【寒假培优】7 电功和电功率（原卷+答案版）—2021届浙教版中考科学重难点专题集训

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电功和电功率
一、电功
1.小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·h)”的字样，他将家中的其他用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法正确的是(多选)(   )
A.电水壶是利用电流的热效应来工作的
B.烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C.电水壶的额定功率为900W
D.当实际电压只有额定电压的90%时，电水壶的实际功率为729W
【答案】A,C,D
2.（2019·丽水模拟）小华利用电能表和手表估测规格为“220V　1100W”的电水壶的实际功率，电能表表盘如图所示。

（1）这种电水壶正常工作时，内部电热丝的电阻是多大？
（2）在此电水壶中加水，将其接入电路并工作，数出电能表的指示灯在3min内闪烁80次，则：
①电路在3min内消耗的电能是多大？
②电路的实际电功率是多大？
（3）①上一问算出的电路实际电功率________ (选填“大于”“等于”或“小于”)电水壶额定功率。②造成此现象的原因是________。
【答案】（1）P＝ U2R ＝ (220V)21100W ＝44Ω
（2）①电路在3min内消耗的电能：W＝ 80800 kW•h＝0.1kW•h；
②电路的实际电功率：P实＝ Wt＝0.1kW·h360h ＝2kW＝2000W。
（3）大于；家庭电路中其他用电器仍在工作

3.（2019九上·天台月考）小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温档

低温档
440W
电源频率
50Hz

（1）当电烤箱处于低温档时，S1、S2所处的状态是________。
（2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？
（3）小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/(kW▪h)）在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。（“3000imp/(kW▪h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW▪h的电能，电表上指示灯闪烁3000次
【答案】（1）S1闭合，S2断开
（2）电烤箱在低温档正常工作时的电流：I=PU=440W220V=2A；
（3）电烤箱消耗的电能为：W=nn表×1kW▪h=1203000××1kW▪h=0.04kW▪h；
电烤箱的功率为：P=Wt=0.04kW▪h130h=1.2kW=1200W

4.（2018·台州模拟）养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热。小明家买了一把养生壶（图甲）小明关闭了家中的其它所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6分钟将水烧开（标准大气压下），求：

（1）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能是多少J？ 
（2）如果养生壶的热效率是87.5%，则壶中水的质量是多少？ 
（3）养生壶两端的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
【答案】（1）过程中养生壶消耗的电能是：W=n实际n标定×1kW·h=3003000×1kW·h=0.1kW·h=3.6×105J；
（2）养生壶中水吸收的热量为：Q=ηW=87.5%×3.6×105J=3.15×105J；
壶中水的质量为：m=Qc△t=3.15×105J4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-25℃)=1kg；
（3）养生壶实际功率：P实=Wt=3.6×105J360s=1000W；根据P实P额=(U实U额)2得到1000W1210W=(U实220V)2 U实=200V

二、电功率
1.（2020·余杭模拟）如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（    ）

A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B.甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W
C.甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，电源电压为2V
D.当乙两端电压为2V时，R乙＝5Ω
【答案】B
2.（2017·绍兴）如图电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏。下列结果正确的是（    ）

A.电源电压为14伏            B.滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C.滑片在b端时，电流表示数为0.75安   D.电路先后两次消耗的总电功率之比为2：3
【答案】D
3.（2016·温州）如图所示，电源电压保持6 V不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（    ）

A.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2 Ω～20 Ω
B.电流表示数允许的变化范围为0.2 A～0.5 A
C.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4 W～0.9 W
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2 W～3 W
【答案】C
4.（2020·镇海模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是(    )

A.R1阻值为1.8Ω
B.电路消耗的最小功率为0.2W
C.当Rp总阻值的3/5接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6
D.当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1
【答案】D
5.（2020·宁波模拟）在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中，滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的（    ）

①定值电阻R2=4Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为3V
④滑动变阻器的最大电功率为2W
A.①③    B.②④    C.①②   D.①④
【答案】C

6.（2019·宁波保送考试）在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。移动滑动变阻器R2的滑片P,电压表和电流表示数的U−I关系图像如图(乙)所示,则(    )

①电源电压为9V   ②滑动变阻器的最大阻值为20Ω
③电压表示数为5V时,R2的电功率最大   ④电压表示数为4V时,R1的电功率最大
A.①②   B.①③   C.②③    D.②④
【答案】A

7.（2020·路桥模拟）有一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。灯泡L的额定电压为12V，则灯泡L的额定功率为________W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为________Ω，12分钟电路消耗的电能为________ J。

【答案】9.6；15；6480

14.（2020·湖州）方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系，绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图，如图乙。

（1）实线表示的是________(选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
（2）求R0的阻值。(写出计算过程)
（3）当电流表示数为0．5安时，求R消耗的功率。(写出计算过程)
【答案】（1）R0
（2）当I=2A时    PR0=32W  R0= PI2=32W(2A)2 =8Ω
（3）当I'=0．5A时   UR'0 =0．5A×8Ω=4V 电源电压U= PI=32W2A =16V，U'R=12V  PR=12V×0．5A=6W

15.（2019·宁波）如图所示电路，电源电压U不变，灯L1、L2上都标有“3V”字样，且灯丝阻值不变，R1是定值电阻。闭合开关S，后，依次进行如下操作：①开关S2接1、2，移动滑片P，使电压表V1示数为3V，此时电流表示数为0.3A；②开关S2接2、3，电流表示数为0.4A；③开关S2接4、5，电流表示数仍为0.4A，电压表V2示数为2V。

请解答下列问题：
（1）灯L1、L2的额定功率分别是多少?
（2）小科根据上述实验数据，计算R1的阻值，分析如下：
操作①中，L1与R0串联，L山两端电压为3V，通过L1的电流大小为0.3A。
操作②中，L1与R1并联后（可看作一个阻值变小的电阻)与。串联，通过L1与R1的总电流大小I为0.4A。假设此时L1两端电压为U1，通过的电流为IL1。
可求得R1= U1I1=U1I−IL1=3V0.4A−0.3A  =30Ω
老师指出：求解R1时，代人的“3V”“0.4A”“0.3A”三个数据中有错误。请你指出错误的数据：  ▲    ， 并正确求解R1。
（3）当开关S2接4、5时，滑片P怎样移动才能使L2正常工作?（要求说明移动方向和变化的阻值大小）
【答案】（1）操作①中，灯L1正常工作，UL1额=UL1=3V ，灯L1的额定功率为：PL1额=PL1=UL1IL1=3V×0.3A=0.9W
根据操作③，可求出灯L2的电阻值为：RL2= UL2IL2=2V0.4A =5Ω
因此，灯L2的额定功率为：RL2额= UL2额2IL2=(3V)25Ω =1.8W
（2）错误数据：3V、0.3A；
解法1：根据操作①可得，RL1= UL1IL1=3V0.3A =10Ω
由于操作②和操作③中，电流表的示数都为0.4A，说明L1和R1并联后与L2对电路的影响是等效的，所以 1R1+1RL1=1RL2 即 1R1+110Ω=15Ω ，求得：R1=10Ω
解法2：根据操作①可得，RL1= UL1IL1=3V0.3A =10Ω
由于操作②和操作③中，电流表的示数都为0.4A，说明L1和R1并联后与L2对
电路的影响是等效的，所以S2接2、3时，IL1’= UL1'RL1=2V10Ω =0.2A
I1=I-IL1'=0.4A-0.2A=0.2A所以R1= U1I1=2V0.2A =10Ω
（3）操作①中，L1与R0串联，U=UL1+UR0=UL1+LR0R0
即：U=3V+0.3A×R0
同理，据操作③可得：U=2V+0.4A×R0
综上二式可得：U=6V    R0=10Ω
当S2接4、5时，R0与L2串联，己知L2正常工作时UL2'=3V
此时，R0两端的电压UR0'=U-UL2'=6V-3V=3V 即：UR0'=UL2'=3V
所以R0’=RL2=5Ω，R0减小的阻值△R0=R0-R0'=10Ω-5V=5Ω
所以滑片P应向左移动
答：当S2接4、5时，滑片P应向左移动，并使阻值减小5欧，才能使L2正常工作。

16.（2019·鄞州模拟）2016年G20杭州峰会期间，杭州的主要景区 “风光互补路灯”得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。

风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0 m/s
太阳能电池
180W
最小充电风速
3.0m/s
太阳能转换效率 
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池 
400A·h-12V
最大输出功率 
400W
大功率LED路灯
80W-12V
（1）晚上蓄电池给电灯供电时能量如何转化________。
（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？
【答案】（1）化学能转化为电能
（2）1m2电池板的发电功率：P发=180W÷5=36W；根据公式η=P发P收得到，P收=P发η=36W15%=240W
1m2电池板所接收太阳辐射的最大功率为：240W。


17.小明的妈妈为了丰富早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。表中是这个豆浆机的主要技术参数。

型号
SYL－624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
120W
加热功率
1210W
请解答下列问题：
（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家中其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/(kW·h)”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
【答案】（1）已知最大功率P1＝1210W，所以正常工作时的最大电流I1＝ P1U=1210W220V ＝5.5A。
（2）由图像可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1＝9min，电动机工作时间t2＝2min，消耗的电能W＝P1t1＋P2t2＝1210W×9×60s＋120W×2×60s＝667800J。
（3）豆浆机2min内消耗的电能W＝ 802400 kW·h＝ 130 kW·h＝1.2×105J，
豆浆机实际功率P＝ Wt=1.2×105J2×60s ＝1000W，电热管电阻R＝ U2P1=(220V)21210W ＝40Ω，
电路实际电压U＝ PR=1000W×40Ω ＝200V。

三、伏安法测量小灯泡的额定功率
1.（2019·台州）图甲是测定小灯泡（额定电压2V）电功率的实验电路。

（1）某同学根据实验数据画出如图乙所示的图像，则该小灯泡的额定功率为________ 瓦。老师认为图乙曲线右半段不符合实验事实，理由是________。
（2）另一同学为探究电流跟电阻的关系，换用4.5V的电源，并用多个不同阻值的定值电阻替换图甲中的灯泡，得到如图丙的图像，则他选用的滑动变阻器的最大阻值至少为________欧姆。
【答案】（1）0.8；当实际电压远大于额定电压时，小灯泡会烧毁 （2）15

2.（2020·金华·丽水）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。
实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3．8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0．6A，0~3A)、电压表(0~3V，0~15V)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、开关各一只，导线若干。

（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3．8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________瓦；
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0~3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0~3V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏，断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在________两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动，直到电压表示数为________伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
【答案】 （1）1.52 （2）滑动变阻器；左；2.2

3.（2019·临海模拟）如下图是“测量小灯泡电功率”的实验电路。电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压3.8V，灯泡电阻约8 Ώ。

（1）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是________。
（2）在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了        (选填“A”或“B”)滑动变阻器。
A.滑动变阻器A(阻值范围0-500Ώ，滑片行程10cm)；
B.滑动变阻器B(阻值范围0-50Ώ，滑片行程10cm)。
（3）换用了另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片位置，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W。
【答案】 （1）c （2）A （3）1.9

4.（2020·天台模拟）“测量小灯泡的功率”实验，器材有：电压恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡、滑动变阻器（20Ω 2A）、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。

（1）某同学按图甲连接如图乙的电路，另一同学认为这样连接电压表的量程太大，会造成电压测量有较大误差。按正确方法连接好电路后，闭合开关移动滑片P，得到如下表数据，则该灯泡的额定功率是________W；
电压表的示数U/V
2.9
2.6
2.2
1.9
1.6
1.3
1.0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.25
0.26
0.27
0.28
小灯泡的电功率P/W
0.62


1.025


1.4
（2）另一组同学也用相同方法进行实验，不小心将电压表烧坏，老师只提供一个开关和阻值为10Ω的定值电阻R0，其它器材不变。于是，他们设计了如图丙所示的电路图，然后按照以下步骤进行实验。请补充完整实验步骤及相关实验数据（数据用字母表示）：
a.闭合S1断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.38A；
b.________。
则小灯泡额定电功率P=________。
【答案】（1）0.912
（2）保持滑片P的位置不变，断开S1，闭合S2读出电流表示数为I；3.8I-1.44(W)或3.8V×（I-0.38A）

5.（2019九上·慈溪期末）在测量小灯泡电功率实验中，已知灯泡额定电压U额=2.5V，电源电压保持不变。

（1）用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
（2）调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，则可根据此时电流表示数（如图乙）计算出小灯泡的额定功率是________W。
（3）如果没有电压表，用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率，其中，定值电阻的阻值为RO。先断开开关S2，闭合开关S、S1调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 U额R0 ；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关________、闭合其他开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额=________（用RO、U额、I的代数式表示）。
【答案】（1） （2）0.7 （3）S1；(1−U额R0)U额

四、电热器
1.（2019·台州模拟）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R1 为加热电阻，R2 为保温电阻，S1 为电源开关，S2 为压力开关。加热时 S2 与触点 a 接通，R1 工作；保温时 S2 与触点 b 接通，R2 工作。电压力锅的其他参数见铭牌。
  
（1）当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度________100℃（填“>”、“=”或“