题型7 (2)电学综合计算题-【众相原创·赋能中考】2026年中考物理中考必练题型（陕西专用）

5000kW,它将电磁波能量转化为电能并存储在电池中 的效率为20%. 则电磁波能量转化为电能的功率P电'=)P。=20%× 5000kW=1000kW=1×10°W. 汽车在两段充电区域内克服阻力做的功 W=f's2=1000N×10×103m=1×10J. 由汽车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶可知，汽车 电池消耗电能W电'=W=1×10'J, W电'1×10J 汽车电池的充电时间1P1×10 =10s, 则汽车在充电时的最大行驶速度 =1=100m=10m/s。 t10s 9.解：(1)用电器 飞行汽车空载时受到的重力 G=mg=560kg×10N/kg=5600N. 悬停时，处于平衡状态，受到的升力等于重力，则飞行汽 车获得的升力为5600N。 (2)该过程中飞行汽车克服所受的总重力做的功W=G h=m'gh=(560kg+200kg)×10N/kg×1000m=7.6× 10J, 则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是 p="-7.6x10J≈6.3x10W。 t2×60s (3)消耗的电能W南=4.5%×80kW·h=3.6kW·h= 1.296×103J. 所以飞行汽车的电动机效率 刃X10%=76x10 。W 100%≈58.6%。 1.296×107J (4)此次飞行测试中所需电量由汽油完全燃烧来提供，即 Q做=mq=W电=1.296×10'J,则需要消耗汽油的质量 W生=1.296×10】-0.28kg。 为m 94.6×10'J/kg (二)电学综合计算题 类型1多挡位家用电器的相关计算 1.解：(1)由P=U1可知，挂烫机处于低温挡正常工作时，电 路中的电流1=P餐温_242W 020V=1.1A; (2)由图乙可知，当开关S,闭合、S,断开时，R、R,串联 根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大！ 由P=可知，电路的总功率最小，挂烫机处于低温挡： R 当开关S,、S,都闭开时，只有R,工作，电路的总电阻最 小，总功率最大，挂烫机处于高温挡： 由欧姆定律可知，低温挡工作时电路中的总电阻 R=0=20V 71.1A2000, 30 根据串联电路中电阻的特点可知，R,的阻值 R,=R-R,=2002-402=1602: 心(220V)2-1210W: 高温挡功率P强R400 (3)水吸收的热量Q段=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×(55℃-20℃)=2.94×103J. 挂烫机消耗的电能W=P温t=1210W×5×60s=3.63× 10J. 该商温挡的热效率7=号×10% 3.63x10×100% 2.94×103J ≈81%。 2.解：(1)恒温箱内的空气质量为 m=pV=1.2 kg/m'x2.5 m'=3 kg, 恒温箱内气体吸收的热量 Q段=cm(t-to）=1.0×103J/(kg·℃)×3kg×(38℃- 20℃)=5.4×10°J: (2)不计热量损失，恒温箱加热消耗的电能 W=Q吸=5.4×10°J. “加热”时恒温箱的电功率 W_5.4x10J=600W: P加热二 90s (3)电路中只有R,工作，恒温箱处于“保温”挡 U2(200V)2 R=Pg温100W三4002， R,、R,并联，恒温箱处于“加热”挡，则 U户 (200V)2 R-Pa-Pg星600W-100W80: (4)消耗的电能 W台=W加热+W保温=P知热女+P保温t2=600W×5×605+ 100W×30×60s=3.6×10J。 类型2论证类电学综合计算 3.解：(1)S,闭合，S2断开，S,接a时，R1与R2串联，电路中 的总电阻最大，电源电压一定，由P=。可知电功率最小 此时为低温挡；S,、S2闭合，S接a时，只有R1接入电路， 电路中电阻较大，电源电压一定，由P=尺可知电功率较 大，此时为中温挡：S,、S,闭合，S,接b时，R,与R,并联， 电路中的总电阻最小，电源电压一定，由P一可知电功 率最大，此时为高温挡。 R电=R1+R2=552+2202=2752, 电热水器低温挡的电功率 _U(220V)2 P低温一R串 =176W; 2752 (2)电热水器高温挡的电功率 4+C=220V°±2200=80w+220W3 P商R,R50 1100W. 电热水器工作时的最大电流为 P高温_1100 1最大= =5A, U220V 由表可知，应选横截面积为1mm的导线B,符合安全又 经济的原则。 (3)不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量 6.6×10J,热水器消耗的电能W热水铝=Q=6.6×10J, 电能表转盘转22r时，热水器和电视机共消耗的电能 P、22 22 7=100kW·h=1000x3.6x10J=7.92x10'J, 电视机消耗的电能 W电机=W-W热水铝=7.92×10°J-6.6×10J=1.32×10J, 由W=Ut可得电视机的实际工作电流 1-W电我数=1.32x10J =1A。 Ut220V×1×60s 4.解：(1)电能表转盘在5min内转了20圈时，电饭锅消耗 20r 的电能7=300kwh150kW.h=2.410J, 保温功率为P=”2410J80W: t5×60s (2)由图乙可知，当开关S闭合时，电路中只有R,工作 电路的总电阻较小；当开关S断开时，R,与R,串联，电路 的总电阻较大，根据P=可知，当开关S闭合时，电路消 耗的电功率较大，电饭锅处于加热状态；当开关S断开 时，电路消耗的电功率较小，电饭锅处于保温状态。 根据P= 可得，R,的阻值R, 2_(220V)2 =402: R P加1210W (3)水吸收的热量Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)× 2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×103J. 消耗的电能为W=P加t=1210W×800s=9.68×10J, 电饭锅的热效率为刀=号×10%=84x10 Q吸 ×100% 9.68×105J 86.8%. 由于该电饭锅的热效率大于75%，所以达到了三级能效 标准。 5.解：(1)可再生 (2)每天平均光照时长为8小时，太阳能发电量为E=8× 500×1.5×106J×20%=1.2×10J: 风能发电量为W=500kW·h=500×3.6×10J=1.8× 10°J, 则平均每天太阳能与风能综合发电系统的总发电量 为W。=W+E=1.8×10°J+1.2×10°J=3×10°J: (3)遇到连续的阴雨天气，综合发电系统每天的发电量只 能达到平均每天总发电量的20%，则连续6天可以储存 的电能为 W能存=20%×90%×3×10°J=5.4×103J=150kW·h, 连续6天储能电池能提供的电能为 W提供=（W能弃+W能能容量）×90%=（150kW·h+ 1000kW·h)×90%=1035kW·h: 连续6天用户消耗的电能为W满能=6×300kW·h= 1800kW·h, 因W奖供<W清能，因此其储能容量不能满足连续6天的阴雨 天气条件下用户的用电需求。 6.解：(1)汽车充满电时储存的电能 W=Ut=800V×62.5A×3600s=1.8×10°J, 由能量流程图可知，电能转化为机械能的效率为80%， 则汽车行驶时获得的机械能W机械=80%W=80%×1.8× 103J=1.44×10J, 匀速行驶时汽车牵引力 F幸=f=0.04G=0.04×2.5×104N=1000N, 汽车牵引力做功的功率 P=Fm=1000N×72 3.6m/s=2x10'W, 则充满电时仅利用电池储存的电能能使汽车行驶的时间 Wm地-1.44×10J-7200s=2h; t P2×104W (2)该地区太阳一天的平均辐射到光伏电池板的能量￡= 5kW·h/m2×100m2=500kW·h, 由图知，太阳辐射时光伏发电效率为20%、全钒液流储能 效率为90%、充电效率60%， 所以能给电池充电增加的储能W增加=500×3.6×10°J× 209%×90%×60%=1.944×103J>1.8×10J, 故可以利用一天的太阳辐射将该车电池充满； (3)汽车充满电时储存的电能W=1.8×10J=50kW·h, 需要电费50kW·h×1.5元/kW·h=75元： 由图知，内燃机发电效率为40%，充电效率为90%， 启动内燃机给电池充电时 W=40%×90%×Q=40%×90%mq, 需要的汽油质量 W 1.8×108J m= =12.5kg, 40%×90%×g40%×90%×4×10J/kg 需要的汽油体积 V=m=12.5kg50 p0.75x10kg/m73×103m=3L, 费用0x7元/L116.67元>75元， 所以充电站充电方式更经济实惠。 类型3电路设计及改装 7.解：(1)闭合开关，两电阻串联接人电路，电阻R。两端的 电压U。=1.2V, 此时电路中的电流为IR,600 Uo 1.2 V =0.02A: (2)由图乙可知，当电压表示数最大为U。'=3V时，该装 置所测压力最大，此时电路中的电流最大为 31 以受05A: 根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可 知，R两端的电压U'=U-U。'=6V-3V=3V 根援1只可得此时R的电阻R Ux'3V Γ1灰0.05A=600. 由图像可知此时R受到的最大压力为900N。 (3)改进后的最大压力为 F*'=m大'g=115kgx10N/kg=1150N; 由图乙可知，此时R”=100,电路的总电阻为Re= 0.05A1200,此时需要串联一个电阻，故串联的电阻 6V R,阻值为 R1=R点-R。-R”=1202-602-102=502 8.解：(1)闭合所有开关，R的滑片移至最左端，变阻器连入 电路的电阻为0，灯与定值电阻并联，灯泡正常发光，灯的 额定电压为6V,由并联电路电压的规律知，电源电压U= U,=6V: (2)S,、S,闭合，S,断开，R的滑片移至最右端，灯与变阻 器串联，电压表测变阻器两端的电压，电压表示数为5V, 由欧姆定律知，此时电路的电流为 4-会05 由串联电路的规律及欧姆定律知，此时灯泡的电阻R实= U-U:6 V-5 V 60.25A=40: (3)①根据P= R可知，在电源电压不变时，电阻越小，其 功率越大，由并联电阻小于其中任一电阻，故两电阻并联 时，电路的功率最大；故两电阻并联，S,接在干路上，在此 基础上保温功率最小，因R大于R,故另一个开关控制 R,,符合要求的电路图如图所示： S R R S 第8题答图 ②当只闭合S,时，电路为R,的简单电路，保温功率 为Pa(6y R400=0.9w。 (三)能量转化效率相关计算 1.解：(1)水的体积V=100L=100dm3=100×103m3 水的质量m=pV水=1.0x103kg/m3×100×103m3=100kg, 水在10h内吸收的热量 Q段=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1× 10J; 32 (2)天然气完全燃烧放出的热量 0题_2.1×10'J-=2.625×102J, Q放= 780% 需要完全燃烧的天然气的体积 V-0-2.625x10 =0.3125m3: 98.4x10'J/m3 (3)10h内投射到该热水器吸热板上的太阳能总量 Qa=1.68×10J/(m2·h)×10h×2.5m2=4.2x10J 该太阳能热水器的能量转化效率 2.1x1021x100%=50%。 0sx100%=4.2x10了 Q 2.解：(1)该抽水蓄能电站每年抽水发电的总运行效率 -5电x100%-2.4x10kW. ×100%=75%。 3.2×10°kW·h (2)①由p宁得，水的质量为 m=pV=1.0×103kg/m3×8.1×106m3=8.1×10°kg 电动水泵将水从下池水库抽至上池水库时克服水重力所 做的功 W=Gh=mgh=8.1×10°kg×10N/kg×400m=3.24×103J; ②由P=?得，抽水过程中，电动水泵消耗的电能为 W'=Pt=1.8×106×103W×6×3600s=3.888×10BJ 抽水过程中，电动水泵的效率 7,=×100%=3.24x10J W 3.888×10-X100%≈83.39%。 3.解：(1)做功 (2)气体在2m的表面上的压力 F=pS=9x10Pa×2m2=1.8×10'N。 (3)①该“非补燃式”压缩空气储能电站的整体能量转换 E缩幽×100%= 效率nE入 1.8×103kW·h ×100%=60%: 3x103kW·h ②通过燃烧标准煤获得的电能为E'=71Q=m1mg=36%× 20×1000kg×3×10'J/kg=2.16×10"J=6×10°kW·h, 通过盐穴的能量转换获得电能为E出'=1.8×103kW·h- 6×10kW·h=1.2×10kW·h, 该“补燃式”压缩空气储能电站通过盐穴的能量转换效率 _E缩出×1009%= 1.2×103kW·h 2E人 ×100%=40%。 3×10kW·h 题型八跨学科实践 1.A 2.D 3.(1)B(2)好(3)小华盐冰(4)熔化吸收 4.(1)杠杆平衡0(2)0(3)右(4)增大 (5)8.8×103 5.(1)漂浮1.05(2)浮P些(3)5.480.96 P水(二)电学 类型1多挡位家用电器的相关计算 1.如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣 服的家用便携式挂烫机，图乙是其简化电 路图，有高温、低温两个加热挡位，电源电 压恒为220V,R1、R2为电热丝，开关S,和 S,可以切换工作状态。其中R,的阻值为 402,低温挡功率为242W。求： (1)挂烫机处于低温挡正常工作时，电路 中的电流为多大？ (2)R,的阻值为多少？高温挡的功率为 多大？ (3)若挂烫机中加入2kg、初温为20℃的 水，在高温挡正常工作5min可将水加热 到55℃，则该高温挡的热效率是多大？ [c*=4.2×103J/(kg·℃)，结果保留 至1%] 220V R 甲 第1题图 40 综合计算题 2.如图所示为生物实验室中常用的恒温箱的 工作原理图。S为电源开关，通过控制温 控开关S,可实现“保温”“加热”两个挡位 间的切换。电源实际电压U=200V,R1、 R,是电热丝，恒温箱“保温”时的电功率 P保温=100W。将恒温箱两气孔封闭，闭合 开关S,S,置于“加热”挡位，箱内温度 从20℃升至设定的恒温38℃（不计热量 损失)，用时90s,恒温箱的容积V= 2.5m3,箱内空气密度p=1.2kg/m3,箱内空 气的比热容c=1.0x10J/(kg·℃)。求： (1)箱内空气升温吸收的热量。 (2)“加热”时恒温箱的电功率。 (3)电热丝R1、R2的阻值。 (4)某次做实验时，使用恒温箱先加热 5min,再保温30min,该过程共消耗的电 能是多少？ 第2题图 类型2论证类电学综合计算 3.如图甲所示是某家用电热水器的工作原理 图，其中R1、R2是发热电阻，R1=552, R,=2202,虚线框为电热水器的金属外 壳，该电热水器通过手动调节可实现高 中、低三挡加热。 (1)试求该电热水器处于低温挡时的电 功率； (2)表中哪款铜芯导线作为该电热水器的 电流输出导线符合安全且又经济的原则， 请计算说明； 火线一 kW.h 2044④ R,S,b 单相电度表 R 零线 220V10(20)A50Hz 1000r/kW·h) 地线 外壳 甲 乙 第3题图 导线 横截面积S/mm 安全载流量I/A 型号 A 0.5 B 1 8 1.5 12 D 2.5 20 (3)若某次用电高峰期，家庭电路中有该 电热水器和电视机同时在工作，不考虑热 量损失，热水器在高温挡1min内产生热 量6.6×104J,家中电能表（如图乙）同时转 了22r,则电视机的实际工作电流是多少？ 4.如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附 有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅 能效等级为三级，额定电压为220V,加热 功率为1210W。电饭锅的简化电路图如 图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调 节，其中R,和R,均为发热电阻，且阻值不 随着温度的变化而改变。 山国与变标识 发热电阻 R R 3级 S 220Vo- 乙 kW.h 0666 一→ 220V10(20)A50H 3000r/(kW·h) 丙 第4题图 41 (1)小明想利用如图丙所示的电能表测量 电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用 电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工 作，观察到电能表转盘在5min内转了 20圈。则该电饭锅的保温功率为多少？ (2)电阻R,的阻值为多少？ (3)小明上网查询了解，国家标准中规定 电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级 能效的热效率值（电热转化效率）应不低 于75%。他用学过的知识对电饭锅进行 测试：在加热状态下，将温度为20℃、质量 为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常 工作用时800s。已知c水=4.2× 103J/(kg·℃)，请你通过计算帮助小明 判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能 效。（保留到0.1%) 42 5.某地建设了一个太阳能与风能综合发电系 统，以充分利用当地丰富的太阳能和风能 资源。太阳能发电系统由光伏板组成，风 能发电系统由风力发电机组成。以下是该 系统的一些参数和数据： 光伏板总面积500m 每小时每平方米接收的 太阳能发电系统 太阳辐射能1.5×10J 光能转化为电能的效 率20% 风能发电系统平均日发 风能发电系统 电量500kW·h 储能容量1000kW·h 储能电池 充、放电效率90% 平均日用电量300kW·h 用户需求 系统需保证至少连续供 电6天 (1)风能属于 (选填“可再生”或 “不可再生”)能源。 (2)若每天平均光照时长为8小时，且风 速稳定满足风能发电系统的正常运转，则 平均每天太阳能与风能综合发电系统的总 发电量是多少？ (3)为了进一步提高能源利用效率，保障 用户需求，当地政府计划在该系统中增设 储能容量为1000kW·h的储能电池。综 合发电系统发的电，先为储能电池充电，经 过变压、变频处理后，储能电池再将电能供 给用户使用（如图）。遇到连续的阴雨天 气，综合发电系统每天的发电量只能达到 平均每天总发电量的20%，可继续给储能 电池充电。请通过计算说明，储能电池满 电的情况下，其储能容量能否满足连续6 天的阴雨天气条件下用户的用电需求？ 综合发电系统一→储能电池 用户 第5题图 6.我国正在大力发展各种新型储能方式，很 多充电站利用全钒液流储能装置，将不稳 定的光伏电能储存起来给新能源汽车充 电。某实验小组利用该储能装置为一国产 增程式汽车充电，该汽车利用电池供电驱 动汽车，在电池没电时，内燃机启动为电池 补充电能，依然由电池驱动汽车为车轮提 供动力，内燃机只参与发电过程不直接提 供动能。该增程汽车有两种能量来源方 式，其能量流程和转化效率图如下，g取 10N/kg。 (1)若充电电压为800V,电池容量为 62.5A·h,汽车充满电以72km/h的速 度在平直路面上匀速行驶时，所受阻力为 车重的0.04倍，该车整车质量为2.5t,仅 利用电池储存的电能能使汽车在此情况下 行驶多少小时？ (2)已知在该地区太阳一天的平均辐射能 量密度为5kW·h/m,光伏电池板面积为 100m,试计算该实验小组能否利用一天 的太阳辐射将该车电池充满？ (3)充电站平均充电价格为1.5元/度（含 停车费)，汽油价格平均7元/L,如果要使 该增程汽车获得相同的电能，哪种供能方 式更经济实惠，请写出详细的运算过程？ (汽油的密度p=0.75×103kg/m3,汽油的 热值q=4×10?J/kg,不计其他能量损失) 转化效率20%转化效率90% 太阳 光伏发 全钒液流充电效率60% 其他形 辐射 电装置 储能装置 式的能 增程汽车 电池储能转化效率80见 加油站 加油 内燃机→发电机克电效率90% 车轮获得 的机械能 转化效率40% 第6题图 43 类型3电路设计及改装 7.某电子体重秤的原理如图甲所示，电源电 压恒为6V,用于显示体重的仪表由电压 表改装而成，量程为0~3V,定值电阻R。 的阻值为602，压敏电阻R上方放置一轻 质绝缘踏板，R的阻值与它所受压力的关 系如图乙所示。闭合开关$后，求： (1)空载时，已知电压表示数为1.2V,电 路中的电流是多少； (2)该装置所能测量的最大压力： (3)为使体重秤最大可测量的质量达到 115kg,在保持R。的阻值和电压表量程不 变的前提下，请设计一种可行的方案，并通 过计算进行说明。(g取10N/kg) F/N 1250 1000 踏板 R 750 500 250 050100150200R/2 甲 乙 第7题图 44 8.(2025西宁节选)小宁所在的兴趣小组，分 析如图1所示电路，电源电压保持不变， R1=102,灯泡L标有“6V3.6W”,滑 动变阻器R标有“2022A”。请你帮他 们完成提出的问题： L 图1 图2 第8题图 (1)闭合所有开关，R的滑片移至最左端 时，灯泡正常发光，求电源电压？ (2)S1、S3闭合，S2断开，R的滑片移至最 右端，电压表示数为5V,求此时灯泡的 电阻； (3)同学们想继续分析两挡电加热器的工 作原理，小组讨论后，确定了设计方案。要 求：加热挡功率必须满足所有设计中最大， 并确保在此基础上保温功率最小。为达到 要求，用以上电路中的电源、R1、开关S,、 S2、导线若干，另选一个R2=402的电阻 进行设计。 ①请将符合要求的电路图规范补充在图2 的虚线框内，并标注清楚R,、R2、S2; ②求出所设计电路的保温功率。