2024年中考物理专题训练——电功和电功率的综合计算
1．小明的妈妈买了一款多功能迷你破壁豆浆机，如图甲，可实现煮豆浆、榨果汁、绞肉等多项功能，其基本参数如表所列，内部等效电路如丙图。小明的妈妈按说明书往豆浆机内加入30g干黄豆和320g的水，选择“豆浆”功能并启动，豆浆机先加热5分钟，黄豆和水的混合物的温度由25℃升高至100℃，豆浆机再自动切换到搅拌模式搅拌15分钟，一杯热乎乎香喷喷的豆浆就做好了。求这一过程中：[已知黄豆和水的混合物的比热容]
产品容量：360mL 产品净重：1.0kg
加热功率：400W 搅拌功率：200W
额定电压：200V~ 额定频率：50Hz
（1）电阻R的大小；
（2）消耗的总电能；
（3）豆浆机的加热效率。
2．某品牌酸奶机的部件如图甲所示，工作电路如图乙所示，其中与为电热丝。接入电路，闭合开关、，此时酸奶机的功率为20W；当温度达到42℃时，温控开关自动断开，功率减小到4W，此后设备达到热平衡，温度保持42℃不变（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。
（1）求该酸奶机电热丝的阻值；
（2）若加热时的效率为75%，求将240g的混合牛奶（鲜奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃需要的时间；［混合牛奶的比热容为］
（3）超导体是电阻为零的导体，超导体未来能用来制作电热器吗？为什么？
3．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“”字样，当开关、闭合，滑片P置于a端时，小灯泡L正常发光，电流表示数为；当开关闭合，断开，滑片P置于b端时，电流表的示数为，求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）灯泡正常发光消耗的电能；
（3）电路电功率最小时，滑动变阻器内产生的热量。
4．如图甲是煮茶器的电路原理图。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P﹣t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：
（1） 电阻R1的阻值；
（2） 在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能；
（3） 在保温状态下，电阻R2接入电路的阻值。
5．如图所示是一款可设定温度的电热水杯，能将杯中水加热到需要的温度，额定功率为300W，电热水杯正常工作，将0.3L的水从25℃加热到55℃，用时2min20s。求[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水杯消耗的电能是多少？
（3）电热水杯的热效率是多少？
6．如图甲所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω；1A”字样。图乙为小灯泡的电流和电压关系图象。当变阻器滑片P在最右端时，只闭合S1、S2，电流表示数为0.2A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）当S1、S2、S3都闭合且滑片P在最左端时，此时电路总功率为多少？
（3）只闭合S1、S2，当滑动变阻器滑片在某位置时，电压表示数为8V时，此时滑动变阻器接入电路中的电阻为多少？
7．如图所示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“；1A”字样，电压表量程为，闭合开关、，断开开关，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为，电流表示数为，灯泡正常发光；再闭合开关，电流表示数变为。
（1）求变阻器接入电路的阻值；
（2）求灯泡的额定功率；
（3）只闭合开关、，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，求电路在内消耗的最大电能。
8．某电吹风如图甲所示，其的简化电路如图乙所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度 50~75℃
额定功率 热风时：990W
冷风时：110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电吹风内电动机的线圈电阻r=2Ω，电吹风工作5min线圈产生的热量是多少？
（3）在额定电压下工作时，电热丝的电阻是多大？
9．如图所示电路中，电源两端电压U保持不变，R 、R 都是定值电阻，其中R 的阻值为20Ω。当开关S闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表示数为5V。通过计算回答：
（1）电阻 的阻值是多少欧？
（2）电阻 消耗的电功率是多少瓦？
（3）电源两端的电压U是多少伏？
10．在如图所示的电路中，灯泡L标有“”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为。
（1）求灯泡的电阻；
（2）当S、都闭合，滑片P移动到最左端时，灯泡L正常发光，电流表示数为，求电源电压和的阻值；
（3）当S闭合、断开，且滑片P移动到最右端时，求在内产生的热量。
11．根据如图所示的一盏白炽灯的铭牌，请计算：
（1）这个灯泡的电阻是多大？
（2）正常工作时，灯泡中的电流是多大？
（3）正常工作24h，灯泡耗电多少度？
12． 小亮的妈妈买了一个自动电热水壶，其铭牌如右表。 小亮在水壶中倒入0.8kg的水，然后把壶放在加热座上， 闭合开关，电水壶正常工作5min后水烧开，（在1标准大气压下） 水壶自动断电。 已知水的初温为
自动电热水壶
型号 ZDH100B
电源 220V 50Hz
额定功率 1100W
容量 800mL
编号 017664
求：
（1）这壶水吸收的热量为多少？（）
（2）电水壶正常工作时的电流；
（3）电水壶消耗的电能。
13．生活中有一盏标有“220V 100W”的白炽灯，忽略温度对灯丝电阻的影响。请解答下列问题：
（1）这盏灯的灯丝电阻是多少Ω？
（2）将这盏灯接到110V的电路中，灯的实际功率多少W？
（3）这盏灯正常工作5h，消耗的电能是多少？
14．如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：80W
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
15．某校师生为了开展科学实验，自制一台电烘箱，用来烘干仪器。电烘箱在工作时，两端的电压为220V，通过的电流为5A。求
（1）电烘箱的电阻值是多少？
（2）电烘箱消耗的电功率是多少？
（3）每分钟可产生的热量是多少？
16．养生壶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。如图是某养生壶，下表为铭牌，求：[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（1）养生壶正常工作15min消耗的电能；
（2）该壶正常工作时，如果将1.2L水从20℃加热到80℃，水吸收的热量是多少焦耳；
（3）如果养生壶加热效率为90%，将1.2L水从20℃加热到80℃需要多长时间。
型号 CH﹣M16
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 1000W
容量 1.2L
17．如甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
18．如图甲所示是小华家的电吹风，其简化电路如图乙所示，主要技术参数如下表。 电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度 50~75℃
额定电压 220 V
额定功率 热风时：900 W
冷风时：110W
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？电吹风吹冷风2min，消耗的电能是多少？
（2）电热丝的电阻是多大？（计算结果保留整数）
（3）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V 10（20 A）；3000r/（kW·h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
参考答案：
1．（1）121Ω；（2）3×105J；（3）
【详解】解：（1）仅闭合S2时，电路中只有R工作，豆浆机处于加热状态，且，由可得
故电阻R的大小为121Ω。
（2）豆浆机在此过程，加热时间5min，电动机搅拌时间15min，则
t热=5min=300s，P热=400W
t搅=15min=900s，P搅=200W
由可知，消耗的总电能
W=P热t热+P搅t搅=400W×300s+200W×900s=3×105J=0.083kW·h
（3）豆浆机在加热过程水和豆总质量
加热过程中消耗的电能
水和豆吸收的热量为
豆浆机的加热效率
答：（1）电阻R的大小为121Ω；
（2）消耗的总电能为3×105J；
（3）豆浆机的加热效率为87.5%。
2．（1）；（2）；（3）不能；见解析
【详解】解：（1）由电路图可知，、均闭合时为并联电路，电路总电阻较小，由可知，电功率较大，为加热挡；闭合、断开时，电路总电阻较大，由可知，电功率较小，为保温挡；由并联电路的特点可知，的功率
由可知，的阻值
（2）酸奶吸收的热量
由可知，酸奶机消耗的电能
由可知，加热时间
（3）不能；根据焦耳定律公式分析可知，由于超导体的电阻为零，所以电流通过超导体时不会发热，故超导体不能用来制作电热器。
答：（1）该酸奶机电热丝的阻值3025Ω；
（2）将240g的混合牛奶（鲜奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃需要的时间为800s；
（3）不能；根据焦耳定律公式分析可知，由于超导体的电阻为零，所以电流通过超导体时不会发热，故超导体不能用来制作电热器。
3．（1）30Ω；（2）360J；（3）27J
【详解】解：（1）当开关S1、S2闭合，滑片P置于a端时，L与R并联，L正常发光，电流表测干电路中的电流I=0.7A，电源电压
U=UL=UR=6V
由P=UI得通过灯泡的电流
通过R的电流
由得，滑动变阻器的最大阻值
（2）由得灯泡正常发光2min消耗的电能
（3）当开关S1闭合，S2断开，滑片P置于b端时，L与R串联，电路电功率最小，电流表的示数为0.3A，滑动变阻器产生的热量
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为；
（2）灯泡正常发光2min消耗的电能为360J；
（3）电路电功率最小时，滑动变阻器10s内产生的热量27J。
4．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1） S、S1都闭合时，此时只有一个电阻工作，煮茶器处于加热状态，由乙图可知加热功率为，则
（2） 在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能
（3） 在保温状态下，两电阻同时工作，总电阻为
所以的阻值为
答：（1） 电阻R1的阻值。
（2） 在加热状态下，煮茶器5min内消耗的电能。
（3） 在保温状态下，电阻R2接入电路的阻值。
5．（1）；（2）；（3）90%
【详解】解：（1）由可得，水的质量
水吸收的热量
Q吸= c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×(55℃-25℃)=3.78×104J
（2）电热水杯正常工作用时
电热水杯消耗的电能
（3）电热水杯的热效率
答：（1）水吸收的热量是3.78×104J；
（2）电热水杯消耗的电能是4.2×104J；
（3）电热水杯的热效率是90%。
6．（1）12V；（2）21.6W；（3）20Ω
【详解】解：（1）当R2的滑片在右端，且只闭合S1、S2时，R1与R2的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由，电源的电压
（2）当S1、S2、S3都闭合且滑片在最左端时，R1与灯泡L并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，则灯泡与R1两端的电压
UL＝U1=U＝12V
由图乙可知，当灯泡的电压为12V时，灯泡的电流
IL＝0.6A
通过R1的电流
电路总电流
此时电路总功率为
（3）只闭合S1、S2，且当电压表示数为8V时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，R1两端的电压
R2的电流
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
答：（1）电源电压为12V；
（2）此时电路总功率为多21.6W；
（3）当电压表示数为8V时，滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω。
7．（1）20Ω；（2）1.6W；（3）76J
【详解】解：（1）当开关S1、S2闭合，断开开关S3时，L与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端电压，电流表测电路中电流，变阻器接入电路的阻值
（2）开关S1、S2、S3闭合时，灯泡被短路，电路为滑动变阻器的简单电路，电流表测电路中的电流，则电源的电压
U=I′R滑=0.6A×20Ω=12V
开关S1、S2闭合，断开开关S3时，灯泡恰好正常发光，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压
UL=U-U滑=12V-8V=4V
灯泡的额定功率
P=ULI=4V×0.4A=1.6W
（3）仅闭合开关S1、S2时，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.4A，变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I=0.4A，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时其两端的电压
UAB=IR滑大=0.4A×50Ω=20V
此电压超过了电压表量程，所以滑动变阻器两端的最大电压U滑大=15V，则电源电压的最大值
U大=UL+U滑大=4.0V+15V=19V
电路在10s内消耗的最大电能
W=U大It=19V×0.4A×10s=76J
答：（1）变阻器接入电路的阻值为20Ω；
（2）灯泡的额定功率1.6W；
（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，电路在10s内消耗的最大电能为76J。
8．（1）0.5A；（2）150J；（3）55Ω
【详解】解：（1）电吹风吹冷风时，只有电动机工作，功率为110W，根据P=UI可知通过电动机的电流
（2）电吹风内电动机的电阻是2Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量
Q=I2rt=(0.5A)2×2Ω×5×60s=150J
（3）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，总功率P热=990W，电热丝的电功率
P电热丝=P热﹣P冷=990W﹣110W=880W
电热丝工作时的电阻
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电吹风内电动机的电阻是2Ω，电吹风吹冷风5min产生的热量是150J；
（3）电热丝工作时的电阻是55Ω。
9．（1）10Ω；（2） 2.5W；（3） 15V
【详解】解：（1）由电路图可知，R 和R 组成串联电路，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中电流，由串联电路的电流特点可得
I =I =0.5A
由得，电阻R1的阻值为
（2）电阻R 消耗的电功率为
P =U I =5V×0.5A=2.5W
（3）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，又电阻R 两端的电压
U =I R =0.5A×20Ω=10V
电源两端的电压为
U=U +U =5V+10V=15V
答：（1）电阻的阻值是10Ω；
（2）电阻消耗的电功率是2.5W；
（3）电源两端的电压U是15V。
10．（1）；（2）； ；（3）
【详解】解：（1）由
得灯泡的电阻
（2）当都闭合，滑片移动到最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，与灯泡并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光，由并联电路特点知，电源电压
由可得，通过灯泡的电流
根据并联电路电流的规律知，通过的电流
由可得，的阻值
（3）当闭合、断开，且滑片移动到最右端时，与串联，滑动变阻器接入电路的阻值为，电路中的电流
由串联电路的特点知，流过的电流为，根据焦耳定律可得，在内产生的热量
答：（1）灯泡的电阻为；
（2）电源电压为，的阻值为；
（3）在内产生的热量为。
11．（1）484Ω；（2）0.45A；（3）2.4度
【详解】解：（1）由图知，灯泡的额定电压220V，额定功率100W；由可得，灯泡的电阻为
（2）由P=UI可得，正常工作时，实际功率等于额定功率，通过灯泡的电流
（3）正常工作24h，灯泡耗电
W=Pt=100×10﹣3kW×24h=2.4kW·h=2.4度
答：（1）这个灯泡的电阻是484Ω；
（2）正常工作时，灯泡中的电流是0.45A；
（3）正常工作24h，灯泡耗电2.4度
12．（1）；（2）；（3）3.3×105J
【详解】解：（1）这壶水吸收的热量为
（2）电水壶正常工作时的电流为
（3）电水壶消耗的电能为
答：（1）这壶水吸收的热量为；
（2）电水壶正常工作时的电流为；
（3）电水壶消耗的电能为3.3×105J。
13．（1）484Ω；（2）25W；（3）0.5
【详解】解：（1）根据题意可知白炽灯的额定电压为220V，额定功率为100W，白炽灯的电阻为
（2）此时电压为110V，白炽灯的实际功率为
（3）小灯泡的额定功率为
白炽灯正常工作5h消耗的电能为
答：（1）这盏灯的灯丝电阻为484；
（2）灯的实际功率为25W；
（3）消耗的电能为0.5。
14．（1）4A；（2）4.8×104J；（3）55Ω、550Ω
【详解】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加=880W，由P=UI可知，电饭锅在处于加热挡时的电流
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量
Q=W=P保t=80W×10×60s=4.8×104J
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热挡；R1的阻值
R1、R2的串联总电阻
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值
R2=R﹣R1=605Ω﹣55Ω=550Ω
答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4.8×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。
15．（1）44Ω；（2）1100W；（3）
【详解】解：（1）电烘箱的电阻值是
（2）电烘箱消耗的电功率是
（3）每分钟可产生的热量是
答：（1）电烘箱的电阻值是44Ω；
（2）电烘箱消耗的电功率是1100W；
（3）每分钟可产生的热量是。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）根据可知，养生壶正常工作15min消耗的电能为
（2）水的质量为
水吸收的热量是
（3）养生壶加热效率为90%，则消耗的电能为
工作时间为
答：（1）养生壶正常工作15min消耗的电能为；
（2）水吸收的热量是；
（3）工作时间为。
17．（1）10Ω；（2）54J；（3）2Ω
【详解】解：（1）灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，灯泡L正常发光时的电阻
（2）滑片P在b端时，滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流最小，由图乙可知，此时灯泡的功率为0.9W，1min内灯泡L消耗的电能
（3）电源电压等于各用电器电压之和，当滑片在b端时，电流为0.3A，电源电压为
当滑片在中点时，电流为0.4A，此时滑动变阻器连入电路的阻值为最大阻值的一半，电源电压为
解得
灯泡的电阻不变，滑动变阻器连入电路的阻值最小时，电路中的电流最大。灯泡允许通过的最大电流为
则滑动变阻器连入电路的最小值为
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；
（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；
（3）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
18．（1）0.5A； 1.32×104J；（2）61Ω；（3）800W
【详解】解：（1）电吹风吹冷风时，由知道，通过电动机的电流
电吹风吹冷风，消耗的电能
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，电热丝的电功率
由知道，电热丝的电阻值
（3）“”表示电能表每转1r，电路中消耗的电能，则转盘转200圈，消耗的电能
电吹风此时的实际功率
答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；电吹风吹冷风2min，消耗的电能是1.32×104J；
（2）电热丝的电阻是61Ω；
（3）电吹风此时的实际功率是800W。
