第十三章 电功和电功率 专题训练 计算--2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

第十三章电功和电功率计算专题训练 1．如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻，灯泡L标有“6V  3W”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合，灯泡L正常发光；再闭合，电流表示数变化了0.25A。请计算： (1)灯泡L正常发光时的电流； (2)电阻的阻值； (3)通过控制开关通断，整个电路消耗的最小功率。 2．小华设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图。电热丝R的阻值为4Ω，电动机标有“12V，24W”字样。闭合开关S、S1，电动机正常工作。求： (1)闭合开关S、S1，电动机1min内消耗的电能。 (2)闭合开关S、S2，通电100s，电热丝R产生的热量。 3．如图甲、乙所示是小明家的调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，和均为电烤箱中的加热元件，的阻值为66Ω。当电烤箱低温挡正常工作时，电路的电功率为440W。求： (1)低温挡正常工作时，电路中的电流是多少？ (2)电烤箱高温挡正常工作时的功率是多少？ (3)为了适应不同功能的温度需求，小明对原电路进行了改造如图丙，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可将发热体电功率调至原低温挡功率的十分之一，则滑动变阻器R连入电路的最大阻值是多少？ 4．如图是家中常用的电水壶及其铭牌，某同学装入最大水量，【，，在一个标准大气压下】。 额定电压 220V 额定功率 1210W 最大水量 1kg (1)此电水壶正常工作时的电流？ (2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？ (3)水从25℃加热到沸腾吸收的热量是多少？ (4)现测得电源电压为200V，通电6min水烧开，此电水壶工作的效率是多少？ 5．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。 6．如图所示，电源电压保持不变，电阻，。闭合开关，电流表的示数为0.2A。 求： (1)电阻的电功率。 (2)电流表的示数。 7．在如图所示的电路中，电源电压U=6V保持不变，。 (1)当闭合，、断开时，求电流表示数； (2)当、闭合，断开时，电流表的示数为0.9A，求的阻值； (3)当、闭合，断开时，通电1min，求整个电路中电流做的功。 8．如图甲所示为某养生壶的电路原理图，其中R1和R2，都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示： 额定电压 220V 保温功率 加热功率 2000W 加热效率 80% (1)用该壶正常加热2kg的水，温度由50℃升高到90℃，该过程需要加热多少s？ (2)断开家里的其他开关，只让养生壶处于正常保温状态，观察发现电能表（如图乙）在15min内转了150r，则该养生壶保温时的功率为多少W？ (3)R2阻值是多少Ω？ 9．图甲所示的是一款家用养生壶，养生壶铭牌上的部分技术参数如下表所示，其中额定最大总功率未标出。它的简化电路图如图乙所示，其中为发热电阻，大小为50Ω，滑动变阻器产生的热量不会被水吸收。某次加热过程中，养生壶内装有1kg初温为20℃的水，将这些水加热到70℃，用时6.25min。[] 型号 YSH-D15V7 额定电压 220V 额定总功率 242~___________W 最大容量 1200mL (1)这次加热过程中，水吸收了多少热量？ (2)该养生壶的额定最大总功率和滑动变阻器的最大阻值分别为多少？ (3)若此过程中，发热电阻产生的热量有70%被水吸收，则该养生壶实际的总功率为多少？ 10．如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻的阻值为30Ω，电流表的量程为，湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示，其阻值最大为100Ω。在电路安全工作的前提下，求： (1)当电压表示数为9V时，空气湿度是多少？ (2)湿敏电阻R允许接入的最小电阻是多少？ (3)当空气湿度保持为时，湿敏电阻R工作10分钟产生多少热量？ 11．如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为的副加热电阻，电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间关系图像可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关，自动接到，同时自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达时，自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至时，又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，自动接到，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，当自动接到，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为 (1)电压力锅处于保温状态时的电流为多少； (2)主加热电阻正常工作时的功率为多少； (3)在正常工作的情况下，电压力锅某一次将饭煮熟消耗的电能为多少？ 12．如图所示的电路中，电源两端电压U保持不变，R1=60。当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数U1为6V，电流表的示数I1为0.2A。当只闭合开关S1时，电流表的示数为I2，电压表的示数U2为9V。求： (1)电阻R2的阻值。 (2)电源两端的电压U。 (3)当只闭合开关S1时，电阻R3的功率。 13．如图所示电路，闭合开关后，滑动变阻器滑片P从B端移动到A端的过程中，电压表的示数变化范围是，电流表的示数变化范围是。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源电压U； (3)移动滑片的过程中，电阻的功率变化范围。 14．小明家新买的电饭煲如图甲所示，它有加热和保温两种功能，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，且电阻丝的阻值均不变，已知电源电压为220V，电饭煲加热功率为880W，R2=165Ω。求： (1)电饭煲处于加热挡时，工作100s消耗的电能； (2)R1的阻值； (3)电饭煲处于保温挡时，R2的电功率。 15．图甲是某品牌电热水器，其面板上的数字屏幕可显示水温。图乙是该品牌不同型号热水器的说明书（部分）。 (1)此系列产品配备的有遥控器，它通过 来控制热水器；热水器通电后，利用了电流的 效应对水加热； (2)保证电路安全的前提下，洛洛家想购买功率尽量大的热水器。如图丙是为热水器预留的插座，请通过计算确定他家可选购的该品牌热水器型号； (3)打开选购的热水器，屏幕显示20℃，洛洛设置加热到60℃，后达到设定温度。请通过计算判断，该热水器的热效率是否与说明书相符。【】 16．小李4月底观察到自己家里的电能表如图所示，当他5月底再观察时，发现电能表示数变为，则他家5月份消耗的电能为多少kW۰h？如果某天下午电能表在5min内转盘转了300r，那么电路中的用电器在这段时间内消耗的电能是多少？用电器的总功率是多少？ 17．如图甲所示，电源电压恒定，小灯泡上标有“3V*（被磨损）W”字样，闭合开关，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。 (1)求“*”代表的数字及电源电压。 (2)求滑动变阻器的最大阻值。 (3)求电路的最大电功率。 (4)将滑动变阻器换成一个阻值为10的定值电阻后，闭合开关，电流表示数为0.2A，求此时小灯泡的实际功率。 18．如图所示的电路，电源电压恒为8V，闭合开关S，标有“3V  3W”字样的灯泡L正常发光。求：（灯丝电阻不变） (1)电流表的示数。 (2)电阻R的阻值。 19．如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0∼0.6A”，电压表量程为“0∼15V”。闭合开关，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。 (1)求R0的阻值； (2)求滑动变阻器的最大阻值； (3)在保证电路安全的情况下，电路消耗的功率范围。 20．某款纯电新能源汽车进行道路测试，以的速度匀速直线行驶，共持续行驶，行驶时汽车所受阻力为，其电动机工作的效率为。求： (1)汽车行驶的路程； (2)汽车牵引力做的功； (3)电动机消耗的电能。 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 《第十三章电功和电功率计算专题训练--2025-2026学年北师大版物理九年级》参考答案 1．(1) (2) (3) 【详解】（1）灯泡L正常发光时的电流 （2）只闭合，灯泡单独工作，电流表测电路电流，此时灯泡L正常发光，则电源电压为 再闭合，灯泡和并联，电流表测干路电流。电流表示数变化了0.25A，根据并联电流规律可知，电流为0.25A，则电阻的阻值 （3）灯泡电阻为 只闭合时，灯泡和串联，此时总电阻最大，根据，整个电路消耗的功率最小为 2．(1)1440J (2)3600J 【详解】（1）闭合开关S、S1，电路为电动机的简单电路，此时电动机正常工作，电动机两端的电压等于电动机的额定电压，所以电源电压为U=U额=12V；此时电动机1min内消耗的电能为W=Pt=24W×60s=1440J （2）闭合开关S、S2时，电路为电热丝的简单电路，则通电100s电热丝R产生的热量为 3．(1) 2A (2) 1100W (3) 176Ω 【详解】（1）根据电路图乙可知，当电烤箱处于低温挡工作时，开关闭合，断开，此时电阻和串联接入电路，电路总电阻最大，总功率最小，已知低温挡正常工作时的电功率为440W，工作电压 为220V，根据电功率公式，可得低温挡正常工作时电路中的电流 （2）根据欧姆定律，可得低温挡工作时电路的总电阻 由于低温挡时和串联，根据串联电路电阻的特点，可得 当电烤箱处于高温挡工作时，开关和均闭合，电阻被短路，电路为的简单电路，此时电路总电阻最小，总功率最大，高温挡正常工作时的功率为 （3）根据电路图丙，改造后的电路中，发热体与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，发热体的电功率也最小，已知发热体的最低功率是原低温挡功率的十分之一，即 根据电功率公式，可得此时电路中的最小电流 根据欧姆定律，此时电路的总电阻为 因为与滑动变阻器R串联，根据串联电路电阻的特点，可得 4．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）此电水壶正常工作时的电流 （2）该电水壶正常工作时电热丝的电阻 （3）一个标准大气压下，水的沸点为，水从25℃加热到沸腾吸收的热量 （4）电水壶的实际功率 实际消耗的电能 电水壶工作的效率 5．(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 6．(1)0.8W (2)0.6A 【详解】（1）由电路图可知，电阻R1和R2并联，电流表A2测量通过R2的电流I2，电流表A1测量干路的总电流I 已知通过电阻R₂的电流I₂=0.2A，电阻R₂=20Ω。 根据电功率公式P=I²R，可求得电阻R2的电功率 （2）因为R1和R2并联，所以电源电压U等于R₂两端的电压U2 根据欧姆定律，可得R₂两端的电压 由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以电源电压 通过电阻R1的电流I1为 根据并联电路的电流特点，干路电流等于各支路电流之和，即电流表A₁的示数I为 7．(1) (2) (3) 【详解】（1）当闭合，、断开时，电路中只接入R1，电流表示数 （2）当、闭合，断开时，R1与R2并联，电流表的示数为0.9A，，根据并联电路电流规律可得，的阻值 （3）当、闭合，断开时，通电1min，整个电路中电流做的功 8．(1)210 (2)200 (3)217.8 【详解】（1）水吸收的热量 加热时消耗的电能 需要加热时间 （2）消耗电能 养生壶保温时的功率 （3）由电路图可知，S1、S2闭合后，R2短路，电路为R1的简单电路；S1闭合、S2断开时，R1与R2串联；因串联电路的总电阻大于任一分电阻的阻值，可知，S1、S2闭合后，电路总电阻较小，功率较大，所以养生壶为加热状态；只闭合S1时，电路总电阻较大，功率较小，所以养生壶为保温状态。由可得R1阻值 由可得保温状态总电阻阻值 则R2阻值 9．(1) (2)； (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）由电路图可知，与串联，电源电压。当滑动变阻器的阻值为0时，电路总电阻最小，总功率最大。则该养生壶的额定最大总功率 当滑动变阻器的阻值最大时，电路总电阻最大，总功率最小。由铭牌可知，额定最小总功率。此时电路的总电阻 根据串联电路电阻规律可知，滑动变阻器的最大阻值 （3）加热时间 发热电阻产生的热量为 发热电阻的实际功率 则电路中的实际电流 该养生壶在工作过程中的实际总功率 10．(1) 80% (2) 30Ω (3) 540J 【详解】（1）由电路图乙可知，定值电阻与湿敏电阻串联，电压表测量湿敏电阻两端的电压。当电压表示数时，根据串联电路电压规律，定值电阻两端的电压为 根据欧姆定律，此时电路中的电流为 则湿敏电阻R的阻值为 由图丙可知，当湿敏电阻的阻值为时，对应的空气湿度为。 （2）为了保证电路安全，电路中的电流不能超过电流表的量程，即最大电流。当电路中电流最大时，电路的总电阻最小。电路的最小总电阻为 根据串联电路电阻规律，湿敏电阻允许接入的最小电阻为 （3）由图丙可知，当空气湿度为80%时，湿敏电阻的阻值。此时电路中的总电阻为 电路中的电流为 根据焦耳定律，湿敏电阻R产生的热量为 11．(1)1A (2)800W (3)0.28kW·h 【详解】（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S接到b，电路中只有保温电阻R0工作。根据欧姆定律可知，保温状态时的电流为 （2）当S接到a时，S1闭合时，为升压状态，此时R1与R2并联，S1断开时，电路为R2的简单电路，电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合时，电路的功率为 当S自动接到a，在S1断开时，电路的功率为，电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合和断开时消耗的电能的功率之比为3:1，即 则 解得 主加热电阻R1正常工作时的功率为 （3）当S自动接到a，在S1闭合时，电阻R2正常工作时的功率（保压功率）为 电路的加热升压功率为 当S自动接到a，在S1断开时，电路的保压功率为0.4kW，由图乙可知，功率为1.2kW的时间共计为 功率为0.4kW的时间为 因此消耗的总电能为 12．(1)30Ω (2)18V (3)0.675W 【详解】（1）当开关S1、S2都闭合时，R1、R2串联，R3被短路，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。则R2的阻值为 （2）当开关S1、S2都闭合时，R1、R2串联，R3被短路，此时电源电压 （3）当只闭合S1时，R1、R2、R3串联，此时电压表测R2、R3两端电压之和，电流表测电路中的电流。根据串联电路的电压关系得，R1两端电压 根据串联电路的电流关系可知，通过R1的电流等于电路中的电流 R2两端的电压 则R3两端的电压 电阻R3的功率 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）P在B端，电路中滑动变阻器最大阻值与串联，此时电路中的电流最小，电路中的最小电流为，根据串联分压，滑动变阻器的阻值变大，电压表的示数最大，电压表的最大值为3V，故滑动变阻器的最大阻值 （2）P在A端，电路中只有，此时电流最大，电源电压①； P在B端，电路中滑动变阻器最大阻值与串联，此时电流最大，电源电压②； 由①和②解得；。 （3）根据可知，当P在B端，电路中的电流最小，电阻的功率最小，电阻的功率最小值为 当P在A端，电路中的电流最大，电阻的功率最大，电阻的功率最大值为 的电功率变化范围为。 14．(1)8.8×104J (2)55Ω (3)165W 【详解】（1）已知电饭煲加热功率为880W，电饭煲处于加热挡时，工作100s消耗的电能W=P加热t=880W×100s=8.8×104J （2）由图可知，当开关S、S1闭合，R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻较小，电源电压一定，由可知，电路电功率较大，电饭煲处于加热状态；当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知，电路电功率较小，电饭煲处于保温状态。则R1的阻值 （3）当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，电饭煲处于保温状态，R1和R2串联的总电阻R=R1+R2=55Ω+165Ω=220Ω 电路中电流 此时R2的功率P2=I2R2=(1A)2×165Ω=165W 15．(1) 红外线 热 (2)TDS-40 (3)该热水器的热效率与说明书相符 【详解】（1）[1]红外线可以用来遥控，遥控器通过红外线来控制热水器。 [2]当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。热水器通电后，利用了电流的热效应对水加热。 （2）家庭电路的电压是220V，热水器预留的插座的额定电流是20A，则所允许的用电器的总功率P=UI=220V×20A=4400W 保证电路安全的前提下，洛洛家想购买功率尽量大的热水器，故可选购的该品牌热水器型号为TDS-40。 （3）热水器中水的质量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×50×10-3m3=50kg 热水器中的水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J 热水器消耗的电能W=P额t=4000W×40×60s=9.6×106J 该热水器的热效率 87.5%>85%，该热水器的热效率与说明书相符。 16．150kW‧h；3×105J；1000W 【详解】由图可知，小李4月底电能表的示数为6237.2kW·h，5月底电能表的示数为6387.2kW·h，则小李家5月份消耗的电能 3600r/kW·h表示用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3600r，由此可知,电能表转盘转了300r时，用电器消耗的电能 5min内用电器消耗的电能，根据，用电器的总功率 17．(1)1.5W；3V (2) (3)1.5W (4)0.2W 【详解】（1）由电路图甲可知，小灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P滑到阻值为0的一端时，电路为小灯泡的简单电路，此时电路中电流最大，电压表示数等于电源电压；由图乙可知，当电压表示数最大为：时，电路中的电流最大为，因此，电源电压，小灯泡的额定电压为，此时小灯泡正常发光，其额定功率为：，所以，“*”代表的数字是。 （2）当滑动变阻器的滑片P滑到阻值最大的一端时，电路中的电流最小。由图乙可知，此时电路中的最小电流，小灯泡两端的电压，根据串联电路中总电压等于各分电压之和，滑动变阻器两端的电压为：。 根据欧姆定律，滑动变阻器的最大阻值为：。 （3）电路的总功率，因为电源电压U恒定，所以当电路中电流最大时，电路的总功率最大；由图乙可知，电路中的最大电流，电路的最大电功率为：。 （4）将滑动变阻器换成一个阻值为的定值电阻后，小灯泡与定值电阻串联。此时电路中的电流，定值电阻两端的电压为：，根据串联电路中总电压等于各分电压之和，小灯泡两端的实际电压为：，此时小灯泡的实际功率为：。 18．(1)1 A (2)5 Ω 【详解】（1）分析电路可知，电阻和灯泡串联，电流表测电路电流，根据串联电流规律可知电流表的示数为 （2）电阻R的电压为 则电阻R的阻值为 19．(1)10Ω (2)80Ω (3)3.6W～10.8W 【详解】（1）由图可知，闭合开关后，电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R0两端电压，电流表测电路中电流，由欧姆定律可得，R0的阻值为 （2）由欧姆定律可得，电路的总电阻为 滑片在中点，由串联电路的电阻规律有 所以变阻器的最大值为 （3）当滑动变阻器左滑时，电路中总电阻变小，电流变大，电路中电流最大为，此时电压表示数为 所以电路安全，故电路消耗的最大功率为 当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的总电阻最大，电路中电流最小，电路消耗的总功率最小，为 故电路消耗的功率范围3.6W~10.8W。 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）已知 ，，汽车行驶的路程 （2）匀速行驶时牵引力 ，汽车牵引力做的功 （3）电动机效率，电能转化为机械能的效率为，则电动机消耗的电能 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 $