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 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、计算题 1.6月5日是世界环境日,为了创造美好的生活环境,我国逐步推广风力发电取代火力发电,实现生态文明建设新环境。图甲图是某漂浮式风力发电机组正在发电,其发电功率与风速的关系如图乙所示。单个风力发电机质量为2000kg,其下方的细圆柱形浮筒使风力发电机漂浮于海面。(已知,,g取10N/kg)求: (1)处在海面下100m处的浮筒下表面受到的海水压强; (2)在一次涨潮中,海面上升了7m,此过程中浮力对单个风力发电机做的功; (3)若风速为12m/s,计算该风力发电机组工作30min输出的电能恰好能使A工厂的电锅炉将的水从20 加热至34 ,该电锅炉的加热效率。 2.在如图所示的电路中,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。电源电压U=6V,小灯泡R2标有“6V;3W”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R3的最大阻值为20 ,请画出该题的各个等效电路图。 (1)只闭合开关S1和S3时,电路消耗的功率为6W,则R1的阻值多大? (2)则闭合开关S1、S2和S3时,电路的总电阻R=? (3)在不损坏各元件的情况下。只闭合开关S1时,R1消耗的最大功率为P1;只闭合开关S2时,R2消耗的最小功率为P2,则P1:P2=? 3.如图是某课外科技活动小组同学设计的一个两档加热温箱的电路图。R0和R都是加热的电阻丝,电源电压恒为20V。S闭合时R0的功率为50W,S断开时R0的功率为32W。求: (1)S闭合时,温箱工作1min产生的热量; (2)R0的电阻; (3)S断开时,温箱的总功率。 4.如图甲电路,电源电压不变,L为灯泡,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,滑片置于A点时灯泡正常发光,向某一方向移动滑片,当滑片从A点滑到某一端B点的过程中(A、B两点图中未标出),电流表示数与两电压表示数变化关系如图乙所示。求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值; (2)灯泡正常发光时的功率; (3)滑片在B点时,R1工作1min消耗的电能。 5.如图所示,是某实验小组设计的一种电热饮水机电路原理图。该饮水机的水箱容积是1L。它通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能。电路电压为220V,当处于加热档时电路消耗的总功率为1100W;处于保温档时,电路消耗的总功率为242W。问: (1)R1和R2的阻值各是多大? (2)该饮水机在保温状态下工作10min,R1产生的热量是多少? (3)该饮水机的加热效率为70%(即电流产生热量有70%能被水吸收)。在傍晚时候是用电高峰期,实际工作电压只有200V,这时候将一满水箱的水从16 加热至100 ,需要多少分钟?(已知c水=4.2 103J/(kg ), 水=1.0 103kg/m3,不计温度对电阻的影响) 6.如图是多功能汤锅加热的测试电路图,使用时通过旋钮开关(旋钮两端有导线相连的固定触点)可实现保温、慢炖、快炖三种功能切换,且保温、慢炖、快炖状态的加热功率依次增大。已知四个发热电阻的阻值相等,测试电源电压为220V,慢炖状态的功率为550W。 求: (1) R1的阻值; (2) 保温状态的功率; (3)若把 1.1kg 的水从20 加热到 100 ,快炖需要 6min40s,求水吸收的热量; (4) 加热的效率是多少? 7.如图甲是一款养生壶;其内部电路原理如图乙所示。已知R2=193.6 ,此款养生壶可以通过旋钮开关切换加热、保温功能,其铭牌上的部分数据如下表。将养生壶加满水后单独工作,当水从20 加热到80 ,测得图丙的电能表转盘转了280r。请你解答: 电养生壶的铭牌 额定电压 220V 频率 50Hx 加热功率 1000W 保温功率 容积 1L (1)“保温”挡正常工作时电功率; (2)养生壶的烧水效率。 8.电动巴士利用电动机提供动力,是一种清洁环保的交通工具,如图所示的电动公交的电功率为6 104W。电能转化为机械能的效率为75%,一辆电动公交以36km/h的速度在平直道路上匀速行驶了100s,试求: (1)电动公交在平直公路上匀速行驶的路程是多少? (2)这段路程中电动机消耗的电能是多少? (3)电动公交在平直公路上匀速行驶时受到的阻力是多少? 9.轩轩设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅,其部分设计参数如图甲所示,简化电路如图乙所示,、、为电热丝,其中。电锅在高温挡、中温挡工作时,开关均处于闭合状态;在低温挡工作时,开关、均处于断开状态,闭合开关S,移动滑片,可调节低温挡的功率。 (1)求电锅在高温挡正常工作时的电流; (2)求电锅中温挡功率; (3)现有、、三种规格,为了达到轩轩设计的低温挡功率范围,请通过计算说明他选择的哪一种。 额定电压 30V 高温挡功率 150W 中温挡功率 ?W 低温挡功率范围 20w-50W 甲 10.如图甲所示,这是小明家新购买的电饭锅,小明阅读使用说明书得到电饭锅的部分参数如表所示,电饭锅的简化电路图如图乙所示,其中R1和R2均为发热电阻(阻值不随着温度的变化而改变)。 能效等级 三级 加热功率 1000W 额定电压 220V 保温功率 110W (1)小明某次烧饭时观察到电饭锅正常加热20min、正常保温10min。求本次烧饭电饭锅消耗的电能; (2)求发热电阻R1、R2的阻值; (3)小明查询资料得知,国家标准中规定电饭锅在加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤ <86%。于是小明用所学的物理知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为20 、质量为2.5kg的水刚好加热到100 ,电饭锅正常加热用时1000s。请通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。[] 11.在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50 2A”字样,所用电表的表盘如图(b)所示。求: ①若电源电压为6伏,闭合电键S,移动滑片P到某一位置,电流表的示数为1安。求电阻R1的电功率P1和此时滑动变阻器的阻值R2; ②若电源电压可变,为使通过干路的电流最大且电路安全,求电源电压的最小值U最小和最大值U最大。 12.表格中是某款两挡位电火锅的有关参数,如图甲是其简化电路图,和为阻值不变的电热丝,单刀双掷开关S可接高温挡或低温挡,实现不同挡位的变换。电火锅正常工作时,分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水从加热到,绘制的水温随时间变化的图像如图乙所示。 额定电压 电火锅挡位 额定功率 220 低温 220 高温 880 (1)求R1电热丝的阻值; (2)电火锅正常工作时,用高温挡将2kg的水从60 加热到70 ,求此过程中水吸收的热量;[c水=4.2 103 J/(kg⋅ )] (3)求用高温挡将质量为2kg的水从60 加热到70 时的加热效率(结果保留小数点后一位)。 13.某型号饮水机具有保温与加热两种功能,其简化电路如图所示, R1、R2均为电热丝。参数如下表所示,问: 额定电压 220 V 加热额定功率 1000 W (1)开关 分别处于哪种状态时,饮水机处于保温状态? (2)饮水机处于正常加热状态时,电路中的电流是多少?(计算结果保留1位小数) (3)如果每天加热2 h,那么一个月(按30天计算)加热水要消耗多少千瓦时的电能? (4)如果用电高峰期时家庭电路的实际电压是200 V,那么热水器的实际加热电功率是多少?(计算结果保留1位小数) 14.某电饭煲的原理图如图所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两档,通过单刀双掷开关S进行调节,为电热丝。当开关S接高温烧煮档时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温档时,电路的总功率为22W。 (1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S应与哪个触点连接? (2)电热丝的阻值多大?电阻R的阻值多大? (3)保温时R的功率多大? (4)若在傍晚用电高峰期,电路中的实际电压只有200V,则此时该电饭锅在加热状态的实际功率是多大? 15.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻,,只闭合开关S1时,电流表示数为0.3A。求: (1)电源电压; (2)只闭合开关S1、S3时,电流表示数; (3)只闭合开关S2时,通电1min电阻R1产生的热量。 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)1 106Pa;(2)1.4 105J;(3)98% 【详解】解:(1)浮筒下表面受到的海水压强 (2)此过程中浮力对单个风力发电机做的功 (3)由图乙可知,风速为12m/s时风力发电机的发电功率P=3 105W,该风力发电机组工作30min输出的电能 水吸收的热量 该电锅炉的加热效率 答:(1)处在海面下100m处的浮筒下表面受到的海水压强为1 106Pa; (2)此过程中浮力对单个风力发电机做的功为1.4 105J; (3)该电锅炉的加热效率为98%。 2.(1)6 ;(2)4 ;(3)72:25 【详解】解:(1)只闭合开关S1和S3时,等效电路图如图所示: 由可得,R1的阻值 (2)闭合开关S1、S2和S3时,等效电路图如图所示: 灯泡的电阻 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以电路中的总电阻 (3)只闭合开关S1时,等效电路图如图所示: 电路中的电流为0.6A时,电压表的示数 则电路中的电流最大为0.6A,此时R1消耗的电功率最大,为 只闭合开关S2时,等效电路图如下图所示: 当电压表的示数最大为3V时,变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时R2两端的电压 R2消耗的最小功率为 则 答:(1)只闭合开关S1和S3时,电路消耗的功率为6W,则R1的阻值为6 ; (2)则闭合开关S1、S2和S3时,电路的总电阻R=4 ; (3)在不损坏各元件的情况下。只闭合开关S1时,R1消耗的最大功率为P1;只闭合开关S2时,R2消耗的最小功率为P2,则P1:P2=72:25。 3.(1)3000J;(2)8 ;(3)40W 【详解】解:(1)S闭合时,电路是R0的简单电路,则温箱工作1min产生的热量为 (2)由P=UI得,S闭合时电路中电流为 根据欧姆定律可得 (3)S断开时,两电阻串联,由和P=UI,得S断开时电路中电流为 S断开时,由P=UI可得,温箱的总功率为 答:(1)S闭合时,温箱工作1min产生的热量为3000J; (2)R0的电阻为8 ; (3)S断开时,温箱的总功率为40W。 4.(1)50 ;(2)3.6W;(3)12J 【详解】(1)闭合开关S,滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联接入电路,电压表V1测滑动变阻器和灯泡的总电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,同一时刻V1的示数大于V2的示数,所以乙是电压表V1与电流表示数关系的图像,甲是电压表V2与电流表示数关系的图像。滑片置于A点时灯泡正常发光,串联电路各处电流相等,所以灯泡正常发光时的电流为通过电路的最大电流0.6A。向某一方向移动滑片,当滑片位于B点时,通过电路的电流最小为0.2A,此时滑动变阻器接入电路最大阻值,由乙图可知此时滑动变阻器两端的电压为10V,由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值 (2)由乙图可知灯泡正常发光时的电压 UL=U1﹣U2=9V﹣3V=6V 灯泡正常发光时的功率 PL=ULIL=6V 0.6A=3.6W (3)滑片置于A点时,通过电路的电流为0.6A,电压表V1的示数为9V,则电源电压可表示为 U=UR1+UV 1=ILR1+9V=0.6A R1+9V① 当滑片位于B点时,通过电路的电流为0.2A,电压表V1的示数为11V,则电源电压可表示为 U=UR1′+UV 1′=IR1+11V=0.2A R1+11V② ①②两式联立,解得:R1=5 ,滑片在B点时,R1工作1min消耗的电能 W=I2R1t=(0.2A)2 5 60s=12J 答:(1)滑动变阻器R2的最大阻值为50 ; (2)灯泡正常发光时的功率3.6W; (3)滑片在B点时,R1工作1min消耗的电能为12J。 5.(1); (2)31944J (3)9.2min 【详解】(1)由电路图可知,开关S接a时,只有R1接入电路,由公式可知,此时电路电阻较小,功率较大,处于加热档,开关S接b时,R1与R2串联接入电路,由公式可知,此时电路总电阻较大,功率较小,处于保温档。由题意可知,处于加热档时,电路消耗的总功率为1100W,则R1的阻值为 处于保温档时,电路消耗的总功率为242W,则R1与R2串联的总阻值为 则R2的阻值为 (2)由公式可知,该饮水机在保温状态下工作时,电路中的电流为 该饮水机在保温状态下工作10min,R1产生的热量为 (3)由公式可知,一满水箱的水的质量为 将一满水箱的水从16 加热至100 ,水吸收的热量为 该饮水机的加热效率为70%,由可知,此过程,电流产生的热量为 由题意知,实际工作电压只有200V,此时电路中的电流为 由公式可知,加热需要的时间为 6.(1)88 ; (2)275W; (3)3.696 105J;(4)84% 【详解】解:(1)如图,当开关接1和4时,R1和R4串联,电阻最大,由可知,此时为保温挡;当开关接2和5时,R4单独接入电路,此时为慢炖挡;当开关接3和6时,R2和R3并联,电阻最小,由可知,此时为快炖挡。四个发热电阻的阻值相等,则R1的阻值为 (2)四个发热电阻的阻值相等,即 R4=R3=R2=R1=88 保温功率为 (3) 1.1kg 的水从20 升高到 100 ,吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2 103J/(kg ) 1.1kg (100 -20 )=3.696 105J (4)快炖的功率为 电阻丝放出的热量为 加热效率为 答:(1) R1的阻值为88 ; (2) 保温状态的功率为275W; (3)若把 1.1kg 的水从20 加热到 100 ,快炖需要 6min40s,水吸收的热量为3.696 105J; (4) 加热的效率是84%。 7.(1)200W (2)75% 【详解】(1)由图乙可知,当开关S接2时,只有R1工作,当开关S接1时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,R1、R2串联时,电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,养生壶处于保温挡;当开关S接2时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,养生壶处于加热挡;当开关S置于2时,R2开路,只有R1工作,此时为加热挡,R1的阻值 当开关S置于1时,R1与R2串联,此时为保温挡,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻 R=R1+R2=48.4 +193.6 =242 则“保温”挡正常工作时电功率 (2)水的质量 m= 水V=1.0 103kg/m3 1 10-3m3=1kg 水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2 103J/(kg ) 1kg (80 -20 )=2.52 105J 电能表转盘转了280r,养生壶消耗的电能 养生壶的烧水效率 8.(1)1000m;(2)6 106J;(3)4500N 【详解】(1)电动公交的速度 v=36km/h=10m/s 电动公交在平直公路上匀速行驶的路程 s=vt=10m/s 100s=1000m (2)这段路程中电动机消耗的电能 W电=Pt=6 104W 100s=6 106J (3)公交车获得的机械能 W机= W电=75% 6 106J=4.5 106J 根据公式W=Fs可得电动公交车受到的牵引力为 电动公交在平直公路上匀速行驶时受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以阻力 f=F=4500N 答:(1)电动公交在平直公路上匀速行驶的路程是1000m。 (2)这段路程中电动机消耗的电能是6 106J。 (3)电动公交在平直公路上匀速行驶时受到的阻力是4500N。 9.(1)5A;(2)90W;(3)滑动变阻器选择的规格为“” 【详解】解:(1)电锅在高温挡时的功率P高=150W,则电锅在高温挡正常工作时的电流为 (2)由题可知,电锅在高温挡时开关均处于闭合状态,根据可知,R1与R2并联。则通过R1的电流为 则通过R2的电流为 则R2的阻值为 根据题意可知,电锅中温挡时电流仅有R2,则功率为 (3)由题可知,低温挡时R0和R2串联,当低温挡功率最小为20W时,电路最大总电阻为 则滑动变阻器的阻值为 当低温的功率最大为50W时,电路最小总电阻为 则滑动变阻器的阻值为 则滑动变阻器需要的电阻范围是 又因为功率最大时通过的电流为 所以滑动变阻器只能选择的规格为“”。 答:(1)电锅在高温挡正常工作时的电流为5A; (2)电锅中温挡时的功率为90W; (3)滑动变阻器选择的规格为“”。 10.(1)1.266 106J;(2)48.4 、391.6 ;(3)达到三级能效 【详解】解:(1)根据题意可知,加热时电饭锅消耗的电能为 W加热=P加热t加热=1000W 20 60s=1.2 106J 保温时电饭锅消耗的电能 W保温=P保温t保温=110W 10 60s=6.6 104J 故电饭锅消耗的电能为 W=W加热+W保温=1.2 106J+6.6 104J=1.266 106J (2)由电路图知,S断开时两电阻串联,电路中电阻较大,由可知,电饭锅的功率较小,为保温状态,当S闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,功率较大,为加热状态;由可得R1的电阻为 由可得R1、R2的总电阻为 R2的电阻为 R2=R总-R1=440 -48.4 =391.6 (3)根据题意可知,水吸收的热量为 用时1000s消耗的电能为 该电饭锅的热效率为 故该电饭锅的热效率值达到三级能效。 答:(1)本次烧饭电饭锅消耗的电能为1.266 106J; (2)电阻R1、R2的阻值分别为48.4 、391.6 ; (3)该电饭锅的热效率值达到三级能效。 11.①3.6W,15 ;②10V,15V 【详解】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。 ①因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R1的电功率 由欧姆定律可得,电路中的总电阻 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,故有 即 解得 R2=15 ②电流表的示数最大I大=3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的最小电流为 I1小=I大-I2大=3A-2A=1A 由欧姆定律,电源电压的最小值 U最小=I1小R1=1A 10 =10V 并联电路各支路电压相等,根据U=IR,在电压不变时,电流与电阻成反比,两支路的电流之比 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流 则 当R2=50 时,I1有最大值 由欧姆定律,则电源的最大电压 U最大=I1大R1=2.5A 10 =25V 由电压表的量程为15V可知,电源的最大电压为15V。 答:①电阻R1的电功率为3.6W,此时滑动变阻器的阻值为15 ; ②电源电压的最小值为10V,最大值为15V。 12.(1)55 ;(2)8.4 104 J;(3)79.5% 【详解】解:(1)当S接高温挡时,只有在工作,由表中数据可知,此时功率 根据得电阻的阻值为 (2)将2kg的水从加热到,水吸收的热量为 由图像可知,将2kg的水从加热到,高温挡的加热时间为,加热高温挡工作时消耗的电能为 用高温挡的加热效率为 答:(1)R1电热丝的阻值为; (2)电火锅正常工作时,用高温挡将2kg的水从加热到,此过程中水吸收的热量为; (3)用高温挡将质量为2kg的水从加热到时的加热效率为。 13.(1)开关S2闭合、S1断开时;(2);(3);(4) 【详解】解:(1)由图知道,当S2闭合、S1断开时R1与R2串联,当开关S1、S2都闭合时电路为R2的简单电路,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,当S2闭合、S1断开时,电路中的总电阻最大,由知道,电路中的总功率最小,饮水机处于保温状态。 (2)由知道,饮水机处于正常加热状态时,电路中的电流是 (3)一个月加热的时间 一个月(按30天计算)加热水要消耗的电能 (4)由额定电压及加热时的额定功率知道,电路中的电阻 则实际加热时的电功率 答:(1)开关S2闭合、S1断开时时,饮水机处于保温状态; (2)饮水机处于正常加热状态时,电路中的电流是3A; (3)如果每天加热2 h,那么一个月(按30天计算)加热水要消耗的电能; (4)如果用电高峰期时家庭电路的实际电压是200 V,那么热水器的实际加热电功率是。 14.(1)2;(2),;(3);(4) 【详解】解:(1)分析电路可知,开关S接1时,与串联,此时总电阻较大,根据可知总功率较小,为保温档;开关S接2时,只有工作,此时总电阻较小,根据可知总功率较大,为高温烧煮档。 (2)高温烧煮档时,只有工作,电路的功率为1100W,则电热丝的阻值为 焖饭、保温档时,与串联,总电阻为 则电阻R的阻值为 (3)保温时电路中电流为 则保温时R的功率为 (4)此时该电饭锅在加热状态的实际功率为 答:(1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S应与触点2连接; (2)电热丝的阻值为,电阻R的阻值为; (3)保温时R的功率为; (4)若在傍晚用电高峰期,电路中的实际电压只有200V,则此时该电饭锅在加热状态的实际功率为。 15.(1)6V;(2)0.45A;(3)12J 【详解】解:(1)当只闭合开关S1时,只有R1工作,电流表测量电路中的电流,由可知,电源电压为 (2)只闭合开关S1、S3时,R1、R2并联,电流表测量干路的电流;根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压为 通过R1的电流为 通过R2的电流为 根据并联电路的电流特点可知,干路的电流为 (3)只闭合开关S2时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,电路中总电阻为 电路中的电流为 根据串联电路的电流特点可知,通过R1的电流为 通电1min电阻R1产生的热量为 答:(1)电源电压为6V; (2)只闭合开关S1、S3时,电流表示数为0.45A; (3)只闭合开关S2时,通电1min电阻R1产生的热量12J。 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 $$