2025年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算 一、计算题 1．小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10A；车灯接通电动机启动时，电流表示数为70A，已知车灯的I﹣U图像如图乙所示。求： （1）车灯接通电动机未启动时，车灯的功率是多少？定值电阻R的阻值是多少？ （2）车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少？ （3）车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能是多少？ 2．蒸汽电熨斗不会出现将衣物烧焦的情况，它是在调温型电熨斗的基础上增加蒸汽发生装置和蒸汽控制器而成，如图甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱装水最多0.4kg，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路图如图乙，其中电热丝R1=56Ω，R2=44Ω。求： （1）该挂烫机最大电流为多少？ （2）请计算这款挂烫机处于低温挡位时的额定功率。 （3）在用电高峰期，小玲关闭家中其他用电器，只让挂烫机通电使其处于工作状态，1min内使转速为3000r/(kW·h)的电能表转盘转了51转，则挂烫机的实际电功率为多少？    3．标有“6V 3W”的小灯泡与一个定值电阻串联接在 9V 电源上，小灯泡正常发光．求： （1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）小灯泡正常发光时，定值电阻 1min 产生的热量． 4．如果将两个电阻R1和R2以某种形式连接在电路中，则电阻R1消耗的电功率为12瓦；如果将这两个电阻以另一种形式连接起来，接入电路中，测得该电路的电流强度为9安，此时电阻R1消耗的电功率为108瓦．试求电阻R1和R2的阻值各为多大？ 5．如图为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电 热丝．求： 额定电压 220V 额定 功率 高温档 1100W 低温档 440W 电源频率 50HZ （1）电烤箱在高温档正常工作15min 所消耗的电能； （2）高温档正常工作的电流多大？ （3）R1，R2的阻值是多少？ 6．某型号热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，、R为电热丝。当开关S接加热挡时，电路的功率为1100W，当开关S接保温挡时，电路的总功率为44W，、R阻值恒定不变。在加热档正常工作时，电路中的电流是多少？电热丝、R的阻值多大？已知热水壶的加热效率为80%，在一标准大气压下把一满壶水从20℃烧开需要多长时间？（小数点后保留1位小数，） 整壶水的质量 2kg 额定电压 220V 加热时的总功率 1100W 保温时的功率 44W 7．小丽想用电能表和钟表测量一下家中电热水器的电功率，测量前她先将所有用电器关闭，观察电能表的示数如图甲所示；然后把额定电压为的电热水器通电后，电能表的示数如图乙所示，该电热水器的功率为多少？ 8．如图是某温室大棚模拟日光和调温系统的电路，该电路可以对大棚进行照明、保温和加热。冬季白天，该系统关闭照明功能，开启保温功能；晚上同时开启照明和加热功能。电路中电源电压恒为220V，灯泡L标有“220V  100W”字样（不考虑温度对电阻的影响），R1和R2是两个电热丝，R2＝70Ω。已知冬季白天电路中电流为2A，求： (1)灯泡工作时的电阻； (2)电热丝R1的阻值； (3)晚上电路消耗的总功率。 9．如图所示电路，电源电压恒定，灯泡L上标有“”的字样，的阻值为，滑动变阻器上标有“”的字样，电流表的量程为，电压表的量程为，忽略温度对灯丝电阻的影响。 （1）闭合开关S、S1、S2时，灯泡L正常发光，电流表的示数为1.5A，求此时电路消耗的总功率； （2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，在确保电路安全的前提下，求滑动变阻器R2能接入电路的阻值范围。 10．热敏电阻的阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感，热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化，它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途。如甲电路图，电源电压是9V。当闭合开关S，电压表示数如乙图所示，热敏电阻的电流随电压变化的I-U关系如丙图所示。求 （1）热敏电阻R2两端的电压。 （2）电阻R1的值。（只保留一位小数） （3）电阻R1上消耗的功率。 11．实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2串联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图甲所示．a、b是该器件的两个外露接线柱，电阻R1的阻值为3Ω．科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值，并绘制成如图乙所示的图像．求： （1）电阻 R2的阻值； （2）当ab两端的电压为4V时，电路消耗的功率P． 12．随着科技创新的开展，3D打印笔已成为科技创新教育的一种工具，如图甲所示，此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示。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。若将该3D打印笔单独接人装有如图丙所示电能表的电路中正常工作。快挡打印5min，电能表指示灯闪烁20次，刚好将30g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为。求： （1）该3D打印笔快挡打印5min所消耗的电能； （2）该3D打印笔快挡打印时的热效率； （3）电路中R1的阻值。 13．如图甲所示，电热饮水机电路中，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现低挡、高挡间的转换.图乙是饮水机工作的一段时间功率随时间的变化图像． 1. 30min内电路消耗的总电能是多少？ 2. 饮水机工作通过电阻R1的电流是多少？ 3. 电阻R2的阻值是多少？ 14．图甲是某电饭锅的简化电路原理图，已知R1=50Ω（R1、R2均为发热电阻），某次煮饭时，只将电饭锅接入220V的电路中，开关S自动切换到保温状态。在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘在1min内转动了5r（r为盘转数）。求： （1）R2的阻值； （2）用电高峰期时，该电饭锅在加热状态下，14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾（1个标准大气压），求加在电饭锅两端的实际电压。[] 15．如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了智能化控制不同时间段的烹饪温度，即“聪明火”技术，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关，将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求： （1）5~10min，电饭煲的功率； （2）15~30min，电饭煲产生的总热量； （3）电热丝R1和R2的阻值分别为多少？ 16．图甲所示的是一款家用调温电热养生壶，其功率可以在一定范围内调节。图乙是它的简化电路图，滑动变阻器R1和定值电阻R2均为加热电热丝，已知电阻R2的阻值是55Ω，滑动变阻器R1的最大阻值是165Ω，已知。求： （1）这款家用调温电热养生壶的最大电功率； （2）用500W的功率加热时，将1kg的汤温度升高需要13min，汤吸收的热量及此过程电热养生壶的加热效率。 17．如图所示，电源电压恒为，小灯泡上标有“”字样，灯丝的电阻随温度的变化而变化，电压表选用“”量程，电流表选用“”量程。只闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至最左端时，小灯泡正常发光，电流表示数为；调节滑动变阻器的滑片至最右端时，电压表示数为，电流表示数为，求： （1）定值电阻的阻值； （2）只闭合开关，滑动变阻器的滑片滑至最右端时，小灯泡消耗的功率； （3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的功率的最大变化量是多少？    18．在《电工手册》中这样写道：通过人体的电流超过30mA将会有生命危险，在如图所示的家庭电路中，闭合开关S后，测得灯泡中的电流为0.2A，求： （1）灯泡的功率； （2）若灯丝断了，站在地面上的小明更换灯泡时忘记断开开关，不慎碰到了图中绝缘皮破损的A点，如果小明的平均电阻为2000Ω，他是否安全？请计算说明． 19．如图所示，电源电压恒为4.5V，电流表量程0~0.6A，小灯泡L规格为“3V 1W”（小灯泡阻值不随温度变化），滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。求： （1）小灯泡阻值； （2）当电流表示数为0.2A时，小灯泡的实际功率； （3）为确保小灯泡安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值。 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年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算》参考答案 1．（1）120W，0.05Ω；（2）39W；（3）1098J 【详解】解：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，车灯接通，电动机断开，车灯与定值电阻R串联，电流表测量电路中的电流，且电流表的示数I＝10A，因为串联电路中各处电流相等，所以通过车灯和定值电阻的电流相等，即 IL＝IR＝I＝10A 由图乙可知，此时车灯两灯的电压UL＝12V，此时车灯的功率为 PL＝ULIL＝12V×10A＝120W 因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，所以此时定值电阻两端的电压为 UR＝U﹣UL＝12.5V﹣12V＝0.5V 定值电阻R的阻值为 （2）开关均闭合时，车灯与电动机并联后，再与定值电阻串联，电流表测量电路中的总电流，且电流表的示数I总＝70A，此时干路中的定值电阻两端的电压 UR′＝I总R＝70A×0.05Ω＝3.5V 则车灯和电动机两端的电压为 UL＝UM＝U﹣UR′＝12.5V﹣3.5V＝9V 由图乙可知，此时通过车灯的电流IL′＝9A，车灯的功率为 PL′＝UL′IL′＝9V×9A＝81W 则车灯的功率减少了 ΔP＝PL﹣PL′＝120W﹣81W＝39W 所以灯会变暗； （3）因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，所以通过电动机的电流 IM＝I总﹣IL′＝70A﹣9A＝61A 通电2s，电动机消耗的电能 WM＝UMIMt＝9V×61A×2s＝1098J 答：（1）车灯接通电动机未启动时，车灯的功率是120W；定值电阻R的阻值是0.05Ω； （2）车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了39W； （3）车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能为1098J。 2．（1）5A；（2）484W；（3）1020W 【详解】解：（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中电流最大，此时电路中的电流为 （2）当开关旋至1时，R1、R2串联，根据电阻的串联，此时电阻最大，由可知，此时挂烫机低温档，其额定功率为 （3）由题意知，1min能使转速为3000r/(kW·h)的电能表转盘转了51转，该过程中消耗的电能为 由可得，挂烫机的实际电功率为 答：（1）该挂烫机最大电流为5A； （2）这款挂烫机处于低温挡位时的额定功率为484W； （3）只让挂烫机通电使其处于工作状态，1min能使转速为3000r/(kW·h)的电能表转盘转了51转，则挂烫机的实际电功率为1020W。 3．（1）12Ω；（2）90J 【详解】(1)根据得小灯泡正常发光时的电阻：; (2)流过灯泡和定值电阻的电流，电阻两端的电压，小灯泡正常发光时，定值电阻 1min 产生的热量：． 4．3Ω、6Ω 【详解】电阻R1消耗的功率可表示： P1==12W−−−−① P′1==108W−−−−② 联立①②可得： =3U1 因为R1、R2接到同一电源上，所以第一种以串联方式连接；第2次以并联方式连接，即： 则U=，即U=3U1 因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以： U2=2U1， 则： ==， 即： R2=2R1−−−−③ +=9A−−−−−−④ 联立②③④可得： R1=3Ω， R2=2×3Ω=6Ω； 答：电阻R1和R2的阻值分别为3Ω、6Ω． 5．（1）9.9×105J （2）5A（3） 44Ω、66Ω 【分析】知道电烤箱在高温档时的额定功率，又知道电烤箱正常工作，其实际功率等于额定功率，利用公式W＝Pt计算消耗的电能;由高温时的功率，根据公式P＝UI的变形式即可求出高温档正常工作的电流；分析电路的连接情况根据公式P ＝的变形式即可求出高温和低温档的电阻，根据串联电路的电阻规律可得R2的阻值． 【详解】(1)由表格数据可知,电烤箱在高温档正常工作的功率P高温＝1100W，电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能：W＝P高温t＝1100W×15×60s＝9.9×105J，（2）高温档正常工作的电流I＝ (2)当开关S闭合时,只有电阻丝R1工作，电阻较小，功率较大，所以处于高温档位， 由P＝UI＝可得,R1的阻值： R1＝＝44Ω；当开关S断开时,R1和R2串联，电阻较大，功率较小，所以处于低温档位，由P＝UI＝可得，串联电路的总电阻： R串＝＝＝110Ω，由串联电路的电阻规律可得R2的阻值：R2＝R−R1＝110Ω−44Ω＝66Ω. 6．5A，44Ω，1056Ω，763.6s 【详解】解：（1）由表格数据可知，加热时的功率为1100W，由可得加热挡正常工作时，电路中的电流 （2）由图知S接2时只有接入电路，电路中电阻最小，功率最大，为加热状态，由可得的阻值 S接1时两电阻串联，电路中电阻最大，功率最小，为保温状态，则总电阻 所以R的阻值 （3）水吸收的热量 热水壶放出的热量 因为电流所做的功 所以加热所用的时间 答：在加热档正常工作时，电路中的电流是5A；电阻丝R0、R的阻值分别是44Ω、1056Ω；在一标准大气压下把一满壶水从20℃烧开需要763.6s。 7．1200W 【详解】解：电能表的最后一位是小数，单位是kW·h，此时电能表的示数为2023.5kW·h，电热水器通电10min后，电能表的示数为2023.7kW·h，这段时间内电热水器消耗的电能 W=2023.7kW·h-2023.5kW·h=0.2kW·h 通电时间 电热水器的功率 答：该电热水器的功率为1200W。 8．(1)484Ω；(2)40Ω；(3)1310W 【详解】解：(1)灯泡正常工作时的电阻 RL＝＝＝484Ω (2)冬季白天，关闭照明功能，开启保温功能时，电路中开关S闭合，S1、S2断开，此时R1与R2串联电路的总电阻 电热丝R1的阻值 R1＝R总―R2＝110Ω―70Ω＝40Ω (3)当晚上同时开启照明和加热功能时，电路中开关S、S1和S2都闭合，此时R1与L并联，R2被短路，此时灯泡正常工作时消耗的功率 PL＝100W 电热丝R1的功率 P1＝ 电路消耗的总功率 P总＝PL＋P1＝100W＋1210W＝1310W 9．（1）；（2） 【详解】解：（1）闭合开关S、S1、S2时，由图可知灯泡L与定值电阻并联，滑动变阻器未接入电路，电流表测干路电流，灯泡L正常发光，则电源电压 此时电路消耗的总功率为 （2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电路中的最大电流 电路中的最小电阻 根据串联电路电阻规律可得，滑动变阻器接入电路最小阻值 电压表的量程为0~3V，即滑动变阻器两端最大电压为，定值电阻两端电压 此时电路中电流 滑动变阻器接入电路的最大阻值 故滑动变阻器接入电路的阻值范围为。 答：（1）闭合开关S、S1、S2时，灯泡L正常发光，求此时电路消耗的总功率为； （2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，在确保电路安全的前提下，滑动变阻器R2能接入电路的阻值范围为。 10．（1）5V；（2）133.3Ω；（3）0.12W 【详解】解：(1)电压表用0∼15V的量程，分度值为0.5V，根据指针位置电压表读数为4V， U2＝U−U1＝9V−4V＝5V (2)根据图象，热敏电阻电压为5V时，电流为30mA，即0.03A，则 R1＝133.3Ω (3)电阻R1上消耗的功率 PR＝U1I＝4V×0.03A＝0.12W 答：（1）热敏电阻R2两端的电压为5V； （2）电阻R1的阻值为133.3Ω； （3）电阻R1上消耗的功率0.12W。 11．（1）1Ω（2）4W 【分析】（1）由该器件的电流I和其两端电压U关系图象，找到某一电压下对应的电流值，根据电阻的串联和欧姆定律计算R2的阻值； （2）根据电功率的公式得到电路消耗的电功率． 【详解】（1）甲图中两个电阻串联，由图像可知：当电压为4V时，电流为1A，电路的总电阻，由电阻的串联可知电阻 R2的阻值：R2=R R1=4Ω3Ω=1Ω； （2）当ab两端的电压为4V时，从图像可知通过电路的电流是1A，电路消耗的功率：P=UI=4V×1A=4W． 12．（1）24000J；（2）60%；（3）1595Ω 【详解】解：（1）快挡打印5min，电能表指示灯闪烁20次，由电能表的参数可知，消耗的电能 （2）30g的塑胶从20℃加热到260℃吸收的热量 3D打印笔快挡打印时的热效率 （3）由可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，挡位越低；由电路图可知，开关旋转至与1、2接触时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，为慢挡；开关旋转至与2、3接触时，只有R2接入电路，电阻较小，功率较大，为快挡。快挡的功率 快挡工作时，只有R2接入电路，所以R2的阻值 慢挡打印时，R1、R2串联，慢挡功率为22W，所以R1、R2的总电阻 所以R1的阻值 R1=R总-R2=2200Ω-605Ω=1595Ω 答：（1）3D打印笔快挡打印5min所消耗的电能为24000J； （2）3D打印笔快挡打印时的热效率为60%； （3）R1的阻值为1595Ω。 13． 660000J 1A 110Ω 【分析】热水壶属于纯电阻电路，电功率等于电热功率，电路中电压和电流关系满足欧姆定律，根据，可知电阻越大，电功率越小．电路中，S1控制赶路通断，闭合S1，电路才能开始工作．只闭合S1电路中只有R1在工作，电路功率小，由图线可知电热饮水机工作功率为220W；闭合S1和S2，R1与R2并联，电阻小于R1，电功率较大，根据图线可知工作功率为660W． 【详解】1、小功率工作时间：t1=10min=600s； 大功率工作时间：t2=20min=1200s； 大功率：P1=660W； 小功率：P2=220W； 30min内电路消耗的总电能： W=P1t1+P2t2=660W∙600s+220W∙1200s=660000J； 2、饮水机工作通过电阻R1的电流： I1=P1/U=220W/220V=1A 3、电阻R2的功率为： P=P2-P1=660W-220W=440W 电阻R2的阻值： R2=U2/P=(220V)2/440W=110Ω 14． （1）484Ω；（2）200V 【详解】解：（1）由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中电阻较小，当开关S与触点2连接时R1、R2串联，电路中电阻较大，由可知，当开关S与触点2连接时电饭锅处于保温状态，电路电功率较小，由图乙可知，电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000转，在保温状态下，电能表的转盘在1min内转动了5r，则1min内消耗的电能为 保温功率为 R2的阻值为 （2）标准大气压下水的沸点为100℃，电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时水吸收的热量 不计热量损失，则W=Q吸，则电饭锅的实际加热功率为 实际电压 答：（1）R2阻值的大小为434Ω； （2）加在电饭锅两端的实际电压为200V。 15．（1）660W；（2）4.62×105J；（3）110Ω和220Ω 【详解】解：（1）由图丙可知，5~10min，电饭煲的功率为 P=660W （2）由丙图可知15~30min，电饭煲以660W的功率工作5min，以440W的功率工作10min，根据焦耳定律的计算公式可得，电饭煲产生的总热量为 （3）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电路的总功率 P=660W 只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，由图丙可知，此时电路的总功率为 P′=440W 根据电功率的计算公式可得，电阻R1的阻值为 电阻R2的电功率为 电阻R2的阻值为 答：（1）5~10min，电饭煲的功率为660W； （2）15~30min，电饭煲产生的总热量为4.62×105J； （3）电热丝R1和R2的阻值分别为110Ω和220Ω。 16．（1）880W；（2）3.2×105J，82.1% 【详解】解：（1）当变阻器接入电路的阻值为0时，电路为R2的简单电路，此时总电阻最小，电路的总功率最大，调温电热养生壶的最大电功率为 （2）汤吸收的热量为 根据得，加热13min消耗的电能为 电热养生壶的加热效率为 答：（1）这款家用调温电热养生壶的最大电功率为880W； （2）用500W的功率加热时，将1kg的汤温度升高需要13min，汤吸收的热量为3.2×105J，此过程电热养生壶的加热效率为82.1%。 17．（1）20Ω；（2）0.2W；（3）3.15W 【详解】解∶（1）滑动变阻器的滑片移至最左端时，灯泡正常发光，此时的电流 定值电阻两端的电压为 定值电阻的阻值 （2）只闭合开关，当滑片位于最右端，灯泡、变阻器及定值电阻串联。因为 即 ，定值电阻两端的电压为 灯泡两端的电压为 此时灯泡的实际功率 （3）闭合开关和，滑动变阻器与定值电阻串联，当变阻器滑片滑到最左端时，电路中的电流最大，此时电路消耗的功率最大 电路消耗的最大功率 闭合开关断开开关时，滑动变阻器、定值电阻和小灯泡串联。当变阻器滑片滑到最右端时，电路中的电流最小，此时电路消耗的功率最小 电路消耗的最小功率 电路消耗的功率的最大变化量 答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω； （2）只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，小灯泡消耗的功率为0.2W； （3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的功率的最大变化量是3.15W。 18．（1）44W；（2）由于通过人体的电流是110mA，大于人的安全电流，所以不安全． 【分析】（1）考查的是电功率的计算，根据计算灯泡的功率即可 （2）考查的是欧姆定律的应用，运用计算小明不慎碰到了图中绝缘皮破损的A点时，通过小明身上的电流，即可判断小明是否触电． 【详解】（1）根据题意知道，灯两端电压是：U=220V，通过灯泡中的电流是：I=0.2A， 由知道，灯泡的功率：P=UI=220V×0.2A=44W （2）当小明不慎碰到了图中绝缘皮破损的A点时，电压直接加在小明身上，此时小明两端电压是：U人 =220V；由知道，通过小明身上的电流是：＞30mA，所以此时不安全． 19．（1）9Ω；（2）0.36W；（3）4.5Ω 【详解】解：（1）小灯泡阻值不随温度变化，由可得小灯泡阻值 （2）小灯泡的实际功率 （3）灯泡的额定电流 电流表的量程为0~0.6A，因为串联电路中各处电流相等，且为确保小灯泡能安全使用，此时电路中的总电阻 滑动变阻器接入电路的最小阻值 答：（1）小灯泡阻值为9Ω； （2）当电流表示数为0.2A时，小灯泡的实际功率为0.36W； （3）为确保小灯泡安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为4.5Ω。 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 $$