电功率计算专题 期末试题分类选编 云南省各地2021-2022学年九年级人教版物理上学期(含解析)

电功率计算专题
1．（2022·云南文山·九年级期末）如图所示，是小芳设计的可调式电热水器的工作原理图，电路由电热管R和可调电阻器R0组成。电热水器的工作电压为220V，电热管R的最大加热功率为1100W。电热管R的阻值不变，可调电阻器R0的阻值范围是0～176Ω。求：
（1）电热管的阻值R；
（2）最大加热功率下，工作10min，产生的热量；
（3）电热水器的最小加热功率。
2．（2022·云南省昆明市第二中学九年级期末）在如图所示电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A，电流表A、A1的表盘均如图所示，滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处，闭合开关S，电流表A1示数为0.3A，两电流表指针偏离零刻线角度相同。
（1）求电阻R1的阻值；
（2）求此滑动变阻器R2的最大电阻；
（3）移动滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求滑动变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。
3．（2022·云南·丘北县天星乡中学九年级期末）如图，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R1＝30Ω，R2＝60Ω．只闭合开关S3时，电流表的示数为0.1 A．求：
（1）电源电压；
（2）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数；
（3）开关S3断开，S1、S2闭合时，电路的总功率．
4．（2022·云南昭通·九年级期末）小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示．通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图乙是电饭锅的电路图，R2＝60.5Ω，保温时总功率为100W．
（1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？
（2）R1的阻值多大？
（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？
5．（2022·云南玉溪·九年级期末）如图甲的电路中，电源电压为9V且保持不变，小灯泡标有“6V 6W”的字样，灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示，求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻和电流；
（2）当电流表的示数为0.5A时，小灯泡的电功率；
（3）当电压表的示数为3V时，整个电路在10s内消耗的电能．
6．（2022·云南玉溪·九年级期末）如下图所示，电源电压恒定为6V，定值电阻R为6Ω，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不变，求：
(1)灯泡L正常发光时通过的电流是多少？
(2)当开关S2闭合，S1、S3断开时，电路中消耗的功率是多少？
(3)当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路中消耗的功率是多少？
7．（2022·云南文山·九年级期末）下表是小明同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示，当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：
额定电压 220V
额定功率 加热 500W
保温
蓄水箱的容积 1L
（1）蓄水箱中水的质量是多少 （水）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从加热到用了210s，求此饮水机的加热效率（）；
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1=1000，求饮水机的保温功率。
8．（2022·云南大理·九年级期末）如图甲所示，电源电压为4V，当闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片移至a端（最左端）时，电流表的示数为0.2A，断开开关S1，电流表的示数变化了0.05A，小灯泡的I—U图像如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大值；
（2）当只闭合开关S时，小灯泡消耗的功率；
（3）当闭合开关S，断开开关S1时，为了保护电路的安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围？
9．（2022·云南大理·九年级期末）如图所示的电路中，电源电压为3V恒定不变，滑动变阻器R2标有“20 2A”的字样，只闭合S1，电流表的示数为0.3A。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）只闭合开关S1时，通电10秒电流通过电阻R1所做的功；
（3）闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，电路的最小总功率。
10．（2022·云南昆明·九年级期末）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为60Ω，开关S闭合、S1断开时，电流表的示数为0.2A；开关S、S2均闭合时，电流表的示数变为0.3A。求：
（1）电源电压U；
（2）R1的阻值；
（3）开关S、S1均闭合时，通电1min整个电路产生的热量Q。
11．（2022·云南保山·九年级期末）如图所示的电路，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1＝10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样。只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A。求：
（1）电源电压；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移至最左端时，定值电阻R1在10s内产生的热量。
12．（2022·云南文山·九年级期末）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关 S1、S，断开 S2 时，电流表的示数为 0.4A．
（1） 求电源电压；
（2） 当闭合开关 S2、S，断开 S1 时，求电流表的示数；
（3） 当闭合开关 S1、S2、S 时，通电 100s，求整个电路消耗的电能．
13．（2022·云南昭通·九年级期末）我国三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，2020年累计发电量超过1千亿度，如果就按1千亿度(kW·h)计算，相当于一座年消耗6×1010kg标准煤的火力发电站所发的电量。
（1）假设标准煤的热值为3×107J/kg，完全燃烧6×1010kg标准煤能放出多少热量？
（2）以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排7.5×1010m3的二氧化碳气体，这些气体的质量是多少kg？（通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3）
（3）请你根据本题中的数据，计算火力发电的效率（用符号E表示电能）？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）44Ω；（2）6.6×105J；（3）44W
【解析】
解：(1)如图，滑片移到最左端时，电路中只有电热管R工作，电路中电阻最小，由 可知此时电热管的加热功率最大，由可得电热管的阻值：
(2)最大加热功率下，工作10 min产生的热量为
(3)的滑片移到最右端时，全连入此时电路中电阻最大，电流最小电热管的加热功率最小，总电阻：
此时电路中电流：
则电热水器的最小加热功率：
答: (1) 电热管的阻值R为44N。
(2)最大加热功率下，工作10min，产生的热量为。
(3)电热水器的最小加热功率是44W。
2．（1）20Ω；（2）5Ω；（3）4∶9
【解析】
解：（1）闭合开关，两电阻并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测通过R1的电流，并联电路各并联支路两端电压相等，由欧姆定律可得，电阻R1的阻值
（2）干路电流表A和电流表A1偏角相同，且干路电流大于支路电流，电流表A所选的是0~3A量程，电流表A1选择0~0.6A量程，故干路电流为
I=0.3A×5=1.5A
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器R2的电流
I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
由欧姆定律可得电阻R2的最大阻值
（3）由并联电路的电压特点可知，移动滑动变阻器滑片P的过程中，滑动变阻器和定值电阻两端的电压都等于电源电压U，滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处时，通过滑动变阻器的电流最小，所以通过滑动变阻器的最小电流为
I2=1.2A
电流表A示数最大时通过滑动变阻器的电流最大，因为电流表A所选的是0~3A量程，所以电流表A的最大示数为3A，因此通过滑动变阻器的最大电流
I2′=I′-I1=3A-0.3A=2.7A
由电功率公式P=UI可知，滑动变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比
答：（1）电阻R1的阻值为20Ω；
（2）此滑动变阻器R2的最大电阻为5Ω；
（3）滑动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比为4∶9。
3．（1）9V（2）0.3A（3）4.05W
【解析】
（1）只闭合开关S3时，R1和R2串联，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.1 A，根据电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I（R1+R2）＝0.1A×（30Ω+60Ω）＝9V；
（2）开关S2断开，S1、S3闭合时，R2短路，为R1的简单电路，电流表的示数：
I′＝＝＝0.3A；
（3）开关S3断开，S1、S2闭合时，两电阻并联，根据电阻的并联，
R并＝＝＝20Ω，
电路的总功率：
P＝＝＝4.05W．
4．（1）加热， 800W；（2）423.5Ω；（3）525s．
【解析】
（1）自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态，此时电功率： P加热＝＝＝800W；
（2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态，此时电路中的总电阻： R＝＝＝484Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的阻值：
R1＝R﹣R2＝484Ω﹣60.5Ω＝423.5Ω；
（3）水吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×20℃＝4.2×105 J，
整个过程不计能量损失，由Q＝W＝Pt可得需要的加热时间：
t＝＝＝＝525s．
答：（1）自动开关S接通时，电饭锅处于加热状态，此时电功率为800W；
（2）R1的阻值为423.5Ω；
（3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃，需要525s．
5．(1) 6Ω； (2) 1W；(3) 63J
【解析】
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由灯泡电流随电压变化关系读出正常发光时的电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；（2）根据P=UI求出当电流表的示数为0.5A时小灯泡的实际电功率；（3）根据乙图读出电压表示数即灯泡两端电压为3V时电路中的电流，根据W=UIt求出整个电路10s内消耗的电能．
(1)灯泡正常发光时的电压为6V，由乙图可知正常发光时的电流为1A，
灯泡正常发光时电阻RL额===6Ω. (2)由乙图可知,当电流表的示数I=0.5A时,灯泡两端的电压UL=2V，小灯泡的实际电功率PL=ULI=2V×0.5A=1W； (4)由图乙可知，当电压表的示数为3V时，电路中的电流I=0.7A，整个电路10s内消耗的电能W=UIt=9V×0.7A×10s=63J．
6．(1)0.5A；(2)2W；(3)9W
【解析】
解：(1)灯泡L正常发光时通过的电流是
(2)当开关S2闭合，S1、S3断开时，灯泡L和电阻R串联，灯泡电阻为
电路中消耗的功率是
(3)当开关S1、S3闭合，S2断开时，灯和电阻并联，电路中消耗的功率是
答：(1)灯泡L正常发光时通过的电流是0.5A；
(2)当开关S2闭合，S1、S3断开时，电路中消耗的功率是2W；
(3)当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路中消耗的功率是9W。
7．（1）1kg；（2）80%；（3）48.4W
【解析】
解：（1）根据密度公式，蓄水箱中水的质量
（2）饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃吸收的热量
这个过程消耗的电能
饮水机的加热效率
（3）分析图可知，闭合开关S、S0，R1和R2并联接入电路，当只闭合开关S，电路中只有R1接入电路，根据并联电阻小于其中任一电阻，由可知，只闭合开关S时，电路的功率较小，电路处于保温状态，此时饮水机的保温功率
答：（1）蓄水箱中水的质量是1kg；
（2）此饮水机的加热效率为80%；
（3）饮水机的保温功率为48.4W。
8．（1）20；（2）0.15W；（3）6~20
【解析】
解：（1）闭合开关S、S1时，滑动变阻器的滑片移至a端时，小灯泡L被短路，只有滑动变阻器Rp接入电路，滑动变阻器的最大电阻为
（2）只闭合开关S时，电路为小灯泡与滑动变阻器的串联电路，电流表的示数变化了0.05A，故此时电路中的电流为
由图乙可知，此时小灯泡两端的电压为1V，则小灯泡消耗的功率为
（3）由图乙可知，小灯泡两端的最大电压为2.5V，此时电路中的电流为0.25A，为了保证电路元件安全，滑动变阻器两端的最小电压为
则滑动变阻器的最小阻值为
答：（1）滑动变阻器的最大值为20Ω；
（2）当只闭合开关S时，小灯泡消耗的功率为0.15W；
（3）滑动变阻器的阻值范围为6~20。
9．（1）10；（2）9J；（3）1.35W
【解析】
解：（1）只闭合开关S1时，只有R1接入电路，电流表测电路的电流，根据已知条件，由欧姆定律
（2）通电10秒电流通过电阻R1所做的功
W=UI1t=3V×0.3A×10s=9J
（3）闭合开关S1、S2，R1与R2并联，要使R1和R2消耗的总功率最小，当电路的总电流最小时，根据可知电路的总功率最小，根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，通过R1的电流为0.3A不变，故当滑动变阻器的滑片移至最右端时，通过R2的电流最小，通过变阻器的最小电流为
由并联电路电流的规律，电路中的最小电流为
I=I1+I2小=0.3A+0.15A=0.45A
电路最小功率为
P=UI=3V×0.45A=1.35W
答：（1）电阻R1的阻值为10；
（2）只闭合开关S1时，通电10秒电流通过电阻R1所做的功为9J；
（3）电路的最小总功率为1.35W。
10．（1）12V；（2）120Ω；（3）216J
【解析】
解：（1）开关S闭合、S1断开时，电路为R2的简单电路，所以电源电压为
（2）开关S、S2均闭合时，R1与R2并联，则通过R1的电流为
所以R1的阻值为
（3）通电1min整个电路产生的热量为
答：（1）电源电压为；
（2）R1的阻值；
（3）开关S、S1均闭合时，通电1min整个电路产生的热量。
11．（1）9V；（2）15Ω；（3）9J
【解析】
解：（1）只闭合开关S1时，只有定值电阻R1接入电路，电源电压等于R1两端的电压
（2）闭合开关S1、S2、S3时，定值电阻R1、R2并联，滑动变阻器R3被短路，定值电阻R2两端的电压为
通过定值电阻R2的电流
定值电阻R2的阻值
（3）只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移至最左端时，定值电阻R1和滑动变阻器R3的最大阻值串联，电路中的总电阻
通过定值电阻R1的电流
定值电阻R1在10s内产生的热量
答：（1）电源电压为9V；
（2）定值电阻R2的阻值为15Ω；
（3）定值电阻R1在10s内产生的热量为9J。
12．（1）12V；（2）1.2A；（3）1920J．
【解析】
（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，由可得，电源电压：=0.4A×30Ω=12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，则电流表的示数：；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：=0.4A+1.2A=1.6A，通电100s整个电路消耗的电能：=12V×1.6A×100s=1920J．
13．（1）1.8×1018J；（2）1.5×1011kg；（3）20%
【解析】
解：（1）m=6×1010kg标准煤完全燃烧放出的热量为
（2）由可知这些气体的质量为
（3）已知m=6×1010kg标准煤的火力发电站所发的电量为1千亿度，即
则火力发电的效率为
答：（1）完全燃烧6×1010kg标准煤能放出1.8×1018J热量；
（2）这些气体的质量是1.5×1011kg；
（3）火力发电的效率为20%。
答案第1页，共2页