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 一、计算题 1．在图所示的电路中，电源电压保持不变． R2的阻值 电流表A的示数 Ro 0.6安 Ro+10欧 0.4安 Ro+20欧 ①若电阻的阻值为15欧，电流表示数为0.2安，求电阻两端的电压和电阻消耗的电功率． ②若电阻的阻值未知，向右移动滑动变阻器的滑片P，每次移动时均使变阻器接入电路的阻值增加10欧，电流表A的示数分别如上表所示，求电源电压U和为（欧）时电流表A的示数． 2．如图所示，电源电压为6V恒定不变，灯泡L标有“2V  0.4W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R2标有“60Ω  1A”的字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V； (1)求灯泡L正常发光时的电阻； (2)当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4A，求R1的阻值． (3)在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的变化范围； 思路点拨 当电源电压保持不变时，由P=UI可得，电路中的电流越大（或小），电路的总功率越大（或小）；由欧姆定律可得，电路中总电阻越小，电流越大，电路中总电阻越大，电流越小。当电路中存在多个用电器时，通过改变开关通断方式，使多个用电器并联，此时电路中总电阻最小，电流最大，电路的总功率最大；使多个用电器串联时，此时电路中总电阻最大，电流最小，电路的总功率最小。 3．如图所示，电源电压恒为6V，电阻R1为3Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为4.5V。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）通过电阻R2的电流； （3）电路工作100s消耗的电能。 4．如图所示电路中，灯泡L上标有“12V 0.2A”字样，R为定值电阻．闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，电压表的示数为3V，通过计算回答： （1）灯泡L的额定功率是多少瓦？ （2）定值电阻R的阻值是多少欧？ （3）整个电路在5min内消耗的电能是多少焦？ 5．电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A．问： （1）每分钟该电动机消耗的电能是多少？     （2）已知电流通过导体产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生多少热量？     （3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？ 6．某校师生自制了一台电烘箱．电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求： （1）此时电阻丝的电功率； （2）此时电阻丝的电阻； （3）此时电阻丝的工作电压。 7．把一只小灯泡接到3V的电源上,通过它的电流为0.2A，求：通电60s电流所做的功． 8．在如图所示电路中，小灯泡上仅看见“2.5V”字样，滑动变阻器上标有最大阻值20Ω，当闭合S，且将滑片P移至最左端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A（设灯丝电阻不变），求： （1）电源电压； （2）小灯泡的灯丝电阻； （3）将滑片移至变阻器的最右端时，电路消耗的总功率． 9．某电热水壶的铭牌如表所示。若热水瓶内装满水，且在额定电压下工作（外界大气压为1个标准大气压）。将瓶内20℃的水加热10min正好烧开，请你计算此过程中 额定电压    220V 额定功率 1200W 容量 2kg （1）水吸收的热量是多少？ （2）电热水壶消耗的电能是多少？ （3）加热时电热水瓶的热效率是多少？ 10．图中所示电路中，电源电压保持不变．当滑片P滑至A端，闭合开关S1和S2时，电流表的示数为I1 ， 电压表的示数为U1；当滑片P滑至A端，只闭合开关S1时，电流表的示数为I2 ， 电压表的示数为U1′，电阻R1消耗的电功率为P1′；当滑片P滑至B端，只闭合开关S1时，电流表的示数为I3 ， 电阻R2消耗的电功率为P2″，此时P2″和P1′ 恰好相等，且电阻R3消耗的电功率为6 W．若U1∶U1′＝5∶1，求： （1）I1和I2之比； （2）R1和R3之比； （3）滑片P滑至A端，只闭合开关S1时，电阻R2消耗的电功率． 11．电脑的中央处理器简称CPU.是电脑的心脏，决定着电脑的运算速度.它由主板供电，运算速度可认为由电流大小决定，同时自身要发热.电脑爱好者喜欢“超频”来提高CPU运算速度，“超频”的方法之一就是通过改变主板上的“跳线”来提高CPU核心电压. (1)如图所不为主板上一“跳线”装置，其中CPU正常工作时应短接2、3，某人“超频”需要改接这一“跳线”，则应短接哪两个接线柱? (2)现有一CPU正常工作时电压为1. 5 V，电流为2 mA，“超频”后电压提高到2V.若把CPU看作纯电阻，则“超频”后CPU每分钟多产生多少热量? (3)若R的阻值为500Ω，则(2)中CPU正常工作时电路消耗的总功率为多少? 12．小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制．小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图． 请解答如下问题：（计算结果若不能整除，保留一位小数） （1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？ （2）若电阻R2的阻值为1210Ω，则电阻R1的阻值为多少？ （3）在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降．当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率是多大？ 13．如图所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S、S1同时闭合时，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开时，电流表示数为0.2A（设灯丝电阻不受温度影响）。求： （1）电源电压； （2）电阻R的阻值； （3）当开关S闭合，S1断开时，灯泡L消耗的实际功率。 14．下表所示为国产XQB30—3型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据，仔细阅读表格，回答下列问题： ⑴这台洗衣机在额定电压下洗衣时，通过洗衣机的电流是 A． ⑵这台洗衣机洗衣时间累计为30min，其耗电为 kW·h． 15．下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息。经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态。为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kw•h”字样的电能表转盘转过120转（r），根据以上信息，求： 热水箱容量 1L 额定电压 220V 加热时额定功率 880W （1）电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）； （2）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]； （3）饮水机加热时的实际功率； （4）饮水机此加热过程中的热效率。 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 1．①3V，0.6W；②12V，0.3A 【详解】①根据题意可知 ②图示为串联电路，当时，电流为0.6A，则 当时，电流为0.4A，则 联立上述方程解得，； 当时，电流 答：①电阻两端的电压为3V，消耗的功率为0.6W；②电源电压为12V，当时，电流表示数为0.3A． 2．(1)10Ω (2)20Ω (3)0.6~3.6W 【详解】（1）由得，灯泡L正常发光时的电阻 （2）当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，灯泡被短路，R1与R2并联，由题知R2=60Ω，I=0.4A，由欧姆定律可得，通过滑动变阻器R2的电流 由并联电路电流的特点可得，通过电阻R1的电流 则电阻R1的阻值 （3）当S1断开，S2闭合，S3接a时，灯泡L、R1与R2串联，电压表示数为3V时，此时电路中电流最小，电路总功率最小。灯泡L与R1的电压之和 此时电路中的最小电流 电路最小电功率 当S1、S2均闭合，S3接b，灯泡被短路，R1与R2并联，移动滑片，使电流表示数为0.6A时，此时电路中电流最大，电路总功率最大，此时电路最大电功率 所以整个电路电功率的变化范围。 3．（1）1.5V；（2）0.5A；（3）300J 【详解】解：（1）由图知，电阻R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，U2=4.5V，串联电路总电压等于各部分电压之和，因为电阻R1和R2串联，所以电阻R1两端的电压 U1=U-U2=6V-4.5V=1.5V （2）通过R1的电流 串联电路各处电流相等，因为电阻R1和R2串联，所以通过R2电流 I2=I1=0.5A （3）电路工作100s消耗的电能 W=UI1t=6V×0.5A×100s=300J 答：（1）电阻R1两端的电压是1.5V； （2）通过电阻R2的电流是0.5A； （3）电路工作100s消耗的电能为300J。 4．（1）2.4W；（2）15Ω；（3）900J． 【分析】分析电路图可知，L与R串联，电压表测量R两端的电压．（1）由P＝UI求出额定功率；（2）根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出定值电阻R的阻值；（3）根据W＝UIt求出整个电路消耗的电能． 【详解】分析电路图可知，L与R串联，电压表测量R两端的电压． （1）灯泡L的额定功率：PL＝ULIL＝12V×0.2A＝2.4W； （2）电压表测量定值电阻两端的电压：UR＝3V，灯泡L恰好正常发光，所以电路中的电流I＝0.2A，由欧姆定律得，定值电阻R的阻值： R＝＝＝15Ω； （3）电路总电压：U＝UL+UR＝12V+3V＝15V， 整个电路在5min内消耗的电能： W＝UIt＝15V×0.2A×5×60s＝900J． 5．（1）每分钟该电动机消耗的电能是6.6×105J． （2）线圈每分钟产生6.0×104J的热量． （3）这台电动机每分钟所做的机械功是6.0×105J． 【详解】：（1）已知电动机两端电压和通过的电流、通电时间根据公式W=UIt可求消耗的电能．则消耗的电能：W=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J． 答：每分钟该电动机消耗的电能是6.6×105J． （2）通电电流、通电时间和线圈电阻已知，根据Q=I2Rt可求产生热量． 故产生的热量：Q=I2Rt=（50A）2×0.4Ω×60s=6.0×104J． 答：线圈每分钟产生6.0×104J的热量． （3）消耗的电能减去产生的热量就是电动机每分钟所做的机械功． 故所做的机械功：W机=W-Q=6.6×105J-6.0×104J=6.0×105J． 答：这台电动机每分钟所做的机械功是6.0×105J． 6．（1） 1100W；（2） 44Ω；（3） 220V 【详解】解：（1）电流通过电阻丝时做的功等于产生的热量，即 Q=W=Pt 所以此时电阻丝的电功率 （2）根据公式P=I2R可得，电阻丝的电阻 （3）由欧姆定律得，电阻丝两端的工作电压 U=IR=5A×44Ω=220V 答：（1）电阻丝的电功率为1.1×103W； （2）电阻丝的电阻为44Ω； （3）电阻丝的工作电压为220V。 7．W＝UIt=3V×0.2A×60s=36J 【详解】试题分析：计算电功时运用公式W＝UIt即可，即知道电路中的电压、电流和通电时间． 通电60s电流所做的功 W＝UIt=3V×0.2A×60s=36J 考点：此题考查的是电流做功的计算． 点评：在此题中了解电流做功的计算方法及运用公式W＝UIt． 8． 2.5V； 5Ω 0.25W 【详解】(1)将滑片P移至最左端时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，因额定电压下灯泡正常发光，所以,电源的电压U＝UL＝2.5V；(2)将滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，由I＝可得，灯泡灯丝的电阻：RL＝＝5Ω；(3)将滑片移至变阻器的中点时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路消耗的总功率：P＝＝0.25W. 【点睛】（1）将滑片P移至最左端时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；（2）将滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，根据欧姆定律求出灯泡灯丝的电阻；（3）根据电阻的串联和P＝求出将滑片移至变阻器的中点时电路消耗的总功率． 9．（1）6.72×105 J；（2）7.2×105 J；（3）93.33% 【详解】解：（1）水吸收的热量为 Q吸=cm(t-t0) =4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105 J （2）由公式可得，电热水瓶消耗的电能为 W= P热t=1200W×10×60 s=7.2×105 J （3）加热时电热水瓶的热效率为 答：（1）水吸收的热量是6.72×105 J； （2）电热水壶消耗的电能是7.2×105 J； （3）加热时电热水瓶的热效率是93.33%。 10．（1）5：1（2）1：5（3）19.2W 【详解】（1）当滑片P滑至A端，闭合开关S1和S2时，R2短路，变阻器没有电阻接入电路，只有R1接入电路（如图1），R1两端电压等于电流电压即U1=U．当滑片P滑至A端，只闭合开关S1时，R1和R2串联（如图2），电压表的示数为U1′，U1和U1′都是R1电压，已知U1∶U1′＝5∶1，所以，； （2）因为U1=U，U1∶U1′＝5∶1所以U∶U1′＝5∶1，根据串联电路中电压之比等于电阻之比得，，解得:…①．当滑片P滑至B端，只闭合开关S1时，R1、R2、R3串联（如图3），电流表的示数为I3，电阻R2消耗的电功率为P2″，此时P2″和P1′恰好相等，根据P1′=I22R1，P2″=I32R2，可得I22R1=I32R2…②，将①代入②得，又因为电源两端电压不变，则有，解得：…③，将①代入③得，即； （3）因为，，所以，又因为，所以，将P3=6W代入得：电阻R2消耗的电功率P2=19.2W． 11．见解析所示 【详解】:(1)由电路图可以知道,短接2、3时,电阻R与CPU串联,电路电阻较大,电流较小,短接1、2时,CPU直接接在电源两端,电路电阻较小,电路电流较大,运算速度变大,由此可见,跳线时,应短接1、2． （2）∵ ∴CPU的电阻Rcpu= ，超频后电压U超=2V， 电路电流I超= 超频后CPU每分钟产生的热量 Q超-Q正常=I超2Rcput-I正2Rcput=0.1232J （3）CPU正常工作时电路消耗的总功率： P=PR+Pcpu=I2R+UI=（0.002A）2×500Ω+0.02A×1.5V=5×10-3W； 12．（1）4.2A；（2）55Ω；（3）745.2W 【详解】（1）电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流： （2）加热状态时通过R2的电流： 加热状态时通过R1的电流： 由欧姆定律知R1的电阻： ； （3）当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率：     : 答：（1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是4.2A； （2）若电阻R2的阻值为1210Ω，则电阻R1的阻值为55Ω （3）当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率是745.2W． 13．（1）6V；（2）18Ω；（3）0.48W 【详解】解：（1）当开关S、S1同时闭合时，电路中只有灯泡L，且正常发光，则电源电压 U=U额=6V （2）当开关S闭合，S1断开时，L和R串联，电路中总电阻 灯泡的电阻 由串联电路电阻特点得电阻R的阻值 R=R总-RL=30Ω-12Ω=18Ω （3）灯泡L消耗的实际功率 答：（1）电源电压为6V； （2）电阻R的阻值18Ω； （3）当开关S闭合，S1断开时，灯泡L消耗的实际功率为0.48W。 14． 1.64 0.18 【详解】 (1)洗衣机在额定电压下洗衣时，功率为360W，电压为220V，根据P＝UI可得，通过的电流：I＝1.64A；(2)这台洗衣机洗衣时间累计为30min，消耗的电能：W＝Pt＝360×10−3kW×h＝0.18kW⋅h. 点睛：（1）洗衣机在额定电压下洗衣时功率和额定功率相等，根据P＝UI求出通过的电流；（2）根据W＝Pt求出洗衣机洗衣时间累计为30min时消耗的电能． 15．(1)  55 Ω； (2)  3.36×105 J； (3)  800 W； (4)  93.3%。 【详解】（1）当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，此时电路中只有电阻R1，如图1所示；S断开时，饮水机处于保温状态，此时电路中电阻R1和R2串联，如图2所示； 由题知，U＝220V，P加热＝880W，电阻R1的阻值为： R1＝＝55Ω； （2）热水箱容量，即可装水的体积：V＝1L＝0.001m3，由ρ＝得饮水机内可装入水的质量； m＝ρV＝1×103kg/m3×0.001m3＝1kg；c水＝4.2×103J/（kg•℃），t＝100℃，t0＝20℃，水吸收的热量为： Q吸＝c水m（tt0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃20℃）＝3.36×105J； （3）每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，电能表的转盘转过120r消耗的电能为： W＝kW•h＝0.1kW•h＝3.6×105J， 而t＝7.5min＝450s，饮水机的实际功率为： P实际＝＝800W； （4）Q吸＝3.36×105J，消耗电能W＝3.6×105J，饮水机的热效率为： η＝×100%＝×100%93.3%。 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 $$