2023年中考物理微专题练习：电功率、焦耳定律（含答案）

2023年中考物理微专题练习：电功率、焦耳定律
考点一：利用电能表测电功率
1.如图所示是小明家的电能表。将一个“220V 1210W”的用电器单独接入家庭电路中工作12min，电能表的转盘转了500转。在此工作过程中，下列说法中正确的是（　　）
A. 该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B. 该用电器的实际功率为1200W
C. 该电路的实际电压为200V
D. 若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过2.2kW
2.一天晚上，小华在爷爷家发现爷爷家的电度表在10min内转了60转。如图所示，小华利用物理课上学到的知识，计算出了此时爷爷家用电器的总功率为 kW。如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/kW h。假设爷爷家平时用电时，用电器的总功率和此时总功率相同，平均每天用电4h，一个月按30天计算，爷爷家一个月的电费是 元。
考点二：额定功率与实际功率的计算
3如图所示的电路，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光，以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（　　）
A. 灯泡L2发生了断路
B. 灯泡L2发生了短路
C. 由于灯泡L2的电阻较大，其实际功率较小
D. 由于灯泡L2的电阻较小，其实际功率较小
4.【多选】如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
5.一盏标有“PZ 220V 200W”的白炽灯，正常工作时流过灯丝的电流是 A（保留两位小数）；1kW h的电能可供该灯正常工作 h；若把该灯接入110V的电压两端时，实际功率是 W．
考点三：串、并连电路的电功率
6.如图所示是额定电压均为6 V的小灯泡L1和L2的图像，下列说法错误的是（　　）
A．L2的额定电流是0.15 A
B．L1和L2正常发光时的阻值之比为
C．两灯并联时，电路消耗的最大功率为2.7W
D．两灯串联时，允许加在电路两端的最大电压为7V
7.如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V，定值电阻R1的规格为“10 1A”，滑动变阻器R2的规格为“50 1A”。闭合开关，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数最大可达到0.6A
B．滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为10
C．电阻R1消耗的电功率最大可达到1.8W
D．滑动变阻器滑片滑到最右端时电压表的示数为2V
8.如图所示，电源电压保持不变，灯泡的额定功率为4W。闭合开关后，灯泡正常发光，电路的总功率为9W，此时电流表的示数为0.5A。求：
（1）电阻R电功率；
（2）电源的电压；
（3）通电1min，电路所消耗的电能。
考点四：电功率、焦耳定律的综合计算
9.如图所示的电路中，开关S和，闭合后，为使电阻、组成串联电路，甲、乙两表应均为　 　（选填“电流表”或“电压表”），此时甲、乙两电表的示数之比为3：2，则和的电阻之比为　 　；若甲、乙两表为另一种电表，闭合开关S，断开开关，通电3min，则和产生的热量之比为　 　。
10.如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
考点五：用电器电路焦耳定律的计算
11.某款电热水壶的铭牌如图甲所示，该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是　 　Ω；将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是　 　J；用如图乙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时，3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是　 　W。[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]。
12.如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关S可以同时与a、b相连，或只与c相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热挡时总功率为1540W，在保温挡时的总功率为55W。
（1）将开关S与a、b相连时，　 　发光（选填“红灯”或“绿灯”），此时电饭煲处于　 　状态（选填“加热”或“保温”）
（2）电饭煲处于加热状态时，R的电功率为；处于保温状态时，R的电功率为，且。则电阻为　 　Ω，电阻R为　 　Ω。
13.图甲为某同学家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能．图乙是其简化电路，当S接a时，电煲锅加热；当S接b时，电煲锅保温．已知：电源电压为220V，R1=55，加热时总功率与保温时总功率的关系为：，[ ]求；
（1）若电煲锅内装有1kg的米和水，从15℃加热到100℃，米和水共吸收多少热量
（2）电阻R的阻值为多少
（3）若电煲锅用加热挡时热效率为80%，完成问题（1）的加热任务需要多少秒 （结果保留到整数位）
14.随着科技创新教育在全市广泛开展，有些学校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接人装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/（kg·℃）。求：
（1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能；
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率；
（3）R1的阻值。
参考答案：
1.C
2.0.5；30
3.D
4.BD
5.0.91；5；50
6.B
7.B
8.（1）解：闭合开关，R、L并联，电流表测量通过R的电流。灯泡正常发光，则灯泡的电功率为4W，R的电功率
答：电阻R电功率为5W；
（2）解：根据P＝UI可知，电源电压U＝＝＝10V
答：电源的电压为10V；
（3）解：通电1min，电路所消耗的电能
答：通电1min，电路所消耗的电能为540J。
9.电压表；1︰2；2︰1
10.解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，只有灯泡的简单电路，灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压是12V，电源电压是12V。
（2）灯泡的电阻
当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和灯泡串联，通过灯泡的电流
（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡和电阻R1并联，此时通过灯泡的电流
由并联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流
I1=I总-IL=2.1A-1.5A=0.6A
电阻R1的阻值
当只闭合开关S和S1，电阻R1和变阻器R串联，电热丝R1产生的热量
当
R=R1=20Ω
电阻丝R1在1min产生的热量最大，电热丝R1工作1min产生的最大热量
答：（1）电源电压是12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流是0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量是108J。
11.48.4；5.25×105；800
12.（1）红灯；加
（2）110；44
13.（1）解：根据题意知道，米和水吸收的热量是：
Q吸 =cm（t-t0 ）=4×103 J/（kg ℃）×1kg×（100℃-15℃）=3.4×105 J；
（2）解：由电路图知道，开关S接“b”时，R1、R2 串联，电煲锅保温；开关S接“a”时，电煲锅加热，电路为R1 的简单电路，由 知道，
开关S接“b”时，电路中的总电阻：U2 =P保温 R总①；
开关S接“a”时，电路中的总电阻：U2 =P加热 R1 ②；
又因为P加热 =5P保温 ，由以上各式解得：P保温R总=5P保温 R1；
所以，R总=5R1 =5×55Ω=275Ω；
又因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2 的电阻值是：R2 =R总 -R1 =275Ω-55Ω=220Ω；
（3）解：电煲锅的加热功率是：
由 知道，电煲锅消耗的电能是： =4.25×105J，
故电煲锅需要的加热时间是： =483s
14.解：（1）快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，由电能表的参数可知，消耗的电能为
（2）15g的塑胶从20℃加热到260℃吸收的热量为
3D打印笔快挡打印时的热效率为
（3）由可知，电压一定时，电阻越大，功率越小，挡位越低。由电路图可知，开关旋转至与1、2接触时，R1、R2串联，电阻较大，功率较小，为慢挡；开关旋转至与2、3接触时，只有R2接入电路，电阻较小，功率较大，为快挡。快挡的功率为
快挡工作时，只有R2接入电路，所以R2的阻值为
慢挡打印时，R1、R2串联，慢挡功率为22W，所以R1、R2的总电阻为
所以R1的阻值为
答：（1）3D打印笔快挡打印2min所消耗的电能为9600J；
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率为75%；
（3）R1的阻值为1595Ω。