江苏省12市2023年中考物理真题按题型难易度知识点分类汇编-11计算题常考经典题知识点分类

这是一份江苏省12市2023年中考物理真题按题型难易度知识点分类汇编-11计算题常考经典题知识点分类，共21页。
\l _Tc2381 二．功率的计算及公式的应用（共4小题） PAGEREF _Tc2381 \h 2
\l _Tc10496 三．滑轮（组）的机械效率（共2小题） PAGEREF _Tc10496 \h 3
\l _Tc13859 四．欧姆定律的应用（共2小题） PAGEREF _Tc13859 \h 4
\l _Tc28917 五．电功与电能的计算（共1小题） PAGEREF _Tc28917 \h 5
\l _Tc25859 六．电功率的计算（共1小题） PAGEREF _Tc25859 \h 5
\l _Tc31162 七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题） PAGEREF _Tc31162 \h 6
\l _Tc3488 八．电功与电热的综合计算（共1小题） PAGEREF _Tc3488 \h 6
\l _Tc11707 九．太阳能（共1小题） PAGEREF _Tc11707 \h 7
\l _Tc1077 一．物体的浮沉条件及其应用（共1小题） PAGEREF _Tc1077 \h 8
\l _Tc15834 二．功率的计算及公式的应用（共4小题） PAGEREF _Tc15834 \h 9
\l _Tc30049 三．滑轮（组）的机械效率（共2小题） PAGEREF _Tc30049 \h 13
\l _Tc3674 四．欧姆定律的应用（共2小题） PAGEREF _Tc3674 \h 14
\l _Tc32249 五．电功与电能的计算（共1小题） PAGEREF _Tc32249 \h 17
\l _Tc21484 六．电功率的计算（共1小题） PAGEREF _Tc21484 \h 18
\l _Tc9808 七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题） PAGEREF _Tc9808 \h 19
\l _Tc10844 八．电功与电热的综合计算（共1小题） PAGEREF _Tc10844 \h 20
\l _Tc1214 九．太阳能（共1小题） PAGEREF _Tc1214 \h 20
一．物体的浮沉条件及其应用（共1小题）
1．（2023•常州）南京长江大桥于1968年建成，是长江上第一座中国自行设计和建造的铁路、公路两用桥梁。近年来，航行船舶逐渐大型化，桥墩遭受船舶撞击的风险不断增大。为此，2023年春季，工程师为桥墩加装保护铠甲并展开观测，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg。
①拖拽：如图甲所示，拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km。抵达桥墩处、行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，柴油发动机动力系统的效率为40%，q柴油＝4.3×107J/kg。
②合围：将两个“C”形组件环绕在桥墩外围，合围成“O”型铠甲。铠甲漂浮在水中，侧边竖直，上下表面积相同，如图乙所示。铠甲密度为0.4×103kg/m3，露出水面的高度为2.1m。
③观测：上游暴雨、江水上涨过程中，由于流水冲击，铠甲与桥墩发生挤压，此时静止的铠甲在水面下的深度为1.5m，如图丙所示。铠甲上表面面积S＝100m2。
问：（1）拖拽过程消耗柴油的质量？
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度？
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小和方向？
二．功率的计算及公式的应用（共4小题）
2．（2023•南通）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。
3．（2023•镇江）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
4．（2023•宿迁）如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（g取10N/kg）求：
（1）爬绳机上升的速度为多少m/s？
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小。
（3）爬绳机对工人做功的功率大小。
5．（2023•苏州）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求：
（1）箱子对水平地面的压强；
（2）上移过程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
三．滑轮（组）的机械效率（共2小题）
6．（2023•盐城）如图所示，建筑工人用200N的拉力将质量为34kg的木箱在10s内匀速提升3m，g取10N/kg。
（1）求木箱的重力。
（2）求工人做功的功率。
（3）求滑轮组的机械效率。
7．（2023•徐州）工人用一个定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用的拉力为200N，物体升高2m，g取10N/kg。求：
（1）物体受到的重力；
（2）定滑轮的机械效率。
四．欧姆定律的应用（共2小题）
8．（2023•徐州）如图所示电路，灯泡L标有“6V 3W”字样，R2的阻值为10Ω。只闭合开关S时，灯泡正常发光；开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为2.4A。求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）R1的阻值。
9．（2023•苏州）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。
五．电功与电能的计算（共1小题）
10．（2023•淮安）人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人将客人从酒店门口带至前台。这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人相关参数如下表所示，g取10N/kg。
（1）求机器人对地面的压强。
（2）求牵引力所做的功。
（3）求机器人全程运动的时间及消耗的电能。
（4）求电能转化为机械能的效率。
六．电功率的计算（共1小题）
11．（2023•盐城）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。
（2）求喷淋系统的电功率。
（3）求500s内注水系统消耗的电能。
七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
12．（2023•南通）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电流；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
八．电功与电热的综合计算（共1小题）
13．（2023•常州）小明家安装了某品牌小厨宝，其加热电阻丝的规格为“220V 2000W”，水箱容积5L，ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），正常工作时，问：
（1）加热电阻丝的阻值？
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间至少多长？
九．太阳能（共1小题）
14．（2023•苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃。不计水的蒸发[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
江苏省12市2023年中考物理真题按题型难易度知识点分类汇编-11计算题常考经典题知识点分类
参考答案与试题解析
一．物体的浮沉条件及其应用（共1小题）
1．（2023•常州）南京长江大桥于1968年建成，是长江上第一座中国自行设计和建造的铁路、公路两用桥梁。近年来，航行船舶逐渐大型化，桥墩遭受船舶撞击的风险不断增大。为此，2023年春季，工程师为桥墩加装保护铠甲并展开观测，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg。
①拖拽：如图甲所示，拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km。抵达桥墩处、行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，柴油发动机动力系统的效率为40%，q柴油＝4.3×107J/kg。
②合围：将两个“C”形组件环绕在桥墩外围，合围成“O”型铠甲。铠甲漂浮在水中，侧边竖直，上下表面积相同，如图乙所示。铠甲密度为0.4×103kg/m3，露出水面的高度为2.1m。
③观测：上游暴雨、江水上涨过程中，由于流水冲击，铠甲与桥墩发生挤压，此时静止的铠甲在水面下的深度为1.5m，如图丙所示。铠甲上表面面积S＝100m2。
问：（1）拖拽过程消耗柴油的质量？
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度？
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小和方向？
【答案】（1）拖拽过程消耗柴油的质量为2500kg；
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
【解答】解：（1）拖船拖拽两个“C”形组件，在江面匀速直线行驶20km，行驶过程中拖船的动力为2.15×105N，则拖船的动力做的功为：
W＝Fs＝2.15×105N×20×103m＝4.3×109J；
根据η＝可知，柴油放出的热量为：
Q放＝＝＝10.75×1010J，
则拖拽过程消耗柴油的质量为：
m＝＝＝2500kg；
（2）设铠甲上表面面积为S，铠甲的高度为H；因铠甲漂浮在水面上，根据浮沉条件可知，
F浮＝G，即ρ水gV排＝ρ水gV铠，ρ水g（H﹣2.1m）S＝ρ铠gHS，
代入数据，1×103kg/m3×（H﹣2.1m）＝0.4×103kg/m3×H，
解得：H＝3.5m，故漂浮的铠甲在水面下的深度为H﹣2.1m＝3.5m﹣2.1m＝1.4m；
（3）铠甲上下表面积相同，上表面面积S＝100m2，则铠甲的体积为V＝SH＝100m2×3.5m＝350m3，
铠甲的重力为G＝mg＝ρ铠Vg＝0.4×103kg/m3×350m3×10N/kg＝1.4×106N；
铠甲在水面下的深度为1.5m，则铠甲受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh＝1×103kg/m3×10N/kg×100m2×1.5m＝1.5×106N＞G＝1.4×106N，
因铠甲处于静止状态，故铠甲受到桥墩施加的摩擦力的方向竖直向下，其大小为f＝F浮﹣G＝1.5×106N﹣1.4×106N＝1×105N。
答：（1）拖拽过程消耗柴油的质量为2500kg；
（2）乙图中，漂浮的铠甲在水面下的深度为1.4m；
（3）丙图中，铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为1×105N，方向竖直向下。
二．功率的计算及公式的应用（共4小题）
2．（2023•南通）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。
【答案】（1）小明所受重力为600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；
（3）30s内克服重力做功的功率为100W。
【解答】解：（1）小明所受的重力为G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功W0＝Gh＝600N×0.5m＝300J；
（3）30s内克服重力做的功W总＝10×W0＝10×300J＝3000J，
30s内克服重力做功的功率P＝＝＝100W。
答：（1）小明所受重力为600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；
（3）30s内克服重力做功的功率为100W。
3．（2023•镇江）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
【答案】（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）见解答内容。
【解答】解：（1）①车的最高时速54km/h，则该车0.5h内行驶的路程为：
s＝vt＝54km/h×0.5h＝27km＝2.7×104m；
②车受到的重力为G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
因该车在平直公路上匀速行驶，故F＝f＝0.02G＝0.02×3000N＝60N，
则车行驶所需的机械功率为：
P＝＝＝Fv＝60N×54×m/s＝900W；
（2）方法一：
车实际获得的机械功率P机＝700W/m2×6.5m2×20%×90%＝819W，
因为819W＜900W，所以方案不合理；
方法二：
需要的太阳能电池板面积S＝≈7.14m2；
因为7.14m2＞6.5m2，所以方案不合理；
方法三：
1s内需要的太阳能E需＝＝＝5000J，
1s内能获得的太阳能E获＝P太St＝700W/m2×6.5m2×1s＝4550J，
因为4550J＜5000J，所以方案不合理。
答：（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）见解答内容。
4．（2023•宿迁）如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（g取10N/kg）求：
（1）爬绳机上升的速度为多少m/s？
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小。
（3）爬绳机对工人做功的功率大小。
【答案】（1）爬绳机上升的速度为0.2m/s；
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强为1000Pa；
（3）爬绳机对工人做功的功率为140W。
【解答】解：（1）爬绳机上升的高度h＝12m，所用时间t＝1min＝60s，
爬绳机上升的速度：v＝＝＝0.2m/s；
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力：
F压＝G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
爬绳机静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2，则爬绳机对地面的压强：
p＝＝＝1000Pa；
（3）爬绳机对工人的作用力：F＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，
由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率：
P＝＝＝Fv＝700N×0.2m/s＝140W。
答：（1）爬绳机上升的速度为0.2m/s；
（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强为1000Pa；
（3）爬绳机对工人做功的功率为140W。
5．（2023•苏州）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求：
（1）箱子对水平地面的压强；
（2）上移过程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
【答案】（1）箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa；
（2）上移过程中拉力做功的功率为35W；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
【解答】解：（1）箱子对水平地面的压力等于自身重力，
箱子对水平地面的压强：；
（2）拉力做功：W总＝Fs＝350N×2m＝700J，
拉力做功功率：；
（3）该过程的有用功：W有＝Gh＝500N×1m＝500J，
克服摩擦力做的功：W额＝W总﹣W有＝700J﹣500J＝200J。
答：（1）箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa；
（2）上移过程中拉力做功的功率为35W；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
三．滑轮（组）的机械效率（共2小题）
6．（2023•盐城）如图所示，建筑工人用200N的拉力将质量为34kg的木箱在10s内匀速提升3m，g取10N/kg。
（1）求木箱的重力。
（2）求工人做功的功率。
（3）求滑轮组的机械效率。
【答案】（1）木箱的重力为340N。
（2）工人做功的功率为120W。
（3）滑轮组的机械效率为85%。
【解答】解：（1）木箱的重力G＝mg＝34kg×10N/kg＝340N。
（2）从图中可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×3m＝6m，
工人做的功W总＝Fs＝200N×6m＝1200J，
功率P＝＝＝120W。
（3）有用功W有用＝Gh＝340N×3m＝1020J，
滑轮组的机械效率η＝＝＝85%。
答：（1）木箱的重力为340N。
（2）工人做功的功率为120W。
（3）滑轮组的机械效率为85%。
7．（2023•徐州）工人用一个定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用的拉力为200N，物体升高2m，g取10N/kg。求：
（1）物体受到的重力；
（2）定滑轮的机械效率。
【答案】（1）物体受到的重力为180N；
（2）定滑轮的机械效率为90%。
【解答】解：（1）物体质量为18kg，则物体受到的重力为：
G＝mg＝18kg×10N/kg＝180N；
（2）使用定滑轮时，绳端移动的距离等于物体上升的高度，即s＝h，
根据η＝＝＝可知，定滑轮的机械效率为：
η＝＝＝＝×100%＝90%。
答：（1）物体受到的重力为180N；
（2）定滑轮的机械效率为90%。
四．欧姆定律的应用（共2小题）
8．（2023•徐州）如图所示电路，灯泡L标有“6V 3W”字样，R2的阻值为10Ω。只闭合开关S时，灯泡正常发光；开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为2.4A。求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）R1的阻值。
【答案】（1）灯泡的额定电流为0.5A；
（2）R1的阻值为6Ω或20Ω。
【解答】解：（1）灯泡的额定电流I额＝＝＝0.5A；
（2）只闭合开关S时，灯泡L与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，则UL＝U额＝6V，此时电流I＝I额＝0.5A；
电源电压U总＝UL+IR1＝6V+0.5AR1……①；
开关S、S1、S2都闭合时，灯泡被局部短路，定值电阻R1和R2并联，电流表测干路电流，电流表的示数为2.4A，故干路电流I'＝2.4A；
并联电路的总电阻为R，则由＝+知R＝＝，
电源电压U总＝I'R＝2.4A×……②
联立方程①②，
解得：R1＝6Ω或R'1＝20Ω。
答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；
（2）R1的阻值为6Ω或20Ω。
9．（2023•苏州）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。
【答案】（1）电源电压8V；
（2）R2的阻值是40Ω；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量108J。
【解答】解：（1）闭合开关S、S1，断开S2，灯泡被短路，只有R1接入电路，电流表示数为0.4A，
由I＝可得，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V；
（2）再闭合开关S2，R1与R2并联，根据并联不相互影响知，R1的电流不变，
根据并联电路的电流规律知，R2上的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A；
由I＝可得，R2的阻值
（3）若只闭合S，灯泡L与R1串联，根据串联电流相等，当通过R1的电流I'＝0.3A时，R1的电压U＝IR1＝0.3A×20Ω＝6V，灯泡的电压为2V，恰好满足电源电压U＝2V+6V＝8V，
1min内电阻R1产生的热量Q＝I2R1t＝（0.3A）2×20Ω×60s＝108J。
答：（1）电源电压8V；
（2）R2的阻值是40Ω；
（3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量108J。
五．电功与电能的计算（共1小题）
10．（2023•淮安）人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人将客人从酒店门口带至前台。这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人相关参数如下表所示，g取10N/kg。
（1）求机器人对地面的压强。
（2）求牵引力所做的功。
（3）求机器人全程运动的时间及消耗的电能。
（4）求电能转化为机械能的效率。
【答案】（1）机器人对地面的压强为2×105Pa；
（2）牵引力所做的功为360J；
（3）机器人全程运动的时间为20s，消耗的电能为480J；
（4）电能转化为机械能的效率为75%。
【解答】解：（1）机器人对地面的压力：F＝G＝mg＝36kg×10N/kg＝360N，
则机器人对地面的压强：p＝＝＝2×105Pa；
（2）机器人受到的阻力：f＝0.05G＝0.05×360N＝18N，
机器人匀速行驶时，机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，机器人的牵引力：F牵＝f＝18N，
牵引力所做的功（获得的机械能）：W＝F牵s＝18N×20m＝360J；
（3）由v＝可知，机器人全程运动的时间：t＝＝＝20s，
机器人消耗的电能：W电＝UIt＝24V×1A×20s＝480J；
（4）电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝75%。
答：（1）机器人对地面的压强为2×105Pa；
（2）牵引力所做的功为360J；
（3）机器人全程运动的时间为20s，消耗的电能为480J；
（4）电能转化为机械能的效率为75%。
六．电功率的计算（共1小题）
11．（2023•盐城）图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压U1＝12V，RF为压敏电阻，放置在注水系统水箱底部，其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）当衔铁恰好被吸下时，求电阻RF的阻值。
（2）求喷淋系统的电功率。
（3）求500s内注水系统消耗的电能。
【答案】（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。
（2）喷淋系统的电功率是220W。
（3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。
【解答】解：（1）U1＝12V，I＝0.1A，电磁铁线圈的电阻忽略不计，
RF＝＝＝120Ω，
（2）根据电路图知，喷淋系统始终工作，而注水系统会停止工作，根据并联不相互影响，喷淋系统的电流为1A；
电功率P＝UI'＝220V×1A＝220W；
（3）根据并联电路的电流规律知，注水系统的电流I'＝2A﹣1A＝1A；
500s内注水系统工作400s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×400s＝8.8×104J；
答：（1）当衔铁恰好被吸下时，电阻RF的阻值是120Ω。
（2）喷淋系统的电功率是220W。
（3）500s内注水系统消耗的电能8.8×104J。
七．焦耳定律的计算及其应用（共1小题）
12．（2023•南通）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电流；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
【答案】（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288W。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流；
（2）闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压U＝U额＝6V；
滑片P移至b端，开关S1拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q＝I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量：
Q＝I2Rt＝＝＝240J
（3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，
由U＝IR可得，滑动变阻器两端的电压：U1＝I实R1＝0.24A×20Ω＝4.8V，
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压U实＝U﹣U1＝6V﹣4.8V＝1.2V，
此时灯泡的功率：P实＝U实I实＝1.2V×0.24A＝0.288W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288W。
八．电功与电热的综合计算（共1小题）
13．（2023•常州）小明家安装了某品牌小厨宝，其加热电阻丝的规格为“220V 2000W”，水箱容积5L，ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），正常工作时，问：
（1）加热电阻丝的阻值？
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间至少多长？
【答案】（1）加热电阻丝的阻值为24.2Ω；
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间为630s。
【解答】解：（1）由题意可知，加热状态下，小厨宝正常工作的功率P＝2000W，
则在加热状态下，加热电阻丝的阻值为：R＝＝＝24.2Ω；
（2）水的质量为：m＝ρV＝1×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg；
把水从5℃加热到65℃水吸收的热量为：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（65℃﹣5℃）＝1.26×106J；
消耗的电能为：W＝Q吸＝1.26×106J；
则加热时间为：t＝＝＝630s。
答：（1）加热电阻丝的阻值为24.2Ω；
（2）若水箱内加满水，把水从5℃加热到65℃，加热时间为630s。
九．太阳能（共1小题）
14．（2023•苏州）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃。不计水的蒸发[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
【答案】（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
【解答】解；（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×2.5℃＝4.2×103J；
（2）由P＝可得，照射到水面上的太阳能：
W＝Pt＝25W×10×60s＝1.5×104J，
水获取太阳能的效率：η＝×100%＝×100%＝28%。
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
整机质量：36kg
行进速度：1m/s
工作电压：24V
工作电流：1A
轮子与地面接触总面积：1.8×10﹣3m2
◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
整机质量：36kg
行进速度：1m/s
工作电压：24V
工作电流：1A
轮子与地面接触总面积：1.8×10﹣3m2