2021年中考物理二轮专项复习 电功率 计算题专练（含答案）

2021年中考物理二轮专项复习

电功率 计算题专练

1.如图甲所示的某品牌豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置,电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,豆浆机的主要参数如下表所示。

(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0 kg,打浆完成后浆的初温为40 ℃,加热该浆使其温度升高到100 ℃,需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]

(2)求电阻R1和R2的阻值。

(3)该豆浆机同时处于打浆和加热状态时,正常工作1 min所消耗电能为多大?

2.图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220 V,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。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中,在电饭煲工作的30 min内,它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求:

(1)5~10 min,电饭煲的功率。

(2)20~30 min内电饭煲产生的总热量。

3.图甲是一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出)。图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒,S自动断开,切断电源,保证安全。闭合S1时为“低温”挡,请完成下列问题:

(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?

(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?

(3)若某房间内空气质量为60 kg,空气温度为10 ℃,空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少摄氏度?

4.某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图所示,已知灯L的规格为“6 V　3 W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12 Ω,电源电压恒为6 V。

(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端后,求灯丝中的电流。

(2)求灯L正常工作1 min所消耗的电能。

(3)闭合开关S,再将滑片从右向左移动,求灯L发光最暗时的实际功率。

5.用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点，在生产与生活中得到广泛应用．图甲中手电筒的发光元件就是LED灯．图乙是一个定值电阻R和手电筒中一个LED灯的电流与其两端电压关系的图像．

(1)观察图像可知，通过R的电流与R两端的电压成________，R的阻值为________Ω.

(2)当把LED灯与R串联按图丙接入电路时，R的电功率为0.08 W．求此时R中的电流和电路的总功率．

6.如图甲为小明家的电饼铛(chēnɡ)，主要用于食品的烤烙和烹制．它采用双控电路，额定电压为220 V，上、下盘同时加热时额定功率为1 000 W，工作的简化电路如图乙，S为总开关，S1和S2为两个温控开关，R1和R2为上、下两盘的加热电阻，R1=R2.

(1)R1正常工作时，R1消耗的电功率是________W.

(2)R1正常工作时，通过R1的电流是多少？(计算结果保留一位小数)

(3)小明妈妈总感觉做晚饭时，烙熟一个饼所用的时间比在其他时段要长．小明决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电饼铛的实际功率，于是，他关闭家中其他用电器，让电饼铛单独工作5 min，电能表转盘转过了225 r．(注：该电能表标有“3 000 r/(kW·h)”，表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3 000 r)

①电饼铛的实际功率是多大？

②烙熟一个饼所用时间变长的原因是：____________________________________.

7.图示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2=242 Ω.工作时，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服．

(1)电热丝是利用电流的________效应工作的．分析电路图，闭合S1，当S2________时，电熨斗处于高温挡．

(2)电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1 100 W．求：通过电路的电流是多大？R1的电阻是多大？通电3 min产生的热量是多少？

(3)若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温挡功率为1 000 W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？

8.图示为某种家用电热水器工作电路的简化图．表中为其三种加热模式的相关参数．

(1)该电热水器的插头应接入________孔插座．

(2)若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10 min，通过发热电阻的电流是多少？产生的热量是多少？(计算结果保留两位小数)

(3)若该电热水器连续正常工作15 min，消耗电能0.55 kW·h.通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式．

9.如图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V，水箱装水最多0.3 kg，加热功率有大、小两个挡位．设计师最初设计的内部电路有如图甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56 Ω，R2=44 Ω.

(1)高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________成小水珠，放出热量，将衣服熨平(填物态变化名称)．

(2)如果选择甲电路，电路中最大电流为________A；如果选择乙电路，电路中最大电流为________A，由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2 A，故设计师最终选择了甲电路．(计算结果保留一位小数)

(3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率．

(4)若将水箱中0.22 kg的水从25 ℃加热到100 ℃，挂烫机至少需要加热多长时间？[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]

10.如图1是一款电烧烤箱，其电路原理如图2所示．电热管R1在烤箱底部，R2、R3在烤箱顶部，且R2 =R3，S1、S2分别为控制时间和挡位的开关，该烧烤箱说明书如下．

请解答下列问题．

(1)烤箱正常工作时电路总电阻是多大？

(2)铁板烧正常工作时，30 min消耗的电能是多少？通过R3的电流是多大？

(3)烧烤箱电源插头的E插脚必须接烧烤箱的____________；

由说明书上的信息可得出保温挡的额定功率为____________W.

答案解析

1.解:(1)豆浆吸收的热量为

Q吸=cm(t-t0)=4×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.4×105 J。

(2)当S接a时,只有R1接入电路,电路处于加热状态,此时电路的功率为加热功率1000 W,

所以R1的电阻为R1===48.4 Ω。

当S接b时,R1和R2串联,电路处于保温状态,此时电路的电功率为保温功率242 W,

此时电路总电阻R=R1+R2===200 Ω,

所以R2的电阻为R2=R-R1=200 Ω-48.4 Ω=151.6 Ω。　

(3)消耗的电能为W=P加t'+P电机t'=(1000 W+180 W)×60 s=70800 J。

2.解:(1)由图丙可知5~10 min的功率为P1=660 W。

(2)由图丙可知20~30 min的功率为P2=440 W,

时间为t2=30 min-20 min=10 min=600 s,

由Q=W=Pt可得,20~30 min内电饭煲产生的总热量

Q2=P2t2=440 W×600 s=2.64×105 J。

3.解:(1)由题图可知,闭合S、S1时,电路为R1的简单电路,处于低温挡,电暖器功率为550 W,

家庭电路电压为220 V,则R1===88 Ω。

(2)分析电路图可知,开关S、S2闭合时为中温挡,开关S、S1、S2同时闭合时,电路中电阻最小,

功率最大,电暖器处于高温挡,此时R1和R2同时连入电路,

总功率为P=P1+P2=550 W+1100 W=1650 W,

则电路中的电流为I===7.5 A。

(3)t=20 min=1200 s,电暖器高温挡工作20 min放出的热量是

Q放=W=Pt=1650 W×1200 s=1.98×106 J,

则空气吸收的热量为Q吸=Q放η=1.98×106 J×50%=9.9×105 J,

升高的温度Δt温===15 ℃。

4.解:

(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端时,此时电路为灯L的简单电路。

因为电源电压为6 V,所以此时小灯泡正常发光,即I===0.5 A。

(2)灯L正常工作 1 min 消耗的电能W=P额t=3 W×60 s=180 J。

(3)灯L的电阻RL===12 Ω,

当滑片在最右端时灯L发光最暗,此时电路中的电流I小===0.25 A,

P实=RL=(0.25 A)2×12 Ω=0.75 W。

5. (1)正比，50；

【解析】由欧姆定律可知，电阻大小不变的导体，其电流与电压成正比；

根据R=和R的图像可知电阻为R===50 Ω.

解：(2)由P=I2R得，IR===0.04 A

LED灯与R串联，I=ILED=IR=0.04 A

由图像知　UR=2 V，ULED=4 V

U=UR＋ULED=2 V＋4 V=6 V

P=UI=6 V×0.04 A=0.24 W

6.

(1)500；

【解析】因为R1和R2的电阻相同，它们同时工作时又并联在电路中，

故它们两端的电压也相同，由P=可得它们消耗的功率相同，

所以单独工作时消耗的功率为：P1===500 W.

解：(2)由P=UI得，通过R1的电流为I1==≈2.3 A

 (3)①电饼铛消耗的电能为W==0.075 kW·h

电饼铛的实际功率为P实===0.9 kW=900 W

②电饼铛的实际功率小于其额定功率(或电饼铛两端的实际电压小于其额定电压)；

7. (1)热，闭合；

【解析】电热丝利用的是电能转化为内能，当S2闭合后，R1和R2并联，接入电路中的总电阻变小，电路中的总电流最大，根据Q=I2Rt可以知道，电熨斗此时产生的热量最多．

解：(2)低温挡工作时，电路中的电流I===5 A

接入电路的电阻只有R1，R1===44 Ω

通电3 min产生的热量Q=I2R1t=(5 A)2×44 Ω×3×60 s=1.98×105 J

或Q=W=Pt=1 100 W×3×60 s=1.98×105 J

(3)电熨斗正常工作时，R2的功率P2===200 W

要使高温挡功率为1 000 W，改R1为R1′，R1′的功率

P1′=P高温－P2=1 000 W－200 W=800 W

R1′的电阻R1′===60.5 Ω

8.

(1)三；

【解析】此题可以从两个角度进行分析，

①为了安全用电，②大功率用电器的金属外壳要接地，且题目中有“接热水器外壳”字样，

所以电热水器的插头要接三孔插座．

解：(2)按“加热模式1”正常工作时，由P=UI得，

通过R1的电流I1==≈9.09 A

因为电流通过电热丝所做的功全部转化为内能，

所以电阻R1产生的热量Q1=W1=P1t1=2×103 W×10×60 s=1.2×106 J

(3)P2===2.2 kW

因为2 kW<P2<3 kW，所以选择的是“加热模式3”．

9.

(1)液化；

(2)5，8.9；

【解析】

(1)气态的水蒸气遇冷变成液态的小水珠是液化现象；

(2)甲电路开关同时接0、1时两个电阻串联，开关同时接1、2时只有R2接入电路中；乙电路开关同时接0、1时R1接入电路中，开关同时接1、2时两个电阻并联．根据I=，电压不变时，接入电路中的总电阻越小，电路中的电流越大．第一空：如果选甲电路，当只有R2接入电路中时电阻较小，电路中电流最大，为I===5 A；第二空：如果选乙电路，两个电阻并联时电路中电阻较小，电路中电流最大，为I′=＋=＋≈8.9 A，由于两个电路所选熔断器的熔丝允许通过的最大电流为8.2 A，所以应该选择甲电路．

解：(3)挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5 A，

此时功率P大=UI=220 V×5 A=1 100 W

挂烫机小功率挡工作时，R1、R2串联，电路中电流

I总=====2.2 A

小功率挡工作时的功率P小=UI总=220 V×2.2 A=484 W

(4)水吸收的热量

Q吸=cm(t－t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.22 kg×(100 ℃－25 ℃)=6.93×104 J

要使加热时间最短，应选用大功率挡，且电流产生的热量全部被水吸收，

由P=得，加热时间t====63 s

10.解：

(1)由P=UI，I=得，电路的总电阻R总===60.5 Ω

(2)铁板烧正常工作30 min消耗的电能W=P烧t=0.88 kW×0.5 h=0.44 kW·h

解法一：

由P=UI得，铁板烧电路的总电流I总===4 A

铁板烧工作时R2、R3并联，且R2=R3，通过R3的电流I3===2 A

解法二：

铁板烧工作时R2、R3并联，且R2=R3，R3消耗的功率P3==×880 W=440 W

由P=得，R3的阻值R3===110 Ω

通过R3的电流I3===2 A

(3)金属外壳(或外壳)　360