2024年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算（含答案）

2024年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算
1．中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。某次煮茶器正常工作时，将水刚好加热到沸腾，用时600s，求：
额定电压 220V
保温挡功率 150W
加热挡功率 1210W
（1）只闭合开关S1时，电热水壶处于 （选填“保温”或“加热”）挡；
（2）发热电阻R1的阻值；
（3）煮茶器将水加热到沸腾的过程中，煮茶器消耗的电能；
（4）用电高峰期，只将煮茶器接入家庭电路中加热水，通过电能表测得6min内煮茶器消耗了0.1kW h的电能，此时电路中的实际电压是多少？
2．某款新型电饭煲的额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图甲为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。
（1）求，电饭煲消耗的电能；( )
（2）求，电饭煲的工作电流；( )
（3）电饭煲的自动开关是 选填“断开”、“闭合”。
3．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们绘制了如图甲所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4min内完全燃烧了0.14kg的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，煤的热值约为3×107J/kg，求：
（1）加热4min，水所吸收的热量；
（2）煤炉烧水时的热效率；
（3）如果将第1问水所吸收的热量，改用如题图乙所示，额定电压为220V额定功率为968W的电热水壶来加热，但是实际电压只有200V，需要多长时间？（不计热量损失，忽略温度对电阻的影响）
4．如图a的养生壶有保温、蒸煮两档功能，图b是其简化电路图，S是旋钮式开关，R1、R2是两个加热电阻，养生壶的部分参数如图。求：
（1）壶中加满水，蒸煮5min能使初温为20℃的1kg的水升高到70℃；
①此过程水吸收的热量为多少？
②若养生壶的蒸煮效率为70%，则蒸煮功率多大？
（2）R1和R2的阻值是？
项目 参数
额定电压/V 220
保温功率/W 200
蒸煮功率/W ？
容积/L 1
5．如图煮茶器有高、中、低三个加热挡位，简化电路如图，两电热丝的电阻关系为R1＞R2，其高温挡功率1000W、低温挡功率200W。[c水=4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3]求：
（1）中温挡功率及电阻R2的阻值各是多少？
（2）标准大气压下，将1kg水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1kg水从20℃用高温挡加热至沸腾的时间为420s，煮茶器的加热效率是多少？
6．在如图所示的电路中，的阻值是，闭合开关S，电流表的示数是，电流表A的示数是。求：
（1）电源电压；
（2）电阻的阻值；
（3）电阻消耗的电功率。
7．为了节约用水，小宁家买来如图所示的和马桶连在一起的洗衣机，下表是洗衣机有关技术参数铭牌．洗衣机还设有加热功能，洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果．
(1)求洗衣机脱水时的正常工作电流是多大？
(2)某次洗衣服时，首次进水量为15 L，正常加热15 min水温升高了24 ℃并达到设定要求．水吸收的热量是多少？该洗衣机的效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
8．如图是一款煲汤用的电热锅的简化电路图。该电热锅有两挡，分别是高温挡和低温挡。R1、R2均为电热丝，R2的阻值为44Ω，保温挡时的总功率是220W，问：
（1）保温挡时电路中的电流是多少？
（2）高温挡时的电功率是多少？
（3）用该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少千瓦时？

9．如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部分参数，当电热水壶正常工作时，求：
(1)电热水壶的电阻；
(2)将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]；
(3)若加热这壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率。
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 1000W
容量 1.5L
10．如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
额定电压U额/V 220
加热电阻R2/Ω 70
保温挡额定功率P额/W 440
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）电热开水器中质量为10kg、初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？
（3）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器内的温度比平时低，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？
11．无内胆饮水机 管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该管线机的额定电压是220V，开水档加热功率是2200W，温水档加热功率是1100W．已知电热丝R1、R0电阻不随温度变化，问：
（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？
（3）“温、开水选择开关”断开工作时，5min内管线机产生的热量是多少？
12．家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）。则
(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW·h
(2)R0的电阻为多少Ω？
(3)当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因．
13．如图所示，电源电压U=6V，小灯泡标有“4V 1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的最程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。
（1）求小灯泡的阻值R1；
（2）只闭合开关S2，求电压表的示数；
（3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表示数为0.5A，求滑动变阻器R3的最大阻值；
（4）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，求小灯泡电功率的变化范围。
14．如图甲所示，透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L和一个由某种金属材料制成的电阻R，A、B、C是其外露的三个接线柱，图乙为电源电压恒为6V的实验装置，其中M、O、N为三个接线柱，用导线先把M、N分别与A、B相连，再把O与M相连，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组电压表与电流表的读数，并绘制成如图丙所示的图线。求：
（1）小灯泡L正常发光时的电阻；
（2）在原来连线的基础上，再用导线连接A、C，闭合开关S，当把滑片P移到最左端时，电流表的示数是多少？
（3）拆除上述在A、B、C、M、O、N间所有连接导线．把M、O、N分别与A、B、C相连，闭合开关S，电流表示数为0.35A，此时滑动变阻器连入电路的电阻为2Ω，小灯泡消耗的实际功率为多少？
15．如图所示是某电热水壶的铭牌。假设电热水壶的电阻不变，求：
(1)电热水壶的电阻。
(2)电热水壶正常工作5min消耗的电能。
(3)当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率是多大。
16．某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：
X牌电热水壶
额定电压 220V
额定功率 1000W
容积 4L
超温保护器 熔断温度110℃
（1）当电热水壶装满水时，将水从20℃烧开需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103J/（kg ℃），1L＝10﹣3m3，气压为一标准大气压]
（2）若售货员宣传该电热水壶时说：用此壶烧开一壶水仅需要10分钟，可信吗？请通过计算说明理由．（计算时不计热量损失）
17．如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V 6.4W”字样，电流表用0～0.6A量程，电压表用0～15V量程．
（1）灯泡L的电阻为多少？
（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？
（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？
18．如图甲所示是市面上一款即热式电饮水机，真正实现即开即热的使用功能，得到了广泛应用，其电路原理如图乙，电热丝、（已知电阻）绕在出水管上，水经过出水管时被加热，选择不同控制开关是、的状态，可以选择出沸水、热水或温水。出沸水时电路的电功率是2200W，的电阻值为，水箱中水的初温是，已知水的密度，水的比热容。求：
（1）现需要的开水500mL，水需要吸收的热量；
（2）出沸水时，电饮水机正常工作时的电流；
（3）出热水时电路的电功率。

19．如图所示，定值电阻的阻值为10Ω，灯L上标有“6V 3.6W”，滑动变阻器上标有“50Ω 3A”，电流表、电压表的量程分别为0~3A、0~15V，闭合S1、S2，灯L正常发光，求：
（1）灯正常发光的电阻；
（2）滑动变阻器允许连入电路的阻值范围。
20．如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样，小灯泡L上标有“12V 6W”的字样，电流表的量程为。
（1）当开关S1、S2、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量；
（2）当开关S1、S2、S都闭合时，电流表的示数为2A时，求R2消耗的电功率；
（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的1/3，求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。
参考答案：
1． 保温 40Ω 7.26×105J 200V
2． 528000J 2A 断开
3．（1）1.68×106J；（2）40%；（3）2100s
4．（1）2.1×105J，1000W；（2）48.4Ω，193.6Ω
5．（1）800W， 60.5Ω；（2）3.36×105J；（3）80%
6．（1）；（2）；（3）
7．(1) 1.5 A (2) 84%
8．（1）1A；（2）1100W；（3）0.77kW h
9．(1)48.4Ω；(2)4.725×105J；(3) 78.75%
10．（1）40Ω；（2）3.36×106J；（3）200V
11．（1）断开时对应温水档，闭合时对应开水档 2分 （2）10A 2分 22Ω 2分 （3）3.3×105 J 2分
12．(1)0.11kW·h；(2)44Ω；
13．（1）10Ω；（2）2V；（3）30Ω；（4）0.225W～0.9W
14．（1）12Ω；（2）0.95A；（3）0.98W
15．(1)48.4Ω；(2)（）；(3)
16．（1）1.344×106J（2）不可信
17．（1）10Ω；
（2）9V；
（3）60Ω；
（4）1.8W．
18．（1）；（2）10A；（3）1760W
19．（1）10Ω；（2）2.5~50Ω
20．（1）1800J；（2）18W；（3）7Ω