min电路产生的热量为2.43×103J 11．(1)； (2)； (3) 【详解】（1）由乙图可知，定值电阻R0和滑动变阻器R1串联，由知，当滑动变阻器连入电路的阻值最小时，电路中总电阻最小为R0时，电热水壶的功率最大为1210W，R0的阻值为 （2）当R1=510时，由知，此时电热水壶的功率为 由知，在保温状态下，电热水壶每秒向外散失的热量Q为。由丙图可知，此时电热水壶表面温度与环境温度的温差为，室温为20℃，则电热水壶将水温保持在 （3）标有“3000imp/kW·h”的电能表在1分钟内，小灯闪烁50次，则电流经过该电热水壶做的功为 由知，该电热水壶的实际功率为 该电热水以最大功率的状态接入电路时，滑动变阻器R1接入电路的阻值为0，电路的总电阻为R0，由知，实际电压为 12．（1）6Ω   （2）160  （3）12W 【详解】(1)灯L正常发光时的电阻： ； (2)当R的滑片P位于a端，闭合S1 、断开S2时，等效电路图如下图所示： 灯L两端的实际电压： ， 此时电流表的示数： ， 灯L工作1min所消耗的电能： ； (3)设滑动变阻器的最大阻值为R，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压 ----------① 当R的滑片P位于b，闭合开关S1、S2 时，等效电路图如下图所示： 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻： ， 电源的电压： ------② 电源的电压不变，由①②可得： ， 整理可得： ， 解得： R=12Ω， 或 R=3Ω， 则电源的电压： ， 或： 因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡两端的电压不能超过额定电压6V，所以，电源的电压 U=6V， R=3Ω； 此时滑动变阻器消耗的电功率： ， 答：(1)灯L正常发光时的电阻为6Ω； (2)灯L工作1min所消耗的电能是160J； (3)滑动变阻器消耗的电功率为12W。 13． 2.5A 550W 乙 6.6×105J 【详解】解：（1）通过R1的电流 （2）R1消耗的电功率 （3）①图乙是两电阻并联，总电阻更小，图丙是两电阻串联，总电阻更大，根据 可得乙图功率更大，符合要求。 ②闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量 答：（1）通过R1的电流2.5A； （2）R1消耗的电功率550W； （3）应按照图乙进行改装，闭合开关S后，通电10min，改装后电烤箱产生的热量6.6×105J。 14．(1)0.5A；(2)24Ω；(3)1.5W 【详解】解:(1)由可知，灯泡的额定电流 (2)由公式可得，灯泡的电阻 (3)灯泡的实际功率 答：(1)灯泡的额定电流为0.5A； (2)灯泡的电阻为24Ω； (3)将该灯泡接入到9V的电路中，灯泡的实际功率为1.5W。 15．（1）1.6W；（2）0.3A~1.8A；（3）20Ω50Ω 【详解】（1）由图可知，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电压表的示数为14V，则R1两端的电压 U1=U-U2=18V-14V=4V 电阻R1的电功率 P===1.6W 电阻R1的电功率为1.6W。 （2）在滑片由B端移到A端的过程中, 电压表的量程为“0-15V”，则电压表的最大示数为15V，当U2大=15V，R1两端的电压 = U-U2大=18V-15V=3V 电路中的电流最小 I′===0.3A 当电压表的示数为0，R1两端的电压为18V，电路中的电流最大 = ==1.8A 故电路中电流的变化范围为0.3A1.8A。 （3）若在电路中再串联一个量程为“0-0.6A”的电流表，则电路中的电流最大为0.6A，根据欧姆定律可得电路的总电阻 R总===30Ω 此时滑动变阻器连入电路中的阻值最小为 R2最小= R总- R1=30Ω-10Ω=20Ω 电压表的最大示数为15V，滑动变阻器连入电路中的阻值最大为 R2最大===50Ω 故滑动变阻器连入电路中的阻值范围为20Ω50Ω。 答：（1）当电压表的示数为14V时，电阻R1的电功率为1.6W； （2）在滑片由B端移到A端的过程中，电路中电流的变化范围为0.3A1.8A； （3）若在电路中再串联一个量程为“0-0.6A”的电流表，要使电路中的电流变化量最大，求滑动变阻器连入电路中的阻值范围是20Ω50Ω。 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 $$