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．如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。 （1）若该机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少？ （2）该机的一个旋翼的电动机额定功率为30W，额定电压为15V，电动机正常工作时，通过的电流是多少？ （3）该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA•h的电池提供，若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行多少时间？ 2．我市中考体育统一进行电子测试，立定跳远电子测试仪如图甲所示，图乙为其工作原理图，电源电压为15V，R0为定值电阻，Rs为距离传感器的核心部件，图丙是Rs阻值随测试者成绩变化的关系图像。当传感器测到男生测试者成绩达到2.33m时，语音播报器提醒测试已满分，不需要进行第二次测试，此时电路中电流为0.15A。 （1）此时R0的阻值； （2）若测试者成绩达到2.33m时，Rs的工作时长为2s，此时电路消耗的总电能； （3）当测试者成绩为1.8m时，求R0的电功率。        3．如图所示是某新能源纯电汽车。某次行驶过程中该汽车以90km/h的速度在水平路面上沿直线匀速行驶了100km，其牵引力为400N，该汽车百公里耗电量为13.2kW·h（行驶100km消耗电能13.2kW·h）。求此过程中： （1）牵引力做功； （2）汽车电池的电能转化为汽车机械能的效率（保留整数）。 4．如图所示的电路中，电源电压可调，灯L上标有“6V 6W” 的字样， R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A” 的字样，两表的量程分别为0~3A、0~15V，闭合S1、 S2、S3， 调节电源电压使灯L正常发光。求： （1）灯正常发光时的电阻及电流表的示数。 （2）当只闭合开关S2时，调节滑片在保证电路安全的情况下使电压表的示数不低于量程的一半，计算电源电压的最大值和最小值。 5．一个标有“220V   44W”字样的电灯接在照明电路中。求： (1)电灯正常工作时通过的电流。 (2)电灯正常工作5小时所消耗的电能。 6．在如图所示的电路中，白炽灯泡L上标有“6.3V，0.3A”字样，电源两端的电压恒为7.5V，滑动变阻器的最大电阻值为10Ω。设灯L的电阻保持不变，求： （1）灯L的电阻值； （2）灯L正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻值； （3）当滑动变阻器接入的电阻为9Ω时，灯泡L的实际电功率。 7．小军同学家有一电热水壶，铭牌上标注额定功率为1000W，家里还有天然气灶，小军想探究一下用电热水壶和天然气哪一个方式烧水更节省，小军开始实验并收集了有关数据：电费每度0.58元，天然气热值为，单价2.2元/，水壶内装有6kg初温为25℃的水，天然气灶的热效率为70%。[水的比热容为] （1）在一标准大气压下，烧开这壶水，需要多少热量？需要多少天然气？ （2）同样条件下，用电热水壶将水烧开需要15分钟。问此过程中消耗多少度的电能？哪种方式更合算？ 8．某太阳能热水器内装有100kg、初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到75℃，求： （1）热水器中的水吸收的热量？[水的比热容是c= 4.2×103 J/（kg·℃）] （2）若使用效率为50%的燃气炉来加热这些水，使水升高相同的温度，需要完全燃烧多少m3天然气？（天然气的热值为q＝8.4×107 J/m3） （3）若使用“220 V ，2000 W”的电热水器来加热这些水，使水升高相同的温度，电热水器正常工作至少需要多长时间？ 9．如图甲为某款电陶炉，其简化电路如图乙，额定电压220V，低温挡额定功率为400W，高温挡额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换。和均为电热丝，在某次煲汤过程中，电陶炉高温挡正常加热后转为低温挡正常工作，消耗的电能W与工作时间t的关系如图丙所示。求： （1）电陶炉处于低温挡正常工作时的电流（结果保留一位小数）。 （2）电陶炉处于高温挡时通过电阻R2的电流。 （3）电陶炉高温挡的额定功率。    10．新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化的控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路图如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间的变化如图乙所示，求： （1）只闭合S时电饭锅的电功率； （2）电热丝R1的阻值； （3）0~15min电饭锅产生的热量。    11．某品牌电动汽车，满载人员时人与车的总重量为，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的十分之一，求电动汽车： （1）求汽车匀速行驶时的牵引力； （2）匀速行驶过程中牵引力所做的功； （3）匀速行驶过程中电机驱动的效率。 12．小明的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶，其铭牌如下表。小明把电热水壶接水至800mL刻度，然后把壶放在加热座上，接通开关在一个标准大气压下用5min把水烧开，水壶自动断电。已知水的初温为20℃。（4.2×103J/(kg·℃)） (1)这壶水吸收的热量为多少？ (2)烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率。 (3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大？ 自动电热水壶 型号 ZDH100B 电源 220V 50Hz 额定功率 1100W 容量 800mL 编号 H8017664 13．如图甲所示是海尔牌电热饮水机的工作原理图该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0 自动控制).其铭牌如图乙所示其中保温功率已模糊不清.已知R1、R2 中有一电阻的阻值为2112Ω.求: (1)计算并说明将满水箱初温为20 ℃的水烧开(标准大气压下)饮水机至少需要消耗多少电能ꎻ (2)根据已知条件得出电阻R2 阻值 (3)该饮水机的保温状态下的总功率. 14．如图所示电路中，电源电压为，灯泡上标有“”字样，为定值电阻。闭合开关后，灯泡恰好正常发光，电流表的示数为。通过计算回答： （1）灯泡的额定电流是多少？ （2）定值电阻的阻值是多少？ （3）该电路工作，定值电阻产生的热量是多少？ 15．如图所示电路，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求： （1）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时，电流表示数为多大？ （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，电路中最大总功率？ （3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。 16．如图所示，电源电压恒为12V，小灯泡L标有“6V、3W”字样，定值电阻R2的阻值为24Ω。当开关S闭合、S1、S2都断开且滑片P移到滑动变阻器的中点时，灯泡L正常发光。（小灯泡的电阻保持不变）求： (1)灯泡L的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值； (3)当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的最小总功率。 17．电饭锅内部电路如图，R1是加热电阻，其参数如表所示。 （1）将温度为40℃，质量为2kg的水在1个标准大气压下烧开，水吸收多少热量？ （2）电饭锅处于加热状态时，20min消耗的电能是多少？ （3）保温状态时，电阻R1与R2消耗的电功率之比是多少？ 名称 MB-FC40JB 额定电压 220V/50Hz 额定功率 550W 保温功率 110W 额定容量 2.5L 18．一台接在220V的电路中的电动机，通过它的电流是6A，电动机的电阻为，求： 电动机的发热功率为多少 ？ 电动机工作分钟转化的机械能为多少 ？ 19．如图是小灵家新购买的电热水器的简化原理图，R1和R2为定值电阻，S为温控开关，a、b是开关的连接触点，电热水器部分参数如表所示。 额定电压 220 V 加热功率 2000 W 保温功率 200 W 求：（1）当把25 kg的水由20 ℃加热到60 ℃时，水吸收的热量；若热水器加热时的效率为80%，需要消耗的电能；[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] （2）R2的阻值。 20．如图是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2的阻值为44Ω；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W。求： （1）R1阻值是多少？ （2）同时闭合开关S1、S2，R2的功率是多少？ （3）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗多少电能？ 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）4m/s；（2）2A；（3）2160s 【详解】解：（1）该机在30s内匀速竖直上升120m，它飞行的速度为 （2）该机的一个旋翼的电动机额定功率为30W，额定电压为15V，电动机正常工作时，通过的电流是 （3）电池提供的电能 W电＝UIt＝15V×5000×10﹣3A×3600s＝2.7×105J 电能转化为的机械能 W机械＝W电η＝2.7×105J×80%＝2.16×105J 该机最多能飞行的时间 答：（1）它飞行的速度是4m/s； （2）电动机正常工作时，通过的电流是2A； （3）该机最多能飞行的时间是2160s。 2．（1）80Ω；（2）4.5J ；（3）1.1W 【详解】解：（1）当测试者成绩为2.33m，由图丙知，Rs=20Ω，电路中的电流为0.15A，则Rs两端的电压 由图乙知，两电阻串联在电路中，据串联电路的电压特点有，R0两端的电压 U0=U-Us=15V-3V=12VR0的阻值 （2）工作时长为2s，测试者成绩为2.33m时，电路中的电流为0.15A，电路消耗的总电能 （3）由图丙知，当测试者成绩为1.8m时，Rs1=50Ω，电路的总电阻 电路中的电流 R0的电功率 答：（1）此时R0的阻值为80Ω； （2）此时电路消耗的总电能为4.5J； （3）R0的电功率约为1.1W。 3．（1）；（2） 【详解】解：（1）牵引力做功为 （2）汽车电池的电能转化为汽车机械能的效率为 答：（1）牵引力做功为； （2）汽车电池的电能转化为汽车机械能的效率为。 4．（1）6Ω；1.6A；（2）35V；9V。 【详解】(1)灯正常发光时的电阻 ， 闭合S1、S2、S3时，灯与电阻R1并联，灯正常发光，灯泡中电流 ， 电源电压，R1中的电流 ， 电路中的电流 ， 所以电流表的示数为1.6A； (2)只闭合开关S2时， R1与R2串联，在保证电路安全的情况下，电压表的示数最大为U2=15V且电路中的电流最大为I最大=2A时，电源的最大电压 ； 当变阻器R2接入电路的电阻最大时，电压表的示数才达到7.5V，此时电路中的电流 ，R1两端的电压 ， 则电源的最小电压 。 答：(1)灯正常发光时的电阻6Ω，电流表的示数1.6A； （2）电源电压的最大值是35V，最小值是9V。 5．(1)0.2A；(2)0.22kW·h 【详解】解：(1)电灯正常工作时通过的电流 I==0.2A (2)电灯正常工作5小时所消耗的电能 W=Pt=0.044kW×5h=0.22kW·h 答：(1)电灯正常工作时通过的电流是0.2A。 (2)电灯正常工作5小时所消耗的电能是0.22kW·h。 6．（1）21Ω；（2）4Ω；（3）1.3125W 【详解】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由I＝可得，灯L的电阻 RL＝＝＝21Ω （2）已知灯泡正常工作时的电流 I额＝0.3A 因为串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以，灯L正常工作时滑动变阻器两端的电压 UR＝U﹣UL＝7.5V﹣6.3V＝1.2V 因为串联电路中各处的电流相等，滑动变阻器接入电路中的电阻值 R＝＝＝4Ω （3）当滑动变阻器接入的电阻为9Ω时，电路中的总电阻 R总＝21Ω+9Ω＝30Ω 此时电路中的电流 I＝＝＝0.25A 灯泡L的实际电功率 PL＝I2RL＝（0.25A）2×21Ω＝1.3125W 答：（1）灯L的电阻值为21Ω； （2）灯L正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻值为4Ω； （3）当滑动变阻器接入的电阻为9Ω时，灯泡L的实际电功率为1.3125W。 7．（1），0.05m3；（2），使用天然气烧水更合算 【详解】解：（1）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，则水吸收的热量 天然气放出热量 天然气的体积 （2）烧开一壶水需要消耗的电能 需要电费 使用天然气，需要费用 所以，使用天然气烧水更合算。 答：（1）在一标准大气压下，烧开这壶水，需要，需要0.05m3天然气； （2）此过程中消耗的电能，使用天然气烧水更合算。 8．（1）2.1×107 J；（2）0.5 m3；（3）175min 【详解】解：（1）热水器中的水吸收的热量 （2）天然气燃烧需要放出的热量 需要完全燃烧天然气的体积 （3）若不考虑热量的损失，电热水器放出的热量 电热水器正常工作的时间 答：（1）热水器中的水吸收的热量4.2×107 J； （2）需要完全燃烧天然气0.5 m3； （3）电热水器正常工作至少需要175min。 9．（1）1.8A；（2）0；（3）1000W 【详解】由图乙可知，旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据可知总功率较小，电陶炉处于低温挡；旋钮开关放在2位置时，电路为的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据可知总功率较大，电陶炉处于高温挡。 解：（1）由可得，低温挡正常工作时的电流 （2）电陶炉处于高温挡时，旋钮开关放在2位置，电路为的简单电路，没有连入电路，此时通过电阻的电流为0； （3）由图丙可知，在某次煲汤过程中消耗的总电能，电陶炉高温挡正常工作用时 低温挡正常工作用时 电陶炉在低温挡消耗的电能 ： 电陶炉在高温挡消耗的电能 高温挡额定功率 答（1）：电陶炉处于低温挡正常工作时的电流约为； （2）电陶炉处于高温挡时通过电阻的电流为0A； （3）电陶炉高温挡的额定功率为1000W。 10．（1）440W；（2）220Ω；（3）5.28×105J 【详解】解：（1）由甲电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，并联电路中的总电阻小于每个电阻，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，由乙图知，此时电流I=3A；只闭合S时，为R2的简单电路，此时电路中电流较小，由乙图知，此时电流为I2=2A，故只闭合S时电饭锅的电功率 P=UI2=220V×2A=440W （2）S、S1同时闭合时干路中电流为3A，根据并联电路各支路互不影响，则通过R1的电流为 I1=I﹣I2=3A﹣2A=1A 由欧姆定律可得R1的阻值 （3）由图乙知，15min为一个工作周期，0~10min产生的热量 Q1=W1=UI1t=220V×3A×10×60s=3.96×105J 10~15min产生的热量 则0~15min电饭锅产生的总热量 Q总=Q1+Q2=3.96×105J+1.32×105J=5.28×105J 答：（1）只闭合S时电饭锅的电功率为440W； （2）电热丝R1的阻值为220Ω； （3）0~15min电饭锅产生的热量为5.28×105J。 11．（1）；（2）；（3）80% 【详解】解：（1）由题意可得汽车所受阻力 因汽车做匀速直线运动，所有行驶过程中牵引力的大小等于阻力，即 （2）由可知，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min所行驶的路程 匀速行驶过程中牵引力所做的功 （3）由可知，电机驱动做的总功 电机驱动的效率 答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为； （2）匀速行驶过程中牵引力所做的功为； （3）匀速行驶过程中电机驱动的效率为80%。 12．(1)2.7×105J；(2)81.8%；(3)891W 【详解】(1)这壶水的质量为 m＝ρV＝1g/cm3×800cm3＝800g＝0.8kg 水吸收的热量为 Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg℃)×0.8 kg×(100℃－20℃)＝2.7×105J (2)电热水壶消耗的电能为 W＝Pt＝1100W×300s＝3.3×105J (3)电热水壶的电阻为 电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为 (1)这壶水吸收的热量为2.7×105J； (2)烧水时家中电压为220V，电热水壶的热效率为81.8%； (3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为891W。 13．(1)6.72×10 5 J   (2) 88Ω  （3）22 W 【详解】（1）由ρ=m/V可得水的质量为：m=ρV=1×103 kg/m3 ×2×10-3m3 =2kg Q吸 =cm△t=4.2×103 ×2×80J=6.72×105J 消耗的电能至少等于水吸收的热量，即至少消耗电能6.72×105J （2）当S、S0 闭合，饮水机处于加热状态由P=U2/R可得： R2 =U2额/P额=(220V)2/500W=88Ω （3）当S闭合，S0 断开，R1与R2 串联R总=R1 +R2 =2112Ω+88Ω=2200Ω， I=U/R总=220V/2200=0.1A，P保温=UI=220V×0.1A=22W 14．（1）0.5A；（2）；（3） 【详解】解：（1）根据题意，由可得，灯泡的额定电流为 （2）因为灯泡正常发光，所以 因为灯泡和电阻并联所以 定值电阻的阻值是 （3）根据题意有 则定值电阻产生的热量是 答：（1）灯泡的额定电流是0.5A； （2）定值电阻的阻值是60Ω； （3）该电路工作，定值电阻产生的热量是180J。 15．（1）0.75A ；（2）6.525W ； （3）3Ω~12Ω 【详解】解：（1）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联，电流表测量干路电流，通过R1的电流 变阻器R2滑片处于最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω，通过滑动变阻器R2的电流 电流表的示数为 I= I1+I2=0.45A+0.3A=0.75A （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联，电流表测量干路电流，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”，则滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以电路中的最大电流为 Imax= I1+I2max=0.45A+1A=1.45A 电路中最大总功率 Pmax＝UImax＝4.5V×1.45A＝6.525W （3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压，灯泡的额定电流 因为灯泡额定电流I额＝0.5A，电流表量程为 0~3A，滑动变阻器标有“15Ω，1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为 I最大=I额=0.5A 此时小灯泡正常发光，滑动变阻器R2接入电路中阻值最小，阻值为 灯泡的电阻为 因为电压表量程为 0~3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U2大＝3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流 滑动变阻器R2接入电路中阻值最大 综上所述滑动变阻器的阻值范围为 3Ω~12Ω。 答：（1）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时：电流表示数为0.75A； （2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，电路中最大总功率6.525W； （3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为3Ω~12Ω。 16．(1)12Ω；(2)24Ω；(3)12W 【详解】解：(1)由得灯泡L的电阻 =12Ω (2)当开关S闭合、S1、S2断开时，小灯泡L与滑动变阻器串联，滑片P移到滑动变阻器的中点时，灯泡L正常发光，变阻器两端的电压 UR=U-UL=12V-6V=6V 通过小灯泡的电流 ==0.5A 由串联电路电流的规律和欧姆定律可知滑动变阻器位于中点时的电阻 =12Ω 所以滑动变阻器最大阻值 R1=2R=2×12Ω=24Ω (3)当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，整个电路消耗的总功率最小时就是滑动变阻器滑到最大阻值24Ω，则电路中的总电阻 R总==12Ω 整个电路消耗的总功率最小 P最小==12W 答：(1)灯泡L的电阻是12Ω； (2)滑动变阻器的最大阻值是24Ω； (3)当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的最小总功率是12W。 17．（1）5.04×105J；（2）6.6×105J；（3）1∶4 【详解】解：（1）在标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量是 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-40℃)=5.04×105J （2）电饭锅处于加热状态时，加热20min消耗电能是 （3）S闭合时，此时电路为R1的简单电路，S断开时，此时电路为R1、R2的串联电路，此时电路的总电阻大于R1。由可知，S闭合时，处于加热状态，S断开时，处于保温状态。当S闭合时，电路消耗的电功率为额定功率，电阻R1的阻值为 当S断开时，电路消耗的电功率为保温功率，电路总电阻 电阻R2的阻值为 保温状态时，电阻R1与R2消耗的电功率之比是 答：（1）水吸收5.04×105J的热量； （2）电饭锅处于加热状态时20min消耗的电能是6.6×105J； （3）保温状态时，电阻R1与R2消耗的电功率之比是1∶4。 18． 180W 【详解】(1)电动机的发热功率 P热＝I2R＝(6A)2×5Ω＝180W (2)电动机工作5分钟消耗的电能 W＝UIt＝220V×6A×300s＝3.96×105J 电动机工作5分钟产生的电热 Q＝W＝I2Rt＝(6A)2×5Ω×300s＝5.4×104J 电动机工作5分钟转化的机械能 W机＝W−Q＝3.96×105J−5.4×104J＝3.42×105J 19．（1），；（2） 【详解】解：（1）把25 kg的水由20 ℃加热到60 ℃时，水吸收的热量 消耗的电能为 （2）由图可知，当开关接b时，R1和R2串联，为保温挡，它们的总阻为 当开关接a时，只有R1工作，为加热挡，它的电阻为 R2的阻值为 答：（1）当把25 kg的水由20 ℃加热到60 ℃时，水吸收的热量为；若热水器加热时的效率为80%，需要消耗的电能为。 （2）R2的阻值为。 20．（1）1210Ω；（2）1100W；（3）6.84×104J 【详解】解：（1）由公式 得，R1的电阻值 （2）同时闭合开关S1、S2时，R2的功率是 （3）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min， R1消耗的电能 R2消耗的电能 电路消耗的电能 答：（1）R1阻值是； （2）同时闭合开关S1、S2时，R2的功率是； （3）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗电能为。 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 $$