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．如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1=44W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过R的电流I2=1A。试求： （1）使用风干功能时通过电动机的电流是多少？ （2）使用烘干功能时，电流通过R做功的功率是多少？ （3）使用烘干功能5min，消耗的电能是多少？ 2．如图甲所示为某电饭煲铭牌，可知该电饭煲能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W，电饭煲的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变，求： （1）让电饭煲处于“保温”状态下正常工作，测得在5min内耗电2.64×104J。求该电饭煲保温功率P保温； （2）电阻R2的阻值； （3）国家标准中规定电饭煲在该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%≤η＜86%。现对电饭煲进行测试：在加热状态下，将温度为20℃、质量为2kg的水加热到100℃，电饭煲正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），请你通过计算判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 3．随着科技发展智能扫拖机（如图甲所示）开始普及到千家万户，其原理通过电动机旋转产生高速气流，使盒内气体压强变小，将灰尘吸入集尘盒。市场上某款智能扫拖机，部分参数如下表所示： 净重 4千克 长续航电池 6400mA·h 吸尘盒口径长、宽尺寸 20厘米×5厘米 吸尘盒口处平均压强 8500帕 （1）如图乙所示，电流表测得该扫拖机正常工作电流为多少安？ （2）当扫拖机以正常工作电流运行，结合表中数据计算该扫拖机一次可持续工作多少小时？ （3）结合表中数据和压强相关知识，计算该智能扫拖机运行时吸尘盒口处对应的地面受到的吸力为多少牛？ 4．如图甲所示为一款储水式电热水器，它的实际电路如图乙所示，简化电路如右图所示，通过控制开关S可以使电热水器分别在两个不同状态下工作 ，主要参数如下表所示。已知ρ水=1.0×l03kg/m3，c水=4.2×l03J/(kg∙℃)。求： （1） 画出电热水器在标准功率下工作时的等效电路图； （ 2 ） 发热器R2的阻值； （ 3）将额定容量的水从35℃加热到额定最高温度需要的最短时间。 额定电压 220V 额定容量 50L 额定频率 50Hz 速热功率 2000W 额度最高温度 75℃ 标准功率 800W 5．如图所示是小萱家的一只多功能电煮锅，下表中列出了该电煮锅的部分技术参数。求： （1）该电煮锅在最大功率挡正常工作1min所产生的热量Q； （2）该电煮锅分别在最小功率挡和最大功率挡正常工作时，电路的电阻R与R'之比。 品名 多功能电煮锅 额定电压 220V 频率 50Hz 五挡可调节额定功率 140W；280W；420W；560W；700W 6．如图所示的电路，电源电压恒为12V，定值电阻的阻值为，将滑动变阻器滑片移动到最右端，闭合开关S，电流表示数为2.5A。求： （1）通过的电流。 （2）滑动变阻器的最大阻值。 （3）现将滑动变阻器的滑片移动到中点，求整个电路在1min内消耗的电能。 7．小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示，其简化电路如图乙所示，主要技术参数如下表所示。请解答如下问题： 型号 SHZ2010-624 热风温度 50℃~75℃ 额定功率 热风时：1000W 冷风时：120W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？ （2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？（结果保留一位小数） （3）当电吹风吹热风时，假如当时电路供电电压为200V，则电吹风电热丝的实际电功率为多大？（结果保留一位小数） 8．图中所示的电路中，小灯泡L1所示的阻值为10Ω，闭合开关S，电表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为1.0A，假定两个灯的电阻不随温度变化。求： （1）电源电压； （2）小灯泡L2的阻值； （3）经过1min整个电路消耗的电能。 9．小明家有一个电热水壶，铭牌上标有“220V；1000W”的字样，他接水到500mL的刻度线，然后把水壶放在加热座上，在额定电压下工作，一段时间后水烧开（1标准大气压），水壶自动断电，已知水的初温为20℃，水的密度为，水的比热容为.求： （1）这壶水吸收的热量为多少？ （2）若电热水壶的热效率为80％，则将水烧开需要多少分钟？ 10．某油电混合动力小汽车，在一段平直的公路上匀速行驶速度为100km/h，受到的阻力为2×103N，求： (1)若在这一过程中消耗燃油0.01m3，求这一过程中燃油燃烧放出的热量（已知燃油密度为0.8×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg）； (2)小汽车行驶100km发动机做的有用功为多少? (3)若该车改用电动力行驶，若每行驶100km消耗电能100kW·h，求此过程的效率。 11．如图煮茶器有高、中、低三个加热挡位，简化电路如图，两电热丝的电阻关系为R1＞R2，其高温挡功率1000W、低温挡功率200W。[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]求： （1）中温挡功率及电阻R2的阻值各是多少？ （2）标准大气压下，将1kg水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？ （3）将1kg水从20℃用高温挡加热至沸腾的时间为420s，煮茶器的加热效率是多少？ 12．一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A，它在这种情况下通电2min，电流做了多少功？消耗的电能是多少？ 13．如图甲所示为一个超声波加湿器，其内部湿度监测装置的简化电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，定值电阻的阻值为30Ω，电流表的量程为0~200mA，电压表的量程为0~9V。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示。在电路安全工作的前提下，求： （1）当电流表的示数为100mA时，消耗的电功率； （2）当环境湿度为60％时，电压表的示数； （3）该装置能监测的最小湿度。 14．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，不考虑灯丝电阻的变化。滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样。R0的阻值为8Ω，电流表的量程为0~3A。当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器的滑片移到b端时，电流表的示数为1.2A；求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）电源电压； （3）当S闭合，S1、S2断开时，求： ①在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值； ②滑片移到某一位置c时，滑动变阻器消耗的功率为1W，此时滑动变阻器连入电路中的阻值。 15．如图所示，电源电压U=3V且保持不变，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.1A，电流表A的示数为0.6A。求： （1）电阻R1的阻值； （2）电阻R2的电功率。    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）0.2A；（2）220W；（3）7.92×10⁴J 【详解】解：（1）风干时，开关S1闭合、S2断开，电路中只有电动机工作，通过电动机的电流 （2）当开关S1、S2均闭合时，R和电动机M并联，晾衣机开启烘干功能，根据并联电路电压规律知R两端的电压 U2=U=220V 电流通过R做功的功率 （3）使用烘干功能，电路消耗的总功率 P=P1+P2=44W+220W=264W 使用烘干功能5min，消耗的电能 W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J 答：（1）使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A； （2）使用烘干功能时，电流通过R做功的功率是220W； （3）使用烘干功能5min，消耗的电能是7.92×10⁴J。 2．（1）88W；（2）510Ω；（3）不能达到三级能效 【详解】解：（1）电饭煲处于“保温”状态时的电功率为                                      （2）由电路图知，开关S断开时发热电阻R1、R2串联，电路中总电阻较大，由可知，电路中总功率较小，即为保温状态，保温状态时的总电阻       开关S闭合时电路中只有电阻R1，电路中电阻较小，电路中总功率较大，即为加热状态，加热电阻                     电阻 R2=R总-R1=550Ω－40Ω=510Ω                           （3）水吸收的热量为 Q吸=c水m（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）=6.72×105J 电饭煲正常工作700s消耗的电能 W1=P加热t1=1210w×700s=8.47×105J                             电饭煲的热效率 可判断该电饭煲的热效率值不能达到三级能效。 答：（1）该电饭煲保温功率为88W； （2）电阻R2的阻值为510Ω； （3）该电饭锅的热效率值不能达到三级能效。 3．（1）2安；（2）3.2小时；（3）85牛 【详解】解：（1）如图乙所示，电流表接入电路的量程为0～3A，则该扫拖机正常工作电流为2A。 （2）当扫拖机以正常工作电流运行，结合表中数据计算该扫拖机一次可持续工作的时间为 （3）由可得，该智能扫拖机运行时吸尘盒口处对应的地面受到的吸力为 F=pS=8500Pa×0.2×0.05m2=85N 答：（1）电流表测得该扫拖机正常工作电流为2安； （2）该扫拖机一次可持续工作3.2小时； （3）该智能扫拖机运行时吸尘盒口处对应的地面受到的吸力为85牛。 4．（1） ；（2）36.3Ω；（3）4200s 【详解】解：（1）电热水器的标准功率是800W，根据可知，此时电路中的电阻最大，所以两电阻串联，电路图如图所示： （2）电热水器的速热功率是2000W，此时电路中只有R1接入电路，则此时电路中的电阻          标准功率时，电阻R1和R2串联接入电路，此时电路中的总电阻 , 则发热器R2的阻值 （3）电热水器的额定容量是50mL，即50dm3，则此时所装水的质量 水从35℃加热到额定最高温度吸收的热量 水吸收的热量就是电热水器放出的热量，则所需时间 答：（1）如图所示； （2） 发热器R2的阻值是36.3Ω； （3）需要的最短时间是4200s。 5．（1）4.2×104J；（2）5:1 【详解】解：（1）根据表格中的数据可知，该电煮锅的最大功率为700W，电煮锅在工作时消耗的电能全部转化为内能，则该电煮锅在最大功率挡正常工作1min所产生的热量为 （2）电煮锅在最小功率挡工作时的功率为140W，电煮锅两端的电压不变，根据 可知，该电煮锅分别在最小功率挡和最大功率挡正常工作时，电路的电阻R与之比为 答：（1）该电煮锅在最大功率挡正常工作1min所产生的热量Q为4.2×104J； （2）该电煮锅分别在最小功率挡和最大功率挡正常工作时，电路的电阻R与 之比为 。。 6．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）如图，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测干路电流，通过的电流为 （2）通过滑动变阻器的电流为 滑动变阻器的最大阻值为 （3）现将滑动变阻器的滑片移动到中点，则滑动变阻器接入电路的阻值为，通过滑动变阻器的电流为 干路电流为 整个电路在1min内消耗的电能为 答：（1）通过的电流为； （2）滑动变阻器的最大阻值为； （3）整个电路在1min内消耗的电能为。 7．（1）3.6×104J；（2）AB，4.5A；（3）727.3W 【详解】解：（1）当电吹风吹冷风时，观察表中数据，可知冷风时的额定功率为120W，根据公式可知，正常工作5min消耗的电能为 正常工作5min消耗的电能是3.6×104J。 （2）要求电吹风正常工作的功率最大，电压大小是不变的，为220V，根据电功率的推导式，可知，电路中的总电阻要求最小，观察图乙可知，当电动机和电热丝并联接在电路时，电路的总电阻是最小的，则选择开关旋至AB位置；当选择开关旋至AB位置时，电动机和电热丝都接入了电路，这时吹热风，观察表中数据可知，吹热风时的额定功率为1000W，电路的电压为220V，根据电功率的公式可知，此时电路中的总电流为 此时电路中的总电流约为4.5A。 （3）电热丝的额定功率 由于可得 则电热丝的阻值大小为； 当电吹风吹热风时，假如当时电路供电电压为200V，则电热丝两端的电压也为200V，则电吹风电热丝的实际电功率为 电吹风电热丝的实际电功率为727.3W。 答：（1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是3.6×104J； （2）当选择开关旋至AB处时，电吹风正常工作的功率最大；此时电路中的总电流是4.5A； （3）当电吹风吹热风时，假如当时电路供电电压为200V，则电吹风电热丝的实际电功率为727.3W。 8．（1）6V；（2）15Ω；（3）360J 【详解】解：（1）由图可知，两个灯泡并联，电流表A1测灯泡L1所在支路电流，电流表A2测干路电流，并联电路各支路两端电压相等，所以电源电压 U=I1R1=0.6A×10Ω=6V （2）并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据并联电路电流的规律可知通过灯泡L2的电流 I2=I-I1=1.0A-0.6A=0.4A 由并联电路电压的规律和欧姆定律得到灯泡L2的阻值 （3）经过1min整个电路消耗的电能 W=UIt=6V×1A×60s=360J 答：（1）电源电压是6V； （2）小灯泡L2的阻值是15Ω； （3）经过1min整个电路消耗的电能是360J。 9．（1）；（2） 【详解】解：（1）水的质量 水吸收的热量 （2）由，电热水壶消耗的总电能 将水烧开需要的时间 （1）这壶水吸收的热量为1.68×105J； （2）将水烧开需要3.5min。 10．(1)3.68108J (2)2108J (3)55.6 【详解】（1）这一过程中燃油燃烧放出的热量为 （2）因汽车匀速行驶，则受力平衡，牵引力为 则发动机做的功为 （3）此过程的效率为 11．（1）800W， 60.5Ω；（2）3.36×105J；（3）80% 【详解】解：（1）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由知道，电路的总功率最大，养生壶处于高温挡； 当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1知道，电路的总电阻最大，由知道，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温挡； 则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，由知道，此时电路的总功率较小，养生壶处于中温挡，由表格数据知道，P高=1000W，P低=200W，则中温挡功率 由知道，电阻R2的阻值 （2）养生壶内水的体积 由知道，水的质量 在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量 （3）由 知道，养生壶高温挡加热时，消耗的电能 此过程中养生壶的加热效率 答：（1）中温挡功率为800W，电阻R2的阻值是60.5Ω； （2）在1个标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是3.36×105J； （3）将1L水从20℃加热至沸腾最少用时420s，此过程中电养生壶的加热效率是80%。 12．90J；90J 【详解】解：根据可知电流做的功为 因为灯泡消耗的电能与电流通过灯泡做的功相等，故消耗的电能也为90J。 答：在这种情况下通电2min，通过小灯泡的电流做功90J，消耗电能90J。 13．（1）0.3W；（2）8.4V；（3）20% 【详解】解：（1）电流表的示数 时，消耗的电功率 （2）由丙图可知，当环境湿度为60%时，R的电阻为70Ω，电路中总电阻 电路中的电流 电压表的示数 （3）电流表的量程为0~200mA，当电路电流最大时，R的阻值最小，能监测的湿度最小，则电路中最大电流 两端的电压 R的电压 R接入电路中的阻值 由图丙可知，当时，监测的湿度为20%，故该装置能监测的最小湿度为20%。 答：（1）当电流表的示数为100mA时，R0消耗的电功率为0.3W； （2）当环境湿度为60％时，电压表的示数为8.4V； （3）该装置能监测的最小湿度为20%。 14．（1）0.5A；（2）8V；（3）①4W；②4Ω，36Ω 【详解】解：（1）由可知灯泡正常发光时的电流为 （2）当S、S1、S2都闭合时，L被短路，该电路为R和R0的并联电路，电流表测干路的电流；滑动变阻器滑到b端时，其接入电路的阻值最大为R=40Ω，已知R0=8Ω，则电路总电阻为 已知电流表示数为1.2A，即干路电流为I=1.2A，由可知电源电压为 （3）当S闭合，S1、S2断开时，该电路为L和R的串联电路，电流表测电路中的电流； ①已知灯泡的额定电流为0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表所选量程为0~3A，因此在保证电路安全前提下，电路中的最大电流为 则电路消耗的总功率的最大值为 ②由可知灯泡的电阻为 由可知，滑片移到某一位置c时，电路中的电流为 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电路中的电流为 即 代入数据为 解得UR=2V或6V；当UR=2V时，电路中的电流为 由可知滑动变阻器接入电路的阻值为 符合题意；当时，电路中的电流为 由可知滑动变阻器接入电路的阻值为 符合题意。 答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A； （2）电源电压为8V； （3）①在保证电路安全前提下，电路消耗总功率的最大值为4W； ②滑动变阻器连入电路中的阻值为4Ω或36Ω。 15．（1）；（2） 【详解】解：（1）由图可知，R1、R2并联，电流表A1测R1电流，A测干路电流，由得，R1电阻 （2）R2的电流 R2的电功率 答：（1）电阻R1的阻值是； （2）电阻R2的电功率是。 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 $$