2022中考物理复习-电能计算专题（含答案）

这是一份2022中考物理复习-电能计算专题（含答案），共12页。试卷主要包含了为保护展品等内容，欢迎下载使用。

2022中考物理复习 电能计算专题

一．计算题（共10小题）
1．（2017•湘潭）硫化镉（CdS）是一种光敏材料，其电阻值R随光照强度E（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）的变化如图2所示。某展览厅（如图1所示）为保护展品。采用这种材料设置了调光天窗。当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图3所示，R0为定值电阻，R为CdS电阻，P为电磁铁，其线圈电阻RP为10Ω，当电流达到0.06A时能吸合衔铁。已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则：

（1）图2中R随光照强度E变大而　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能　 　kW•h。
（3）若要缩短节能灯点亮的时间，可换用阻值较　 　（选填“大”或“小”）的R0。
（4）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。
2．（2017•杭州一模）黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路。当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）。他在如图所示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”。
（1）若照明灯正常工作20h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？
（2）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？

3．（2019•河南）我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h。g取10N/kg。试问：
（1）对蓄电池充电时，电能转化为　 　能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是　 　。
（2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？
（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的，则车最多能行驶多少小时？
（4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的　 　较大，以减小行车危险。
4．（2021•日照二模）日照市某实验学校科技小组的同学小柯对家中的一台变频空调进行研究，空调部分参数如下表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
（1）电热丝的电阻是多少？
（2）假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW•h。求
①前0.5h空调消耗的电能，
②后2.5h通过空调的电流。
（3）夏天在使用空调制冷时，工作电压正常，小柯同学把家中其它用电器都关闭，发现表盘在20min内转动了440revs，制冷功率是多少；压缩机（相当于电动机）线圈的内阻是1Ω，线圈的发热功率是多少。
型号
XXX
功能
冷暖（辅助电加热）
制冷功率P冷/W
变化范围180﹣﹣1600
制热功率P热/W
变化范围200﹣﹣1900
电辅热功率P辅热/W
1000
电源电压/V
220

5．（2020•绍兴）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V 12W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S按通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。
（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？
（2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？

6．（2019•宁夏）小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：
品牌1

品牌2
产品型号：
EL﹣852产品型号
产品型号：
MK﹣12SO
额定电压：
220V
额定电压：
220V
频率：
50HZ
频率：
50HZ
额定功率：
1200W
额定功率：
2000W
容量：
1.5L
容量：
1.5L
（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？
（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？

7．（2021秋•鸡西期末）甲、乙两个导体并联在电路中，如图所示，若甲导体的电阻为12Ω，电源的电压是6V，且电路中的总电流为0.9A，求：
（1）通过导体甲的电流；
（2）导体乙的电阻；
（3）导体甲的电功率；
（4）通电5分钟电路消耗的总电能是多少？

8．（2021秋•舟山期末）为实现“碳达峰”“碳中和”目标，风能、太阳能和生物质能将成为未来的主要能源。某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，已知蓄电池电压为12V、容量为24A•h（安•小时）。若路灯的规格为“12V、24W”，充满电的蓄电池可供路灯连续工作多少小时？
9．图甲是带烘干功能的滚桶洗衣机，额定电压为220V．洗衣机中的电动机在不同工作环节的电功率由电脑芯片控制。图乙为某次正常洗衣过程中电动机和电热丝的电功率随时间的变化情况。若该次洗衣过程共消耗电能0.745kW•h，求：
（1）此次洗衣过程中电动机共消耗的电能；
（2）烘干用电热丝的电阻。

10．（2019秋•顺义区期末）新型电饭锅煮饭时采用高温和低温量两种方式交替加热，其内部的电路可简化成如图所示的电路，R1和R2均为电热丝，S是温度自动控制开关，高、低温挡的额定电功率如下表所示。求：
额定电压
220V
额定电功率
低温挡
110W
高温挡
660W
（1）低温煮饭时通过R1的电流；
（2）高温焖煮10min消耗的电能；
（3）电热丝R2的阻值。


参考答案与试题解析
一．计算题（共10小题）
1．（2017•湘潭）硫化镉（CdS）是一种光敏材料，其电阻值R随光照强度E（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）的变化如图2所示。某展览厅（如图1所示）为保护展品。采用这种材料设置了调光天窗。当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图3所示，R0为定值电阻，R为CdS电阻，P为电磁铁，其线圈电阻RP为10Ω，当电流达到0.06A时能吸合衔铁。已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则：

（1）图2中R随光照强度E变大而　减小　（选填“增大”或“减小”）。
（2）图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能　0.4　kW•h。
（3）若要缩短节能灯点亮的时间，可换用阻值较　小　（选填“大”或“小”）的R0。
（4）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。
【解答】解：
（1）由图2可知，R随光照强度E变大而减小。
（2）10盏节能灯的总功率：
P＝10P1＝10×10W＝100W＝0.1kW，
则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能：
W＝Pt＝0.1kW×4h＝0.4kW•h。
（3）若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；
由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R0。
（4）当外界光照强度达到1cd时，由图2可知，R＝120Ω，
当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.06A，
由I＝得，电路总电阻：
R总＝＝＝200Ω，
根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值：
R0＝R总﹣R﹣RP＝200Ω﹣120Ω﹣10Ω＝70Ω。
故答案为：（1）减小；（2）0.4；（3）小；（4）R0的阻值为70Ω。
2．（2017•杭州一模）黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路。当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）。他在如图所示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”。
（1）若照明灯正常工作20h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？
（2）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？

【解答】解：（1）由P＝可得，照明灯正常工作20h消耗的电能：
W＝PLt＝0.1kW×20h＝2kW•h；
（2）指示灯正常发光时，指示灯与电阻丝串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝0.1A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电阻丝R两端的电压：
UR＝U﹣UL′＝220V﹣10V＝210V，
由I＝可得，电阻丝的电阻：
R＝＝＝2100Ω。
答：（1）若照明灯正常工作20h，这段时间内照明灯需消耗2kW•h的电能；
（2）为使指示灯正常发光，需接上电阻为2100Ω的电阻丝。
3．（2019•河南）我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h。g取10N/kg。试问：
（1）对蓄电池充电时，电能转化为　化学　能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是　通电线圈在磁场中受力转动　。
（2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？
（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的，则车最多能行驶多少小时？
（4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的　动能　较大，以减小行车危险。
【解答】解：（1）对电池充电时，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能。
电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）充满电需要的时间t＝5h＝1.8×104s，
充满电后蓄电池储存的电能：
W电＝Pt＝100W×1.8×104s＝1.8×106J。
（3）由题意知，克服阻力做的功：
W＝ηW电＝75%×1.8×106J＝1.35×106J。
人和车的总重力：
G总＝（m车+m人）g＝（50kg+70kg）×10N/kg＝1200N，
电动车在水平路面行驶受的阻力：f＝G总＝×1200N＝30N，
由W＝fs得，电动车行驶的路程：
s＝＝＝4.5×104m＝45km，
由v＝得，电动车最多能行驶的时间：
t′＝＝＝1.8h。
（4）由于物体的质量越大，速度越大，具有的动能越大，因此，新国标对电动车的整车质量、最高速度进行限制，主要是为了防止车的动能较大，以减小行车危险。
故答案为：（1）化学；通电线圈在磁场中受力转动；
（2）充满电后蓄电池储存的电能为1.8×106J；
（3）车最多能行驶1.8小时；
（4）动能。
4．（2021•日照二模）日照市某实验学校科技小组的同学小柯对家中的一台变频空调进行研究，空调部分参数如下表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
（1）电热丝的电阻是多少？
（2）假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h，使室温降至设定温度。然后，空调又以某一恒定的功率工作了2.5h，全过程空调消耗的电能为1.9kW•h。求
①前0.5h空调消耗的电能，
②后2.5h通过空调的电流。
（3）夏天在使用空调制冷时，工作电压正常，小柯同学把家中其它用电器都关闭，发现表盘在20min内转动了440revs，制冷功率是多少；压缩机（相当于电动机）线圈的内阻是1Ω，线圈的发热功率是多少。
型号
XXX
功能
冷暖（辅助电加热）
制冷功率P冷/W
变化范围180﹣﹣1600
制热功率P热/W
变化范围200﹣﹣1900
电辅热功率P辅热/W
1000
电源电压/V
220

【解答】解：（1）电热丝的电阻为：R＝＝＝48.4Ω；
（2）①前0.5h空调消耗的电能为：W＝P冷t＝1600W×0.5×3600s＝2.88×106J；
②后2.5h消耗的电能为：W′＝W0﹣W＝1.9×3.6×106J﹣2.88×106J＝3.96×106J，
后2.5h通过空调的电流为：I＝＝＝2A；
（3）电能表20min内转过了440转，所以空调消耗的电能：W＝kW•h×440＝kW•h＝3.6×106J＝5.28×105J，
则空调的制冷功率为：P＝＝＝440W，
此时通过电路的电流为：I1＝＝＝2A，
压缩机（相当于电动机）线圈的内阻是1Ω，线圈的发热功率是：P＝ R1＝（2A）2×1Ω＝4W。
答：（1）电热丝的电阻是48.4Ω；
（2）①前0.5h空调消耗的电能为2.88×106J；
②后2.5h通过空调的电流为2A；
（3）空调制冷时的制冷功率是440W；线圈的发热功率是4W。
5．（2020•绍兴）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V 12W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S按通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。
（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？
（2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小　不变　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？

【解答】解：
（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗的电能为：W＝Pt＝5×12W×60s＝3600J；
（2）由题意可知，每盏灯的规格相同，它们都能各自独立工作，工作时的电流是相同的；
一楼灯消耗的电能为：W1＝Pt1＝12W×12s＝144J；
二楼灯消耗的电能为：W2＝Pt2＝12W×24s＝288J；
三楼灯消耗的电能为：W3＝Pt3＝12W×24s＝288J；
四楼灯消耗的电能为：W4＝Pt4＝12W×（12s+20s）＝384J；
五楼灯消耗的电能为：W5＝Pt5＝12W×20s＝240J；
消耗的总电能为：W'＝W1+W2+W3+W4+W5＝144J+288J+288J+384J+240J＝1344J；
节约的电能为：△W＝W'﹣W＝3600J﹣1344J＝2256J。
故答案为：（1）消耗的电能为3600J；（2）不变；节约的电能为2256J。
6．（2019•宁夏）小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：
品牌1

品牌2
产品型号：
EL﹣852产品型号
产品型号：
MK﹣12SO
额定电压：
220V
额定电压：
220V
频率：
50HZ
频率：
50HZ
额定功率：
1200W
额定功率：
2000W
容量：
1.5L
容量：
1.5L
（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？
（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？

【解答】解：
（1）根据P＝得，用品牌2的电热水壶烧开一壶水消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×6×60s＝7.2×105J；
（2）小明的想法不合理。
因为用电热水壶烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，根据公式Q＝W＝UIt＝Pt可知，电热水壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电。
答：（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了7.2×105J的电能；
（2）小明的想法不合理，因为用电热水壶烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，根据公式Q＝W＝UIt＝Pt可知，电热水壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电。
7．（2021秋•鸡西期末）甲、乙两个导体并联在电路中，如图所示，若甲导体的电阻为12Ω，电源的电压是6V，且电路中的总电流为0.9A，求：
（1）通过导体甲的电流；
（2）导体乙的电阻；
（3）导体甲的电功率；
（4）通电5分钟电路消耗的总电能是多少？

【解答】解：由电路图可知，甲、乙两个导体并联，电流表测干路电流；
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过导体甲的电流：I甲＝＝＝0.5A；
（2）因并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过导体乙的电流：I乙＝I﹣I甲＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
则导体乙的电阻：R乙＝＝＝15Ω；
（3）导体甲的电功率：P甲＝UI甲＝6V×0.5A＝3W；
（4）通电5分钟电路消耗的总电能：W＝UIt＝6V×0.9A×5×60s＝1620J。
答：（1）通过导体甲的电流为0.5A；
（2）导体乙的电阻为15Ω；
（3）导体甲的电功率为3W；
（4）通电5分钟电路消耗的总电能是1620J。
8．（2021秋•舟山期末）为实现“碳达峰”“碳中和”目标，风能、太阳能和生物质能将成为未来的主要能源。某小区路灯利用与太阳能电池板相连的蓄电池作电源，已知蓄电池电压为12V、容量为24A•h（安•小时）。若路灯的规格为“12V、24W”，充满电的蓄电池可供路灯连续工作多少小时？
【解答】解：正常工作时通过路灯的电流：I＝＝＝2A，
电池容量为Q＝24A•h，充满电的蓄电池可供路灯连续工作的时间：t＝＝＝12h。
答：充满电的蓄电池可供路灯连续12h。
9．图甲是带烘干功能的滚桶洗衣机，额定电压为220V．洗衣机中的电动机在不同工作环节的电功率由电脑芯片控制。图乙为某次正常洗衣过程中电动机和电热丝的电功率随时间的变化情况。若该次洗衣过程共消耗电能0.745kW•h，求：
（1）此次洗衣过程中电动机共消耗的电能；
（2）烘干用电热丝的电阻。

【解答】解：（1）根据图乙可知，烘干功率为1000W，工作时间为30min＝1800s，
由P＝可得，烘干产生的热量：
Q＝W＝Pt＝1000W×1800s＝1.8×106J，
电动机共消耗的电能：
W′＝W总﹣W＝0.745kW•h﹣kW•h＝0.245kW•h。
（2）由图乙可知，电热丝和电动机独立工作，因此电动机和电热丝为并联，电热丝工作时两端电压U＝220V，
由P＝可得，烘干电热丝的电阻：
R＝＝＝48.4Ω。
答：（1）此次洗衣过程中电动机共消耗的电能为0.245kW•h；
（2）烘干用电热丝的电阻为48.4Ω。
10．（2019秋•顺义区期末）新型电饭锅煮饭时采用高温和低温量两种方式交替加热，其内部的电路可简化成如图所示的电路，R1和R2均为电热丝，S是温度自动控制开关，高、低温挡的额定电功率如下表所示。求：
额定电压
220V
额定电功率
低温挡
110W
高温挡
660W
（1）低温煮饭时通过R1的电流；
（2）高温焖煮10min消耗的电能；
（3）电热丝R2的阻值。

【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中电阻较大（大于R1和R2并联时的总电阻），
根据P＝可知此时电饭锅的功率较小，处于低温挡；
根据表中数据可知，P低温＝110W，
由P＝UI可知，通过R1的电流：
I1＝＝＝0.5A；
（2）由P＝可得，10min＝h高温挡消耗的电能：
W＝P高温t＝660×10﹣3kW×h＝0.11kW•h；
（3）由电路图可知，闭合开关S、S1时，R1与R2并联，电饭锅处于高温挡，
因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，R2的电功率：
P2＝P高温﹣P低温＝660W﹣110W＝550W，
由P＝可得，电热丝R2的电阻：
R2＝＝＝88Ω。
答：（1）低温煮饭时通过R1的电流为0.5A；
（2）高温焖煮10min消耗的电能为0.11kW•h；
（3）电热丝R2的阻值为88Ω。