2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算

2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 第一板块：基础达标 一、计算题 1．如图所示是一种太阳能LED路灯的电路图，光控开关S白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上与触点b接触，蓄电池给路灯供电，平均每晚路灯工作10h，太阳光照射5h能使规格是“24V；30W”的路灯正常工作3个晚上，求： （1）路灯正常工作时每晚消耗的电能； （2）若太阳能电池板的光电转换效率为18%，求电池板吸收太阳能的功率。 2．某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如图所示，已知灯L的规格为“6V、3W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V。 （1）求灯正常工作一分钟所消耗的电能。 （2）闭合S，移动滑片，求灯L发光最暗时的实际功率。 3．某同学家有一台电热水器，部分铭牌如下，根据铭牌所提供的信息，求： （1）热水器储满水时所装水的质量是多少？ （2）热水器正常工作时电流有多大？ （3）储满水的热水器要使水温从17℃升高到50℃，热水器的效率是90%，热水器正常工作需要多长时间？[C水＝4.2×103J/（kg•℃）] 4．如图甲所示，是小明的爷爷网购的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为发热丝，其中R1的阻值是80Ω；该足浴器有：低温、中温和高温档等3个档位；其铭牌的部分参数如图乙所示，电热足浴器开关S0闭合、S接3时，控制面板显示如图丙所示，求： （1）这台电热足浴器内部电路中R2的阻值是多少？ （2）该足浴器低温档的数据模糊不清（图丙），请你计算出低温档的功率是多少？（取整数） （3）足浴器装入最大容量初温为22℃的水，正常加热，当水温达到控制面板上显示的温度时，加热过程耗时400s，则该足浴器的热电效率约是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 5．某定值电阻的阻值是20Ω，加在它两端的电压是6V，若通电2min，电流做的功是多少？ 第二板块：能力提升 6．如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R1均 为电热丝，R0的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如图所示（低温焖饭档额定功率模糊不清），求： （1）电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能； （2）电饭锅低温焖饭时的额定功率； （3）电热丝R1的阻值； （4）若用该电饭锅的高温烧煮档烧水，6min能将2kg、20℃的水加热至50℃，求电饭锅的效率。 额定电压 220V 额定功率 高温烧煮 840W 低温焖饭 电源频率 50Hz ‍ 7．如图甲所示电路中，电源电压可调，定值电阻R1的阻值为10Ω，R2为标有“100Ω 1A”的滑动变阻器灯泡L的规格为“6V 3W”，且灯丝电阻不随温度变化。只闭合开关S，S3时，灯泡L恰能正常发光。 (1)求灯泡正常发光时的电阻和此时的电源电压； (2)若电源电压调为18V时，闭合S，S2，断开S1，S3，电压表的量程为0~15V，在电路安全的情况下，求滑动变阻器连入电路的阻值范围； (3)去掉电压表。开关S、S1、S2、S3都闭合，此时电阻R1消耗的功率为3. 6W，将一电流表 A串联在该电路的某一处，移动滑动变阻器的滑片P至某一处，使电流表A的示数为图乙所示。请确定电流表A所有可能连接的位置，并计算出此时滑动变阻器接入电路的阻值R2(除不尽时结果保留一位小数) 8．小明家的电饮水机的简化电路图如图甲所示，R1和R2均为阻值不变的发热电阻，S1为总开关，S2为温度开关，有1、2两个触点，控制电饮水机的“加热”和“保温”两挡，电饮水机的部分工作参数如表。[1L＝10﹣3m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃） 容量 1L 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 发热电阻R1阻值 193.6Ω （1）S1闭合，S2接1时，电饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）挡； （2）求发热电阻R2的阻值及电饮水机的保温功率；( ) （3）某次烧开水时，小明在电饮水机中装满水，让其正常工作，用温度计测得水温随时间变化的图像如图乙所示，求加热2～4min内电饮水机的加热效率。( ) 9．如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么： (1)电源电压为多少？ (2)R1电阻为多大？ (3)若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，使电路的总功率最大。求滑动变阻器的阻值和电路最大功率分别是多少？ 10．实验学校的电热水器具有自动进水、自动加热、保温、缺水保护、漏电保护等功能，该电热水器加热时的额定功率为2000W。图甲是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位表（由量程为0～0.6A的电流表改装而成），R0的阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱中水深的关系如图乙所示。[已知c水＝4.2×103J/（kg℃）]则： （1）电热水器工作时将电能转化为 能；水位探测电路的压敏电阻由 （选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成。 （2）当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，探测电路中的电流有多大 ？ （3）一标准大气压下，电热水器正常工作将储水箱中10kg、20℃的水加热到沸腾，需要多长时间 ？（假设没有能量损失） 第三板块：智力挑战 11．如图所示电路中，灯泡标有“12V 6W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），当开关S1、S2闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数是0.3A。求： （1）电源电压； （2）滑动变阻器R的最大阻值； （3）整个电路的最小功率。    12．如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡标有“9 V 9 W”的字样。当闭合S、S1、S2 ，断开S3 时，灯泡正常发光，此时电流表示数为I。（假设小灯泡的电阻始终保持不变）。求： （1）闭合S、S2 ，断开S1 、S3 时，电流表的示数与I相比变化了0.4 A，则此时小灯泡的实际功率为多大？ （2）同时闭合四个开关，并将滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的示数与I相比变化了0.6 A，则滑动变阻器的最大阻值为多少？ （3）闭合S、S3 ，断开S1、S2 ，电路消耗的电功率最小值？ 13．中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。 蛋糕机部分参数表 U额=220V 额定功率/W 中温440 高温880 （1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比； （2）求该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻； （3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。 14．如图所示，灯L标有“6 V 3 W”字样，电源电压恒为6 V，R1的电阻是3 Ω。若灯丝电阻不随温度变化而变化，求： (1)灯L的电阻是多少？ (2)闭合开关S1，S2接b时，电阻R1在60 s内产生的热量是多少？ (3)断开开关S1，S2接a时，灯L的实际功率是多少？ 15．图示电路中，电源电压恒定，定值电阻电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R标有“50Ω，1.0A”。把滑片P移至某一位置，闭合S1，当S2分别断开和接“1”时，电流表示数分别为0.4A和0.6A。 （1）求电源电压； （2）求开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能； （3）用量程为的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1，移动滑片P，当电压表示数为3V时，求R0的电功率。 试卷第2页，共7页 试卷第3页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理复习专题：电功率的综合计算》参考答案 1．（1）；（2） 【详解】解：（1）路灯正常工作时每晚消耗的电能为 （2）太阳光照射5h转化为的电能为 5h吸收的太阳能为 电池板吸收太阳能的功率为 答：（1）路灯正常工作时每晚消耗的电能为； （2）若太阳能电池板的光电转换效率为18%，电池板吸收太阳能的功率为。 2．（1）180J；（2）0.75W 【详解】（1）由 得，灯正常工作一分钟所消耗的电能 （2）由 可得，灯L的电阻 由图知，灯泡和滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中电阻最大 时，电路中的电流最小，灯泡的实际功率最小，灯泡最暗，电路中的最小电流 灯的最小功率 答：（1）求灯正常工作一分钟所消耗的电能为1800J。 （2）闭合S，移动滑片，求灯L发光最暗时的实际功率为0.75W。 3．（1）100 kg（2）10A（3）7000s 【详解】（1）由铭牌提供数据容量为100L可知，V=100L=100dm3=0.1m3， 由得： m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg； （2）根据P=UI可得： 热水器正常工作时的电流； （3）水吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/kg•℃×100kg×（50℃-17℃）=1.386×107J， 根据可得： 热水器消耗的电能， 根据W=Pt可得：． 答：（1）热水器储满水时所装水的质量是100kg； （2）热水器正常工作时电流有10A； （3）热水器正常工作需要7×103s． 4．（1）40Ω；（2）403W；（3）86.8%． 【详解】（1）由电路图知道，当S0闭合，S接1时，两电阻串联，当接2时，为R1的简单电路，当接3时为R2的简单电路； 根据题意知道，电热足浴器开关S0闭合、S接3时的功率为1210W，由 知道，这台电热足浴器内部电路中R2的阻值是： ＝40Ω； （2）因为R1＝80Ω；由电阻的串联规律知道，此时电路的电阻最大，由 知道，此时为低温档， R串联＝R1+R2＝80Ω+40Ω=120Ω， 所以，低温档的功率是： ≈403W； （3）由于足浴器装入最大容量是5L，最大容量时水的质量是： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m＝5kg， 当水温达到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（42℃﹣22℃）＝4.2×105J； 因为加热时间是t＝400s，由 知道，电热足浴器消耗的电能是： W＝Pt＝1210W×400s＝4.84×105J， 所以，该足浴器的热效率是： ×100%≈86.8%． 答：（1）这台电热足浴器内部电路中R2的阻值是40Ω； （2）低温档的功率是403W； （3）该足浴器的热效率为86.8%． 5．216J 【详解】解：电流做的功为 答：电流做的功是216J。 6．（1）；（2）40W；（3）60.5Ω；（4）83.33% 【详解】(1)电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能 (2)开关S闭合，S1断开时，电饭锅低温焖饭时，只有工作，额定功率为 (3)开关S和S1都闭合时, 与并联，电饭锅高温烧煮，的功率为 的阻值 (4)水吸收的热量 消耗的电能 电饭锅的效率 答：(1)电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能是； (2)电饭锅低温焖饭时的额定功率是40W； (3)电热丝R1的阻值是60.5Ω； (4)电饭锅的效率是83.3%。 7．(1)12Ω；11V；(2) 6Ω~24Ω；(3) 电流表可能在R2支路或干路上； R2可能为20Ω或6.7Ω 【详解】(1)只闭合S、S3时，L与R1串联，L正常发光 则有 (2)S，S2闭合时，L与R2串联，选0~15V量程，测R2两端电压，依题意当U2=15V时，R2取值最大 根据 即 解得 R2大= 60Ω 当I大=0.5A时，R2阻值最小 R2取值范围6Ω~24Ω。 (3)S、S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，则 此时电源电压为6V ，通过R1的电流为 由电流表表盘可知I=0.3A或I=1. 5A，所以电流表不可能在R1支路。可能在R2支路或干路上 ①    在R2支路时，因R2允许最大电流为1A<1. 5A，则电流表示数只能是I2=0.3A ②    在干路时，因I1=0.6A>0.3A，所以电流表示数只能是I=1. 5A R2可能为20Ω或6.7Ω。 答：(1)灯泡正常发光时的电阻为12Ω，此时的电源电压为11V。 (2)若电源电压调为18V时，闭合S，S2 ，断开S1 ，S3，电压表的量程为0~15V，在电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是6Ω~24Ω。 (3) 电流表可能在R2支路或干路上，此时滑动变阻器接入电路的阻值R2可能为20Ω或6.7Ω。 8． 加热 48.4Ω，200W 70% 【详解】解：（1）由图1可知，当开关S1闭合、S2接1时，只有R2工作，当开关S1闭合、S2接2时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点知道，串联的总电阻大于任一分电阻，只有R2工作时，电路中的电阻最小，由知道，此时的电功率最大，电水壶处于加热挡；R1、R2串联，电路中的总电阻最大，电功率最小，电水壶处于保温挡；因此当开关S1闭合、S2接1时，电饮水机处于加热挡。 （2）由表格数据知道，电水壶加热挡的功率P加＝1000W，由知道，R2的阻值 电水壶处于保温挡时，R1、R2串联，串联的总电阻 R＝R1+R2＝193.6Ω+48.4Ω＝242Ω 电水壶的保温功率 （3）水的体积 V＝1L＝1×10﹣3m3 由知道，水的质量 m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg 由图2可知，2～4min内，水的初温t0＝50℃，末温t＝70℃，则2～4min内水吸收热量 由 知道，2～4min内电水壶消耗的电能 W＝P加t＝1000W×2×60s＝1.2×105J 这段时间内电水壶加热效率 答：（1）S1闭合，S2接1时，电饮水机处于加热档； （2）发热电阻R2的阻值为48.4Ω，电饮水机的保温功率为200W； （3）2～4min内电饮水机的加热效率为70% 9．(1)9V；(2)6Ω；(3)0，4.05W 【详解】解：(1)若闭合S1、S2，断开S3，R1与灯泡L串联，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，电源电压为 (2)电路中的电流为 R1电阻为 (3)灯泡电阻为 若闭合S1、S3，断开S2，R2、滑动变阻器R、灯泡L串联，滑动变阻器R的电阻为0时，电路中电流最大为 电路最大功率为 答：(1)电源电压为9V； (2)的电阻为6Ω； (3)若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，电路的总功率最大时滑动变阻器的阻值是0，,电路最大功率分别4.05W。 10． 内 半导体 0.15A 1680s 【详解】解：（1）电热水器工作时将电能转化为内能；水位探测电路的压敏电阻由导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料制成的； （2）由图乙可知，当深为0.2m时，压敏电阻Rx＝150Ω，由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻Rx串联，由串联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻 R＝R0+Rx＝10Ω+150Ω＝160Ω 探测电路中的电流 I＝＝＝0.15A （3）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 Q吸＝c水m（t-t0）＝4.2×103J/（kg℃）×10kg×（100℃-20℃）＝3.36×106J 不计能量损失，消耗的电能 W＝Q吸＝3.36×106J 由P＝可知，电热水器的加热时间 t＝＝＝1680s 答：（1）内；半导体； （2）探测电路中的电流有0.15A； （3）电热水器的加热时间为1680s。 11．（1）12V；（2）32Ω；（3）2.57W 【详解】解：（1）开关S1、S2闭合，滑动变阻器滑片在最左端时，此时小灯泡正常发光，即UL=12V；又因为灯泡L与滑动变阻器并联，因此电源电压 U=UL=UR=12V （2）开关S1闭合、S2断开时，灯泡与滑动变阻器串联；滑片在中点时电流为I=0.3A，根据欧姆定律，此时电路的总电阻 由可知,灯泡的电阻 此时滑动变阻器阻值 R=R总-RL=40Ω-24Ω=16Ω 由于此刻滑片在中间位置，所以滑动变阻器最大阻值 Rmax=2R=2×16Ω=32Ω （3）当S1闭合、S2断开时，滑片在滑动变阻器最右端时，电路的总电阻 R总'=RL+Rmax=24Ω+32Ω=56Ω 此时电路的最小功率 答：（1）电源电压为12V； （2）滑动变阻器R的最大阻值为32Ω； （3）整个电路的最小功率为2.57W。 12．（1）3.24W；（2）30Ω；（3）2.25W。 【详解】(1)当闭合S、S1、S2，断开S3时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，因灯泡正常发光，所以电源的电压： 由可得，此时电路中的电流： 由可得，灯泡的电阻： 闭合S、S2，断开S1、S3时，R1与灯泡L串联，电流表测电路中的电流，因电路中的总电阻大于灯泡的电阻，且电流表的示数与I相比变化了0.4A，所以，此时电路中的电流： 此时小灯泡的实际功率： (2)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， 同时闭合四个开关，并将滑动变阻器的滑片P移到中点时，灯泡与滑动变阻器最大阻值的一半并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流仍为1A不变，则通过滑动变阻器的电流I滑=0.6A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器的最大阻值： (3)闭合S、S3，断开S1、S2，当滑片位于b端时，滑动变阻器的最大阻值和R1串联，此时电路中的电流最小为： 电路消耗的电功率最小值为 答：(1)此时小灯泡的实际功率为3.24W； (2)滑动变阻器的最大阻值为30Ω； (3) 电路消耗的电功率最小值为2.25W。 13．（1）1:2；（2）110Ω；（3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3； 220W 【详解】（1）由P=UI可得，蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比 ==== 即该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比1:2。 （2）由P=UI=可得蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻 R中===110Ω 即中温档时电路的总电阻为110Ω。 （3）由P=UI=可知，电压一定，电路中电阻越大，电功率越小。当S1闭合，S2连接触点2时，R1和R2并联，并联总电阻最小，为高温挡；当S1断开，S2连接触点3时，电阻R1和R2串联，串联总电阻最大，处于低温挡；当S1闭合，S2连接触点1时，电路中只有R1，为中温挡。 高温挡的额定功率为880W，则R1和R2并联的总电阻 R并===55Ω 中温挡时，电路中只有R1，中温档时电路的总电阻为110Ω，即R1=110Ω，则 +=+= 解得 R2=110Ω 低温挡时，电阻R1和R2串联，R1和R2串联的总电阻 R串= R1+R2=110Ω+110Ω=220Ω 则低温挡的额定功率为 P低===220W 即该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。 答：（1）该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比为1:2； （2）该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻为110Ω； （3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3；该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。 14．(1)12 Ω；(2)720 J；(3)1.92 W 【详解】(1)灯L的电阻 RL＝＝12 Ω (2)闭合S1、S2接b时，灯L与电阻R1并联，电阻R1两端的电压 U1＝U＝6 V 通过电阻R1的电流 I1＝＝2 A 则电阻R1在60 s内产生的热量 (3)断开S1，S2接a时，灯L与电阻R1串联，电路总电阻： R＝RL＋R1＝12 Ω＋3 Ω＝15 Ω 电路中的电流 I＝＝0.4 A 则灯L的实际功率 P实＝I2RL＝(0.4 A)2×12 Ω＝1.92 W 答：(1)灯L的电阻是12 Ω； (2)闭合开关S1，S2接b时，电阻R1在60 s内产生的热量是720 J (3)断开开关S1，S2接a时，灯L的实际功率是1.92W。 15．（1）4V；（2）8J；（3）0.1W 【详解】解：（1）当S1闭合，S2断开时，电路是R0的简单电路，由可得，电源电压为 （2）当S1闭合，S2接“1”时，R0与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路互不影响，所以通过R0的电流仍为0.4A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流等于干路电流减去通过R0的电流为 滑动变阻器10s内消耗的电能为 （3）用量程为的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1时，R0与R串联，电压表测变阻器R的电压；调节滑片P当电压表示数达到3V时，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电阻R0两端的电压为 根据可知，此时电路电流为 R0的电功率为 答：（1）电源电压为4V。 （2）开关S2接“1”时，滑动变阻器10s内消耗的电能为8J。 （3）用量程为的电压表替换电流表，S2改接“2”，闭合S1时，移动滑片P，当电压表示数为3V时，R0的电功率为0.1W。 答案第12页，共12页 答案第11页，共11页 学科网（北京）股份有限公司 $$