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天津市红桥区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-14电功和电功率（计算题）
一、计算题
1．（2022·天津红桥·统考二模）图示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温档的功率为990W，低温档的功率为110W求∶
（1）低温档时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值。
2．（2022·天津红桥·统考二模）一额定功率为1000W的电热水器正常工作16min，可将5kg水从23℃加热到63℃。已知水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)，求：
（1）水所吸收的热量；
（2）该电热水器的热效率。
3．（2022·天津红桥·统考一模）图为某同学实验时所用电路，电路中电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，电源电压为6V且保持不变，实验时操作正确并保证电路各器材安全，则在闭合开关后移动滑片Р的过程中，求：
（1）电阻R0的最大功率是多少？
（2）电压表的最小示数是多少？
（3）滑动变阻器的最小功率是多少？
4．（2021·天津红桥·统考一模）小明买了一把电水壶，其铭牌如下：
型号 额定电压 频率 额定功率 容量
HX-201306
小明向壶中加入水，电水壶在正常工作时将水烧至沸腾用了（1标准大气压下），已知水的初温为，求：
（1）水吸收的热量？
（2）电水壶烧水的热功率？
5．（2021·天津红桥·天津市第五十五中学校考三模）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样．若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：
（1）小灯泡的额定电流；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值．
（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率．
6．（2021·天津红桥·统考二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为当开关闭合、断开时，电流表示数为；当开关、均闭合时，电流表示数变为求：
（1）电源电压。
（2）电阻的阻值。
（3）当开关、均闭合时，电路消耗的总功率。
7．（2021·天津红桥·统考二模）某电热水器的铭牌如下表所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20°C加热到60°C。已知c水=4.2×103J/（kg ℃），不计热量损失，求：
型号 ×××
额定电压 220V
加热功率 2000W
频率 50Hz
水箱容量 50kg
(1)水吸收的热量；
(2)加热所需要的时间。
8．（2020·天津红桥·统考三模）一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1210 Ω。求：
（1）电烙铁的额定功率；
（2）电烙铁在额定电压下通电10分种产生的热量；
9．（2020·天津红桥·统考二模）学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表测量电水壶的电功率和热效率。他把质量为1kg温度是20℃的水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，用时5min将这壶水烧开（在标准大气压下），他通过观察电能表转盘的转数测出消耗的电能是4.2×105J。试求：
（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？
（2）电水壶的电功率为多少？
（3）电水壶的热效率为多少？
10．（2020·天津红桥·统考一模）如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R2的最大阻值为40Ω，根据表中的操作及记录，求：
(1)R1的阻值；
(2)在“S闭合，S1、S2断开”情况下，电阻R110min产生的热量；
(3)若S，S1，S2均闭合时灯L恰好正常发光，求小灯泡的额定功率。
开关情况 滑片P的位置 电流表A的示数
S闭合，S1、S2断开 位于中点 0.3A
S、S1、S2均闭合 位于最右端 0.8A
11．（2020·天津红桥·统考二模）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关 S1、S，断开 S2 时，电流表的示数为 0.4A．
（1） 求电源电压；
（2） 当闭合开关 S2、S，断开 S1 时，求电流表的示数；
（3） 当闭合开关 S1、S2、S 时，通电 100s，求整个电路消耗的电能．
参考答案：
1．（1）0.5A；（2）55Ω
【详解】解：（1）低温档时，开关S1闭合S2断开，R1接入电路，低温档功率为110W，通过电路的电流
（2）高温档时，开关S1 S2闭合，R1、R2并联，R2功率为
电热丝R2的阻值
答：（1）低温档时通过电路的电流0.5A；
（2）电热丝R2的阻值55Ω。
2．（1）8.4×105J；（2）
【详解】解：（1）水所吸收的热量
（2）额定功率为1000W的电热水器正常工作16min消耗的电能为
W=Pt=1000W×16×60s=9.6×105J
该电热水器的热效率为
答：（1）水所吸收的热量为8.4×105J；
（2）该电热水器的热效率。
3．（1）0.9W；（2）1V；（3）0.5W
【详解】解：（1）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，由P=I2R0可知，当电路中的电流最大时，R0的电功率最大，当电压表的示数U0=3V时，电路中的电流
电路中的最大电流为0.3A，则R0的最大电功率
P0大=I02R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W
（2）根据串联电路分压原理可知，当滑动变阻器两端的电压最大，滑动变阻器接入电路的阻值最大（电路中的总电阻最大）时，定值电阻两端的电压最小，此时电路中的电流也最小，则电路中的电流
电压表的最小示数
U'=IR0=0.1A×10Ω=1V
（3）由以上计算可知，电路中的电流范围为0.1A~0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压
UR=U-IR0=6V-I×10Ω
滑动变阻器消耗的电功率
滑动变阻器消耗的功率是关于电流的二次函数，在I=0.3A时滑动变阻器的功率最大，因电路中的电流范围为0.1A~0.3A，所以，当I=0.1A时，滑动变阻器消耗的电功率最小，则
PR小=0.9W-10Ω×(I-0.3A)2=0.9W-10Ω×(0.1A-0.3A)2=0.5W
答：（1）电阻R0的最大功率是0.9W；
（2）电压表的最小示数是1V；
（3）滑动变阻器的最小功率是0.5W。
4．（1）；（2）80％
【详解】解：（1）水吸收的热量
（2）电水壶消耗的电能
电水壶烧水的热功率
答：（1）水吸收的热量；
（2）电水壶烧水的热功率。
5．（1）0.5A（2）4Ω（3）0.75W
【详解】（1）．小灯泡标有“6V 3W”字样，说明灯泡的额定电压是6V，额定功率是3W，由P=UI知道，灯泡的额定电流是：
，
由欧姆定律，灯泡的电阻是：
；
（2）．根据题意知道，灯泡正常工作时电路中的电流是：
I=IL=0.5A，
由串联电路的分压特点知道，此时滑动变阻器两端的电压是：
U滑=U总-U=8V-6V=2V，
此时滑动变阻器R接入电路的阻值是：
；
（3）．当电压表示数为3V时，即灯泡两端的实际电压是3V，此时灯泡的实际功率是：
．
6．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当开关S1闭合S2，断开时，电路为R1的简单电路，电源的电压
U=I1R1=0.3A
（2）当开关S1，S2均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A，R2===30
（3）当开关S1， S2均闭合时，电路消耗的总功率
P=UI=6V
答：（1）电源电压6V。（2）电阻的阻值30Ω。（3）当开关、均闭合时，电路消耗的总功率3W。
7．(1)8.4×106J；(2)4200s
【详解】由题意知：水从t0=20 ℃加热到 t=60 ℃。已知 c水=4.2×103J/（kg ℃），m=50kg，则水吸收的热量
Q=cm（t- t0)=4.2103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃） =8.4×106J
不计热量损失
W=Q=8.4×106J，P=2000W
则加热所需要的时间
答：(1) 水吸收的热量8.4×106J；
(2) 加热所需要的时间为4200s。
8．（1）40W；（2）
【详解】解：（1）电烙铁的额定功率
（2）电烙铁在额定电压下通电10分种产生的热量
答：（1）电烙铁的额定功率为40W；
（2）电烙铁在额定电压下通电10分种产生的热量为。
9．(1)3.36×105 J；(2)1400W；(3)80%
【详解】(1)在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(2)电水壶的电功率
(3)电水壶的热效率
η=×100%=×100%=80%
答：(1)将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J；
(2)电水壶的电功率为1400W；
(3)电水壶的热效率为80%。
10．(1)20Ω；(2)1080J；(3)6W
【详解】(1)S闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，滑片P位于中点，R2接入电路的阻值为20Ω；可求出总电阻
所以
R1的阻值是20Ω。
(2)根据焦耳定律得到
电阻R110min产生的热量是1080J。
(3)当S、S1、S2均闭合时，灯L与R2并联，滑片P位于最右端，R2接入电路的阻值为40Ω。根据欧姆定律流经R2电流
根据并联电路的电流规律可知，流过灯L的电流
所以，灯泡的额定功率
小灯泡的额定功率是6W。
答：(1)R1的阻值是20Ω；(2)在“S闭合，S1、S2断开”情况下，电阻R110min产生的热量是1080J；(3)若S，S1，S2均闭合时灯L恰好正常发光，小灯泡的额定功率是6W。
11．（1）12V；（2）1.2A；（3）1920J．
【详解】（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，由可得，电源电压：=0.4A×30Ω=12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，则电流表的示数：；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：=0.4A+1.2A=1.6A，通电100s整个电路消耗的电能：=12V×1.6A×100s=1920J．
试卷第1页，共3页
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