2023年中考物理高频考点突破——电功的计算

这是一份2023年中考物理高频考点突破——电功的计算，共22页。试卷主要包含了如图是一电动机提升物体的示意图等内容，欢迎下载使用。
2023年中考物理高频考点突破——电功的计算
1．某学校共有电灯200盏，都用40W的日光灯，平均每天用电5h。为提升照明效果，节约用电，都改用12W的节能灯。学校照明电路电压是220V。
(1)照明时每盏日光灯的电流是多大？
(2)这所学校100天可节约多少度电？




2．某种荧光台灯铭牌上标有“额定功率11W，额定电流0.05A”的字样．当台灯正常发光时，求：
（1）台灯两端的电压；（2）10s内台灯消耗的电能．




3．图甲为某款新型电饭煲，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220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求

（1）5~10min，电饭煲的功率；
（2）20~30min，电饭煲产生的总热量。





4．测得某白炽灯在不同电压下的电功率如下表：

（1）灯两端电压为220V时，灯的电阻为多少？
（2）灯两端电压为110V时，通过灯的电流为多少？通电100s灯消耗的电能时多少？





5．有一台电热水器，铭牌上标有“220V 3000W”字样，其中装有50kg的水，将这些水从25℃加热到35℃。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）水吸收的热量；
（2）为了加热这些水，电热水器正常工作15min所产生的热量。





6．如图所示，小灯泡L的额定电压为3.8V，定值电阻R阻值为20Ω，闭合开关，流过R的电流为0.1A，流过L的电流为0.2A。求
(1)此时L的电阻；
(2)L的实际功率；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能。





7．一根粗细均匀的镍铬合金丝，将其接入电压为6V的电源上，通过的电流为0.3A。求：
(1)这根镍铬合金丝的电阻；
(2)通电1min消耗的电能；
(3)若将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为多大?





8．如图是一电动机提升物体的示意图．电源电压为120V，电动机将一个质量为50kg的物体1s内匀速上提0.9m，电路中的电流为5A．（g取10N/kg）

（1）求该电动机工作1s所产生的电热．
（2）求电动机线圈阻值．
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然破卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?








9．下图是普通家用两挡电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝，且电阻阻值相同，高温挡位功率为1100W，低温挡位功率为440W，家庭电路电压U=220V，求：

（1）电取暖器处于高温挡位时电路中的电流强度；
（2）电路中R1的阻值；
（3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温挡位取暖4小时需要缴纳的电费．







10．小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为浴足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,浴足盆的挡位不同．求：

(1)额定加热电流
(2)R1和R2的阻值各为多少欧?
(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?








11．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,下表丙为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3,4为触点,，通过旋转开关S可实现“关”“低档”高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）

（1）求加湿器处于低档位置时的发热功率;
（2）某次使用加温器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量．如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能．如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×10３J/（kg·℃]
（3）一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低加热,发现家中如图丁所的电能表的转盘在5min内转了27圈,求此时电阻R１的实际加热功率是多少?





12．图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，其加热效率为80%。图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图像。[最适合宝宝饮用的牛奶温度是40°C，c牛奶=4.0×103J/(kg·°C)]求：
（1）电阻R2的阻值是多少；
（2）加热过程电路消耗的电能是多少；这些电能可将多少千克牛奶从20°C加热到40°C。







13．如图甲所示为某高、低温两挡位电烤箱的内部简化电路，S为手动开关，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求:
（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）15min内R1消耗的电能。





14．如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，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kW·h。





15．2021年4月底中国承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，此项目标远远短于发达国家。益众公司积极行动起来开展照明灯具升级换代实验（如图），L是“220V 100W”的白炽灯泡，P是“220V 10W”的节能灯。实验表明当“开关S1断开、S2闭合”时的照明效果与“S1闭合、S2断开”时相同。公司决定厂房内“1个P灯替代2个L灯”。求：
（1）S1闭合、S2断开时电路A处的电流（结果保留小数点后两位）；
（2）“S1断开、S2闭合”工作1h比“S1闭合、S2断开”工作1h节省多少J的电能；
（3）公司厂房内原有1000个L灯按“决定”替换成500个P灯，若公司每年生产300天，每天工作10h，这些电力均为燃煤发电，所用燃料煤热值为3×107J/kg，发电效率为40%，求益众公司每年因此项改进减少燃煤消耗的质量。


16．交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图甲所示。电源电压为12V，是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示，为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下：

（1）求“调零”后变阻器接入电路的阻值；
（2）检测前工作10s消耗的电能；
（3）对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。








17．如图是某电热水壶的铭牌。电热水壶在标准大气压下，正常工作7min刚好能将一壶水从20℃加热至沸腾。已知c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）标准大气压下一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量；
（2）标准大气压下烧开一壶水消耗的电能；
（3）电热水壶工作的效率。
产品型号：ZX-200B6
额定电压：220V
额定频率：50Hz
额定功率：1500W
容量：1.5kg



18．如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L的额定功率是6W，滑动变阻器R的最大阻值是20Ω，灯丝的电阻随温度的变化而变化。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于a端时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）当滑动变阻器连入电路的电阻是5Ω时，电路中的电流是0.6A，此时小灯泡的电阻；
（3）当滑动变阻器的滑片P位于b端时，电流表的示数为0.25A，通电1min，电流通过小灯泡做的功。





19．某中学宿舍采用数字化热水供水方式，供水系统主要由储水式电加热器和预付费式IC卡热水表两部分构成。储水式电热水器的主要技术参数及加热电路工作原理如图表所示。若电热水器的电阻R恒定，求：
（1）电热水器正常工作时的电流I0；
（2）电热水器正常工作t＝10min消耗的电能W；
（3）用电高峰时段，电热水器两端实际电压U1＝198V时的实际功率P1。
产品名称
快热式电热水器
产品型号
WE﹣A
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
6.6kW
适用水压
0﹣0.6MPa
防水等级
IPX4

　


20．在比较不同物质吸热情况的实验中，用额定功率为250W的电加热器分别对质量相等的水和食用油加热2min，电加热器均正常工作，记录的数据如下表所示，[忽略汽化对质量的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：
(1)给水加热时，电加热器消耗的电能。
(2)若电加热器对水加热的效率为84%，水吸收的热量。
(3)食用油的质量。
物质
初温/℃
末温/℃
水
18
38
食用油
18
68



参考答案：
1．(1)0.18A；(2)2.8×103
【详解】解：(1)设照明电路电压为U，日光灯的电功率为P1，照明时每盏日光灯的电流为I1，则

(2)设每盏日光灯每天消耗的电能是W1，200盏100天共消耗的电能是W1′，则
W1=P1t＝0.04kW×5h=0.2kW·h
W1′=200×100×W1＝200×100×0.2kW·h=4000kW·h
设每盏节能灯每天消耗的电能是W2，200盏100天共消耗的电能是W2′，则
W2=P2t=0.012kW×5h=0.06kW·h
W2′＝200×100×W2=200×100×0.06kW·h=1200kW·h
这所学校100天可节约的电能为W，则
W＝W1′-W2′=4000kW·h-1200kW·h=2.8×103kW·h
答：(1)照明时每盏日光灯的电流是0.18A；
(2)这所学校100天可节约2.8×103度电。
2．（1）220V（2）110J
【详解】（1）荧光台灯正常发光时的功率P=11W，通过的电流I=0.05A，
由P=UI可得，台灯两端的电压：
（2）10s内台灯消耗的电能：W=UIt=Pt=11W×10s=110J．
3．（1）660W（2）2.64×105J
【详解】解：（1）由图丙知道，5~10min，电饭煲的功率是660W；
（2）由图丙知道，20~30min时，电饭煲的功率是440W，由
Q=W=Pt
知道，20~30min内电饭煲产生的总热量是
Q=W=Pt=440W×600s=2.64×105J
答：（1）5~10min，电饭煲的功率为660W；
（2）20~30min，电饭煲产生的总热量为2.64×105J。
4．     1210Ω     0.11A     1.21×103J
【详解】.解有表格中的数据可知：灯两端电压为220V时，灯的电功率是40W,则灯的电阻为R＝＝1210Ω ;（2）灯两端电压为110V时，其功率是12.1W,通过灯的电流I＝＝0.11A; 100s灯消耗的电能W＝Pt＝12.1W×100s＝1210J
点睛：.解有灯两端电压和灯的电功率根据公式R＝即可求出电阻 ;灯两端电压为，有功率是通过I＝就可以求出灯泡工作时的电流;根据 W＝Pt 求出100s灯消耗的电能．
5．（1）2.1×106J；（2）2.7×106J
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（35℃﹣25℃）=2.1×106J
（2）电热水器工作的时间
t=15min=900s
电热水器正常工作是的电功率为P =3000W，电热水器正常工作15min所产生的热量
Q=W=Pt=3000W×900s=2.7×106J
答：（1）水吸收的热量为2.1×106J；
（2）电热水器正常工作15min所产生的热量为2.7×106J。
6．(1) 10Ω；(2) 0.4W；(3) 12J
【详解】(1) 由图可知，闭合开关，小灯泡L与定值电阻R并联，由欧姆定律可得定值电阻R两端的电压
UR=IRR=0.1A20Ω=2V
并联电路电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得此时L的电阻
RL===10Ω
此时L的电阻10Ω。
(2)由P=UI得L的实际功率
PL=UIL=2V0.2A=0.4W
L的实际功率为0.4W。
(3) 小灯泡L与定值电阻R并联，干路电流
I=IR+IL=0.1A+0.2A=0.3A
通电20s，L、R共消耗的电能
W=UIt=2V0.3A20s=12J
答：(1)此时L的电阻为10Ω；
(2)L的实际功率为0.4W；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能为12J。
7．(1)；(2)；(3)1.2A
【详解】(1)由欧姆定律可知，这根镍铬合金丝的电阻为

(2)通电1min消耗的电能为

(3)将这根镍铬合金丝对折后，合金丝的横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的一半，所以电阻变为原来的，此时电阻变为

此时电路中的总电流为

答：(1)这根镍铬合金丝的电阻为20Ω；
(2)通电1min消耗的电能为108J；
(3)将这根镍铬合金丝对折后一起接入原电源上，电路中的总电流为1.2A。
8．（1）150J  （2）6Ω  （3）卡住时通过电动机的电流过大（或回答电能全部转化为内能），使电动机温度过高，所以容易烧坏
【详解】（1）．
克服重力做功为：

则产生的电热：

（2）．电动机发热为线圈电阻发热则

（3）．卡住后，导致电流过大，发热更严重，温度急剧升高，更容易损坏．（或卡住后，电能全部转化为能内，温度急剧升高，更易损坏）
9．（1）5A  （2）44Ω  （3）0.968元
【分析】串联电路高低档问题，当仅闭合S2两个电阻均接入时，电阻大功率小，为低档，当S1、S2均闭合接入一个电阻时，电阻小功率大，为高档．
【详解】（1）当S1、S2均闭合时为高温档

（2）当S1、S2均闭合时为高温档，仅R1工作

（3）
     
     则需要电费为元
【点睛】注意分析串并联高低温档时开关的闭合情况，根据，可得电压一定时，电阻越小功率越大，为高温档．
10．见解析所示
【详解】(1)解额定加热电流I加＝＝4A;由图可知当s接b时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R2＝＝55，R串＝＝484,所以R1＝R串-R2＝484-55＝429(3)圆盘转了30转消耗的电能W＝＝0.01kw  t＝1min＝h所以P＝0.6kw＝600W.
11．（1）100W  （2）14  （3）120W
【分析】（1）由电路图可知，开关接2、3时电路为两电阻串联电路，开关置于3、4时只有R1连入电路，比较两种情况下电路中的总电阻，根据P=可知其功率关系，功率大的加热状态，否则为保温状态；
（2）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，根据m=ρV求出水的质量，根据W=Pt求出加热30min水吸收的热量，不考虑热损失W=Q吸，根据Q吸=cm△t求出水升高的温度．
（3）根据题意求出转27圈消耗的电能，根据P=求出点加热器实际加热功率．
【详解】（1）由图甲知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R1接入电路，电源电压一定，由P＝可知，接“2、3”时电阻最大，为低档，接“3、4”时电阻最小，为高档；由图乙知，高档功率可得R1的阻值：R1＝＝121Ω；由题知，R2＝3R1，低档发热功率：P低＝＝100W；（2）由图乙知，工作30min时，其中高档10min，低档20min，所以加湿器在高档正常工作时消耗的电能：W＝W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J．高档加热时产生的热量全部被水吸收即W高耗＝Q水＝2.4J,解得14.（3）电能表表盘上的参数2700r/kw.由题意得电能表的转盘在5min内转了27圈消耗的电能Wkwh kw∙h, 此时电阻R１的实际加热功率P0.12kw120W.
12．（1）275Ω；（2）3.96×104J，0.496kg
【详解】解：（1）由甲图可知，闭合开关S1、S2时，此时电阻R1、R2并联，总电阻最小，则总电流最大，由可知，暖奶器处于加热档，由图乙可知此时电路电流为1A；当只闭合开关S1时，电路为电阻R1的简单电路，由可知，暖奶器处于保温档，由图乙可知，此时电路电流为0.2A，根据并联电路之间的电流关系可得并联时电阻R2通过的电流

根据并联电路电压的关系以及可得电阻R2的阻值

（2）由可得加热过程电路消耗的电能

因为暖奶器的加热效率为80%，则由可得牛奶吸收的热量

根据可知这些电能能够加热的牛奶质量

答：（1）电阻R2的阻值是275Ω；
（2）加热过程电路消耗的电能是3.96×104J；这些电能可将0.496kg牛奶从20°C加热到40°C。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】解（1）高温挡工作时的功率

（2）当 S、S1闭合，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时电功率最大，为高温档，那么当S闭合时，为低温档，低温档的功率为

那么电热丝R2的功率为

则电热丝R2的阻值为

（3）15min内R1消耗的电能

答：（1）高温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值为；
（3）15min内R1消耗的电能。
14．（1）2A；（2）1100W；（3）0.99kW·h
【详解】解：（1）两开关都闭合，为简单电路，只闭合S，为串联电路，电阻较大，根据，两开关都闭合为高温，只闭合S为保温，保温挡时电路中的电流

（2）R2阻值为

高温挡时的电功率

（3）此过程中消耗的电能是

答：（1）保温挡时电路中的电流2A；
（2）高温挡时的电功率1100W；
（3）此过程中消耗的电能是0.99kW·h。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）S1闭合、S2断开时，白炽灯被短路，只有节能灯P接在电路中，此时电路A处的电流

（2）S1闭合、S2断开时，白炽灯被短路，电路中只有节能灯P接在电路中，此时电路工作1h消耗的电能为

S2闭合、S1断开时，节能灯被短路，两个白炽灯并接在电路中，此时电路工作1h消耗的电能为

所以“S1断开、S2闭合”工作1h比“S1闭合、S2断开”工作1h节省的电能为

（3）1000个L灯按“决定”替换成500个P灯，益众公司每年节约的电能为

由可得，燃煤完全燃烧释放的热量为

燃煤消耗的质量为

答：（1）S1闭合、S2断开时电路A处的电流为；
（2）“S1断开、S2闭合”工作1h比“S1闭合、S2断开”工作1h节省的电能；
（3）益众公司每年因此项改进减少燃煤消耗的质量为。
16．（1）20Ω；（2）2J；（3）酒驾
【详解】解：（1）由甲图可知，两电阻串联，电流表测电流，当气体中的酒精浓度为0时，R1=100Ω，此时电路中的电流0.1A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，“调零”后变阻器接入电路的阻值

（2）检测前工作10s消耗的电能

（3）此时气敏电阻阻值为

由图可知，此时呼气酒精浓度为12×10-3mg/100mL，则血液酒精浓度为
M=12×10-3mg/100mL×2200=26.4mg/100mL
由表格可知属于酒驾。
答：（1）“调零”后变阻器接入电路的阻值20Ω；
（2）检测前工作10s消耗的电能2J；
（3）酒驾。
17．（1）5.04×105J；（2）6.3×105J；（3）80%
【详解】（1）一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量
Q吸=cm∆t=4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J
（2）烧开一壶水消耗的电能
W=Pt=1500W×7×60s=6.3×105J
（3）电热水壶工作的效率

答：（1）标准大气压下一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量为5.04×105J；
（2）标准大气压下烧开一壶水消耗的电能为6.3×105J；
（3）电热水壶工作的效率为80%。
18．（1）1A；（2）5Ω；（3）15J
【详解】解：由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流。
（1）滑片置于a端时，只有灯泡接入电路，此时灯泡正常发光，灯泡额定电压等于电源电压，由P=UI可知，灯泡正常发光时的电流
I==1A
（2）滑动变阻器两端电压
U滑=I1R滑=0.6A×5Ω=3V
灯泡两端电压
UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V
此时灯泡电阻
RL==5Ω
（3）滑片P位于b端时，滑动变阻器两端电压
U滑′=I′Rb′=0.25A×20Ω=5V
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得小灯泡两端电压
UL′=U﹣U滑′=6V﹣5V=1V
电流通过小灯泡做的功
W=UL′I′t=1V×0.25A×60s=15J
答：（1）小灯泡正常发光时的电流是1A；
（2）当滑动变阻器连入电路中的电阻是5Ω时，电路中的电流是0.6A，此时小灯泡的电阻是5Ω；
（3）当滑动变阻器的滑片P位于b端时，电压表的示数是1V，通电1min，电流通过小灯泡做的功是15J。
19．（1）30A；（2）3.96×106J；（3）5346W
【详解】解：（1）由P＝UI可得I＝，由表格可知电热水器的额定功率为6.6kW＝6600W，电热水器正常工作时的电流
＝＝30A
（2）电热水器正常工作t＝10min消耗的电能为
W＝Pt＝6600W×10×60s＝3.96×106J
（3）由
P＝UI＝
得
R＝
所以电热水器的电阻为
R＝＝＝
电热水器两端实际电压U1＝198V时的实际功率为
P1＝＝＝5346W
答：（1）电热水器正常工作时的电流为30A；
（2）电热水器正常工作t＝10min消耗的电能为3.96×106J；
（3）用电高峰时段，电热水器两端实际电压U1＝198V时的实际功率为5346W。
20．(1)3´104J；(2)2.25´104J；(3)0.3kg
【详解】(1)根据电功的公式可得

(2)根据效率公式可得，水吸收的热量为

(3)根据比热容公式，可得水的质量为

因为食用油和水的质量相同，所以其质量也为0.3kg。
答：(1) 给水加热时，电加热器消耗的电能为3´104J。
(2) 若电加热器对水加热的效率为84%，水吸收的热量为2.25´104J。
(3) 食用油的质量为0.3kg。