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．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。 2．某品牌新型油电混合汽车，它的部分参数如表格所示： 整车质量/1500kg 发动机最大功率/60kW 电动机最大功率/36kW 锂电池能量/35kW·h （1）若用功率为10kW的充电桩给该车的锂电池充满电，需要多少时间？ （2）在发动机模式下，若试乘人员质量忽略不计，汽车匀速行驶36km消耗了4kg汽油，受到的阻力是汽车总重的0.1倍，则发动机牵引力做了多少功？ 3．如图所示是某种多功能炖锅的简化电路图。R1、R2是两个电热丝，S2是单刀双掷开关。通过开关S1和S2的闭合、断开的组合，实现高、中、低三挡加热。多功能炖锅的相关参数见表。求： （1）两个开关分别处于什么状态时，炖锅电路处于低温挡？并说明理由。 （2）炖锅处于低温挡工作6min消耗多少电能？ （3）电热丝R2的阻值是多少？ 电源电压/V 低温挡功率/W 中温挡功率/W 高温挡功率/W 220 275 550 1100 4．如图所示电路，电阻R的阻值为10Ω，闭合开关后，电流表示数为1.2A。请计算： （1）电源电压U； （2）通电5分钟，电流通过电阻产生的热量。 5．小明家的电饭锅铭牌上标有“220V 1000W”的字样，他在电饭锅内倒入2kg、温度为20℃的水，把这些水加热到80℃，电饭锅正常工作了10min，（水的比热容）求： （1）上述情况下，电饭锅内水吸收的热量是多少？ （2）电饭锅消耗的电能是多少？ （3）电饭锅烧水效率是多少？ （4）电饭锅正常工作时的电阻？ （5）电压为110V时，电饭锅的电功率是多少？ （6）有次做饭时小明发现电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，仔细比对后他发现新买的电源线比之前的细，请分析电源线过热的原因。 6．小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒定，小灯泡标有“5V”字样，闭合开关S，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，根据电流表和电压表的示数，绘制了电流与电压关系图像，如图乙所示，当滑动变阻器连入电路的阻值为2.5Ω时，小灯泡正常发光。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）小灯泡正常发光时的功率； （3）小灯泡正常工作1min，电路消耗的总电能。    7．如图所示，电源电压保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V  3.6W”，滑动变阻器R标有“30Ω  1A”，电流表的量程为0~3A。当S闭合，断开，调节滑片P使R接入电路阻值为5Ω时，小灯泡正常发光。求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）通电10s电路消耗的电能； （3）当S、闭合时，电路消耗的最大总功率。 8．一种家庭常用的电热水壶，它的额定电压是220V，额定功率是2200W。求： （1）电热水壶正常工作的电流； （2）电热水壶正常工作3min消耗的电能。 9．如图所示，LED灯具有节能、环保等特点。小明的房间里安装了一只“220V 10W”的LED灯。 （1）该LED灯正常工作时的电流时多少？（结果保留两位小数） （2）小明查资料得知一只“220V 10W”的LED灯与一只“220V  100W”的白炽灯在正常工作时发光效果相当，如果教室里用6只“220V 10W”的LED灯代替6只“220V 100W”的白炽灯正常工作一天（按10小时计算），可以节约多少电能？ （3）若（2）中的节约的这些电能全部由一台发电效率为40%的柴油机发电获得，则每周（按5天计算）大约需要消耗多少千克的柴油？（q柴油=4.3×107J/kg）（结果保留一位小数）    10．小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压220V，额定功率605W。问： （1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作10min，将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少?消耗的电能是多少?[c水=4.2×103J/（kg·℃）] （2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少?（加热电阻不随温度变化而变化） 11．随着科技创新教育在全市广泛开展，我校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成稳定的形状。此打印笔有快、慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/(kg∙℃)且保持不变。问： （1）3D打印笔快挡的电功率有多大？ （2）3D打印笔快挡打印时的热效率有多大？ （3）R1的阻值有多大？ 12．如图所示电路，电源电压不变，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为20Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.2A；求： （1）电源电压。 （2）S1、S2都闭合时电路消耗的总功率。 13．如图是一台电热水壶铭牌上的部分信息。请根据铭牌所提供的信息[水的比热容]，求： （1）若给该电热水壶装满水进行加热，使水的温度从28℃升高到72℃，则水吸收的热量是多少？ （2）若电热水壶正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则在第（1）小问中给水加热的时间是多少秒？ 14．某品牌电热养生壶有低温、中温、高温三个挡位，可以满足人们对精细烹饪和营养量化等功能的需求。其简化电路图如图所示，铭牌如表所示，、为阻值不变的电热丝。当闭合，断开，接A时，养生壶处于低温挡工作状态；当、闭合，接A时，养生壶处于中温挡工作状态。在额定电压下求： 项目 参数 额定电压（V） 220 低温挡功率（W） 220 中温挡功率（W） 440 高温挡功率（W） 880 容积（L） 2.5 （1）电热养生壶处于低温挡工作状态时，电路中电流； （2）的阻值； （3）若养生壶高温挡加热效率为75%，某次将初温是27℃的水加热到60℃，用时7min，则水的质量是多少［水的比热容为］。 15．在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V  3000W”的电热水器，请回答： （1）大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有“10A”和“16A”两种，该电热水器应选用哪种规格的插座？ （2）已知该电热水器的加热效率为90%，它正常工作时把10kg水从20℃加热到50℃，需要多长时间？（已知，结果保留一位小数） 16．某品牌的电热水壶，工作电路简图如图甲所示，工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态，其铭牌如下表所示。在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾【假设电热丝产生的热量全部被水吸收，、的阻值不随温度变化，】求： （1）水吸收的热量； （2）、的阻值； （3）某周末的晚饭时间，小明想利用所学的电学知识测算此时电热水壶加热的实际电压。他关闭了家中其它所有用电器，只让电热水壶在“加热”状态下工作，观察到自家电能表（如图乙）的转盘在1min内转了50转，此时电热水壶的实际电压为多少？ 17．如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“，”，当只闭合开关和，且滑片位于中点时，小灯泡“，”正常发光。求： （1）灯泡正常发光时的电阻； （2）电源电压； （3）将另一电压表接入电路，只闭合开关、，当滑片置于某一位置时，电压表与的示数之比为，电压表与电流表指针的偏转角度相同，求滑动变阻器消耗电功率的可能值。（注：电压表选择了合适的小量程） 18．如图甲所示为我国自主研发的“大疆无人机”（多功能飞行器），它可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。其参数所如表所示。 无人机质量（含摄像机） 1.5kg 锂电池额定电压 12V 电动机最大机械功率 160W 电动机的能量转化效率 80% （1）某次该“无人机”携带摄像机参与某次水情勘测，从地面匀速竖直升空至120m高处，然后悬停观测。“无人机”上升过程中电动机消耗的电能为多少；（忽略空气阻力影响，g＝10N/kg） （2）该“无人机”所需的能量是由内部的一块锂电池提供，其容量为6000mA•h。若飞行时电动机以最大机械功率工作，则该飞行器最多能飞行多少时间； （3）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，其原理图如图乙所示。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如表所示（E为红外线强度，cd表示其单位）。若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为3.0cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到多少？ E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 RP/Ω 18 9 6 4.5 3 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）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%。 2．（1）3.5h；（2）5.4×107J 【详解】解：（1）若用功率为10kW的充电桩给该车的锂电池充满电，需要时间为 （2）因汽车匀速行驶，水平方向上受到的牵引力和阻力是平衡力，所以发动机牵引力与受到的阻力相等，牵引力 F牵=F阻=0.1G=0.1mg=0.1×1500kg×10N/kg=1500N 发动机牵引力做功为 W牵=Fs=1500N×36km=1500N×36000m=5.4×107J 答：（1）用功率为10kW的充电桩给该车的锂电池充满电需要3.5h； （2）发动机牵引力做功5.4×107J。 3．（1）见解析；（2）99000J；（3）88Ω 【详解】解：（1）当S1断开，S2连接触点1时，R1、R2串联，此时电路中的电阻最大，根据可知，当电压一定时，功率和电阻成反比，所以，此时为低温挡； （2）低温档的功率是 炖锅处于低温挡工作6min，消耗的电能为 （3）当S1闭合，S2连接触点2时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻关系可知，此时电路的总电阻是最小的，根据可知，此时的功率是最大的，为高温挡；当S1闭合，S2连解触点1时，只有R1工作，为中温挡 根据并联不相互影响 则 根据可知，电热丝R2的阻值是 答：（1）当S1断开，S2连接触点1时，R1、R2串联，此时电路中的电阻最大，根据可知，当电压一定时，功率和电阻成反比，所以，此时为低温挡； （2）炖锅处于低温挡工作6min消耗的电能是（99000J）； （3）电热丝R2的阻值是88Ω。 4．（1）12V；（2）4320J 【详解】解：（1）电源电压 （2）通电5分钟电流通过电阻产生的热量 答：（1）该电路电源电压为12V； （2）通电5分钟电流通过电阻产生的热量为4320J。 5．（1）5.04×105J；（2）6×105J；（3）84%；（4）48.4Ω；（5）250W；（6）见解析 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80-20℃)=5.04×105J （2）电饭锅消耗的电能 W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J （3）电饭锅烧水的效率 （4）电饭锅正常工作时的电阻 （5）电压为110V时，电饭锅的电功率 （6）电饭锅跟导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于新买的电源线比旧电源线细，根据电阻大小的影响因素可知，新买的电源线比旧的电源线电阻大，根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，新买的电源线比旧电源线产生的热量多。 答：（1）电饭锅内水吸收的热量是5.04×105J； （2）电饭锅消耗的电能是6×105J； （3）电饭锅烧水效率是84%； （4）电饭锅正常工作时的电阻为48.4Ω； （5）电压为110V时，电饭锅的电功率是250W； （6）见解析。 6．（1）25Ω；（2）2W；（3）144J 【详解】解：（1）由图乙可知，电源电压U=6V，当滑动变阻器连入电路的最大阻值时，I小=0.2A，UL=1V；则有 U滑=U-UL=6V-1V=5V 可得 （2）小灯泡正常工作时，滑动变阻器两端电压为 则有 可得小灯泡正常发光时的功率为 P额=U额I额=5V×0.4A=2W （3）小灯泡正常工作1min，电路消耗的总电能为 W=UI额t=6V×0.4A×60s=144J 答：（1）滑动变阻器的最大阻值是25Ω； （2）小灯泡正常发光时的功率是2W； （3）小灯泡正常工作1min，电路消耗的总电能是144J。 7．（1）0.6A；（2）54J；（3）17.1W 【详解】解：（1）根据题意可知，小灯泡正常发光时的电流为 （2）由于小灯泡L标有“6V  3.6W”，可知小灯泡L正常发光时的电阻为 则通电10s电路消耗的电能为 （3）当S、闭合时，小灯泡L被短路，滑动变阻器和定值电阻并联，当S闭合，断开，调节滑片P使R接入电路阻值为5Ω时，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器与小灯泡L串联，则电源电压为 当S、闭合时，电路消耗的最大总功率为 答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.6A；； （2）通电10s电路消耗的电能为54J； （3）当S、闭合时，电路消耗的最大总功率为17.1W。 8．（1）10A；（2）3.96105J 【详解】解：（1）额定电压U额=220V，额定功率P额=2200W，由P=UI可知额定电流为 （2）工作时间 t=3min=180s 消耗的电能为 W=Pt=2200W180s=3.96105J 答：（1）电热水壶正常工作的电流为10A； （2）电热水壶正常工作3min消耗的电能为3.96105J。 9．（1）0.05A；（2）1.944×107J；（3）5.7kg 【详解】解：（1）LED灯的规格是“220V  10W”，根据P=UI可得，LED灯正常工作时的电流 （2）6只“220V  100W”的白炽灯正常工作一天消耗的电能 6只“220V  10W”的LED灯正常工作一天消耗的电能 用6只“220V  10W”的LED灯代替6只“220V  100W”的白炽灯正常工作一天，可以节约的电能 （3）由（2）可得，一天可以节约的电能，若节约的这些电能全部由一台发电效率为40%的柴油机发电获得，则每周需要燃烧柴油获得的能量 需要消耗的柴油质量 答：（1）LED灯正常工作时的电流是0.05A； （2）节约的电能是1.944×107J； （3）需要消耗5.7kg的柴油。 10．（1）4.2×105J，3.63×105J；（2）500W 【详解】解：（1）由可得，加热过程中水吸收的热量是 加热时间为 消耗的电能是 （2）由可得，加热电阻的阻值为 当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是 答：（1）此加热过程中水吸收的热量是4.2×105J，消耗的电能是3.63×105J； （2）加热电阻工作的实际功率是500W。 11．（1）80W；（2）75%；（3）1595Ω 【详解】解：（1）3000imp/(kW∙h)是指电路中每消耗1 kW∙h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，指示灯闪烁8次，3D打印笔消耗的电能 3D打印笔快挡打印时的电功率为 （2）15g的塑胶从20℃加热到260℃吸收的热量为 Q吸=cmΔt=2×103J/(kg∙℃)×15×10-3kg×(260℃-20℃)=7200J 3D打印笔快挡打印时的热效率为 （3）根据电路图可知，当开关接1、2时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，电路中电阻较小，根据可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1、2时为低温挡，接2、3时为高温挡；当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，此时电路中R2的电阻 当开关接1、2时，R1与R2串联，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=R总-R2=2200Ω-605Ω=1595Ω 答：（1）3D打印笔快挡的电功率为80W； （2）3D打印笔快挡打印时的热效率为75%； （3）R1的阻值为1595Ω。 12．（1）8V；（2）4.8W 【详解】解：（1）只闭合开关S1时，只有R1接入电路，电源电压为 （2）S1、S2都闭合时，两电阻并联，电路消耗的总功率为 答：（1）电源电压为）8V； （2）S1、S2都闭合时电路消耗的总功率为4.8W。 13．（1）1.848×105J；（2）105s 【详解】解：（1）由可得，电热水壶装满水时水的质量为 则水吸收的热量为 （2）电热水壶的效率为 即为 解得 答：（1）水吸收的热量为1.848×105J； （2）在第（1）中给水加热的时间是105s。 14．（1）1A；（2）110Ω；（3）2kg 【详解】解：（1）由可知，电热养生壶处于低温挡工作状态时，电路中电流 （2）当闭合、接A时，只有工作，当闭合、接B时，、并联，当断开、S2接A时，、串联；根据串并联电路的电阻特点可知，当断开、S接A时，、串联，电路中的总电阻最大，根据可知，电路中的总功率最小，养生壶处于低温挡；当闭合、接B时，、并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于高温挡；当闭合、接A时，只有工作，养生壶处于中温挡；由可知，的电阻 （3）由可知，养生壶消耗的电能 由可知，水吸收的热量 由可知，水的质量 答：（1）电热养生壶处于低温挡工作状态时，电路中电流为1A； （2）的阻值为； （3）若养生壶高温挡加热效率为75%，某次将初温是27℃的水加热到60℃，用时7min，则水的质量是2kg。 15．（1）16A； （2）466.7s 【详解】解：（1）标有“220V  3000W”的电热水器，表示电热水器的额定电压为220V，额定功率为3000W，根据P=UI可得，电热水器的额定电流为 所以该电热水器应选用规格为16A的插座。 （2）水从20℃加热到50℃所需吸收热量 电热水器放出的热量为 加热所需的时间 答：（1）该电热水器应选用“16A”规格的插座； （2）已知该电热水器的加热效率为90%，它正常工作时把10kg水从20℃加热到50℃，需要466.7s。 16．（1）6.3×105J；（2）40Ω，444Ω；（3）200V 【详解】解：（1）一标准大气压下沸点为100℃，水吸收的热量 Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J （2）由电路图可知，开关S断开，两电阻串联，电路中电阻较大，由可知总功率较小，为保温状态，当开关闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，由可知总功率较大，为加热状态，加热功率是1210W，R1的阻值 保温功率是100W，电路的总电阻 R2的阻值 R2=R-R1=484Ω-40Ω=444Ω （3）电热水壶消耗的电能 电热水壶的实际功率 实际电压为 答：（1）水吸收的热量是6.3×105J； （2）、的阻值分别是40Ω和444Ω； （3）此时电热水壶的实际电压为200V。 17．（1）；（2）；（3）或 【详解】解：（1）由 可知灯泡正常发光时的电阻为 （2）当只闭合开关和，灯泡和滑动变阻器的串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，且滑片位于中点时，小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压等于额定电压，根据串联电路的电流特点，由得电路中的电流 根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压 根据串联电路的电压特点可知电源电压 （3）将另一电压表接入电路，只闭合开关、，和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑片置于某一位置时，电压表与的示数之比为。若电压表并联在的两端，且电压表选择了合适的小量程，故电压表的示数为 电压表与电流表指针的偏转角度相同，则电路中的电流 滑动变阻器消耗电功率 若电压表并联在电源的两端，且电压表选择了合适的小量程，故电压表的示数为 电压表与电流表指针的偏转角度相同，则电路中的电流 滑动变阻器消耗电功率 故滑动变阻器消耗电功率的可能值为或。 答：（1）灯泡正常发光时的电阻为； （2）电源电压为； （3）滑动变阻器消耗电功率的可能值为或。 18．（1）2250J；（2）0.36h；（3）18Ω 【详解】解：（1）忽略空气阻力的影响，无人机从地面匀速竖直升空过程中处于平衡状态，受到电动机的牵引力和重力是一对平衡力，则电动机的牵引力 电动机牵引力做的功 由可得，电动机消耗的电能 （2）无人机的电动机以最大机械功率工作时的功率为160W，则电动机的电功率 由可得，电动机工作时的电流 由可得，该飞行器最多能飞行的时间 （3）由电路图可知，闭合开关S，Rp和R串联。由表格数据可知，红外线强度为3.0cd时，红外探测器Rp的阻值为6Ω，由题知，a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，Rp两端的电压 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流 由得，电阻箱的最小阻值 答：（1）“无人机”上升过程中电动机消耗的电能为2250J； （2）则该飞行器最多能飞行0.36h的时间； （3）电阻箱的阻值至少应调到18Ω。 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 $$