第十八章电功率计算专题训练---2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第十八章电功率计算专题训练 1．如图甲，某用户购买了一款便携式冲牙器（水箱底座是长方形），该便携式冲牙器的简化电路图如图乙所示，已知R1=R2，有“轻柔”“标准”“强劲”三种模式，功率依次增大，铭牌见下表（ρ水=1×103kg/m3）。求： 规格参数 电源电压 5V保持不变） 电路最大功率 10W 电路最小功率 5W 壳体尺寸 机身：50×70×20mm 喷头：10×10×90mm 整体：50×70×292mm 包装尺寸 126*92*220mm 水箱容量 200mL 产品净重 325g 电池容量 2500mA•h (1)忽略能量损耗等因素，该冲牙器充满电后以最大功率运行能使用多少h？ (2)当采用“轻柔”模式进行工作时，电动机消耗的功率为1W，R1的电阻有多大？ (3)当采用“标准”模式进行工作时，电路消耗的总功率是8W，则电动机消耗的功率是多少W？ 2．如图甲所示，是年轻人追捧的高颜值实用性加热杯垫，可以随时加热咖啡茶饮，还可以加热面包等小零食，其等效电路结构如图乙所示。电路中电源两端电压保持5V不变，R1的阻值为2.5Ω，R2的阻值为5Ω。求： (1)只闭合开关S，通过R2的电流； (2)S和S1都闭合，电路中的总功率。 3．如图所示，电源电压恒定，电流表的量程为0~3A，。只闭合开关S，滑动变阻器R（标有“40Ω  1A”字样）的滑片P处于中点时，小灯泡L（标有“3V  1.8W”字样）正常发光，则小灯泡正常发光的电阻为 Ω，电源电压为 V。当开关全部闭合时，在保证电路安全的前提下，该电路消耗的最大功率为 W（不考虑灯丝电阻的变化）。 4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻阻值为10欧，滑动变阻器上标有“；1A”。闭合开关S，电阻两端的电压为8伏。求： (1)此时通过的电流； (2)此时的电功率； (3)闭合开关S，移动变阻器的滑片P，发现电流表示数最大值为0.9安。求：电源电压U； (4)在（3）的基础上继续移动变阻器的滑片P，发现电流表示数最小值为0.6安。求变阻器允许接入电路的最大阻值。 5．如图，灯L的电阻为12Ω，且灯的阻值不随温度变化。闭合开关S后，电流表A示数为0.8A，电流表示数为0.3A。求： (1)灯泡的实际电压； (2)10s内电阻R消耗的电能。 6．我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了如图甲的空调。已知空调工作电压为220V，最大制冷功率为5.5kW。求： (1)该空调最大工作电流为多少安？ (2)若空调以最大功率连续制冷10min，将消耗多少焦耳的电能？ (3)为落实节能降耗，小明设计了如图乙的自动控制电路，热敏电阻的阻值随温度变化情况如图丙。（电磁铁线圈电阻忽略不计） ①当气温达到设定的空调启动温度时，衔铁被电磁铁吸下，启动空调制冷，此时通过电磁铁线圈的电流为0.2A，通过电阻的电流为0.15A，设定的空调启动温度是多少？ ②启动后，当气温降低至26℃以下时，衔铁弹回切断空调线路。当气温再回升至设定的启动温度时，重启空调制冷。的阻值应是多大？ 7．冬天，越来越多的人在使用电热桌垫。如图甲所示是爸爸为小明购买的电热桌垫，小明查看说明书发现：该电热桌垫由24V电源供电，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，通过调温开关控制不同的挡位，其电路原理如图乙所示，已知电热桌垫处于低温挡时功率为9.6W，R1为48Ω，不考虑温度对电阻的影响。求： (1)R2的电阻； (2)电热桌垫处于高温挡时的功率； (3)当桌垫处于高温挡时，工作10min消耗的电能。 8．某兴趣小组设计了一个监测湖水水位的报警装置，其原理如图1。电源电压恒定，电阻R0的阻值为30Ω；R是竖直放置的长条形电阻片。浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动、AP与R组成滑动变阻器。当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，电压表示数与电流表示数的U﹣I图像如图2所示。 (1)求滑动变阻器的最大阻值； (2)求电源电压和电路的最小功率； (3)滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，记录下几组水位和对应的电流表示数。当电流表的示数为0.25A时，水位达到警戒值，求警戒水位。 水位h/cm 10 15 20 30 电流I/A 0.1 0.12 0.15 0.3 9．小亮家新买了一辆汽车，车上座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，其中电源电压为24V，S为挡位切换开关，和为电热丝。 (1)试分析当挡位切换开关S接触点b时，该座椅垫处于“高温”挡加热状态。 (2)电热丝的阻值是多少？ (3)当该座椅垫处于“高温”挡加热状态时，加热100s，产生的热量是多少？ 10．某间教室内有额定功率为40W的日光灯18盏，额定功率均为300W的投影仪和电脑各一台，若它们同时正常工作1节课（时间45min）。 求： (1)所消耗的电能是多少度？ (2)干路中的电流I。 11．威海地区夏季入伏以后空气湿度较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度范围是40%～60%。小明用一小量程电流表改装了一款湿度计，指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。电源电压为6V，为2.5kΩ的定值电阻，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为1.5mA时。 (1)求此时的空气湿度。 (2)若空气湿度为50%，求电路消耗的总功率。 12．如图（a）是一款额定电压为220V的艾灸理疗毯，它的工作电路如图（b）所示。R1和R2为发热电阻丝（不考虑温度对电阻的影响），旋钮开关S置于“2和3”接线柱时处于低温挡，功率为22W，置于“3和4”接线柱时处于高温挡，功率为110W。艾灸理疗毯正常工作时，求： (1)低温挡工作时的电流； (2)发热电阻丝R2的阻值； (3)高温挡工作10min，整个电路产生的热量。 13．如图，电源电压恒定，灯泡L规格为“6V，3W”，当滑动变阻器最大阻值为，为定值电阻。闭合开关S，将接1，移动滑动变阻器滑片，接入电阻为时，灯泡恰好正常发光；将接2，滑片移至a端，电流表示数为0.8A，滑片移至b端，电流表示数为0.2A。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)电源电压； (3)滑动变阻器最大阻值。 14．如图所示，电源两端的电压U恒定，电阻，闭合开关S，电流表A、的示数分别为0.6A和0.2A。求： (1)电阻的阻值； (2)10s内消耗的电能。 15．火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 (1)某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） (2)假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ (3)若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 16．如图甲所示是具有高温、低温两挡的电茶壶，简化电路如图乙，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化）。电茶壶的铭牌如下表。求：    额定电压 220V 额定功率 低温挡 100W 高温挡 1100W 容积 1L (1)请判断开关接1，2的挡位，画出高、低温挡的等效电路图，求出发热电阻R2的阻值。 (2)仅通过改变R1、R2的连接方式来提高电茶壶的加热功率，请画出改装后的等效电路图，并计算改装后的高温挡功率的最大值。 17．实验室里有一只标有“  ”的灯泡和定值电阻，将它们连接到如图所示的电源电压可调的电路中。当电源电压调到，只闭合开关时，灯泡恰好正常发光。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)当电源电压调到，只闭合开关时电阻在1分钟内产生的热量； (3)用标有“9V　4.5W”的灯泡替换定值电阻，可以任意断开、闭合开关，调节电源电压，在确保电路安全的前提下，电路消耗的最大电功率。 18．如图所示是科技小组设计的模拟某电热毯工作电路的示意图。R0是电热毯中的发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，开关S右端可分别处于a、b、c三个位置，当S右端位于a位置时，电热毯开关处于断开状态，当S右端分别位于b、c位置时，电热毯分别处于高温挡和低温挡。该电热毯接入电压恒为220V的电路中，电热毯处于高温挡时的功率为110W；电热毯处于低温挡时的功率为55W。忽略电阻随温度的变化。求： (1)电热毯处于高温挡时，电路中的电流； (2)电阻R接入电路时，电阻R每分钟消耗的电能。 19．如图所示，图甲是某款家用即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，和是阻值分别为和的电热丝。通过旋转手柄改变与开关接触的两个相邻触点（有1、2、3、4四个触点），实现温水挡和热水挡的切换。 (1)开关将哪两个相邻的触点接通时，水龙头放出的是温水? (2)求水龙头在热水挡工作时的功率。 (3)小明用图乙中的电热丝和设计成如图丙所示电路，也可实现温水挡和热水挡的切换。求图丙中的温水挡功率。（结果保留一位小数） 20．如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1=44W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过R的电流I2=1A。试求： （1）使用风干功能时通过电动机的电流是多少？ （2）使用烘干功能时，电流通过R做功的功率是多少？ （3）使用烘干功能5min，消耗的电能是多少？ 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 《第十八章电功率计算专题训练---2025-2026学年人教版物理九年级全一册》参考答案 1．(1)1.25h (2)2Ω (3)2.88W 【详解】（1）该冲牙器充满电后，电池储存的电能为 由得，冲牙器充满电后以最大功率运行能使用时间为 （2）电动机工作时，电流越大，转速越快。 S1断开，S2接A时，R1、R2、电动机串联；S1闭合，S2接A时，R1和电动机串联；S1闭合，S2接B时，R1、R2并联后与电动机串联； R1、R2并联时，电阻最小，串联时，电阻最大，R并＜R1＜R串，电源电压不变，根据可知，S1断开，S2接A时，电路中电流最小，电动机功率最小，是轻柔模式；S1闭合，S2接B时，电路中电流最大，电动机功率最大，是强劲模式；则S1闭合，S2接A时，是标准模式； 轻柔模式下，最小电流为 电动机两端的电压为 则R1、R2两端的电压之和为 R1、R2的电阻之和为 则R1的电阻为 （3）S1闭合，S2接A时，是标准模式，电流中的电流为 R1两端电压为 电动机两端电压为 电动机的功率 2．(1)1A (2)15W 【详解】（1）当只闭合开关S时，开关S1断开，电路为只有电阻R2工作的简单电路，根据欧姆定律，通过R2的电流I2为 （2）当S和S1都闭合时，电阻R1和R2并联，根据并联电路的特点，各支路两端的电压等于电源电压，即；电阻R1消耗的电功率P1为 电阻R2消耗的电功率P2为 电路中的总功率等于各用电器功率之和，电路中的总功率为 3． 5  15  30  【详解】[1]小灯泡额定电压为Ul=3 V，额定功率为Pl=1.8 W，则其正常工作电流 根据欧姆定律 [2]仅闭合开关S时，滑片P位于变阻器总阻值40 Ω的中点处，此时滑动变阻器阻值为20 Ω，与小灯泡串联后可使灯正常发光，说明电路中电流仍为0.6 A，则串联总电阻R总=20 Ω+5 Ω=25 Ω 电源电压U=IR1=0.6 A×25 Ω=15 V [3]根据图示，当开关全部闭合时，小灯泡被短路，R0与变阻器R并联。变阻器标有“1 A”字样，故其支路电流不得超过；通过R0的电流大小为 电流表量程为3 A，故总电流最大为 未超过3 A，此时电路总功率最大为 4．(1)0.8A (2)6.4W (3)9V (4)5Ω 【详解】（1）由图可知，R1与R2串联，电压表测量R2两端的电压。当R1两端电压为8V时，电路中的电流为 （2）此时R1的电功率为 （3）由电路图可知，当电流表示数最大时，说明电路中的总电阻最小。此时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电路中只有一个用电器R1，则电源电压为 （4）当电流表示数最小时，说明电路中的总电阻最大。此时，滑动变阻器接入电路的电阻值最大，设为R2max，此时电路的总电阻为 则变阻器允许接入电路的最大阻值为 5．(1)6V (2)18J 【详解】（1）由电路图可知，L与R并联，电流表A1测量R的电流，电流表A测量干路电流，由并联电路电流特点得，灯泡的电流为 由欧姆定律得，灯泡的实际电压 （2）由并联电路电压特点得，电阻R电压为 10s内电阻R消耗的电能 6．(1)25A (2)3.3×106J (3)①30℃；②60Ω 【详解】（1）该空调最大工作电流 （2）空调以最大功率连续制冷10min，消耗的电能 （3）①由图可知，在自动控制电路中，和并联，启动空调制冷时，通过电阻的电流为0.15A，则此时的阻值 由图丙可知，设定的空调启动温度是30℃。 ②由①可知，设定的空调启动温度为30℃，启动空调制冷，此时通过电磁铁线圈的电流为0.2A，根据并联电路电流的特点可知，通过的电流 的阻值 7．(1)12 Ω (2)48 W (3)2.88×104J 【详解】（1）由题意可知，当闭合开关S1，断开S2时，两电阻串联，此电路中总电阻最大，由可知，此时电路中电功率最小，为低温挡。 此时电路中电功率为 解得 （2）由电路图可知，当两开关都闭合时，R1被短路，只有R2接入电路，此时电路中电阻较小，由可知，电路中电功率较大，为高温挡。 则高温挡时的功率为 （3）当桌垫处于高温挡工作10 min时，消耗的电能 8．(1)60Ω (2)9V，0.9W (3)28cm 【详解】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，则电压表示数为6V，此时滑动变阻器的最大值为 （2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，总电压 电路的最小功率 （3）当电路中的电流为时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化，则从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，电水位上升了30cm-10cm=20cm 故滑动变阻器的电阻每减小3Ω，水位升高1cm；当电路中的电流为0.25A时，电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻为 根据电阻每减小3Ω，水位升高1cm得；此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位比30cm小2cm，即警戒水位是28cm 9．(1)见解析 (2)12.8Ω (3)3600J 【详解】（1）由图乙可知，开关S拨到接触点a时，R1与R2串联，开关S拨到接触点b时，R2被断路，电路中只有R1工作，由可知，电阻越小，功率越大。由于，当挡位切换开关S接触点b时，功率大，该座椅垫处于“高温”挡加热状态。 （2）由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据可得，电热丝R1的阻值为 由电路图可知，电路的座椅垫处于“低温”挡加热时，R1与R2串联，电路的总电阻为 则电热丝R2的阻值为 （3）由电路图知，该电路为纯电阻电路，该座椅垫处于“高温”挡加热状态时，加热100s，产生的热量 10．(1)0.99度 (2)6A 【详解】（1）它们的总功率 它们同时正常工作1节课所消耗的电能是度 （2）干路中的电流 11．(1)60% (2)0.008W 【详解】（1）由图甲可知，定值电阻R₀与湿敏电阻串联，电流表测量电路中的电流。当电流表示数为 时，电路的总电阻为 根据串联电路电阻的特点，湿敏电阻的阻值为 查阅图乙可知，当湿敏电阻阻值为1.5kΩ时，对应的空气湿度为60%。 （2）查阅图乙可知，当空气湿度为50%时，湿敏电阻的阻值，此时电路的总电阻为 电路消耗的总功率为 12．(1)0.1A (2)550Ω (3)6.6×104J 【详解】（1）电压为220V，处于低温挡，功率为22W，低温挡工作时的电流 （2）置于“3和4”接线柱时处于高温挡，R1和R2并联，R1不受R2影响，功率仍为22W，故R2功率为 发热电阻丝R2的阻值 （3）此电路为纯电阻电路，因此高温挡工作10min，整个电路产生的热量 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）灯泡L正常发光时的电阻 （2）由图可知，闭合开关S，将开关S1接2，滑动变阻器的滑片移至a端时，只有R2工作，由欧姆定律知道，电源电压……① 闭合开关S，将开关S1接2，滑动变阻器的滑片移至b端时，R2与R1串联，根据串联电路的特点和欧姆定律知道，电源电压……② 联立①②可解电源电压为U=8V （3）由题意可知，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω，结合电路工作情况可知，其最大阻值为30Ω。 14．(1)5 (2)4J 【详解】（1）由电路图可知，闭合开关，两电阻并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测量通过R1的电流。由欧姆定律可得，电源电压U=I1R1=0.2A×10Ω=2V 根据并联电路的电流特点，通过R2的电流为I2=I-I1= 0.6A-0.2A=0.4A 由欧姆定律可得电阻R2的阻值为 （2）10s内消耗的电能W1=UI1t=2V×0.2A×10s=4J 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）富余的电能为 产生的氢气为 氢气完全燃烧释放的热量为 （2）煤电转化效率是 （3）采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则技术革新之前的效率为36%，同样发出1kW·h的电能需要消耗的热量为 需要煤的质量为 可以节约煤的质量为 16．(1) 高温挡等效电路图： 低温档等效电路图： 发热电阻R2=440Ω (2)改装后等效电路图： 高温挡功率的最大值P=1210W 【详解】（1）当开关接1时，R1、R2串联接入电路，此时电路中总电阻；当开关接2时，只有电阻R1接入电路，此时电路中的总电阻为R1。根据可知，在总电压不变时，总电阻越小，总功率越大，因为开关接1时的总电阻R大于开关接2时的总电阻R1，故开关接1时处于低温挡，开关接2时处于高温挡，对应的电路图如图所示： 高温挡等效电路图： 低温档等效电路图： 处于高温挡时，发热电阻R1的阻值 处于低温挡时，电路中总电阻 发热电阻R2的阻值 （2）由可知，在电压不变时，电阻越小，电功率越大，因为当两个电阻并联时，电路中总电阻最小，故可以将R1、R2的并联来提高电茶壶的加热功率，等效电路图如图所示： 此时电路中总功率 17．(1)6Ω (2)180J (3)8W 【详解】（1）灯泡正常发光时的电阻 （2）由图可知，只闭合开关S2时，R与灯泡L1串联，由于串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流 电路的总电阻 定值电阻R的阻值R=R总-R1=9Ω-6Ω=3Ω 电阻R在1分钟内产生的热量 （3）灯泡L2正常发光时的电流 L2的电阻 ①当S2闭合时，L1、L2串联，在确保电路安全的前提下，此时电路允许通过的最大电流为I大=I2=0.5A 电源电压最大为U大=I大(R1+R2)=0.5A×(6Ω+18Ω)=12V 电路消耗的最大功率为P大=U大I大=12V×0.5A=6W ②当S1、S3闭合，S2断开时，L1、L2并联，由于并联电路各支路两端的电压相等，所以电路两端的最大电压为U大=6V，电路中的最大电流为 电路消耗的最大功率为 ③闭合S1、S2，断开S3时，只有L1工作，或只闭合S1时，电路中只有L1工作，电路消耗的最大功率等于L1的额定功率，即P大=P1=6W 综上可知，电路消耗的最大功率为P大=8W 18．(1)0.5A (2)1650J 【详解】（1）根据可得，高温挡时，电路中的电流 （2）当S右端位于b位置时，只有电阻R0接入电路；当S右端位于c位置时，电阻R和R0串联接入电路，电路中总电阻为 R0+ R，根据可知，在总电压相同时，总电阻越小，总功率越大，故当S右端位于b位置时，电路处于高温挡，当S右端位于c位置时，电路处于低温挡。在高温挡时，只有电阻R0接入电路，电阻R0的阻值 在低温挡时，电阻R和R0串联接入电路，电路中总电阻 电阻R的阻值 在低温挡时，电路中电流 电阻R两端的电压 电阻R每分钟消耗的电能 19．(1)开关S将触点2和3接通时，水龙头放出的是温水。 (2)水龙头在热水挡工作时的功率为3300W。 (3)图丙中的温水挡功率为733.3W。 【详解】（1）根据电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越大，电功率P越小，为温水挡；总电阻R越小，电功率P越大，为热水挡。由图乙电路可知，当开关S接通触点2和3时，只有电阻R1接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小，为温水挡；当开关S接通触点3和4时，电路为两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大，为热水挡。 （2）当水龙头处于热水挡时，开关S接通触点3和4，电阻R1和R2并联。电路的总功率等于各支路功率之和。电阻R1的功率 电阻R2的功率 热水挡的总功率 （3）由图丙可知，当开关S断开时，电阻R1和R2串联接入电路，电路总电阻 当开关S闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2接入电路，电路总电阻 因为 所以，根据可知，电阻越大，功率越小，因此开关S断开时为温水挡。 温水挡的功率 20．（1）0.2A；（2）220W；（3）7.92×10⁴J 【详解】解：（1）风干时，开关S1闭合、S2断开，电路中只有电动机工作，通过电动机的电流 （2）当开关S1、S2均闭合时，R和电动机M并联，晾衣机开启烘干功能，根据并联电路电压规律知R两端的电压 U2=U=220V 电流通过R做功的功率 （3）使用烘干功能，电路消耗的总功率 P=P1+P2=44W+220W=264W 使用烘干功能5min，消耗的电能 W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J 答：（1）使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A； （2）使用烘干功能时，电流通过R做功的功率是220W； （3）使用烘干功能5min，消耗的电能是7.92×10⁴J。 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 $