2024年中考物理专题训练——电功率计算

2024年中考物理专题训练——电功率计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头，使用起来非常方便，旋转手柄S可处于冷水挡a、温水挡b或热水挡c，它的简要工作电路如图乙所示，虚线方框内有 “小厨宝”的两个发热电阻（未画出），温水挡的发热电阻R1=44，电源电压为220V． （1）当S旋到b挡位时，求通电10s电流产生的热量． （2）当S旋到c挡位时，水龙头的电功率为2 000W，求此时发热电阻的总阻值． （3）请你在虚线方框内画出发热电阻的电路，并连接到相应的挡位和“c”点． 2．如图甲电路，电源电压为9V且保持不变，小灯泡标有“6V  6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求： （1）小灯泡正常发光时电阻为多少欧？ （2）当电流表的示数为0.7A时，此时小灯泡的电功率为多少瓦？ （3）当电压表的示数为2V时，滑动变阻器连入的阻值是多少欧姆？ 3．如图是某电热锅内部简化电路图，电源电压恒为220V，R2的阻值为110Ω。开关S、S1同时闭合时是高温挡，功率为880W；只闭合开关S时是低温挡。试求： （1）低温挡工作时的电流是多少； （2）通过R1的阻值是多少； （3）高温挡工作5min，消耗的电能是多少？ 4．平衡车作为新型代步工具解决了最后一公里的问题，拉风的造型备受年轻人喜爱。但如果你认为只有在大城市的年轻人才玩平衡车可就大错特错了，比如说下面这位霸气侧漏农村大姐，骑平衡车扛锄头下地干活，如表是该双轮电动平衡车的部分技术参数。 （1）求该双轮电动平衡车充满电后储存的电能； （2）农村大姐骑平衡车扛锄头下地干活时地面受到的压强为2.25×105Pa，求该农村大姐和肩上所扛物体的总质量； （3）大姐骑着它在水平路面上以最高速度匀速行驶了3.6km到达目的地，若电动平衡车行驶时受到的阻力为总重的0.1倍，求骑行时间和骑行3.6km牵引力所做的功。 车身自重 15kg 每个车轮与地面的接触面积 20cm2 最高速度 18km/h 电池可 可充锂电池 充电电压 60V 电池容量 10A·h 5．L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图甲所示。图乙中R是“30Ω 1A”的滑动变阻器。 （1）L1正常发光时的电阻值； （2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率； （3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，此时滑动变阻器消耗的功率为P2，且P1：P2＝8：9。求变阻器阻值变化范围。 6．如图所示的电路中，电源电压恒定，灯L标有“3V　1.5W”字样且电阻不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器标有“30Ω　2A”字样。闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.7V时，电流表示数为0.3A，求： （1）电源电压为多少？ （2）为保证电路安全，滑动变阻器允许接入的最小阻值为多少？ （3）移动滑片P，电路总功率的最小值为多大？ 7．如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12 V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6 W，电阻R的阻值为6 Ω。当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光，若灯丝电阻不变，试求： (1)小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？ (2)小灯泡正常发光5 min，电流通过小灯泡做的功是多少？ (3)开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？ 8．如图所示电路中，电阻R=24Ω，灯泡L标有“12V 24W”的字样，闭合开关，灯泡正常发光。求电流表的示数。 9．如图所示是某型号水车式增氧机，用于给鱼池（塘）增氧，它由电机、浮船和叶轮等部分组成，工作时，电机带动叶轮转动，搅拌水体使氧气溶入水中。其部分参数如表。求： 型号 总质量（kg） 额定电压（V） 额定功率（W） 增氧效率[kg/（kW•h）] SC﹣1.5 70 220 1500 ≥1.8 （1）正常工作时，若增氧机搅拌水体对水做功的功率为1050W，则增氧机的机械效率为多少？ （2）已知三只浮船的总底面积为0.7m2，工作前，浮船只有一部分浸入水中，则船底受到水的压强为多大？把浮船视为长方体，不计叶轮浸入水中的体积。 （3）依据表中有关数据，计算增氧机正常工作2h增氧的质量至少为多少？ 10．如图所示，是某鱼缸水温调节器的原理图， 其中R1为阻值可调的电热丝，开关S2为单刀双掷开关．开关S1闭合，S2接b时，电路处于加热状态；当开关S1断开、S2接a时，电路处于保温状态。已知U=220V，R2=600Ω，R2不会短路，取水的比热容 。试问： （1）当电路处于加热状态时，通过电阻R2的电流为多少？ （2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？ （3）当电路处于加热状态时，要将缸中 的水温度升高，现调节电热丝R1使其阻值为，则加热需多少时间？（假设电热全部被水吸收，且无热量散失） 11．现在很多家庭和办公室采用新型管线饮水机，这种饮水机没有水仓，打开出水开关立即给水加热，出水口随即流出热水，停止出水时，加热就会停止，如图是某品牌新型管线饮水机，其额定电压，额定功率为。求： (1)饮水机正常工作时电流有多大；（保留2位有效数字） (2)假如饮水机流入水温为，流出水温为，流出热水，则：流出的水吸收的热量为多少？饮水机的加热效率是多少？ 12．明明家电能表规格是“220V 10A”，他家现已安装“220V 600W”热水器一台，“220V 220W”电视机一台，“220V 140W”的电冰箱一台，“220V 800W”的电饭锅一个。请你通过计算说明： (1)若明明家中现已安装的这些电器同时工作，电路中的电流是多大？ (2)从电能表使用的角度考虑，明明家是否还可添置一台1kW的空调？ 13．如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为375s，已知c水=4.2×103J/（kg•℃）。 求：（1）保温档的功率； （2）电阻R2的阻值； （3）电蒸锅的加热效率。 14．图示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω1A”字样，电压表量程0-15V．闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.50A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A． (1)求变阻器接入电路的阻值； (2)求灯泡的额定功率； (3)只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，求电路10s消耗的最大电能． 15．小明用如图（甲）所示的电路测额定电压为6V的灯泡的功率，保护电阻R0=2Ω。闭合开关S，滑动变阻器的滑动触片从最右端向最左端移动过程中，通过灯泡的电流I与其两端电压U的关系如图（乙）所示。求： (1)灯泡的额定功率； (2)电源的电压； (3)滑动变阻器的最大电阻值。 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 《2024年中考物理专题训练——电功率计算》参考答案 1．（1）11000J（2）24.2Ω（3） 【详解】(1)当S旋到b档位时，电热水龙头处于温水档，则通电10秒电流产生的热量： Qb=Wb=t=×10s=1.1×104J； (2)当S旋c档位时，电热水龙头处于热水档，由P=可得，此时发热电阻的总阻值： R===24.2； (3)由电路图可知，当S旋到b档位时，电路为R1的简单电路，当S旋c档位时，R1与R2并联，如下图所示： 答：(1)当S旋到b档位时，通电10秒电流产生的热量为1.1×104J； (2)当S旋c档位时，发热电阻的总阻值为24.2Ω； (3)如上图所示． 2．（1）6Ω；（2）2.1W；（3）14Ω 【详解】解：（1）小灯泡L标有“6V 6W”，小灯泡正常发光时 （2）小灯泡L和R串联，电流表A的示数 I′=I′L=0.7A 时，由图乙可知：U′L=3V，小灯泡的实际电功率 P′L=U′LI′L =3V×0.7A=2.1W （3）小灯泡L和R串联，电压表V的示数：U′′L=2V时，由图乙可知 I′′=I′′L=0.5A，U=9V-2V=7V 答：（1）小灯泡正常发光时电阻为6Ω。（2）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为2.1W（3）滑动变阻器接入电路的阻值约为14Ω。 3．（1）2A；（2）110Ω；（3）2.64×105J 【详解】解：（1）低温挡只有R2工作，低温挡工作时的电流是 （2）高温档的总电流为 通过R1的电流为 通过R1的阻值是 （3）高温挡工作5min，消耗的电能是 答：（1）低温挡工作时的电流是2A； （2）通过R1的阻值是为110Ω； （3）高温挡工作5min，消耗的电能是为。 4．（1）2.16×106J；（2）75kg；（3）0.2h，3.24×105J 【详解】解：（1）双轮电动平衡车充满电后储存的电能 W=UIt=60V×10A×3600s=2.16×106J （2）在水平面上压力等于重力，所以可得整体总重力为 G总=F=pS=2.25×105Pa×2×20×10-4m2=900N 整体总质量为 该农村大姐和肩上所扛物体的总质量为 m=m总-m车=90kg-15kg=75kg （3）时间为 因为匀速直线运动，所以牵引力等于阻力为 F=f=0.1G总=0.1×900N=90N 牵引力所做的功 W=Fs=90N×3.6×103m=3.24×105J 答：（1）该双轮电动平衡车充满电后储存的电能2.16×106J； （2）该农村大姐和肩上所扛物体的总质量75kg； （3）骑行时间0.2h，牵引力所做的功3.24×105J。 5．（1）6Ω；（2）10.8W；（3）10Ω～20Ω 【详解】解：（1）L1正常发光时的电压U1＝6V，I1＝1.0A；由I可得，此时L1正常发光时的阻值 （2）当把L1、L2并联在6V电源下，两个灯的电压都是6V，电流分别为I1＝1.0A；I2＝0.8A；干路中电流为 电路中消耗的总电功率 （3）按图乙所示把L1、L2连接在另一恒定电源上，由电路图知三个用电器串联，电压表测量L1、L2两端的电压，在不损坏电路元件的情况下进行如下操作：当滑片P移至某一位置时，使其中一盏灯正常发光，根据串联电路中的电流处处相等，最大电流为0.8A，则两个灯泡的电压分别为3V和6V，此时电压表的示数为 滑动变阻器的电压为 此时滑动变阻器消耗的功率为 当滑片P移至另一点时，电压表示数变化了4V，因为保证电路安全，只能是电压表示数减小了4V，是5V，此时两个灯泡电流相同，电压之和为5V，根据图像知，此时I＝0.6A；此时滑动变阻器消耗的功率为 根据 有 解得 则第一次变阻器阻值 则第二次变阻器阻值 则变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。 答：（1）L1正常发光时的电阻值6Ω； （2）求把L1、L2并联在6V电源下，电路中消耗的总电功率10.8W； （3）变阻器阻值变化范围是10Ω～20Ω。 6．（1）4.5V；（2）3Ω；（3）1.125W 【详解】解：（1）从图中可以看到，这是一个串联电路，电流表示数为0.3A，串联电路的电流处处相等，则流过灯L的电流也为0.3A，由于灯L标有“3V　1.5W”字样且电阻不变，根据电功率的推导式可知，灯L的阻值为 灯L的阻值为6Ω；由于这时流过灯L的电流为0.3A，则这时灯L的电压为 这时灯L的电压为1.8V；由于这时电压表的示数为2.7V，即滑动变阻器两端的电压为2.7V，根据串联电路的电压规律，电源电压为 电源电压为4.5V。 （2）由题意可知，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入的阻值是最小的，则电路的电流是最大的，由于灯L的规格为3V，1.5W，这电流值必须保证灯L的电压不超过3V，已知灯L的阻值为6Ω，则灯L的电压为3V时，这电流值为 这时，灯L的电压为3V，滑动变阻器的电压为1.5V，变阻器的电压示数没有超过电压表的量程，电流表的量程为0~0.6A，0.5A的电流也没有超过电流表的量程和变阻器的最大电流值2A，这时，滑动变阻器接入电路的电阻为 滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω，没有超过变阻器的阻值范围；综上所述，电路的最大电流为0.5A，滑动变阻器允许接入的最小阻值为3Ω。 （3）由题意可知，要求电路总功率的最小值，电源电压恒定，根据电功率的推导式可知，电路的总电阻应该最大，灯L的阻值不变，则变阻器的阻值要求最大，根据串联电路的分压原理，变阻器的阻值是最大，则变阻器的电压也是最大，但是电压表的量程为0~3V，则变阻器的电压最大为3V，这时灯L的电压为1.5V，灯L的阻值为6Ω，根据串联电路的分压原理，可得 代入数据，可得 解得，这是变阻器阻值的最大值，根据电功率的推导式可知，电路总功率的最小值为 电路总功率的最小值为1.125W。 答：（1）电源电压为4.5V； （2）为保证电路安全，滑动变阻器允许接入的最小阻值为3Ω； （3）移动滑片P，电路总功率的最小值为1.125W。 7．(1)0.5A； 24 Ω　(2) 1 800 J　(3) 0.96 W 【详解】（1）由题意可知，电源电压U=12V，当开关S接“2”时，小灯泡直接接在电源上，小灯泡恰好正常发光， UL=U=12V，PL=P额=6W， 由P=UI可得小灯泡的额定电流： ； 由得灯丝电阻： ； （2）小灯泡正常发光， PL=P额=6W， 5min电流通过小灯泡做的功： WL=PLt=6W×5×60s=1800J； （3）开关S接“1”时，灯和电阻R串联，电路中电流： ， 电阻R的功率： 。 8．2.5A 【详解】解：由题意可知，灯泡的额定电压UL=12V，额定功率PL=24W，则灯泡正常发光的电流为 R与L并联，所以 U=UL=UR=12V 则通过R的电流是 所以电流表的示数 I=IL+IR=2A+0.5A=2.5A 答：电流表的示数为2.5A。 9．（1）70%；（2）1000Pa；（3）5.4kg 【详解】解：（1）设增氧机正常工作时间为ts，增氧机做的有用功 W有=P有t=1050W×ts=1050t（J） 增氧机做的总功 W总=P总t=1500W×ts=1500t（J） 增氧机的机械效率 η=×100%=×100%=70% 即增氧机的机械效率是70%。 （2）因为三只浮船都漂浮在水面上，所以三只浮船受到的浮力 F浮=G总=m总g=70kg×10N/kg=700N 船底受到水的压力 F压=F浮=700N 船底受到水的压强 p===1000Pa 即船底受到水的压强是1000Pa。 （3）增氧机正常工作2h消耗的电能 W=P总t′=1500×10﹣3kW×2h=3kW•h 增氧机正常工作2h增氧的质量至少为 m氧=η′W=1.8kg/（kW•h）×3kW•h=5.4kg 即增氧机正常工作2h增氧的质量至少为5.4kg。 答：（1）增氧机的机械效率是70%； （2）船底受到水的压强是1000Pa； （3）增氧机正常工作2h增氧的质量至少为5.4kg。 10．（1）0.37A；（2）400Ω；（3）1260s 【详解】解：（1）当电路处于加热状态时，等效电路图如图 通过电阻R2的电流 （2）当电路处于保温状态时，等效电路图如下图所示 电路的总电阻 电热丝R1连人电路的阻值 （3）水需要吸收热量 电热丝R1、R2的总电阻 解得 电路的总功率 加热时间 答：（1）当电路处于加热状态时，通过电阻R2的电流为0.37A； （2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连人电路的阻值应为400Ω； （3）当电路处于加热状态时，要将缸中 的水温度升高，现调节电热丝R1使其阻值为，则加热需多少时间为1260s。 11．(1)9.1A；(2)，84% 【详解】解：(1)由题意知，饮水机正常工作的电流 (2)饮水机流出0.1kg的水吸收的热量 通电20s饮水机产生的热量 则饮水机的加热效率 答：(1)饮水机正常工作时的电流为9.1A； (2)流出的水吸收的热量为3.36×104J，饮水机的加热效率是84%。 12．(1)8A；(2)不能 【详解】解：(1)明明家已安装的用电器的总功率是 P＝600W+220W+140W+800W＝1760W 这些电器同时工作时电路中的电流是 (2)该电能表允许接入的用电器的最大功率 P1＝UI1＝220V×10A＝2200W 还可安装的用电器的功率 P2＝2200W－1760W＝440W＝0.44kW<1kW 所以，从电能表使用的角度考虑，不能安装这样一台空调。 答：(1)若明明家中现已安装的这些电器同时工作，电路中的电流是8A； (2)从电能表使用的角度考虑，明明家不可再添置一台1kW的空调。 13．（1）100W；（2）44Ω；（3）84% 【详解】解：（1）闭合开关S1，断开开关S2，电路中只有R1接入电路，此时电路处于保温档，保温档功率 （2）闭合开关S1、S2，电路中只有R1、R2并联接入电路，电路处于加热档，R2的功率 由可知，R2的电阻 （3）水温度升高75℃吸收的热量 这个过程消耗的电能 电蒸锅的加热效率 答：（1）保温档的功率为100W； （2）电阻R2的阻值44Ω； （3）电蒸锅的加热效率为84％。 14．(1)12Ω；(2)1.5W；(3)90J 【详解】(1)变阻器接入电路的阻值为： ； (2)电源电压为：U源=I’R=0.75A×12=9V，灯泡的额定电压为：UL= U源-U=9V-6V=3V，灯泡的额定功率为：P= ULI=3V×0.5A=1.5W； (3) 当电路中的电流最大等于灯泡的额定电流时，电路消耗的总功率最大；让滑动变阻器两端电压等于电压表的最大值：U滑=15V，此时滑动变阻器的电阻为： ，所以此时电源电压为：U源=Um+ UL=15V+3V=18V，电路10s消耗的最大电能为：W= U源ILt=18V×0.5A×10s=90J． 15．(1)；(2)；(3) 【详解】(1)观察甲电路，小灯泡和保护电阻以及滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡电压，电流表测量电流大小。灯泡额定电压为6V，乙图中当灯泡电压达到额定电压时，额定电流I=1.0A。所以灯泡的额定功率 (2)当滑动变阻器的滑片从最右端向最左端移动过程中，滑动变阻器阻值变小，电流变大。当滑动变阻器阻值最小等于0时，电流最大等于1A。此时，灯泡电压为6V，保护电阻R0=2Ω，电流I=1A，滑动变阻器电阻等于0，保护电阻的电压 电源电压 (3)当滑动变阻器滑片处于最右端，阻值最大时，电路总电阻最大，电流最小。从乙图可以看出，滑动变阻器阻值最大时，，此时灯泡电压，保护电阻的电压 那么滑动变阻器电阻所分电压 此时滑动变阻器阻值 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 $$