2025年中考物理专题训练——电功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——电功率的综合计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。小米使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。求： （1）该电热水壶在保温状态下的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）小米使用该电热水壶烧水，消耗的电能。 2．小明给奶奶买了一个额定功率为1000W电加热杯。他帮奶奶加热水时，向杯中装入0.5kg初温为25℃的水，杯子正常工作56s将水加热到45℃。已知水的比热容为，求： （1）加热过程中水吸收的热量； （2）电加热杯的效率。 3．小希家新买了一口电饭锅，如图甲所示。通过查看说明书，发现电饭锅煮饭时有两种状态：一种是煮饭时的加热状态，另一种是饭熟后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图，，保温时总功率为100W。（忽略温度对电阻的影响） （1）自动开关S断开时，电饭锅处于__________状态（选填“保温”或“加热”），求正常工作时加热电功率为多大； （2）正常工作时的阻值； （3）若电饭锅工作的效率为70%，要将5kg水加热升温20℃，正常工作需要多长时间。    4．某校师生选取阻值为44Ω的电阻自制了一台电烘箱，接入某电源后每分钟可以使电烘箱内1.57kg的水温度升高10℃，假设电能全部转化为水的内能。（已知水的比热容，） （1）计算电烘箱的电功率； （2）电烘箱两端的电压（结果保留整数）。 5．如图甲是一个电饼铛，可实现烙、煎、烤等多种功能，功率多档位可调。一种档位调节电路如图乙所示，两根发热电阻丝并联，其中R0=40，R1=220。另一种档位调节电路如图丙所示，滑动变阻器R的最大阻值为444。技术追求无止境，现在工程师们用半导体材料制成“可控硅”元件，使加热电阻上的电压可调到任意值，从而实现功率调节，如图丁所示。求： （1）乙电路的最大功率？ （2）丙电路的总功率可调范围？ （3）在丁图中，当R0的实际功率为1000W时，加在R0两端的电压为多大？对乙电路和丙电路的设计，请分别指出一个缺点。 6．如图甲所示电路中，定值电阻R的阻值为20Ω，电源电压保持不变。闭合开关S后，整个电路正常工作，两电流表的表盘均如图乙所示。求： （1）通过灯泡L的电流是多少安？ （2）灯泡L消耗的电功率是多少瓦？ （3）整个电路工作10s消耗了多少焦的电能？ 7．某家用电取暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见如表（“高温”挡功率被覆盖），其原理如图所示。已知：R1>R2，请完成下列问题： 额定电压 220V 额定功率 低温挡 550W 中温挡 1100W 高温挡 （1）电路中开关处在什么的状态时，取暖器能处于“低温”、“中温”、“高温”三挡时工作状态； （2）R1的阻值； （3）在“高温”挡正常工作时的总电流。 8．如图甲所示电路中，电源电压为4V且保持不变。小灯泡L标有“4V 2W”字样，通过定值电阻R的电流随它两端电压变化的图像如图乙所示。电流表有0~0.6A、0~3A两个量程。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻和R的电阻； （2）当开关S和S1都闭合后，电流表的示数I； （3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，电路消耗的最小功率和最大功率。 9．小明家的智能养生壶有高温、中温和保温三个档位，其内部简化电路图如图所示，是加热电阻，是控制养生壶工作的开关。养生壶的部分参数如下表。求： 额定电压 220V 高温档功率 1100W 中温档功率 550W 保温档功率 275W (1)当养生壶处于保温档时，电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)在额定电压下，养生壶用高温挡将2kg的水从20℃加热到100℃，需要的时间。（结果保留一位小数）[不计热量损失，] 10．为了缓解用眼疲劳，妈妈购买了一款如图甲所示的电加热眼罩，如图乙所示是电热眼罩的工作原理图，可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如下表所示。R1、R2都是电热丝，S3为单刀双掷开关（即S3只能接在触点a或b）。求： 额定充电（放电）电压 5V R2的阻值 10Ω 中档额定功率 5W （1）R1的阻值 （2）当眼罩在低温挡正常工作时电功率； （3）若眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量。 11．小何爸爸买回一种新型插座，如下图甲所示，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等（插座本身消耗电能由内部电池提供）。小何将装有体积为2L、初温为20℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如图丙所示。［已知电费单价： 0.50元/（kW·h）；c水=4.2×103 J/(kg·℃)］ （1）这段时间内水吸收的热量为多少焦？ （2）电水壶的实际功率为多少瓦？ （3）电水壶烧水的效率为多少？（结果保留2位小数）      12．某款车用电加热座椅垫的简化电路如图所示，有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，R1、R2为加热片，电源电压为12V，高温功率为18W，低温功率为9W。求： （1）处于“低温”挡时，电路中的电流； （2）加热片R2的阻值； （3）处于“高温”挡时，电路每分钟消耗的电能。 13．如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。 （1）求滑动变阻器的最大阻值； （2）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1∶P2。    14．电烤箱是利用电热元件发出的辐射热烤制食物的厨房电器。电烤箱可以用来加工一些面食，如面包，也可以做蛋挞、小饼干之类的点心。上、下电热管既能单独开，也能同时开。请计算：（电热管的电阻大小不变，结果保留1位小数） XX牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 1100W 低温挡 440W 电源频率 50Hz （1）电烤箱额定电压下高温挡时的电流是多少A？ （2）电烤箱额定电压下低温挡电热管的电阻是多少Ω？ （3）当实际电压为200V时，低温挡实际的电功率是多少W？ 15．如图甲为某品牌多挡位咖啡机，有磨豆、加热、保温三个功能。图乙是其电路结构简化图，电动机M用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示； 额定电压 220V 磨豆功率 110W 加热功率 1210W 保温功率 88W 产品规格 295x280x410mm （1）当断开，和都闭合时，该咖啡机使用了什么功能？ （2）的阻值是多少？ （3）某次小明在泡制咖啡时，磨咖啡豆30s，加热2min，保温5min，本次泡制咖啡共消耗的电能。 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——电功率的综合计算》参考答案 1．（1）2A；（2）66Ω；（3）4.18×105J 【详解】解：（1）由图乙可知，电热水壶保温状态的功率P保=440W，由P=UI可知，电热水壶在保温状态下的电流    （2）由图甲可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接1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，电热水壶处于加热状态；当开关S接2时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热水壶处于保温状态；可知，R1的阻值 R1、R2的串联总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R2阻值为 R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω （3）由图乙可知，电热水壶加热过程所用的时间t1=300s，保温过程所用的时间 t2=500s-300s=200s 加热时消耗的电能为 W1=P加t1=1100W×300s=3.3×105J 保温时消耗的电能为 W2=P保t2=440W×200s=8.8×104J 消耗的总电能为 W=W1+W2=3.3×105J+8.8×104J=4.18×105J 答：（1）该电热水壶在保温状态下的电流为2A； （2）电阻R2的阻值为66Ω； （3）小米使用该电热水壶烧水，消耗的电能为4.18×105J。 2．（1）4.2×104J；（2）75% 【详解】解：（1）加热过程中水吸收的热量 （2）电加热杯加热时消耗的电能为 电加热杯的效率为 答：（1）加热过程中水吸收的热量为4.2×104J； （2）电加热杯的效率为75%。 3．（1）保温，1000W；（2）；（3）600s 【详解】解：（1）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态。自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态，此时电功率 （2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由P＝UI可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态。此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的阻值： （3）水吸收的热量： 若电饭锅工作的效率为70%，根据可知，电饭锅消耗电能为为 由W＝Pt可得需要的加热时间 答：（1）自动开关S断开时，电饭锅处于保温状态，正常工作时加热电功率为1000W； （2）正常工作时的阻值为； （3）需要正常工作600s。 4．（1）1099W；（2）220V 【详解】解：（1）由题可知，电烘箱工作时，将消耗的电能全部转化为内能，可得电烘箱消耗的电能为 则电烘箱的电功率为 （2）根据 电烘箱两端电压为 答：（1）电烘箱的电功率为1099W； （2）电烘箱两端的电压约为220V。 5．（1）1610W；（2）100~1210W；（3）见解析 【详解】 解：（1）开关接2、3时，R1与R0并联，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，当R1、R0并联时电路中电流最大，根据P=UI可得总功率最大为 （2）因为串联电路的总阻值等于各电阻之和，所以R阻值最大时，电路中的总电阻最大为 R总=R+R0=444Ω+40Ω=484Ω 电路最小总功率 当变阻器的电阻为0时，电流最大，电功率最大，电路的总功率最大为 所以丙图中发热功率的可调范围是100~1210W。 （3）丁图中加热电阻R0的电压可调到任意值，当R0的实际功率为1000W时，根据知，加在R0两端的电压为 分析乙、丙两图，乙电路的电功率不能连续可调；丙电路的滑片容易接触不良，且变阻器R要浪费电能。 答：（1）乙电路的最大功率是1610W； （2）丙电路的总功率可调范围是100~1210W； （3）加在R0两端的电压为200V。 6．（1）0.8A；（2）3.2W；（3）40J 【详解】解：（1）电流表A在干路上，A1在支路上，故电流表A的示数大于电流表A1的示数，故电流表A是选择大量程，电流为I=1A，而电流表A1选择小量程，其示数为IR=0.2A，根据并联电路电流规律可知，通过灯泡L的电流为 （2）由欧姆定律可得电阻R两端的电压为 根据并联电路电压规律，即 UL=U=UR 灯泡L消耗的电功率 （3）由可得整个电路工作10s消耗的电能 答：（1）通过灯泡L的电流是0.8A； （2）灯泡L消耗的电功率是3.2W； （3）整个电路工作10s消耗了40J的电能。 7．（1）见解析；（2）88Ω；（3）7.5A 【详解】解：（1）已知R1>R2，闭合S和S1时，此时只有电阻R1连在电路中，此时电路中电阻最大，由公式可知电路消耗的功率最小，为“低温”挡；闭合S和S2时，此时只有电阻R2连在电路中，此时电路中电阻较小，由公式可知电路消耗的功率较大，为“中温”挡；当S、S1、S2同时闭合，R1、R2并联，总电阻最小，由公式可知总功率最大，为“高温”挡。 （2）根据可知R1的阻值 （3）根据可知高温挡的额定功率 根据P=UI可得高温挡时正常工作的电流 答：（1）闭合S和S1时，取暖器能处于“低温”挡，闭合S和S2时，取暖器能处于“中温”挡，当S、S1、S2同时闭合，取暖器能处于“高温”挡； （2）R1的阻值为88Ω； （3）在“高温”挡正常工作时的总电流为7.5A。 8．（1）8Ω，20Ω；（2）0.7A；（3）1.6W，8.8W 【详解】解：（1）根据可知小灯泡正常发光时的电阻 即小灯泡正常发光时的电阻为8Ω。 从图中可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过定值电阻的电流为0.2A，根据欧姆定律可知 即R的电阻为20Ω。 （2）当开关S和S1都闭合后，R、L并联，电流表测量干路电流，电源电压为4V，则灯泡正常发光，根据P=UI可知通过灯泡的电流 从图中可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过定值电阻的电流为0.2A，根据并联电路的电流特点可知，电流表的示数 I=I1+IL=0.2A+0.5A=0.7A 即当开关S和S1都闭合后，电流表的示数为0.7A。 （3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流。电源电压不变，根据P=UI可知，干路电流最小时，总功率最小，干路电流最大时，总功率最大。电源电压为4V，通过定值电阻的电流为0.2A不变，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，通过滑动变阻器的电流最小，为 干路电流的最小值 I小=0.2A+0.2A=0.4A 电路消耗的最小功率 P小=UI小=4V×0.4A=1.6W 即电路消耗的最小功率为1.6W。 当电流表选择0~3A量程时，通过滑动变阻器的电流最大为2A，此时干路电流最大为 I大=2A+0.2A=2.2A 电路消耗的最大功率 P大=UI大=4V×2.2A=8.8W 即电路消耗的最大功率为8.8W。 答：（1）小灯泡正常发光时的电阻和R的电阻分别为8Ω、20Ω； （2）当开关S和S1都闭合后，电流表的示数I为0.7A； （3）用一规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器替换小灯泡L，当开关S和S1都闭合后，电路消耗的最小功率和最大功率分别为1.6W、8.8W。 9．(1)1.25A (2)88Ω (3)610.9s 【详解】（1）由电路图可知，当开关S1连接触点1、S2断开时，R1与R2串联，由可知，养生壶处于保温挡，由电路图可知，当开关S1连接触点2、S2断开时，只有R2工作，此时养生壶处于中温挡。根据P=UI可知，保温挡电路中的电流 （2）由电路图可知，当开关S1连接触点2、S2断开时，只有R2工作，此时养生壶处于中温档。由可知，电阻R2的阻值 （3）水吸收的热量 因为不计热量损失，所以 需要的时间 10．（1）5Ω；（2）1.67W；（3）4500J 【详解】解：（1）由图可知，当S1、S2闭合，S3接b时，两电阻并联为高温档，当S1、S2闭合，S3接a时，只有R1工作，为中温档，当S1闭合，S2断开，S3接a时，两电阻串联，为低温档，R1的阻值为 （2）当眼罩在低温挡正常工作时电功率 （3）眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量 答：（1）R1的阻值为5Ω； （2）当眼罩在低温挡正常工作时电功率为1.67W； （3）若眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量为4500J。 11．（1）6.72×105J；（2）1500；（3）62.22% 【详解】解：（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）电水壶的电能 t = 12min = 720s 电水壶的电功率 （3）电水壶烧水的效率 答：（1）这段时间内水吸收的热量为焦； （2）电水壶的实际功率为1500瓦； （3）电水壶烧水的效率为62.22%。 12．（1）0.75A；（2）7.2Ω；（3）1080J 【详解】解：（1）处于低温档时，两个电阻串联，由得，座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流 （2）电源电压不变，高温挡功率最大，由可知，电路中电阻应最小，结合电路图可知，座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路， R2的阻值 （3）处于“高温”挡时，电路每分钟消耗的电能 答：（1）处于“低温”挡时，电路中的电流为0.75A； （2）加热片R2的阻值为7.2Ω； （3）处于“高温”挡时，电路每分钟消耗的电能为1080J。 13．（1）80Ω；（2）2∶1 【详解】解：（1）由图知，两电阻串联，电压表测R0两端电压，电流表测电路中电流，由欧姆定律可得 由欧姆定律可得，电路的总电阻 滑片在中点，由串联电路的电阻规律有 所以变阻器的最大值R为80Ω。 （2）当滑动变阻器左滑时，电路中电阻变小，电流变大，电路中电流最大为 此时电压表示数 电路安全，符合题意； 当电压表改接在R两端，当滑片滑到最右端时，电压表示数最大为15V，由分压原理知，此时变阻器连入电路的阻值最大，电路中电流最小 此时变阻器接入电路的阻值R滑为 这说明电路中的最小电流确实是0.3A，电源电压一定，电流最小时，电路消耗功率最小 答：（1）滑动变阻器的最大阻值为80Ω； （2）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比为2∶1。 14．（1）5；（2）110；（3）363.6 【详解】解：（1）电烤箱额定电压下高温挡时的电流是 （2）电烤箱额定电压下低温挡电热管的电阻 （3）当实际电压为200V时，低温挡实际的电功率是 答：（1）电烤箱额定电压下高温挡时的电流是5A； （2）电烤箱额定电压下低温挡电热管的电阻是110Ω； （3）当实际电压为200V时，低温挡实际的电功率是363.6W。 15．（1）加热；（2）510Ω；（3） 【详解】解：（1）由图乙知，当S1断开，S2和S3都闭合时，电动机M断开，电路中只有R1工作，电路总电阻较小，据知，此时电路的电功率较大，使用加热功能；当S1断开，S2闭合、S3断开时，两个电阻串联在电路中，电路总电阻较大，据知，电路总功率较小，使用保温功能。S1闭合时，电动机工作，使用磨豆功能。 （2）加热功能时，R1单独工作，加热功率为1210W，所以R1的阻值 使用保温功能时，电路的总阻值 R2的阻值 （3）本次泡制咖啡共消耗的电能 答：（1）该咖啡机使用了加热功能； （2）R2的阻值是510欧； （3）本次泡制咖啡其消耗的电能为。 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 $$