2024年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算
1．图示的电路中，源两端电压为6 V保持不变，定值电阻R1为10 Ω，开关S 闭合后，求：
（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电阻R1的电流I ；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω 时，通过电阻R1的电功率P1
2．如图所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在最右端时，电压表示数为4.5V。求：
（1）小灯泡正常工作时电阻；
（2）小灯泡正常工作1分钟，电路消耗的电能；
（3）整个电路的最小电功率。
3．如图是小明家新购买的可折叠电热水壶，相关参数如表（电热丝电阻不变）。小明关闭家中其他用电器，使用热水壶将一满壶 20℃的水加热至沸腾（标准大气压）共用了 7min，同时发现标有 3600 imp/(kW·h)的电能表的指示灯共闪烁了 210 次。求：
产品型号 NSH0607
最大容量 0.5L
额定电压 220V
额定功率 605W
适用电压 100﹣240V
（1）电热水壶正常工作时的电流；
（2）电热水壶加热的效率；
（3）上述烧水过程中热水壶的实际电压。
4．图甲是某品牌电热加湿器，图乙为其原理简化电路图。加湿器的额定电压为 220V，最大功率为20W，电热丝R1为定值电阻，气雾调节器R2的阻值范围为 0～2420Ω。当闭合开关S，R1将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度，当空气湿度达到标准值，气雾调节器R2自动将加热仓中的功率调至最小。某次，加湿器在额定电压下工作， 开机后，加热仓先以最大功率工作10 min，空气湿度达到标准值后，以最小功率继续工作50 min。求：
（1）电热丝R1的阻值；
（2）加湿器工作时的最小功率；
（3）在额定电压下，加湿器工作1h消耗的电能。
5．如图是某电热饮水机的电路。其容量为1L，额定电压为220V，额定加热功率为968W。将水箱装满，只将该饮水机接入家庭电路，闭合开关S，测得水温从25℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时家中标有“1200r/kW h”字样的电能表转盘转过120转．不计温度对电阻的影响。求：[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（1）水箱中的水所吸收的热量；
（2）饮水机在加热过程中的热效率；
（3）饮水机加热时的实际电压。
6．有两只灯泡，A灯“6V 6W”、B灯“6V 3W”，A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示。
（1）将A、B并联接在6V电源两端，求1min内电路消耗的电能；
（2）将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
（3）将A与一个滑动变阻器（50Ω 2A）串联接在6V电源两端，如图乙所示。调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率。
7．在物理综合实践活动中，小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器，只让电磁灶接入电路中烧水，水的质量为2kg。小明负责观察电能表（如图），小亮负责用温度计测量水的温度。5min电能表上的指示灯闪烁了200次，水的温度恰好升高了50℃。求解下列问题：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电磁灶的实际功率是多少？
（3）电磁灶烧水的效率是多少？
8．如图为某型号电动机的铭牌，求：
（1）此电动机的额定电流。
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能。
（3）此电动机正常工作时，把电能转化为机械能的效率。
**牌电动机
型号 JT﹣44
额定电压 220V
额定功率 44W
线圈电阻 100Ω
制造商：****
9．中国是茶的故乡，也是茶文化的发源地。煮茶器是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款煮茶器及其铭牌，求：
型号
额定电压
额定功率
容量
（1）煮茶器正常工作时的电阻；
（2）若正常工作时，煮茶器加热效率为，将水从加热到需要多长时间；
（3）用电高峰期，家庭电路电压降为，此时煮茶器工作的实际电功率是多大？（设煮茶器的电阻和加热效率不变）
10．如图甲所示是超声波加湿器，其内部湿度监测装置的简化电路图如图乙所示。已知电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为100Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。加湿器额定功率为100W，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示，当室内湿度小于60%加湿器开始加湿。
(1)电流表示数为0.05A时，空气湿度为多少？
(2)装置能监测空气湿度最大值为多少
(3)加湿器正常工作1h消耗的电能为多少J
11．某电烤箱有“高温档”和“低温档”两种工作状态，其简化的内部电路图如图所示，其中R1和R2均为电热丝、通过开关S闭合与断开可实现烤箱“高温档”和“低温档”的转换。电烤箱的铭牌如下表所示。求：
（1）电烤箱处于高温档时，该电烤箱正常工作10min消耗的电能；
（2）电烤箱在低温档时，通过R1的电流；
（3）电阻R2的阻值。
额定电压 220V
额定功率 高温档 1100W
低温档 660W
12．如图所示，电源电压4.5 V保持不变，电流表的量程为0~0.6 A，电压表的量程为0~3 V，灯泡L标有“3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R标有“20 Ω 1 A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：
（1）灯泡正常工作时的电流。
（2）灯泡正常工作1 min所放出的热量。
（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
13．某压力传感器的电阻R会随着撞击力F增大而快速减小，变化图象如图甲所示。现将它接入电路（乙所示），来做手机抗摔实验。闭合开关S，在离传感器上方1m高度释放手机，手机屏幕向下撞到传感器的平台上（平台的质量不计），当撞击力为80N时屏幕刚好破裂，此时实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图象如图丙所示。已知电源电压U=30V，定值电阻R0=10Ω。问：
（1）传感器未受到撞击时，电阻为多大？
（2）传感器未受到撞击时，5s内压力传感器产生的热量是多少？
（3）通过计算说明此次实验中手机屏幕是否会破裂？
14．空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味际，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R2=200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温档；开关S1闭合，开关S断开时为中温档。
(1)中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流；
(2)高温档正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率；
(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条取 ]
15．几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：
(1)电饭锅的最大电功率；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)25min内电饭锅消耗的电能。
16．如图所示是某种电热器的电路图，电源电压220V，电热丝R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，求：
(1)电热器在低温挡工作时的，电路中的电流；
(2)在中温挡工作时电功率；
(3)在高温挡工作10 min产生的热量。
17．如图所示是一只多功能养生壶，类似于电水壶。某品牌养生壶简化电路图如图所示，部分数据如下表。求：
（1）养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小；
（2）当开关S1闭合，S2接A，养生壶处于中温挡时，R1的阻值；
（3）养生壶处于高温挡工作时的功率。
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 110
中温挡功率/W 220
高温挡功率/W ？
18．某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。根据师生们的设计，求：
额定电压 220V
正常工作电流 高温档 5A
低温档 2A
（1）电热丝R1的阻值；
（2）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量；
（3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率。
参考答案：
1．（1）0.1A；（2）0.4W
【详解】解：（1）由电路图可知，变阻器R和R1串联，当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电路的电流
由串联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流是0.1A。
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω时，通过电路的电流
电阻R1的电功率
答：（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50 Ω 时，通过电阻R1的电流是0.1A；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻R3为20 Ω 时，通过电阻R1的电功率是0.4W。
2．（1）15Ω；（2）108J；（3）0.9W
【详解】解：（1）由可得小灯泡正常工作时电阻
（2）小灯泡正常工作时，电路电流等于灯泡的额定电流，则1分钟电路消耗的电能
（3）闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入阻值最大为30Ω时，电压表示数即滑动变阻器两端电压为4.5V时，此时电路电流最小，整个电路的电功率最小。则此时电路的最小电流
则电路的最小电功率
答：（1）小灯泡正常工作时电阻是15Ω；
（2）小灯泡正常工作1分钟，电路消耗的电能是108J；
（3）整个电路的最小电功率是0.9W。
3．（1）2.75A；（2）80%；（3）200V
【详解】解：（1）根据P=UI可得，电热水壶正常工作时的电流
I==2.75A
（2）水的体积
V=0.5L=0.5×10-3m3
水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×0.5×10-3m3=0.5kg
水吸收的热量
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J
电热水壶消耗的电能
W=×3.6×106J=2.1×105J
电热水壶加热的效率为
η=＝80%
（3）电热丝的电阻值
R==80Ω
实际功率
=500W
上述烧水过程中热水壶的实际电压
=200V
答：（1）电热水壶正常工作时的电流是2.75A；
（2）电热水壶加热的效率是80%；
（3）上述烧水过程中热水壶的实际电压是200V。
4．（1）2420Ω；（2）10W；（3）4.2×104J
【详解】解：（1）由图乙可知，R1与R2串联，当气雾调节器R2的阻值为零时，加湿器的功率最大，此时电路为R1的简单电路，则电热丝R1的阻值为
R1=2420Ω
（2）当气雾调节器R2的阻值为2420Ω时，加湿器的功率最小，为
P最小=10W
（3）在额定电压下，加湿器工作1h，前10min以最大功率工作，后50min以最小功率工作，则1h消耗的电能为
W=W1+W2=P最大t1+P最小t2=20W×10×60s+10W×50×60s=4.2×104J
答：（1）电热丝R1的阻值为2420Ω；
（2）加湿器工作时的最小功率为10W；
（3）在额定电压下，加湿器工作1h消耗的电能为4.2×104J。
5．（1）3.15×105J；（2）87.5% ；（3）200V
【详解】解：（1）饮水机水箱装满，水的体积为
由可得，水的质量为
水箱吸收的热量为
（2）因为每消耗1kW h的电能，电能表的转盘就转过1200r，所以电能表的转盘转过120r消耗的电能为
饮水机的热效率为
（3）饮水机的实际功率为
由可得，电阻R1的阻值为
实际工作的电压为
答：（1）水箱中的水所吸收的热量为3.15×105J；
（2）饮水机在加热过程中的热效率为87.5%；
（3）饮水机加热时的实际电压为200V。
6．(1) ；(2) ；(3)
【详解】(1) 将A、B并联接在6V电源两端， 总功率为
1min内电路消耗的电能
(2)将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，则此时电路中的电流为
从甲图可知，当电流为0.5A时，灯泡A的电压为2V，故灯泡A的电阻为
(3) 由于串联，根据可知，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，串联电流相等，故电阻相等，由于电源电压为6V，故此时灯A和滑动变阻器的电压都为3V，从甲图可知，此时的电流为0.7A，故滑动变阻器的电功率为
答：(1) 将A、B并联接在6V电源两端， 1min内电路消耗的电能为；
(2) B灯恰好正常发光，此时A灯电阻为；
(3)当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，滑动变阻器的功率为2.1W。
7．（1）4.2×105J；（2）2000W；（3）70%
【详解】解：（1）水吸收的热量是
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
（2）电磁灶5min消耗的电能为
W=6×105J
则电磁灶的实际功率是
P=2kW=2000W
（3）电磁灶烧水的效率是
η=70%
答：（1）水吸收的热量是4.2×105J；
（2）电磁灶的实际功率是2000W；
（3）电磁灶烧水的效率是70%。
8．(1) 0.2A；(2) 2.64×104J，2.4×104J；(3) 90.9%
【详解】解：(1)由电动机铭牌可知，电动机的额定电压220V，额定功率44W，由P=UI可得，电动机的额定电流
(2)由可得，电动机正常工作时间
t=10min=600s
所消耗的电能
W电=P额t=44W×600s=2.64×104J
由铭牌可知，电动机线圈电阻为100Ω，由焦耳定律可得，电动机10min内产生的热量
Q=I2Rt=（0.2A）2×100Ω×600s=2400J
所以转化为的机械能
W机=W电-Q=2.64×104J-2400J=2.4×104J
(3)电动机电能转化为机械能的效率
答：(1)此电动机的额定电流为0.2A；
(2)电动机正常工作10min所消耗的电能2.64×104J，转化为的机械能2.4×104J；
(3)电动机电能转化为机械能的效率是90.9%。
9．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由
可得，煮茶器正常工作时的电阻为
（2）水的质量为
水吸收的热量为
由
可得，煮茶器消耗的电能为
由
可得，煮茶器工作时间为
（3）在用电高峰时
设养生壶的电阻和加热效率不变，此时煮茶器工作的实际电功率为
答：（1）煮茶器正常工作时的电阻为；
（2）将水从加热到需要长时间；
（3）此时煮茶器工作的实际电功率是。
10．(1)10%；(2)90%；(3)3.6×J
【详解】解：(1)两电阻串联，电流表示数为0.05A时，湿敏电阻R的阻值为
读图可知湿度为10%。
(2)湿度越大，湿敏电阻R的阻值越大，由串联分压规律可知，湿敏电阻两端的电压也越大（即电压表示数越大），由于电压表量程为0~3V，所以湿敏电阻R两端的电压最大为3V时，此时监测的湿度最大，此时定值电阻分压为3V，所以湿敏电阻和定值电阻阻值相同为100Ω，读图知湿度最大为90%。
(3)加湿器正常工作1h消耗的电能为
W=Pt=100W×3600s=3.6×105J
答：(1)电流表示数为0.05A时，空气湿度为10%；
(2)装置能监测空气湿度最大值为90%；
(3)加湿器正常工作1h消耗的电能为3.6×105J。
11．(1) ；(2)3A；(3)110Ω
【详解】解：(1)电烤箱处于高温档时，该电烤箱正常工作10min消耗的电能
(2)电源电压不变，根据可知，电阻越小，电功率越大，故当开关S闭合时，两电阻并联，电阻最小，电功率最高，此时为高温档；当开关S断开时，只有电阻R1接入电路，电阻变大，电功率变小，故此时为低温档，则通过R1的电流
(3) 电阻R2的消耗的功率为
根据可知，电阻R2的阻值
答：(1)电烤箱处于高温档时，该电烤箱正常工作10min消耗的电能；
(2)此时为低温档，则通过R1的电流为3A；
(3)电阻R2的阻值为110Ω。
12．(1) 0.5A；(2) 90J；(3) 3Ω～12Ω
【详解】(1)由电路图知道，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。由P=UI知道，灯的额定电流
由知道，灯泡的电阻为
(2)灯泡正常工作1min所放出的热量等于其消耗的电能
Q=W=Pt=1.5W×60s=90J
(3)为了保护灯泡，电路中的电流最大为0.5A，电路中的最小总电阻
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和知道，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
R滑min=R-RL=9Ω-6Ω=3Ω
电压表的最大示数为3V，即滑动变阻器两端的最大电压为3V，根据串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和知道，灯泡两端的最小电压为
ULmin=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入电路中的最大电阻为
即滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。
答：(1)灯泡正常工作时的电流为0.5A，电阻为6Ω；
(2)灯泡正常工作1min所放出的热量为90J；
(3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3Ω～12Ω。
13．(1)590Ω；(2)7.375J；(3)不会
【详解】(1)由丙图可知，传感器未受到撞击时，电路电流为0.05A，电阻R与定值电阻R0串联，此时传感器的电阻为
(2)传感器未受到撞击时，5s内压力传感器产生的热量为
(3)由丙图可知，传感器受到撞击时，电路电流为1.5A，此时传感器电阻为
根据甲图可知，传感器电阻为10Ω时，受到的压力为60N，此时手机屏幕不会破裂。
答：(1)传感器未受到撞击时，电阻为590Ω；
(2)传感器未受到撞击时，5s内压力传感器产生的热量为7.375J；
(3)此次实验中手机屏幕不会破裂。
14．(1)1.1A；(2)1210W；(3)1.089105J
【详解】解：(1)空气炸锅处于中温档工作时，只有R2接入电路，则流过电阻R2的电流
(2)高温档工作时电阻R1、R2并联，电阻R1、R2消耗的总功率为
(3)空气炸锅加工一次薯条所吸收的热量为
答：(1)中温档正常工作时，流过电阻R2的电流为1.1A；
(2)高温档正常工作时，电阻R1、R2消耗的总功率为1210W；
(3)一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为1.089×105J。
15．(1)660W；(2)220Ω；(3)
【详解】解：(1)由图丙可知，电路中最大总电流为3A，此时电路中最大的电功率是
P=UI=220V×3A=660W
(2)当只闭合S时，只有R1接入电路，电路总电阻较大，由可知，此时电路总电流较小，由图丙可知，此时电路中电流为2A，当闭合开关S和S1时，两电阻并联，电路总电阻较小，总电流较大，由图丙可知，此时总电流为3A，则通过电热丝R2的电流
I2=I-I1=3A-2A=1A
则电热丝R2的阻值
(3)由图丙可知，25min内电饭锅消耗的电能
答：(1)电饭锅的最大电功率是660W；
(2)电热丝R2的阻值是220Ω；
(3)25min内电饭锅消耗的电能是。
16．(1)10A；(2)4400W；(3) 3.96×106J
【详解】解：(1)由功率计算公式
可知，当电压恒定时，电路电阻越小则功率越大，旋转扇形开关S接bc时，R2单独接入为低温挡，电路中的电流为
(2)开关S接de时，R1单独接入为中温挡，在中温挡工作时电功率为
(3)开关S接cd时，两个电阻并联为高温挡，则在中挡工作10min产生的热量为
答：(1)电热器在低温挡工作时的，电路中的电流为10A；
(2)在中温挡工作时电功率为4400W；
(3)在高温挡工作10 min产生的热量为3.96×106J。
17．（1）0.5A；（2）220Ω；（3）440W
【详解】解：（1）养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小为
（2）当开关S1闭合，S2接A，养生壶处于中温挡时，R1的阻值为
（3）当开关S1断开，S2接，R1与R2串联，养生壶处于低温档工作
当开关S1闭合，S2接，R1与R2并联，高温档工作
答：（1）低温档电流为0.5A；
（2）R1电阻为220Ω；
（3）高温档功率为440W。
18．(1)44Ω；(2)6.6×104J；(3)264W
【详解】解：当S1和S2均闭合时，R2短路，电路中只有R1，设电路的功率为P1；当只闭合S1时，R1与R2串联，根据电阻的串联，电路的总电阻
R=R1+R2
由可知
P1＞P2
故P1为高温挡电功率，P2为低温挡电功率。
(1)由表中数据知，高温挡电路的电流I1=5A，电压为U=220V，根据欧姆定律电阻
R1==44Ω
(2)由表中数据知，高温挡电路的电流I1=5A，电压为U=220V，电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量
Q=W=UI1t=220V×5A×60s=6.6×104J
(3)由表中数据知，电烘箱在低温挡时正常工作时的电流I2=2A，由欧姆定律，电路的总电阻
R==110Ω
由串联电阻的规律得到R2的阻值
R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω
R2的功率
P2=I22×R2=(2A)2×66Ω=264W
答：(1)电热丝R1的阻值为44Ω；
(2)电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量为6.6×104J；
(3)电烘箱在低温挡时正常工作时，R2的功率为264W。
