2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算

2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如下表.不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题： （1）开关置于2时，电路中的电流是多大？ （2）水龙头放热水时，正常工作60 s，消耗的电能是多少？ （3）R2的电阻是多大？ 2．实践基地芒果获丰收，为筛选优质大果，设计自动筛选装置如图甲，检测装置电路图如图乙，电源电压恒为12V，电阻R0为20Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电流小于0.15A时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。请回答： (1)随着芒果质量增大，压敏电阻R的阻值如何变化； (2)若R与R0阻值相等，R消耗的电功率； (3)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果； (4)若想筛选出重力至少为2N的芒果，有同学建议：仅适当增加R0的阻值即可。你认为他的建议可行吗？请通过计算做出判断。 3．电热水器是指以电作为能源进行加热的热水器，内部有加热管，具有寿命较长、高效节能、安全、环保等优点，由于不受天气和季节等因素的影响，受到越来越多家庭的喜欢。如图是某款储水电热水器的图片及其相关参数（如表所示），该电热水器正常工作，将半胆水（40L）从30℃加热到52℃，整个过程不计热量损失。求：[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 型号 XXXX 额定电压 220V 额定容积 80L 频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 额定功率 4400W 防水等级 IPX4 额定内压 0.8MPa （1）水吸收的热量。 （2）电热水器的加热时间。 （3）若用电高峰时，家庭电路的实际电压仅为209V，求此时电加热器的实际功率（加热管阻值不变）。 4．如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部分参数，当电热水壶正常工作时，求： 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 1000W 容量 1.5L （1）电热水壶的电阻； （2）将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]； （3）若加热一壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率． 5．如图甲是一种电子秤的原理示意图。图中R是压力传感器（电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻），重量不同的物体放在托盘里，通过压杆对R施加的压力不同，R的阻值和电压表的读数就发生对应改变，电压表的读数就可表示出物体的重量大小。已知电阻R0=60Ω，R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，R表面能承受的最大压强为2×106Pa，压杆与R的接触面积是2cm2，如托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压9V恒定不变，取g=10N/kg求： （1）压力传感器R能承受的最大压力是多大； （2）当电压表的示数为3V时，托盘中所放物体的质量是多少； （3）空载和满载（R受最大压力时）两种情形R0所消耗的电功率之比。 6．如图所示电路中，电源两端电压为U，且保持不变。R1、R2和R3为三个定值电阻，已知R1=5Ω。当只闭合开关S2时，电流表的示数为0.3A，电路消耗的总功率为P；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A，电路消耗的总功率为P′；当只断开开关S1时，电流表的示数为0.45A，电路消耗的总功率为P″。试求： （1）电源电压U； （2）电阻R2和R3； （3）总功率P″； （4）P∶P′ 7．如图所示的电路中，已知R1=60Ω，只闭合开关S时，电流表示数为0.2A，再将开关S1闭合，此时电流表的示数为0.5A，求： （1）电源电压； （2）R2的阻值； （3）电路消耗的总功率。 8．如图所示，是一个照明系统模拟控制电路。已知电源电压U＝6V，定值电阻R1＝10Ω。R2为光敏电阻，其阻值随光照度的变化遵循某一规律，部分数据如表所示（相同条件下，光越强，光照度越大，光照度单位为勒克斯，符号为Lx，白天光照度大于3Lx），当R1两端电压低至2V时，控制开关自动启动照明系统（不考虑控制开关对虚线框内电路的影响），利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。 光照度E/Lx 0.5 1 1.5 2 2.5 3 光敏电阻R2阻值/Ω 60 30 20 15 12 10 （1）标有“3V 3W”字样的照明灯，正常工作时的电阻为多大？ （2）该电路设计的E0为多少Lx？ （3）若环境的光照度降至1Lx时能保持5min不变，求这段时间内R1消耗的电能。 9．如图甲所示为一款有高温、低温两挡的家用电熨斗，该电熨斗金属底板的质量为0.5kg，小丽在一次熨烫衣服时，打开高温挡使金属底板的温度从20℃升高到熨衣服所需的220℃，电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收。电熨斗在220V电压下工作时的电功率随时间变化的图像如图乙所示。请你结合提供的有关参数信息解决以下问题。【金属底板的比热容为】 （1）画出电熨斗内部两个挡位的电路简图； （2）保温状态工作时，电路的总电阻； （3）金属底板升温到220℃所用的时间。（计算结果保留整数） 10．如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V。小灯泡标有“2.5V”字样，闭合开关S后，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.3A。求： （1）电阻R的电功率； （2）通电1min，小灯泡所消耗的电能。 11．如图甲所示的打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的定值电阻。工作时，3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。某次使用慢挡打印10min，刚好将30g的塑胶从20℃加热到120℃。已知该打印笔慢挡打印功率为22W，塑胶的比热容为2.2×103J/（kg•℃）。求此过程中： （1）通过R1的电流是多少安？ （2）塑胶所吸收的热量为多少焦？ （3）已知该打印笔快挡打印功率为422W，则R2的阻值为多少欧？    12．如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 额定电压U额/V 220 加热电阻R2/Ω 70 保温挡额定功率P额/W 440 （1）发热电阻R1的阻值是多少？ （2）电热开水器中质量为10kg、初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？ （3）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器内的温度比平时低，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ 13．如图所示电路，电源电压为，的阻值为，闭合开关S，电流表的示数为。求 (1)的阻值； (2)电压表的示数； (3)通电1分钟，整个电路产生的热量Q。 14．有一种电加热恒温箱，工作原理如图1所示，控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计），电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图2所示。 （1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量； （2）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0应接入电路的阻值。 15．如图甲是某款养生壶，图乙所示是它的简化电路图，它正常工作时的电压为220V，R1和R2均为养生壶中的加热电阻，当只闭合开关S时为低温挡，低温挡养生壶R2的电功率为220W、高温挡的功率为1000W。求： （1）低温挡工作时，电路中的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）高温挡正常工作7min能将质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，养生壶加热水的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]    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 《2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算》参考答案 1．（1）10 A；（2）1.8×105 J. （3）60.5 Ω. 【详解】（1）由图乙知道，当开关置于2时，电路中只有电阻R1；当开关置于3时，R1、R2 并联；由电阻的并联规律知道，并联的总电阻小于其中任一电阻，所以当开关置于2时电路中电阻较大，由P=U2/R知道，此时电路消耗的功率较小，即此时放出的是温水；功率是P温水=2200W，由P=UI知道，此时电路中的电流是：I温水=P温水/U=2200W/220V=10A； （2）由P=UI知道，水龙头放热水时，正常工作60s，消耗的电能是： W=P热t=3000W×60s=1.8×105 J； （3）由图知道，加热状态下，电阻R1、R2 并联，由于电路的总功率等于各电阻消耗功率之和，所以，此时R2消耗的电功率是：P2 =P热-P温=3000W-2200W=800W，由P=U2/R知道，R2 的电阻是：R2 =U2/P2=(220V)2/800W=60.5Ω． 【点睛】本题考查的是并联电路特点和电功率公式的应用，解题的关键正确判断放出温水和热水电路的连接． 2．(1)压敏电阻R的阻值随着芒果对传送带压力的增大而减小 (2)1.8W (3)1N (4)他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可 【详解】解：（1）压敏电阻R的阻值随着芒果对传送带压力的增大而减小。 （2）因为R和R0串联，若R与R0阻值相等，即 R=R0=20Ω 所以，电路中的总电阻为 所以，电路中的电流为 R消耗的电功率为 （3）当电路电流为0.15A时，电路中的电阻为 则R此时的电阻为 由图丙可知，当压敏电阻阻值为60Ω时，受到的压力为1N，即芒果的重力为1N，所以此装置能筛选出重力至少为1N的芒果。 （4）由图丙可知，当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω，则 因此适当增加R0的阻值可以筛选出重力至少为2N的芒果，所以他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。 答：（1）压敏电阻R的阻值随着芒果对传送带压力的增大而减小； （2）R消耗的电功率1.8W； （3）此装置能筛选出重力至少为1N的芒果； （4）他的建议可行，将R0的阻值增大到40Ω即可。 3．(1)3.696×106J；(2)840s；(3)3971W 【详解】解：(1)热水器水箱中注满水时水的质量 m＝ρV＝1×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg 水升高温度 Δt＝t﹣t0＝52℃﹣30℃＝22℃ 水吸收的热量为 Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×22℃＝3.696×106J (2)由题意可知，不计热量损失，消耗的电能 W＝Q吸＝3.696×106J 电热水器的加热时间 t＝＝840s (3)电热丝正常工作时的电阻 R＝＝＝11Ω 当实际电压U实际＝209V时，不考虑电热丝电阻的变化，实际功率 P′＝＝3971W 答：(1)水吸收的热量为3.696×106J； (2)电热水器的加热时间为840s； (3)此时电加热器的实际功率为3971W。 4．（1）48.4Ω；（2）4.725×105J；（3）78.75%． 【详解】解：(1)：R＝＝48.4Ω；(2)V＝1.5L＝1.5×10﹣3m3，水的质量： m＝ρV＝1×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg， 所以Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣25℃）＝4.725×105J； (3)电热水壶消耗的电能：W＝Pt′＝1000W×10×60s＝6×105J，则电热水壶的效率： η＝＝78.75%． 点睛：（1）有电热水壶的额定功率和额定电压，根据公式即可求出电阻；（2）求出水的质量，知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据公式即可求出水吸收的热量；（3）根据W＝Pt求出电热水壶消耗的电能，利用效率的公式求出电热水壶的热效率． 5．（1）400N；（2）30kg；（3）1∶9 【详解】解：（1）由题意及可得 F=pS=2×106Pa×2×10-4m2=400N （2）当电压表示数为3V时，电路中电流 压力传感器两端的电压 UR=U﹣U1=9V﹣3V=6V 压力传感器的电阻 由图像可知压力传感器受到的压力F=300N，即托盘上物体的重力为300N，所以质量 （3）由题意可得，托盘空载时，R′=300Ω，这时两电阻串联，有 R总=R1+R′=60Ω+300Ω=360Ω P0′=I′2R0=(0.025A)2×60Ω=0.0375W 托盘满载（R受最大压力时），由图像可知：传感器承受压力最大为400N，R=60Ω，这时两电阻串联并且电阻值相等 P0′∶P0=0.0375W∶0.3375W=1∶9 答：（1）该压力传感器能承受的最大压力为400N； （2）托盘上物体的质量为30kg； （3）空载和满载（R受最大压力时）两种情形R0所消耗的电功率之比为1∶9。 6．（1）9V；（2）30Ω，10Ω；（3）4.05W；（4）2∶15 【详解】解：（1）当只闭合开关S2时，R2、R3串联接入电路，电流表测该串联电路的电流为0.3A；三个开关都闭合时，电路中R1和R2并联，电流表测干路电流，此时电流表的示数变化了1.95A，故干路电流 只断开开关S1，电路中只有R2接入电路，电流表测流过R2的电流，即I2=0.45A，所以三个开关都闭合时，电路中R1和R2并联接入电路时，流过R1的电流 所以电源电压 （2）R2的电阻 只闭合开关S2，R2和R3串联接入电路，此时电路总电阻 R3的电阻 （3）只断开开关S1，电路中只有R2接入电路，电路消耗的总功率 （4）两种情况下电路消耗的功率之比 P∶P′=UI串∶UI并=0.3A∶2.25A=2∶15 答：（1）电源电压为9V； （2）电阻R2为30Ω，R3为10Ω； （3）总功率P″为4.05W； （4）P∶P′为2∶15。 7．（1）12V；（2）40Ω；（3）6W 【详解】解：（1）只闭合开关S时，R1中的电流为0.2A，则电源电压为 （2）两个开关都闭合时，两个定值电阻并联，则R2中电流为 R2阻值为 （3）两个开关都闭合时，电路总功率为 答：（1）电源电压为12V； （2）R2阻值为40Ω； （3）电路总功率为6W。 8．（1）3Ω；（2）1.5Lx；（3）67.5J 【详解】解：（1）由 可得，照明灯正常工作时的电阻为 （2）由题意可知，当R1两端电压低至2V时，控制开关自动启动照明系统，因串联电路中各处的电流相等，所以，R1两端电压为2V时电路中的电流为 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压为 U2＝U-U1＝6V-2V＝4V 则光敏电阻的阻值为 由表格数据可知，光照度为1.5Lx，即该电路设计的E0为1.5Lx。 （3）由表格数据可知，环境的光照度降至1Lx时，，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流为 则5min内R1消耗的电能为 答：（1）标有“3V 3W”字样的照明灯，正常工作时的电阻为3Ω； （2）该电路设计的E0为1.5Lx； （3）若环境的光照度降至1Lx时能保持5min不变，则这段时间内R1消耗的电能为67.5J。 9．（1）见解析；（2）；（3）45s 【详解】解：（1）根据题意知道，家用电熨斗有高温、低温两挡，需要两个串联，电阻最大，电路消耗的功率最小，为保温挡；当只有一个小电阻工作时，电阻最小，电路消耗的功率最大，为高温挡，故电路如下 （2）由图乙知道，保温功率为，电压，根据和知道，保温工作电路的总电阻 （3）金属底板升温到所吸收的热量 这段时间消耗的电能 由 知道，金属底板升温到所用的时间 答：（1）电熨斗内部两个挡位的电路简图见解析； （2）保温状态工作时，电路的总电阻是110Ω； （3）金属底板升温到220℃所用的时间是45s。 10．（1）0.6W；（2）45J 【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻R两端的电压 电阻R的电功率 （2）通电1min，小灯泡所消耗的电能 答：（1）电阻R的电功率为0.6W； （2）通电1min，小灯泡所消耗的电能为45J。 11．（1）0.1A；（2）6.6×103J；（3）121Ω 【详解】解：（1）只闭合开关S时，只有R1工作，电路中的电阻较大，由可知，此时电路消耗的电功率较小，为慢挡。则通过R1的电流 （2）将30g的塑胶从20℃加热到120℃，此过程中塑胶材料吸收的热量 （3）当开关S、S1同时闭合时，时快挡，此时R2的电功率 则R2的阻值为 答：（1）通过R1的电流是0.1A； （2）塑胶吸收的热量是6.6×103J； （3）R2的阻值为121Ω。 12．（1）40Ω；（2）3.36×106J；（3）200V 【详解】解：（1）当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电阻较大，根据知此时的电功率较小，处于低温挡；当开关S1和S2都闭合时，只有电阻R1工作，电阻较小，根据知此时的电功率较大，处于高温挡；低温挡电热开水器的电功率为440W，电路的总电阻 由串联电路电阻的规律得到发热电阻R1的阻值 R1=R-R2=110Ω-70Ω=40Ω （2）水吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(95℃﹣15℃)=3.36×106J （3）电能表转盘转25转时，消耗的电能为 实际功率为 根据，在R不变时，电功率与电压的平方成正比，故有 用电高峰时家庭电路的实际电压为 答：（1）发热电阻R1的阻值是40Ω； （2）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是3.36×106J； （3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。 13．(1) (2)3V (3) 【详解】（1）如图，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中电流。两端电压为 两端电压为 的阻值为 （2）电压表测两端的电压，所以，电压表示数为3V。 （3）通电1分钟，整个电路产生的热量为 14．（1）1100W，6.6×105J；（2）50Ω 【详解】解：（1）电热丝工作时的功率 电热丝在10min内产生的热量 （2）由图2可知，当温度为50℃时，热敏电阻的阻值R1=100Ω；此时衔铁应吸合，切断工作电路，那么控制电路的电流为 I=60mA=0.06A 控制电路的总电阻 电阻箱接入电路的阻值 R0=R总-R1=150Ω-100Ω=50Ω 答：（1）电热丝工作时的功率1100W，在10min内产生的热量是6.6×105J； （2）电阻箱R0应接入电路的阻值是50Ω。 15．（1）1A；（2）220Ω；（3）80% 【详解】解：（1）当只闭合开关S时为低温挡，由图乙可知，此时电路为R2的简单电路，由P=UI可知，低温挡工作时，电路中的电流 （2）由 可知，电阻R2的阻值 （3）由可知，养生壶高温挡消耗的电能 W=P高t=1000W×7×60s=4.2×105J 水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J 养生壶加热水的效率 答：（1）低温挡工作时，电路中的电流为1A； （2）电阻R2的阻值为220Ω； （3）养生壶加热水的效率为80%。 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 $$