2025年中考物理寒假专项提升：电能和电功的计算

2025年中考物理寒假专项提升：电能和电功的计算 一、选择题 1．两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（　　） A．甲灯消耗的电能多 B．乙灯消耗的电能多 C．甲、乙两灯消耗的电能一样多 D．无法判断 2．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，在相同的时间内，下列叙述正确的是（　　） A．电流通过A、B所做的功WA＞WB B．电流通过A、B所做的功WA＜WB C．电流通过A、B所做的功WA＝WB D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少 3．小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A，则它正常工作10s所消耗的电能是（　　） A．2200J B．220J C．22000J D．22J 4．当通过一个定值电阻的电流变为原来的2倍时，在相同时间内，这个电阻消耗的电能变为原来的（　　） A．4倍 B．2倍 C． D． 5．现有两个定值电阻R1和R2（R1＜R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W丁＞W甲 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 6．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是2：3，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（　　） A．1：2 B．2：1 C．2：3 D．3：2 7．如图所示，四只相同的灯泡分成甲、乙两组，分别接上电压相同的电源，则（　　） A．通过L1与L3的电流比是1：1 B．L1与L3两端的电压比是2：1 C．甲组与乙组通电时间比是4：1 D．甲组与乙组的总电阻之比是1：4 二、填空题 8．如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1＝20Ω。当开关S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.3A；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.2A。则电源电压是 　 　V；定值电阻R2的阻值为 　 　Ω；当开关S、S1都闭合时，通电1min电路中电流做功 　 　J。 9．如图所示的是某额定电压为6V的小灯泡的I﹣U图像，根据图像可知：小灯泡正常发光时的电阻是 　 　Ω，若将小灯泡与R＝30Ω的定值电阻串联接入电源电压为9V的电路，通电10s　 　J。 三、计算题 10．如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω．当开关S闭合后，电流表示数为0.2A．求： （1）R1两端的电压； （2）在10s内，电流通过R2做的电功。 11．某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。 （1）电池充满电储存的电能为多少？ （2）用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，充电效率为84%，将手机电池从零电量充满 12．如图所示，电源电压为6V且保持不变，电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2标有20Ω 1.0A”当开关S闭合后，求： （1）滑片P滑到a端时，R1在5min内做了多少电功？ （2）滑片P滑到b端时，通过R1的电流和电路中消耗的总功率各为多少？ 四、解答题 13．如图所示，小明设计了一个调光灯的电路。灯泡L标有“6V3W”，R为滑动变阻器，调节滑动变阻器滑片，使灯正常发光。求： （1）电路中的电流。 （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻值 （3）整个电路在1min内消耗的电能。 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A B A A B A C 一、选择题 1．两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（　　） A．甲灯消耗的电能多 B．乙灯消耗的电能多 C．甲、乙两灯消耗的电能一样多 D．无法判断 【分析】两盏电灯并联接在同一电源上时它们两端的电压相等，根据W＝UIt＝t比较两灯泡相同时间内消耗的电能关系。 【解答】解：两盏电灯并联接在同一电源上时， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 甲灯的电阻小，工作相同的时间t可知，故A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了电功公式的灵活运用，是一道基础题目。 2．如图所示，导体A、B是由同种材料制成的，A和B等长，在相同的时间内，下列叙述正确的是（　　） A．电流通过A、B所做的功WA＞WB B．电流通过A、B所做的功WA＜WB C．电流通过A、B所做的功WA＝WB D．无法比较电流通过A、B时所做的电功的多少 【分析】（1）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，其电阻越小； （2）两电阻串联时通过它们的电流相等，根据W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内电阻大的导体电流做的功较多。 【解答】解：由题知，导体A、长度相同， 由导体电阻的影响因素知，导体A的电阻小于导体B的电阻， 图中导体A与B串联，因串联电路中各处的电流相等， 由W＝UIt＝I2Rt可知，相同时间内，电流做的功较多A＜WB。 故选：B。 【点评】本题考查了电功的大小比较，利用好串联电路的电流特点和影响电阻大小的因素是关键。 3．小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A，则它正常工作10s所消耗的电能是（　　） A．2200J B．220J C．22000J D．22J 【分析】家庭用电器正常工作时的电压为220V，知道通过电冰箱正常工作时的电流以及工作时间，根据W＝UIt求出消耗的电能。 【解答】解：电冰箱正常工作时的电压U＝220V，电流I＝1A， 则它正常工作10s所消耗的电能： W＝UIt＝220V×1A×10s＝2200J。 故选：A。 【点评】本题考查了电功的计算，关键是知道家用电器正常工作时的电压为220V。 4．当通过一个定值电阻的电流变为原来的2倍时，在相同时间内，这个电阻消耗的电能变为原来的（　　） A．4倍 B．2倍 C． D． 【分析】电阻阻值不变，根据电流的变化，应用电功公式W＝I2Rt分析答题。 【解答】解：当通过一个定值电阻的电流为I时，消耗的电能为W＝I2Rt； 当通过这只电阻的电流变为原来的2倍时，在相同时间内5Rt＝（2I）2Rt＝5I2Rt， 所以在相同时间内，这个电阻消耗的电能变为原来的4倍。 故选：A。 【点评】本题考查电功公式的应用，应用电功公式即可正确解题。 5．现有两个定值电阻R1和R2（R1＜R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（　　） A．W甲＞W乙＞W丙＞W丁 B．W乙＞W丙＞W丁＞W甲 C．W甲＞W丙＞W丁＞W乙 D．W丙＞W丁＞W乙＞W甲 【分析】根据电阻的串联和并联以及R1＞R2比较四个电路的总电阻关系，电源的电压一定，根据W＝UIt＝t比较四个电路中电流做功大小关系。 【解答】解： 因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻1＜R2， 所以，四个电路中的总电阻关系为：R甲＞R丁＞R丙＞R乙， 因电源的电压恒为U，且工作时间相等，由W＝UIt＝，四个电路中电流做功大小关系为W乙＞W丙＞W丁＞R甲。 故选：B。 【点评】本题考查了电阻的串联和并联以及电功公式的应用，是一道较为简单的应用题。 6．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是2：3，则相同时间内两灯消耗的电能之比是（　　） A．1：2 B．2：1 C．2：3 D．3：2 【分析】根据电路的连接，由灯L1、L2都能正常发光可确定两电表都为电压表，判断各表测量的电压，根据串联电路的规律求出灯L1、L2的电压之比； 根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，两灯消耗的电能之比等于电压之比求解。 【解答】解： 由电路图可知，开关S闭合后；如果甲为电流表将会造成L2短路、L2不能工作； 因灯L4、L2都能正常发光，所以甲，此时灯L1、L3串联，电压表甲测量L2两端电压，电压表乙测量电源电压； 已知甲、乙两个电表的示数之比是2：3，乙表示数为3k， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，则L1的电压为：U2＝3k﹣2k＝k， 故灯L4、L2两端的电压之比为： ＝＝﹣﹣﹣﹣﹣①， 根据W＝UIt，在通电时间和电流相等的条件下，结合①式可知，只有A正确。 故选：A。 【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功公式的运用，关键是电压表类型的判断。 7．如图所示，四只相同的灯泡分成甲、乙两组，分别接上电压相同的电源，则（　　） A．通过L1与L3的电流比是1：1 B．L1与L3两端的电压比是2：1 C．甲组与乙组通电时间比是4：1 D．甲组与乙组的总电阻之比是1：4 【分析】甲图中两灯泡串联，电路电流相等，总电阻为两灯泡电阻之和。乙图两灯泡并联，总电阻为一个灯泡电阻的一半，灯泡两端的电压相等。根据相应的公式分别可求两电路中电流、电压、通电时间和总电阻之比。 【解答】解：设一个灯泡的电阻为R； A、通过L1的电流I1＝，通过L3的电流I3＝， 所以通过L8与L3的电流比是：＝8：2； B、灯泡L1两端的电压为U4＝I1R＝，L5两端的电压为电源电压U， 所以L1与L3两端的电压比是：U＝1：2； C、甲组消耗的电能等于乙组消耗的电能甲＝t甲＝W乙＝t乙， 所以＝，故C正确； D、甲组总电阻为5R，故甲组与乙组的总电阻之比是＝。 故选：C。 【点评】本题考查电流、电压、时间、电功率的比值，关键是公式及其变形的灵活运用，要熟记串联和并联电路电流、电压、电阻的规律。 二、填空题 8．如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1＝20Ω。当开关S闭合，S1断开时，电流表的示数为0.3A；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.2A。则电源电压是 　6　V；定值电阻R2的阻值为 　30　Ω；当开关S、S1都闭合时，通电1min电路中电流做功 　180　J。 【分析】由图可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，电流表测量通过R1的电流，根据欧姆定律求出电源电压；再闭合开关S1，R1、R2并联，电流表测量干路的总电流；根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，根据欧姆定律求出R2的阻值；根据W＝UIt求出当开关S、S1都闭合时，通电1min电路中电流所做的功。 【解答】解：由图可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，电流表测量通过R5的电流， 由I＝可知1＝I1R4＝0.3A×20Ω＝8V； 再闭合开关S1，R1、R7并联，电流表测量干路的总电流，电流表的示数变化量即为通过R2的电流，R2两端的电压U4＝U＝6V， 由I＝可知，R2的阻值：R7＝＝＝30Ω； 干路的总电流：I＝I4+I2＝0.3A+0.2A＝6.5A， 当开关S、S1都闭合时，通电5min电路中电流所做的功：W＝UIt＝6V×0.6A×60s＝180J。 故答案为：6；30。 【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功的计算，难度不大。 9．如图所示的是某额定电压为6V的小灯泡的I﹣U图像，根据图像可知：小灯泡正常发光时的电阻是 　20　Ω，若将小灯泡与R＝30Ω的定值电阻串联接入电源电压为9V的电路，通电10s　12　J。 【分析】（1）小灯泡正常发光时的电压为额定电压。由图象可知小灯泡正常发光时两端电压和通过的电流，利用公式R＝得到此时的灯丝电阻； （2）根据串联电路中的电流处处相等，而串联总电压等于各部分电压之和，找出当某一电流值时，电压之和等于电源电压9V，然后利用公式W＝I2Rt得到电阻消耗的电能。 【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为6V，由图象知L＝6.7V，IL＝0.3A， 由欧姆定律可得，小灯泡的电阻为RL＝＝＝20Ω； （2）若将小灯泡与R＝30Ω的定值电阻串联接入电源电压为3V的电路，根据图像，灯泡两端的电压为3V， 而电阻R两端的电压U＝IR＝0.3A×30Ω＝6V， 此时两者的总电压U总＝U+UL＝6V+4V＝9V，恰好等于电源电压； 则电路中电流为I＝0.5A； 通电10s，电阻R消耗的电能W＝I2Rt＝（0.6A）2×30Ω×10s＝12J。 故答案为：20；12。 【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功公式的灵活运用，属于基本题。 三、计算题 10．如图所示，电源电压不变，定值电阻R1阻值为10Ω，定值电阻R2阻值为20Ω．当开关S闭合后，电流表示数为0.2A．求： （1）R1两端的电压； （2）在10s内，电流通过R2做的电功。 【分析】（1）根据公式I＝计算得R1两端的电压即可； （2）因是纯电阻电路所以根据公式W＝I2R2t计算在10s内电流通过R2做的电功即可。 【解答】解：（1）由公式I＝得R1两端的电压：U1＝IR6＝0.2A×10Ω＝7V； （2）在10s内，电流通过R2做的电功：W＝I2R7t＝（0.2A）4×20Ω×10s＝8J； 答：（1）R1两端的电压为4V； （2）在10s内，电流通过R2做的电功是8J。 【点评】本题考查了电功与电能的计算以及对欧姆定律的应用能力。本题难度不大，属于常考题。 11．某手机电池容量为4200mA•h，电池电压为3.7V。 （1）电池充满电储存的电能为多少？ （2）用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器，充电效率为84%，将手机电池从零电量充满 【分析】根据公式W＝UIt求得电池充满电储存的电能，由公式P＝UI求得充电器的充电功率，结合充电效率可得充电时间。 【解答】解：电池充满电后储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×4200×10﹣6A×1×3600s＝55944J。 充电器的有效功率为：P有＝ηP充＝ηU充I充＝84%×5V×5A＝16.8W， 充满电所需时间为：t充＝＝＝3330s＝55.4min。 答：（1）电池充满电储存的电能为55944J； （2）将手机电池从零电量充满，需要55.5min。 【点评】本题主要考查电功公式的应用，难度不大。 12．如图所示，电源电压为6V且保持不变，电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2标有20Ω 1.0A”当开关S闭合后，求： （1）滑片P滑到a端时，R1在5min内做了多少电功？ （2）滑片P滑到b端时，通过R1的电流和电路中消耗的总功率各为多少？ 【分析】（1）R1和R2串联，电压表测R1的电压，电流表测电路中的电流，滑片P滑到a端时，电路为R1的简单电路，已知电源电压和R1的大小，根据W＝t求出R1在5min内做的电功； （2）滑片P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流； 根据串联电路电流的规律得出通过R1的电流为； 根据P＝UI求出电路中消耗的总功率。 【解答】解：（1）R1和R2串联，电压表测R6的电压，电流表测电路中的电流，电路为R1的简单电路，R1的电压为4V，R1在5min内做的电功： W＝t＝； （2）滑片P滑到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流： I＝＝＝0.2A， 根据串联电路电流的规律，通过R6的电流为0.2A， 电路中消耗的总功率： P＝UI＝6V×0.2A＝3.2W。 答：（1）滑片P滑到a端时，R1在7min内做了1080J电功； （2）滑片P滑到b端时，通过R1的电流和电路中消耗的总功率分别为0.6A和1.2W。 【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率和电功公式的运用，难度中等。 四、解答题 13．如图所示，小明设计了一个调光灯的电路。灯泡L标有“6V3W”，R为滑动变阻器，调节滑动变阻器滑片，使灯正常发光。求： （1）电路中的电流。 （2）此时滑动变阻器接入电路的电阻值 （3）整个电路在1min内消耗的电能。 【分析】（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流； （2）根据串联电路中的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻； （3）已知电源电压、电流以及工作的时间，根据W＝UIt即可求出电路消耗的电能。 【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压UL＝6V，功率PL＝3W； 因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.7A； （2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V； 由I＝可得＝＝6Ω； （3）电路消耗的电能：W＝UIt＝9V×8.5A×60s＝270J。 答：（1）电路中的电流为0.8A； （2）滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω； （3）整个电路在1min内消耗的电能为270J。 【点评】此题考查的是电功率变形公式的应用、串联电路的特点以及欧姆定律的应用，解决此类问题的关键是熟悉电路特点，灵活选择公式或公式变形。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/15 18:58:31；用户：sjwocakd；邮箱：13851372384；学号：59917209 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$