内容正文:
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中考衔接点10 电能、电功、电功率的理解
及简单计算
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子母题组练考点
中考新考法
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中考早知道:①通过电能表参数计算用电器消耗电能,或读取电能表初始示数与最终示数,求一段时间内的用电量;②结合串并联电路,已知电压、电流、电阻、时间等物理量,计算某元件或 整个电路的电功。③利用家电铭牌参数计算电阻、电流,或结合电能、时间反推功率。
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电能表读数(2024聊城)为了测量家中路由器的电功率,小慧利用五一假期外出期间, 关闭家里的其他用电器,用电能表测出一台路由器所消耗的电能,数据见下表,计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,每度电0.6元计算,则小区用户每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。
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动态电路分析(2024泰安)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R₁=20Ω, 图乙为小灯泡L的I-U关系图像。当只闭合开关S₁ 时,电阻R₁功率为1.8 W,电流表示数为 I₁, 电路的总功率为P₁; 当开关S₁、S₃ 闭合,S₂断开时,电流表示数为I₂电路的 总功率为P₂; 当开关S₁、S₂ 闭合,S₃断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为R,电路的总功率为P₃ 。 已知P₁:P₂=1:5,下列说法中( )
①P₂=0.36W ②R₂=5Ω ③R₁=1.8Ω ④P₃=3.6W
A. 只有②④正确 B. 只有①④正确 C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
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解析:由题图甲可知,当只闭合开关S₁时,只有R₁和电流表接入电路中,电路的总功率等于R₁的电功率,P₁=1.8W, 电源电压 U===6V, 当开关S₁、S₃ 闭合,S₂断开时,电阻R₁和R₂并联,电流表测量干路中的电流,已知P₁ :P₂=1:5, 所以电路的总功 率 P₂=5P₁=5×1.8W=9W, 则电阻R₂的功率 P=P₂-P₁=9W-1.8W=7.2W, 电阻 R₂ 的阻值R₂=,故②正确,①错误;当开关S₁S₂闭合,S₃ 断开时,灯泡L和电阻R₁并联,电流表测量干路的电流,灯泡L两端的电压等于电源电压,灯泡L两端的电压是6V,由题图乙可知,通过灯泡的电流是0.3 A, 灯泡电阻灯泡的电功率 P₁=ULIL=6V×0.3A=1.8W,电阻R₁的电功率是1.8 W, 电路 的总功率P₃=P₁+PL=1.8W+1.8W=3.6W,故④正确,③错误。
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电功率的应用(2024济南)如图所示是“220 V 15W”的 LED灯和“220 V 15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 灯两端的实际电压:LED 灯低于白炽灯
B. 相同时间产生的内能:LED 灯多于白炽灯
C. 相同时间消耗的电能:LED 灯少于白炽灯
D.电能转化为光能的效率:LED 灯高于白炽灯
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子题3.1电能电功率概念辨析(2023济南)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电” 分别指的是微波炉在使用时( )
A. 消耗较少的电能,消耗较多的电能 B. 电功率较小,电功率较大
C. 电功率较小,消耗较多的电能 D. 消耗较少的电能,电功率较大
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电功率的计算(2024临沂)如图甲所示是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简 化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5 V, 闭合开关后,“0.5 V 0.2 W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作,则( )
A. 指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B. 电动机的发热功率为1.6 W
C. 电动机的额定功率为0.08 W D. 电路的总功率为1.8 W
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子题4.1(2024聊城)如图甲所示电路中,电源电压不变,R₁=20Ω, 滑动变阻器R₂ 的最大电阻为50 Ω,电流表使用的量程为0~0.6 A。小灯泡L的额定电压为3.8 V, 其电流随电压的变化规律如图乙所示。当只闭合S₂ 时,电流表的示数为0.25 A。求 :
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(1)电源电压;
解:当只闭合S₂时,电阻R₁与小灯泡 L串联,电流表的示数为0.25 A, 根据图乙可知,
小灯泡L 此时两端的电压为3 V,R₁ 两端的电压 U₁=IR₁=0.25A×20Ω=5V
则电源电压 U=U₁+UL=5V+3V=8V
(2)当只闭合S₃时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R₂ 连入电路的电阻;
解:当只闭合S₃时,滑动变阻器R₂与小灯泡L串联,要使小灯泡L正常发光,小灯泡
两端的电压为 3.8V, 则 R₂两端的电压 U₂= U-UL额=8 V-3.8V=4.2 V
根据图乙可知,此时电路中的电流为0.3 A, 则滑动变阻器接入的电阻
R₂===14Ω
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(3)当闭合S₁、S₂、S₃ 时,为保证不损坏电流表,滑动变阻器 R₂ 的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围。
解:当闭合S₁、S₂、S₃ 时 ,R₁与R₂并联,电流表测量干路电路,通过定值电阻R₁的电流
I₁===0.4A
由电流表的量程可知,干路的最大电流为0.6 A, 则通过滑动变阻器的最大电流I滑max =
1总-I₁=0.6A-0.4A=0.2
滑动变阻器接入的最小值R₂min===40 Ω
此时电路中的总功率最大,最大总功率Pmax =UImax=8V×0.6A=4.8W
当滑动变阻器全部阻值接入时,滑动变阻器接入的阻值为50 Ω,通过滑动变阻器的电流
小,总电流最小,总功率最小,通过滑动变阻器的最小电流I滑min==
电路中的总电流 I总min=I滑min+I₁=0.16 A+0.4A=0.56
电路最小总功率Pmin=UImin=8V×0.56A=4.48W
滑动变阻器R₂ 的电阻可调范围为40~50 Ω,电路 消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。
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5.单位估测(2024潍坊)手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机,使用功率为60 W 的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测,最符合实际的是( )
A. 质量约为500 g
B. 正常使用时,后壳温度约为65℃
C. 充满一次电消耗的电能约为0.3 kW·h
D. 长度约为1.2 dm
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解析:一切物质的分子不停地做无规则运动,微粒 处在永不停息的无规则运动中,甲渗透膜只能让 带正电的钠离子通过,钠离子(正电)通过甲渗透 膜向左移动,使左侧区域带正电,氯离子(负电)通 过乙渗透膜向右移动,使右侧区域带负电,故左端为正极。由于海水盐差能的产生过程不涉及有害 物质的排放,对环境影响较小,是一种清洁能源。
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