2023年中考物理重难点专题复习-电功和电功率的计算

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2023年中考物理重难点专题复习-电功和电功率的计算

一、计算题

1．如图所示是一种常见的家用饮水机的工作原理示意图，其中S是一温控开关，当水温升高到一定温度时它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R0是饮水机加热管的电阻，R是与加热管串联的电阻．下表是从其说明书中摘录下的一些技术数据．(不考虑R0、R的阻值受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率)

(1)试求电阻R0、R的阻值．

(2)在保温状态下，该饮水机的散热功率多大?

2．如图为某些型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6V 6W”，线圈电阻2Ω字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流，为了保护电动机，启动电流不得超过2A，求：

(1)启动时，变阻箱R的阻值至少多大？

(2)当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？

3．冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明；白天只需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡，开关S1、S2的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合。该装置从早晨7∶00至17∶00处于白天工作状态，连续正常工作10h，这段时间内电流表的示数为5.5A，电阻R1的电功率为P1，电阻R2的电功率为P2，电路的总电功率为P；该装置从17∶00至第二天早晨7∶00处于夜间工作状态，连续正常工作14h。2

已知：电源两端的电压U恒为220V，1213PP。求：

（1）总电功率P；

（2）电阻R2的阻值；

（3）从早晨7∶00到第二天早晨7∶00的24h内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。

4．如图所示，电源电压U保持不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。只闭合S1，滑片P在最右端时，电流表的示数为0.3A。求：

（1）电源电压；

（2）只闭合S1，滑片P在中点时，电流在60s内做的功是多少？

（3）只闭合S2，调节滑动变阻器的滑片P，使灯泡正常发光，此时滑动变阻器的实际功率是多少？

5．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示。它由控制电路和工作电路两部分组成。其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小。开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，电热水器处于保温状态。已知：R1=44Ω，R2=2156Ω。求：

（1）将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量。【水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)】

（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。

（3）将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？

（4）当温度达到50℃后，通电1min，R2产生的热量。 3

6．如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为4V，求：

(1)电流表的示数；

(2)通电1min电阻R2消耗的电能。

7．如图甲所示，把标有“6V 3W”的灯泡L和滑动变阻器R串联接入恒定电压为9V的电源上，通过灯泡L的电流I与灯泡L两端电压U的关系如图乙所示。

（1）灯泡L正常发光时电流多大？

（2）灯泡L正常发光时滑动变阻器R接入电路的电阻是多少？

（3）当灯泡L的实际功率是1.6W时，滑动变阻器1min内消耗的电能是多少焦耳？

8．如图所示，滑动变阻器R1、R2的规格都为“10Ω 2A”灯泡L标有“3.0V 3.0W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化）．当两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时，闭合开关S，调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时，灯4

泡恰好正常发光，此时电流表的示数为1.6A，求：

（1）电源的电压．

（2）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值．

（3）此电路在安全工作的前提下，计算电路消耗的总电功率范围（结果保留小数点后两位）．

9．在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机，其原理示意图如图甲所示，压力传感器R的阻值会随所受压力大小发生变化，图象如图乙所示，已知电阻R0=120Ω，压力传感器表面能承受的最大压力为4000N；若在某次游戏过程中，游客用2000N的力击中装置A，此时电压表的示数为l.5V；设电源电压恒定不变；求：

(1)电源电压是多少？

(2)当装置A不受打击力作用时，电压表的示数是多少？

(3)不受打击时，该设备1小时耗电多少？

10．某同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J（kg·℃）

(1)如果用某一品牌的电热水器将质量为1kg的水，在一标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收多少热量？

(2)如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率（热效率等于水吸收的热量与用电器消耗电能之比）为80%，则电热水器加热时间是多少？

11．小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制．小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图． 5

请解答如下问题：（计算结果若不能整除，保留一位小数）

（1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？

（2）若电阻R2的阻值为1210Ω，则电阻R1的阻值为多少？

（3）在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降．当实际电压只有198V时，这个电热饮水机加热的实际功率是多大？

12．如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图，它有高、中、低三个档位，已知R1=120Ω，R2=240Ω，求：

（1）闭合S1、S3，断开S2时，电烤箱处于什么档位？电路中的电流是多大？

（2）闭合S3，断开S1、S2时，通电一分钟电路中电流产生的热量是多大？

（3）当电烤箱处于低温档时，它消耗的电功率是多大？（结果保留一位小数）．

13．图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内功率的变化情况。

完成下列问题：

（1）加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？

（2）分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧？

（3）毛巾架正常工作30分钟总共消耗多少电能？ 6

14．家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2kW，送风状态时的功率P2是0.22kW，它们是交替运行的．现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．

(1)空调器在前5min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?

(2)在1h内，空调器将消耗的电能是多少度?

(3)若1h内空调器消耗电能的50%用于给电热水器加热10kg的初温20℃的温水，则可以使水温最高达到多少摄氏度？[已知水的比热容：4.2×103J／(kg·℃)]

15．在如图所示的电路中，白炽灯泡L上标有“6.3V，0.3A”字样，电源两端的电压恒为7.5V，滑动变阻器的最大电阻值为10Ω。设灯L的电阻保持不变，求：

（1）灯L的电阻值；

（2）灯L正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻值；

（3）灯L正常工作时，滑动变阻器的电功率。

16．如图甲是利用热敏电阻来测量温度的原理图．该图中既可以通过电流表的示数来反映待测温度，又可以通过电压表的示数来反映待测温度．已知电源电压为20V且保持不变，R0为定值电阻，阻值为30Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化的关系如图乙所示．则： 7

（1）当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值如何变化？

（2）当待测温度为24℃时，电流表和电压表的示数分别是多大？

（3）已知电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～15 V，则此电路能够测量的最高温度是多大？此时热敏电阻R消耗的电功率是多大？

17．如图所示，电源电压U恒定，灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A。在电路安全的前提下，操作如下：当闭合开关S1、S2、S3，滑片移动到最左端时，灯泡消耗的电功率为P1；当只闭合开关S1时，移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R，灯泡两端的电压为UL，电流表示数为I1，灯泡消耗的电功率为P2；再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R，电流表示数为I2，灯泡消耗的电功率为2.88W。已知：I1︰I2=5︰4，P1︰P2=9∶1。求：

（1）灯泡的电阻；

（2）U∶UL；

（3）通过开关的通断，滑动变阻器滑片的移动，整个电路正常工作时的最小电功率。

18．如图甲所示的电路，电源电压保持不变．小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图．求： 8

（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？

（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？

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参考答案：

1．11

2．(1) 4Ω；(2) 6W

3．（1）1210W；（2）30Ω；（3）82.1kW·h

4．（1）9V；（2）243J；（3）1.5W

5．（1）2.772×105J；（2）1100W；（3）84%；（4）1293.6J

6．(1)1A；(2)120J

7．（1）0.5A；(2) 6Ω；(3)120J

8．（1）6V（2）3Ω（3）6.37W～18.00W

9．(1) 6V；(2) 1V；(3) 180J．

10．(1) 3.36×105J；(2)7min

11．（1）4.2A；（2）55Ω；（3）745.2W

12．（1）电烤箱处于高温档位；电路中的电流是2.75A；（2）24200J；（3）134.4W．

13．（1）2A；（2）110Ω，495Ω；（3）3.6×105J

14．(1) 送风 1A (2) 1.54度 (3) 86℃

15．（1）21Ω；（2）4Ω；（3）0.36W

16．（1）不变；（2）7.5V；（3）2.5W．

17．（1）8Ω；（2）3︰1；（3）6.75W

18．（1）10Ω；（2）20Ω；（3）2.5Ω～12Ω