2024年中考物理专题训练——电功率综合计算

2024年中考物理专题训练——电功率综合计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．如图所示电路中，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R1标有“60Ω 1A”的字样，只闭合S1，电流表的示数为0.3A。 （1）求电源电压U； （2）闭合开关S1、S2，电流表的示数为0.45A时，求R1的阻值； （3）闭合开关S1、S2，在保证电路安全的条件下，调节滑动变阻器可以改变电路消耗的电功率，求整个电路消耗的最小电功率P。 2．如图所示的电路中，电源电压为3V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1A，通过电阻R2的电流为0.5A。求： （1）通过电流表的电流； （2）电阻R1的阻值； （3）整个电路在5s内产生的热量。    3．家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，某电饭煲的额定电压为220V，它的额定功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）。则 ： （1）电饭煲正常工作的电流是多大？ （2）电饭煲正常工作30min消耗的电能是多少kW•h？ 4．我省不少农村楼房项上装有如图甲所示的水箱，注满时，水箱内的水面离地面平均高度为10m。图乙是这种水箱的结构及工作示意图，其中A、B是由密度为2.5×103千克/米 3的材料制成的圆柱体，它们的体积均为500cm3，位于水箱顶部的传感开关是一种特殊的“拉线开关”，其电阻随拉力变化及电路的工作状态如表。（g取10牛/千克）    传感开关受到的拉力/牛 25 15 传感开关的电阻/欧 5 5000 电动水泵的工作状态 通电转动 断电停转 （1）为了增加安全性，压力传感开关通常是通过一只电磁继电器控制电动水泵，请用笔画线代替导线，按照题意将图乙中电动水泵电路连接完整； （2）当电动水泵断电停转时，圆柱体排开水的体积是多大？（压力传感开关下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计） （3）当电动水泵处于通电转动状态时，电磁铁所在电路的电流大约是0.8A，求电磁铁线圈的电阻； （4）电动水泵的规格为“220伏500瓦”，水箱一次注水需要10分钟，每次注水量为1.5吨，某户人家1个月用水量为15吨，这户人家每月用水需要消耗多少电能？ 5．如图所示为双挡位电热足浴器某次加热工作时的控制面板显示（额定电压为）。 （1）足浴器在保温状态下正常工作时的电流是多大； （2）足浴器中装入质量为的水，正常加热可使初温为的水达到控制面板上显示的温度，求水吸收的热量和足浴器的加热效率[水的比热容]； （3）足浴器内部有、两个发热电电阻，已知电阻的阻值为，请分析计算的阻值，并在图中虚线框内画出导线、电阻和三个元件的符号（注意标清字母）。完成足浴器的内部电路，使得旋钮顺时针旋转时依次接入加热挡和保温挡。（旋钮开关位于、点，表示与接通）。 6．冬天浴室里的玻璃镜面在洗完澡后会蒙上一层水雾变得模糊，为了解决这个问题，“创新”小组的同学们设计了一个高、低温两档的加热玻璃电路（如图）。已知电源电压为不变，电热丝， 。 (1)当闭合、断开时，电路消耗的功率为多少？ (2)开启高温档，对质量为的玻璃加热，玻璃温度升高了10，这一过程玻璃吸收了多少热量？高温档电路的加热效率为多大？[已知玻璃的比热容约为 7．如图甲所示的电路，电源电压恒为16V，定值电阻R1的阻值为30Ω，灯泡L的额定电压为6V，图乙是灯泡的电流与电压的变化关系图像，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为“100Ω  1A”。求： （1）灯泡正常发光时的电阻； （2）闭合开关S、S1、断开开关S2，调节滑片P使滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，电压表的示数； （3）闭合开关S、S2、断开开关S1，在电路安全的情况下，电路消耗的最小电功率。    8．小翔的爸爸出差带回一个“快热式电热水器”，准备安装在家里的电路中，如图是电能表照片的截图和其标牌上的部分内容和电能.则： (1)假如该热水器正常工作，通过的电流为多大？(结果均可保留一位小数) (2)如果该热水器直接安装到家里原来的电路中行吗？写出一种可能出现的问题？ 9．如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L的电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：（不考虑温度对灯丝电阻的影响） （1）当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流； （2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数； （3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率。 10．在如图所示的电路中，电源两端电压不变，M为电子集成元件，L是小灯泡且RL=10Ω（其电阻不随温度变化），R为滑动变阻器。当开关闭合时，R的滑片从一端移动到另一端时，M的阻值与其两端的电压变化如图所示且遵循欧姆定律。求： （1）现闭合开关S，调节R使其接入电路的电阻值逐渐减小，通过灯泡L的电流保持多少不变？ （2）滑动变阻器的最大阻值，电源电压U； （3）计算滑动变阻器R的最大电功率。（请写出必要的计算过程） 11．如表为一台电烤箱的铭牌，低温挡的功率模糊不清；其内部简化电路如图所示，R2的阻值为66Ω，R1和R2均为电热丝。求： ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定 功率 高温挡 1100W 低温挡 *W 电源频率 50Hz （1）电烤箱在高温挡正常工作20min所消耗的电能； （2）电路中R1的阻值； （3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。 12．图甲是某型号的梳妆防雾镜，玻璃背面粘有等大的电热膜，接通电路时镜面升温，驱除水雾，便于成像，该防雾镜的相关数据如下表：【c玻璃=0.75×103J/(kg·℃)】 镜面质量 1.2kg 额定电压 220V 额定功率 88W （1）求防雾镜正常工作时的电流； （2）正常工作250s，可使玻璃镜面平均温度升高22℃，求电热膜的加热效率； （3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化，以满足不同季节使用的需要，请求出R的最大阻值。 13．如图所示，电源电压恒定，R1、R2 为定值电阻，R2=20Ω，灯泡 L 标有“8V 4W”字样。 （1）当 S、S1、S2都闭合时，灯泡 L 正常发光，电流表的示数为多少？ （2）S 闭合，S1、S2 断开时，电压表示数为 6V，则 R1的阻值为多少？电路消耗的总功率为多少？ 14．如图是某家用电炖锅的简化电路图，电源电压为220V，R1和R2均为加热电阻，通过开关S1和S2的断开闭合，可调整电炖锅的保温或加热状态。已知加热功率为880W，保温功率为220W。请回答下列问题： （1）请描述：保温和加热时开关S1和S2的断开闭合情况； （2）电阻R1的阻值是多少？ （3）电炖锅保温状态下工作5min电阻R1产生热量是多少？ 15．如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样。灯丝电阻不随温度改变。 （1）求灯泡的额定电流。 （2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率。 （3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。 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 《2024年中考物理专题训练——电功率综合计算》参考答案 1．（1）6V；（2）40Ω；（3）2.4W 【详解】解：（1）只闭合S1，电路中只有R2，电流表的示数为0.3A，电源电压 （2）闭合开关S1、S2，两电阻并联，电流表测干路电流，示数为0.45A，由于R2两端的电压不变，通过R2的电流认为0.3A，通过R1的电流为 R1的电阻 （3）电源电压不变，通过定值电阻的电流不变，功率不变 滑动变阻器阻值最大时，其功率最小，此时功率为 整个电路消耗的最小电功率 答：（1）电源电压U=6V； （2）闭合开关S1、S2，电流表的示数为0.45A时，R1的阻值为40Ω； （3）闭合开关S1、S2，在保证电路安全的条件下，整个电路消耗的最小电功率P=2.4W。 2．（1）1.5A；（2）3Ω；（3）22.5J 【详解】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流。 （1）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电流表的电流 I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A （2）根据并联的电压特点可知，电阻R1两端的电压 U1=U2=U=3V 电阻R1的阻值 （3）整个电路在5s内产生的热量 Q=W=UIt=3V×1.5A×5s=22.5J 答：（1）通过电流表的电流为1.5A； （2）电阻R1的阻值为3Ω； （3）整个电路在10s内产生的热量为22.5J。 3．⑴5A；⑵0.55kW•h 【详解】（1）根据题意知道，电饭煲的额定电压是U额=220V，额定功率是P额=1100W， 所以由P=UI知道，电饭煲正常工作时的电流是： I===5A （2）由P=可知电饭煲正常工作30min消耗的电能是： W==1.1kW×0.5h=0.55kW•h 答：（1）电饭煲正常工作的电流是5A； （2）电饭煲正常工作30min消耗的电能是0.55kW。 4．（1）见解析；（2）1000cm3；（3）2.5Ω；（4）3×106 J 【详解】解：（1）由题意及表格中数据可知，当传感开关的电阻较小时，通过电磁铁的电流较大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁落下，动触点与下方的静触点接触，电动水泵通电转动，所以电路连接如下图所示：    （2）由可得，A、B的总质量 A、B的总重力 当电动水泵停止向水箱中注水时水箱中的水位最高，由表格可知此时圆柱体受到的浮力为 由得 （3）当电动水泵处于通电转动状态时，由欧姆定律可知该电路总电阻为 ， 由表格数据可知，当电动水泵处于通电转动状态时，传感开关的电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电磁铁线圈的电阻为 （4）这户人家每月用水需要注水的次数 即次，一个月电动机工作的时间 由可得，这户人家每月用水需要消耗的电能 答：（1）如图所示； （2）当电动水泵断电停转时，圆柱体排开水的体积是1000cm3； （3）电磁铁线圈的电阻为2.5Ω； （4）这户人家每月用水需要消耗的电能3×106J。 5．（1）；（2），；（3）见解析 【详解】解：（1）由图知足浴器保温电功率为，由可得，此时足浴器的工作电流 （2）水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量 加热时间 得电热足浴器消耗的电能 则该足浴器的电热效率 （3）饮水机只有加热和保温两个挡位，由图可知饮水机保温时接入电路的电阻 饮水机加热时接入电路的电阻 因为电阻的阻值为，所以，观察图可知：左边的虚线框始终连入电路，所以应为电阻，另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻与左边电阻串联后为保温挡位，如图所示，左图：为断开；为加热；为保温。右图：为断开；为保温；为加热。 或 答：（1）足浴器在保温状态下正常工作时的电流是2A； （2）水吸收的热量和足浴器的加热效率为； （3）见上图。 6．(1)；(2)； 【详解】(1)当闭合、断开时，、串联，电路中总电阻为 电路消耗的功率为 (2)闭合开关、时为高温加热模式，只有电阻工作，则玻璃吸收的热量为 电阻产生的热量为 加热效率为 答：(1)当闭合、断开时，电路消耗的功率为； (2)这一过程玻璃吸收的热量为，高温档电路的加热效率为。 7．（1）；（2）；（3）3.2W 【详解】解：（1）由图乙可知，灯泡正常发光时的电流为0.5A （2）当闭合开关S、S1，断开开关S2时，R1和 R2串联 电压表测R2两端的电压 （3）当闭合开关S、S2， 断开开关S1时，灯泡L与R2串联，当电压表示数为15V时，灯泡两端的电压为1V，电路消耗的电功率最小。从图像可知，此时电路中的电流IL=0.2A，电路消耗的最小电功率 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为12Ω； （2）电压表的示数为4V； （3）电路消耗的最小电功率为3.2W。 8．（1）I0=P0/U0=8 000 W/220 V≈36.4 A  （2）不能直接连入原电路中.可能出现的问题有：烧坏导线、烧坏保险丝、烧坏电能表、引起火灾或者空气开关跳闸等 【详解】（1）由可得，该热水器正常工作，通过的电流： ； （2）不能直接连入原电路中，因为，可能出现的问题有：电流过大，容易引起火灾或空气开关跳闸、电能表烧毁、热水器无法正常工作． 故答案为（1）I0=P0/U0=8 000 W/220 V≈36.4 A  （2）不能直接连入原电路中.可能出现的问题有：烧坏导线、烧坏保险丝、烧坏电能表、引起火灾或者空气开关跳闸等． 【点睛】本题考查电流、电阻、消耗电能等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要熟知电能表各个参数的物理意义，要学会从题目所给信息中找到有用的数据． 9．（1）0.24 A；（2）2 V；（3）2.16 W 【详解】（1）S1、S2闭合时，R被短路，只有小灯泡接入电路，通过小灯泡的电流 （2）只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器R串联，小灯泡两端的电压为 UL＝I1RL＝0.2A×50Ω＝10V 电压表的示数为 UR＝U－UL＝12V－10V＝2V （3）滑动变阻器的最大阻值 电路中的电流 滑动变阻器两端的电压 因为电压表测量R两端的电压，量程为0～3V，3.4V＞3V，所以电压表不安全；在保证电路安全的条件下，当电压表的示数为3V时，电路消耗的功率最小，即滑动变阻器R两端的电压Umax＝3V，通过灯泡的电流 在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率为 P小＝UI3＝12V×0.18A＝2.16W 答：（1）通过灯泡L的电流为0.24 A； （2）电压表的示数为2 V； （3）电路消耗的最小功率为2.16 W。 10．（1）0.3；（2）20Ω，12V；（3）1.8W 【详解】解：（1）由RM—U的图像可知，M的阻值与其两端的电压成正比，由可知，通过RM的电流不变，图像可知，当RM=10Ω时，UM=3V，通过RM的电流 因串联电路处处电流相等，所以通过灯泡L的电流保持0.3A不变； （2）由可知，电源电压一定时，要使电路电流不变，则电路的总电阻不变；因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，RM接入电路的阻值最大，由图像可知，此时RM接入电路的最大阻值为30Ω，则电路的总电阻 R总=RM+RL=30Ω+10Ω=40Ω 电源电压 U=IR总=0.3A×40Ω=12V 当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，RM接入电路的阻值最小，由图像可知，RM接入电路的最小阻值为10Ω，则滑动变阻器的最大阻值 R滑大=R总-RM小-RL=40Ω-10Ω-10Ω=20Ω （3）滑动变阻器的最大功率 P=UI=I2R滑大=（0.3A）2×20Ω=1.8W 答：（1）通过灯泡L的电流保持0.3A不变； （2）滑动变阻器的最大阻值20Ω，电源电压U为12V； （3）滑动变阻器R的最大电功率为1.8W。 11．（1）1.32×106J；（2）44Ω；（3）2A，176W 【详解】解：（1）由表中的数据可知电烤箱高温挡时的功率，根据W=Pt可得，电烤箱在高温挡正常工作20min所消耗的电能为 （2）由图可知，当开关S1和S2都闭合时，R2被短路，只有R1接入电路，由可得，此时电路处于高温挡，R1的阻值为 （3）由图可知，当开关S1闭合，S2断开时，电阻R1和R2串联，此时电路总电阻为R1和R2之和，即 由可知，此时电烤箱在低温挡，电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为 由因为串联电路处处相等，由P＝I2R可得，此时R1的功率为 答：（1）电烤箱在高温挡正常工作20min所消耗的电能为1.32×106J； （2）电路中R1的阻值为44Ω； （3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为2A；R1的功率为176W。 12．（1）0.4A ；（2）90%；（3）550Ω 【详解】解：（1）正常工作时的电流 （2）玻璃镜面吸收的热量 Q吸=c玻璃mΔt=0.75×103J/(kg·℃)×1.2kg×22℃=1.98×104J 电热膜消耗的电能 W=Pt=88W×250s=2.2×104J 电热膜的加热效率 （3）电热膜的电阻 当R的阻值最大时，电路的总电阻最大，由可知通过电热膜的电流最小，此时电热膜的功率最小，则最小功率 P小=Pη小=88W×25%=22W 此时通过它的电流 电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器的最大阻值 R=R总-R0=1100Ω-550Ω=550Ω 答：（1）防雾镜正常工作时的电流是0.4A； （2）电热膜的加热效率是90%； （3）R的最大阻值是550Ω。 13．(1)0.9A；(2)60Ω；0.8W 【详解】(1)当 S、S1、S2 都闭合时，被短路，灯泡L与并联，灯泡 L 正常发光，因为并联电路电源电压等于各支路电压，故电源电压是8V，通过L的电流 通过的电流 电流表测的干路电流 (2)S 闭合，S1、S2 断开时，与串联，电压表测得的电压是6V，则的电压 电路中的电流 的阻值 电路消耗的总功率 答：(1) 当 S、S1、S2 都闭合时，灯泡 L 正常发光，电流表的示数为0.9A； (2) R1 的阻值为，电路消耗的总功率为0.8W。 14．（1）见详解；（2）165Ω；（3）49500J 【详解】解：（1）串联电路总电阻大于任何一个分电阻，根据可知，当仅闭合S1时，R1与R2串联，电阻较大，功率小，属于保温状态，当S1、S2都闭合时，电路为R2的简单电路，电阻较小，功率大，为加热状态。 （2）保温状态时的总电阻为 加热状态电阻R2的阻值是 电阻R1的阻值是 （3）电炖锅保温状态下电路中电流为 工作5min电阻R1产生热量是 答：（1）见详解； （2）电阻R1的阻值是165Ω； （3）电炖锅保温状态下工作5min电阻R1产生热量是49500J。 15．（1）0.5A；（2）6W；（3）滑动变阻器的最大阻值为24Ω 【详解】（1）由P=UI可得，通过灯泡的电流 （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等， 电源的电压 U1=U=12V ∴ （3）当只闭合S，断开S1，S2时，滑动变阻器与灯泡串联， ∵灯泡恰好正常发光可知电路中的电流， ∴ UL=U额=6V，I=IL=0.5A 因串联电路中总电压等于各分电压之和 U2′=U﹣UL=12V﹣6V=6V 由欧姆定律得 ∴ R2=2R2′=2×12Ω=24Ω 答：（1）求灯泡的额定电流为0.5A。 （2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率为6W。 （3）滑动变阻器的最大阻值为24Ω。 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 $$