内容正文:
物 理
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研究河北新考情 更懂中考新方向
河北新中考
物理
精讲册
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微专题六 电功率相关计算
第一部分 系统复习 成绩基石
板块三 电与磁
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电功率相关计算是河北中考电学的核心考点,常以“电路动态分析、多挡位用电器、
电热综合” 为载体,以计算题或实验探究题形式出现(占4~6分)。新课标要求通过
“电路连接方式判断 → 电 功/电功率公式选择 → 能量转化分析”,综合应用电功率
公式P=UI、、P=PR, 电功公式 W=Pt 、W=UIt 及焦耳定律Q=I²Rt, 解决“额定功
率与实际功率计算、多挡位功率切换、电热效率”等问题,体现 “从生活用电器到
物理计算”的思维能力。本专题聚焦“多挡位用电器”“电路动态功率”“电热效 率”三
大核心场景(占河北中考该考点的90%以上)。
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类型1 多挡位用电器功率计算
特 点:通过开关切换改变电路连接方式(串/并联 或单电阻接入),实现“高、中、
低”挡位切换,核 心是“电阻变化 → 功率变化”(电压不变时,电阻 越小,功率越大)。
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例1. 电火锅绝对是提升家庭幸福感的神器之一 。如图是电火锅内部电路图,加热
装 置由电热丝R₁ 和 R₂ 组成, 通过控制两开关的闭合方式实现高、中、低温三挡
的调节,R₁=176 Ω, R₂=44Ω。求 :
(1)S₁断 开 ,S₂ 接 a 时,电路处于什么挡,此时电功率为多少?
解:当S₁ 断开,S₂ 接 a 时 ,R₁ 和 R₂ 串联,根据
串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻
最大,因为电源电压U 不变,由 可知,此时 电路中总功率最小,电路处于
低温挡。此时的电功率为
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解:开关S₁ 断开,S₂ 接 b 时,电路中只有 R₂ 接入 电路中,电火锅处于中温挡,
电火锅工作1 min产生的热量为
(2)S₁ 断开,S₂ 接 b, 处于中温挡时,电火锅工 作一分钟产生的热量为多少?
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类型2 电路动态功率计算
滑动变阻器阻值变化导致电路电流、电压变 化,需结合“串联电路规律”和“功率
公式”计算 动态功率,常涉及“功率范围”“最值功率”。
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例2.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0 为 定值电阻。闭合开关后,滑动变
阻器的滑片由 最右端向最左端移动的过程中,电压表的示数 U随滑动变阻器接入
电路的电阻 R 变化的关系图像如图乙所示。求:
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(1)电阻R0的阻值和电源电压;
解:由图甲电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端
图乙可知,滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω时,此时电压表示数为3 V,
即此时滑动变阻器两端电压U₁=3V,根据欧姆定律可知,
此时电路中的电流
根据串联电路电压规律,总电压等于各用电器两 端电压之和,以及欧姆定律推导
公式 U=IR 可得, 电源电压U=U₁+I₁R₀=3V+0.6A×R₀①
滑动变阻器接入电路的电阻为10 Ω时,此时电压表示数为4 V, 即此时滑动变阻器两
端电压U₂=4V, 电路中的电流I2=
同理,电源电压可表示为 U=U₂+I₂R₀=4V+0.4 A×R₀②
联立①②,解得R₀=5Ω,U=6V。
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(2)滑动变阻器接入电路的电阻为15 Ω时, 其消耗的电功率。
解:滑动变阻器接入电路的电阻为15Ω时,串联电路的总电阻为
R总=R₀+R=5Ω+15Ω=20 Ω
根据欧姆定律R= ,电路中的电流I===0.3A
滑动变阻器消耗的电功率为 P=I2R滑=(0.3 A)² ×15Ω=1.35 W
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类型3 电热效率计算
特 点:以“电热水器、电蒸锅”为载体,计算“电能 转化为热量的效率”,核心是
“区分 W (消耗的电 能)和Q有用(被加热物质吸收的热量)”。
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例3.妈妈为奶奶买了 一 个电热足 浴盆(如图所示),内 部 由 加 热系统和按摩系统两部
分组 成。加热系统的加热电阻额 定电压为220 V, 额定功率为500 W。刘义华帮奶
奶泡脚时,向足浴盆中加 入 5 kg、初温为20℃的水,加热系统的加热电 阻正常工
作16 min 将水加热到40℃;已知水 的比热容为4.2×10³J/(kg·℃) 。 求 :
(1)此加热过程中水吸收的热量是多少?
解:水吸收的热量Q吸=cm(t-to)=4.2×10³J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)
=4.2×10⁵J
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(2)此加热过程中消耗的电能是多少?
解:加热过程中消耗的电能 W=Pt=500 W×16×60s=4.8×10⁵J
(3)加热系统加热时的热效率是多少?
解:加热系统加热时的热效率η=
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模板1:多挡位用电器功率计算
1. 判电路:根据开关状态判断电阻连接方式(串 联/并联/单电阻);
2.算电阻:
· 串联:R串 =R₁+R₂;
· 并联 :R并=
3. 选公式:电源电压 U 不变,用计算功率 (并联电阻最小,功率最大为高温挡;串
联电阻 最大,功率最小为低温挡);
4. 算热量/电能:纯电阻电路用 Q=W=Pt或Q=t。
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模板2:电路动态功率计算
1. 判电路:明确串/并联,确定电表测量对象(电 流表测电流,电压表测某电阻两端
的电压);
2. 列方程:
· 串联:U=U₁+U₂、I=
· 并联:U=U₁=U₂ 、I=I₁+I₂;
3. 算功率:
· 定值电阻:用P=I²R 或 P=
· 滑动变阻器:结合电流/电压变化,用P=UI 或 P=I2R;
4. 定范围:滑动变阻器阻值最大/最小时,计算功 率最值,确定功率范围。
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模板3:电热效率计算
1. 算有用热量Q 有用:
· 加热液体:Q 有用=C液 m△t(△t =t 末一t初);
2. 算总电能 W 总:
· 已知功率和时间:W总=Pt;
· 已知电压、电阻、时间:W总=t。
3. 算效率:η=。
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1. 挡位判断错误(误认为串联功率大,实际串联 电阻大、功率小,为低温挡);
2. 忘记纯电阻电路中Q=W, 额 外 用Q=I²Rt 增 加计算步骤,易出错;
3. 动态电路“电表测量对象混淆”:如电压表测 滑动变阻器电压,误当作测电源
电压,导致 U 计算错误;
4. 电热效率“单位换算遗漏”:如时间 min 未 换 算 成s,导 致 W 或 Q 计算错误。
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