期末《电功率多档位问题》计算题真题训练卷2024-2025学年人教版九年级物理（全一册）

2024-2025学年人教版九年级物理（全一册）期末《电功率多档位问题》计算题真题训练卷 姓名：___________班级：___________ 1．如图甲所示是小彤家新买的空气炸锅，如图所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1=100Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1，S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡且额定功率为484W。求； （1）R2的阻值； （2）若空气炸锅低温挡正常工作420s产生的热量全部被1kg的凉水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·°C)，则水温度升高多少？ （3）一天，小形断开家中其他所有用电器，只接通空气炸锅高温挡，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了40圈，求此时空气炸锅的实际电功率为多少？ 2．小明家新买了一款带加热功能的按摩椅，其内部加热、按摩的原理如图所示，家庭电路电压为220V，已知发热电阻，加热功能有两个挡位，由开关控制；按摩的力度由滑动变阻器控制，电动机中电流越大，按摩力度越大。 （1）加热功能两个挡位的功率分别为多少? （2）调节滑动变阻器，使通过电动机的电流为0.1A，此时电动机的电功率最大且为20W，则滑动变阻器此时接入电路的阻值为多少? （3）将加热功能和按摩力度都开到最大，工作30min，此电路消耗多少电能? 3．如图所示，劳动课上，某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为的水，水壶和电磁炉的部分参数如表所示。求： 水壶 电磁炉烧水档 净重：500g 额定电压：220V 容量：2L 额定功率：2000W （1）壶中水的质量； （2）当水刚好烧开时，水吸收的热量； （3）电磁炉正常工作，若加热效率为，水刚好烧开所需的时间。 4．如图甲是某商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座，它可以即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能忽略不计）。图乙是某摊主使用的空气炸锅和炸制的薯条，图丙是该空气炸锅加热部分的简化电路图，额定电压为220V，定值电阻和均为发热体，其中，开关、的通断和选择可实现高、中、低三个挡位的调节，中温挡的额定功率为400W。求： （1）的电阻； （2）高温挡正常工作100s，空气炸锅消耗的电能； （3）若只有该空气炸锅中温挡工作，插座使用前后显示器示数如图丁所示，根据以上信息计算该空气炸锅工作时的实际电压。【取商用电费单价为；】 5．如图甲所示是用某款打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻发热使笔内绘画材料熔化。加热电路如图乙所示，电源电压恒为为发热电阻，。通过调节开关可实现低温挡和高温挡切换，高温挡和低温挡的功率之比为，忽略电阻丝阻值随温度变化。求： （1）闭合开关，通过的电流。 （2）低温挡的功率。 （3）的阻值。 6．一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。求： （1）的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？ 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 7．如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝，。求： （1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？ （2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？ （3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？ 8．空气炸锅是一种利用高速空气循环技术进行烹饪的高科技厨房用具。如图所示，为某空气炸锅简化电路图，其发热元件为两个电阻R1、R2，额定工作电压为220V，开关S2可以分别接A、B两个接线柱，调节开关的通断可控制空气炸锅低温、中温、高温挡。已知低温挡正常工作时电路中的电流为1A，中温挡正常工作时电路的功率为275W。 （1）求R2的阻值； （2）求高温挡正常工作时，电路消耗的总功率； （3）若使用空气炸锅高温挡，将100g初温为20℃的薯条加热到160℃需要44s，求空气炸锅的效率。[] 9．图甲是某品牌多功能牛奶加热器，其简化电路图如图乙所示。该加热器有三个档位：“高温消毒挡”、“中温加热挡”、“低温保温挡”。将装有质量为180g、初温为15℃的牛奶的奶瓶置于加热器中，当开关S转到触点“3”时，此时电流表的示数为1A，3min后可以将牛奶温度升高到37℃。（牛奶比热容：试求： (1)牛奶吸收的热量是多少J？ (2)加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率是多少？ (3)若R1=R3，则高温消毒挡时，电路消耗的电功率是多少？ 10．小美设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如下表所示，简化电路如图所示，R0、R1、R2为电热丝，其中R1=15Ω。电锅在高温挡、中温挡工作时，开关S2均处于闭合状态；在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，可调节低温挡的功率。 额定电压 30V 高温档功率 150W 中温档功率 ？W 低温档功率范围 20W~50W (1)求电锅中温挡功率； (2)R0现有“30Ω 3A”“40Ω 2A”“50Ω 1.5A”三种规格，为了达到小美设计的低温挡功率范围，请通过计算说明他选择的是哪一种。 11．如图甲所示是某品牌电热锅，图乙是它的简化电路，R1、R2均为发热电阻。电热锅工作时，通过开关S1和S2实现低温、中温和高温的挡位控制。已知R1独立工作时为低温挡，电阻R1=110Ω；中温挡的功率为760W。求： (1)电热锅低温挡工作时的电功率是多少； (2)使用电热锅高温挡，将质量为1kg的水从20℃加热到100℃所用的时间。［不计热量损失，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）] 12．小明家买了某品牌家用电暖器。该电暖器的工作原理简图如图所示，它有“低温”“中装温”“高温”三挡，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源。闭合S1时为“低温”挡，低温挡的额定电功率为550W，高温挡的额定电功率为1650W。［空气的比热容为且保持不变] (1)电暖器是利用 工作的； (2)“中温”挡正常工作时的电功率是多少瓦？ (3)用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，理论上可产生多少热量？ (4)假设某密闭房间内的空气质量为60kg，初始温度为10℃，若（3）中电暖器产生热量的50%被房间内的空气吸收，则此房间内的空气温度会升高多少？ 13．恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压，、是电热丝，，“加热”时恒温箱电路的总电流为2.5A。通过计算回答： (1)“保温”时恒温箱的电功率是多少？ (2)电热丝的阻值是多少？ 14．某款围炉茶壶的内部电路简化图如图所示，其发热元件为R1、R2两个电阻，可实现加热、保温二挡的挡位调节，电路额定工作电压为220V。当茶壶在加热挡工作时，消耗功率为1100W，茶壶对水加热2min。求： (1)此时电路中的电流； (2)加热电阻R2的电阻值； (3)消耗的电能； (4)加热过程中，水吸收了1×105J的热量，此过程中围炉茶壶的效率。 15．小明的妈妈买了一台电动足浴盆（如图甲所示），该足浴盆具有按摩、加热和保温的功能，其内部线路如图乙所示，、均为电热丝，足浴盆的部分参数如下表所示. 产品净重 4kg 容积 5L 额定加热功率 880W 额定保温功率 44W 额定电压 220V 频率 50Hz (1)和的阻值分别是多少？ (2)某次泡脚时，小明的妈妈向足浴盆中加入5L初温为6℃的水，加热系统正常工作25min，水温升高到50℃，则此次加热过程中足浴盆的效率是多少？［，］ (3)足浴盆按摩系统的主要部件是电动机，电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？ 16．如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，、为电热丝，其中，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。 (1)请分析电路图，闭合，当 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡； (2)电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则的电阻是多大？ (3)电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电1min电路中会产生多少热量？ 学科网（北京）股份有限公司 答案 1．（1）100Ω；（2）24.2°C；（3）800W 【解题过程】解：（1）由图乙可知，当开关S1，S3闭合、S2断开时，R1、R2并联，此时电路中的总电阻最小，根据可知，此时电路中总功率最大，为高温挡；当开关S1，S3断开、S2闭合时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，为低温挡；只闭合S3时，只有R2工作，为中温挡。则R2的阻值 （2）空气炸锅处于低温挡时电路总电阻 低温挡电路的电流 空气炸锅低温挡正常工作420s产生的热量 由得，水升高的温度 （3）只接通空气炸锅高温档，空气炸锅在5min内消耗的电能 空气炸锅高温挡的实际电功率 答：（1）R2的阻值为100Ω； （2）若空气炸锅低温档正常工作420s产生的热量全部被1kg的凉水吸收，水温度升高24.2°C。 （3）此时空气炸锅的实际电功率为800W。 2．（1）50W，25W；（2）；（3）1.296×105J 【解题过程】解：（1）S、S2闭合，R2短路，根据可知为高温挡，则高温挡功率为 S闭合、S1断开，R1和R2串联，根据可知为低温挡，则低温挡功率为 （2）由题意得通过电动机的电压为 则滑动变阻器两端的电压为 由欧姆定律可知滑动变阻器此时接入电路的阻值为 （3）将加热功能和按摩力度都开到最大，此时电路中消耗的总功率为 此电路消耗的电能为 答：（1）加热功能两个挡位的功率分别为50W、25W； （2）滑动变阻器此时接入电路的阻值为200Ω； （3）将加热功能和按摩力度都开到最大，工作30min，此电路消耗电能为。 3．（1）2kg；（2）；（3）375s 【解题过程】解：（1）水的体积 由可知，水的质量 （2）一个标准大气压下，水的沸点是，水吸收的热量 （3） 由可知，电磁炉消耗的电能 由可知，水刚好烧开所用的时间 答：（1）壶中水的质量2kg； （2）当水刚好烧开时，水吸收的热量6.3×105J； （3）电磁炉正常工作，若加热效率为，水刚好烧开所需的时间375s。 4．（1）121Ω；（2）；（3）193.6V 【解题过程】解：（1）当开关S1拨至A、开关S2断开时，两电阻串联；当开关S1拨至B、开关S2闭合时，两电阻并联；当开关S1拨至A、开关S2闭合时，电路为R2的简单电路；根据串并联电路的电阻特点可知，两电阻串联时，总电阻最大，两电阻并联时，总电阻最小；根据可知，当开关S1拨至A、开关S2断开时，电路总功率最小，空气炸锅处于低温挡；当开关S1拨至B、开关S2闭合时，电路总功率最大，空气炸锅处于高温挡；当开关S1拨至A、开关S2闭合时，空气炸锅处于中温挡；中温挡的额定功率为400W，则的电阻为 （2）当开关S1拨至B、开关S2闭合时，电路总功率最大，空气炸锅处于高温挡，高温挡的功率为 高温挡正常工作100s，空气炸锅消耗的电能为 （3）若只有该空气炸锅中温挡工作，由图丁可知，此时消耗的电费为0.06元，消耗的电能为 所消耗的时间为 此时的实际功率为 根据可得，该空气炸锅工作时的实际电压为 答：（1）的电阻为121Ω； （2）高温挡正常工作100s，空气炸锅消耗的电能为； （3）若只有该空气炸锅中温挡工作，插座使用前后显示器示数如图丁所示，根据以上信息该空气炸锅工作时的实际电压为193.6V。 5．（1）1.5A；（2）4.5W；（2） 【解题过程】解：（1）只闭合开关，只有工作，通过的电流为 （2）只闭合开关时低温挡工作，此时电路为只有的简单电路，则低温挡的功率为 （3）高温挡和低温挡的功率之比为，则高温挡的功率为 S1、S2都闭合时为高温挡，此时R1、R2并联，因R1前后电压不变，电阻不变，所以功率不变，故R2的功率为 则的阻值为 答：（1）闭合开关，通过的电流为1.5A； （2）低温挡的功率为4.5W； （3）的阻值为。 6．（1）66Ω；（2）220W；（3）400W 【解题过程】解：（1）从表格中可知，高温档的功率为1100W，再由图乙可知，当高温档时，只R3连入电路，电源电压为220V，由得，R3的电阻值为 从表中还可知道，中温档的功率为400W，再由图乙，中温档时，只有R2和R3串联接入电路，电源电压220V，根据电功率推导式得 解得，即R2的阻值是。 （2）低温档时，R1，R3串联，由（1）得电火锅在低温挡工作时的功率为 （3）水吸收的内能为 不计热损失，高温档时，消耗的电能为 该电火锅的实际功率为 答：（1）的阻值是66Ω； （2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W； （3）该电火锅中温档的实际功率是400W。 7．（1）500W；（2）；（3）84% 【解题过程】解：（1）当开关接触2和3时，与串联接入电路，使用低温档位工作，与串联的总电阻为 使用低温档位正常工作时的电功率 （2）水吸收的热量是 （3）当开关接触3和4时，只有工作，用高温档位加热，挂烫机高温档位的电功率 挂烫机高温档位加热消耗的电能 该挂烫机的加热效率 答：（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为500W； （2）水吸收的热量是6.72×104J； （3）此次加热过程，该挂烫机的加热效率是84%。 8．（1）；（2）1375W；（3）84% 【解题过程】解：（1）根据可知R1与R2串联时电阻最大为低温挡，即S1断开，S2接A，中温挡时只闭合S1，只有R1工作，高温挡时S1闭合，S2接B，R1与R2并联，所以低温挡时电路中总电阻 中温挡时，只有R1工作，则 故 R2=R总-R1=220Ω-176Ω=44Ω （2）高温挡时S1闭合，S2接B，R1与R2并联，电路消耗的总功率 （3）将100g初温为20℃的薯条加热到160℃，薯条吸收的热量为 空气炸锅消耗的电能 W=P高t=1375W×44s=60500J 空气炸锅的效率 答：（1）R2的阻值为44Ω； （2）高温挡正常工作时，电路消耗的总功率为1375W； （3）若使用空气炸锅高温挡，将100g初温为20℃的薯条加热到160℃需要44s，空气炸锅的效率为84%。 9．(1)1.584×104J； (2)40%； (3)440W 【解题过程】（1）牛奶吸收的热量 Q吸=cmΔt=4×103J/(kg·℃)×0.18kg×(37℃-15℃)=1.584×104J （2）加热3min消耗的电能 加热器加热牛奶的效率 （3）当开关S转到触点“2”时，R1、R2与R3串联，电阻最大，由可知，加热器为低温保温挡；当开关S转到触点“3”时，R1与R3串联，电阻较大，加热器为中温加热挡，则加热档的总电阻 若R1=R3，则R1、R3的电阻 当开关S转到触点“1”时，只有R1接入电路，电路中电阻最小，加热器为高温消毒挡，则高温消毒档的电功率 10．(1)90W (2)40Ω 2A 【解题过程】（1）由图得，电锅在高温档、中温档工作时，开关S2均处于闭合状态，则变阻器被短路，当开关S1断开时，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据可知，电路电功率较小，为中温挡；当开关S1闭合时，电路中R1、R2并联，电路电阻最小，电路电功率最大，为高温挡，R1、R2并联时，R1的电功率为 R2的电功率为 即为电锅中温挡功率。 （2）由得，R2的电阻为 在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，此时R2、R0串联，当低温挡功率最小为20W时，由得，此时电路中电阻为 此时变阻器接入电路中电阻最大，为 当低温挡功率最大为50W时，由P=UI得，电路中电流为 则R0应选40Ω 2A。 11．(1)440W (2)280s 【解题过程】（1）已知R1独立工作时为低温挡，电阻R1=110Ω，所以，电热锅低温挡工作时的电功率是 （2）当开关S1及S2均闭合时，此时两电阻并联，电路的总电阻最小，根据可知，电功率最大，为高温挡，高温挡的功率为 水吸收的热量为 若不计热量损失，消耗的电能为 所需时间为 12．(1)电流的热效应 (2)1100W (3) (4) 【解题过程】（1）电暖器消耗电能，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 （2）闭合、为“低温”挡，单独接入电路；闭合、为“中温”挡，单独接入电路；S、同时闭合为高温挡，并联接入电路，则“中温”挡正常工作时的电功率为 （3）理论上电暖器产生的热量为 （4）空气吸收的热量 房间内的空气湿度升高 13．(1)110W (2)110Ω 【解题过程】（1）由图可知，“保温”时开关S1接左侧触点，电路为只有R1的简单电路，因此“保温”时恒温箱的电功率就是R1的电功率，所以“保温”时恒温箱的电功率是 （2）由图可知，加热挡时，开关S1接右侧两触点，电路为R1与R2并联，此时通过R1的电流为 根据并联电流规律可知通过R2的电流为 电热丝的阻值是 14．(1)5A (2)44Ω (3)1.32×105J (4)75.8% 【解题过程】（1）由P=UI可知，加热挡工作时电路中的电流为 （2）由图可知，当开关S接a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，围炉茶壶处于保温挡；当开关S接b时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，围炉茶壶处于加热挡；由可知，R2的电阻为 （3）茶壶消耗的电能为 （4）茶壶的效率为 15．(1)1045Ω，55Ω (2)70% (3)8W 【解题过程】（1）由图乙可知，当开关S断开、单刀双掷开关接2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，足浴盆处于保温功能；当开关S断开、单刀双掷开关接1时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，由可知，总功率最大，足浴盆处于加热功能；R2的阻值 R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值 R1=R-R2=1100Ω-55Ω=1045Ω （2）水的体积 V=5L=5dm3=5×10-3m3 水的质量为 m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg 水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(50℃-6℃)=9.24×105J 足浴盆消耗的电能 W=P加热t=880W×25×60s=1.32×106J 此次加热过程中足浴盆的效率 （3）电动机的发热功率 P=I2RM=(4A)2×0.5Ω=8W 16．(1)闭合 (2)44Ω (3)78000J 【解题过程】（1）电熨斗处于高温挡，即电功率大，根据可知，电路中的总电阻小，而据电路图可知，当两个定值电阻并联时，电路中的电阻最小，则需闭合、S2。 （2）电熨斗处于低温挡时，根据图可知，电路为定值电阻的简单电路，电路中的电阻最大，根据可知，电功率最小为低温挡，已知电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，则的电阻是 （3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，电路为两个定值电阻并联，此时R2的电功率为 则高温挡的功率为 通电1min电路中产生的热量为 学科网（北京）股份有限公司 $$