专题14 电功、电功率和电热（解析版）

专题14电功、电功率和电热（解析版）★考点列表序号考点考点释义备注1电功、电能与电能表相关计算电功与电能概念与计算、电能表的应用于计算重点2电功率相关计算电功率的概念与计算重点3焦耳定律、电热的计算焦耳定律及应用、电热的计算重点、难点★三年真题考点一：电功、电能与电能表相关计算一、2021年中考真题1．（2021·辽宁中考真题）假期小明一家要出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h，过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是（）。A．这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h；B．冰箱每天平均工作的时间为0.5h；C．冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电能表转盘的转速不变【答案】A。【解析】A．电能表原来的示数为2021.6kW·h，7天电能表的示数为2028.6kW·h，则这段时间冰箱消耗的电能是W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h故A正确；B．冰箱功率为200W，合0.2kW，电冰箱在这7天内工作的总时间为t=7?h35h0.2WkWPkW则冰箱每天平均工作的时间为t'=35h75h；故B错误；C．冰箱正常工作1min消耗的电能为W'=Pt''=0.2kW×160h=1·h300kW电能表的转盘转的圈数为n=1·h600r/?h300kWkW=2r即冰箱正常工作1min电能表的转盘转过2转，故C错误；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电路中消耗电能变快，电能表转盘的转速变快，故D错误。故选A。2．（2021·湖南常德市）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（）。A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态；B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态；C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W；D．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能【答案】C。【解析】AB．总电压保持不变，根据2UPR可知，电路中的总电阻越大，发热功率越小，因此开关S接触点1时，电路中接入的电阻最小，电饭煲处于加热状态；开关S接触点2时，电路中接入的电阻最大，电饭煲处于保温状态，故AB错误；C．如图乙所示，在0~10min内，饭煲处于加热状态，功率为800W，故C正确；D．如图乙所示，在10~20min内，饭煲处于保温状态，功率为200W，消耗的电能为W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J；故D错误。故选C。3．（2021·黑龙江绥化市）一个电热水壶，其铭牌标注了额定电压为220V，额定功率为1800W。该电热水壶正常工作时，将1.5L水加热，使温度从20℃升高到80℃，所用时间为250s，则该电热水壶的加热效率是（）。A．75%B．84%C．88%D．95%【答案】B。【解析】水的质量3333110kg/m1.510m1.5kgmV将1.5L水加热，使温度从20℃升高到80℃，吸收的热量354.210J/1.5kg80C20C3.7810JQcmtkgC电热水壶所用时间为250s消耗的电能51800W250s4.510JWPt该电热水壶的加热效率是553.7810J84%4.510JQW故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4．（2021·山东临沂市）下图是做电学实验时所用电路的一部分，根据图中两表的示数，一定可以测出灯泡（）。A．正常发光时的电阻B．实际电功率C．消耗的电能D．产生的热量【答案】B。【解析】A．电压表测小灯泡两端实际电压，电流表测流过小灯泡的实际电流。但小灯泡的电阻受温度影响，正常工作时的电阻不能由该电路测出，故A不符合题意；B．小灯泡的实际功率=PUI，由该电路可以测出小灯泡的实际功率，故B符合题意；C．小灯泡消耗的电能WUIt，要测出小灯泡消耗的电能，必须要测量小灯泡的通电的时间，该电路不能测出小灯泡消耗的电能，故C不符合题意；D．要测小灯泡产生的热量，需要测量通电时间，该电路不能测出小灯泡产生的热量，故D不符合题意。故选B。5．（2021·山东潍坊市）充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是（）。A．10000mA·hB．40000mA·hC．50A·hD．30A·h【答案】ABD。【解析】由题意知，允许带上飞机的充电宝的最大容器160Wh43Ah3.7V而10000mA·h=10A·h，40000mA·h=40A·h故ABD符合题意，C不符合题意。故选ABD。6．（2021·天津中考真题）某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（）。A．1.8×106JB．3.6×106JC．5.4×106JD．7.2×106J【答案】B。【解析】由图可知，电能表的铝盘每转过720转，消耗1kW·h电能，即3.6×106J电能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。7．（2021·云南昆明市）节能灯工作时几乎不发热，而一盏60W白炽灯工作时，热到烫手。一盏10W节能灯的发光亮度与一盏60W白炽灯的发光亮度相当，则60W白炽灯的发光效率大约是（）。A．90%B．83%C．42%D．17%【答案】D。【解析】60W白炽灯的发光效率大约是10W100%100%17%60WPP节白故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。8．（2021·新疆中考真题）如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为0.67A，则线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能约为（）。A．150JB．120JC．90JD．60J【答案】B。【解析】线圈快速稳定转动1min内电路消耗的电能约3V?0.67A?60s=120.6JWUIt故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。9．（2021·浙江湖州市）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（）。A．电热毯B．电动汽车动力系统C．电热水壶D．充电暖手宝【答案】B。【解析】超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零的性质的材料。ACD．利用电流的热效应，应该选用电阻大的材料，提高产热，故ACD不符合题意；B．电动汽车动力系统，电阻为零，可以减少能量的损耗，故B符合题意。故选B。10．（2021·山东潍坊市）某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。12RR、为电热丝，且213RR，3R为滑动变阻器，0R为热敏电阻（置于电热水器内），0R阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当0R中的电流15mAI时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是（）。A．热水器的加热功率是保温功率的4倍；B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态；C．当热水温度设置为55℃时，R3连入电路的阻值为250Ω；D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片【答案】AC。【解析】AB．衔铁未吸下时，为简单电路，吸下时为串联电路，根据2UPR，未吸下为加热，吸下为保温，加热功率和保温功率比211122211213411UPRRRUPRRR故A正确，B错误；C．当热水温度设置为55℃时，R0阻值为150Ω，电流0.015A，R3连入电路的阻值为306V150Ω=250Ω0.015ARIRU；故C正确；D．若提高热水设置温度，则热敏电阻阻值降低，需要减少吸下衔铁的电流值，所以应向右移动R3滑片，增大电阻，故D错误。故选AC。11．（2021·广西贵港市）如图所示的电能表的读数是______kW·h；若该电能表的表盘转了360转，则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。【答案】201.8；0.6。【解析】[1]电能表的读数是201.8kW·h。[2]若该电能表的表盘转了360转，则此时用电器消耗了360r=0.6kWh600r/kWhW故此时用电器消耗了0.6kWh。12．（2021·辽宁中考真题）如图是小军家的电能表，让“220V1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为______J，电能表的示数变为______kW·h。每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转______r。【答案】53.610；2021.7；2000。【解析】[1]此用电器的功率为1200W，正常工作5min消耗的电能为W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J=0.1kW·h[2]电能表原来示数为2021.6kW·h，此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，则电能表的示数变为W'=2021.6kW·h+0.1kW·h=2021.7kW·h[3]此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，电能表的转盘转过200r，则电能表转速为n=200r2000r/?h0.1?hkWkW；即每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转过2000r。13．（2021·黑龙江大庆市）如图为即热式电热水龙头，打开水龙头开关，几秒就可以流出热水。已知某品牌电热水龙头的额定功率是4000W，额定电压是220V，则该电热水龙头正常工作时的电阻是______Ω；不计热量损失，该水龙头正常工作8.4s，可使0.4kg的水从21℃升高到______℃。【答案】12.1；41。【解析】[1]该电热水龙头正常工作时的电阻是22220V12.1Ω4000WURP[2]水龙头放热Q=W=Pt=4000W×8.4s=33600J升高温度为30Δ33600J4.21J/kg0.4kg20Qtcm℃℃末温为t1=21℃+20℃=41℃。14．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）如图所示的电能表，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______kWh，此电能表允许接入用电器的最大总功率是______W。【答案】0.6；4400。【解析】[1]电能表上标有3000r/kWh，表示电能表转盘每转动3000圈，消耗的电能为1kWh，故在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是18001kWh=0.6kWh3000[2]220V表示这个电能表要接在220V的电路中，10A表示电能允许通过的最大电流，20A表示电能表短时间内通过的最大电流，故此电能表允许接入用电器的最大总功率是=220V20A4400WPUI。15．（2021·湖北十堰市）LED灯具有节能、环保等特点，它的主要材料是______（选填“超导体”或“半导体”），一个额定电压为220V，额定功率为11W的LED灯，该灯的额定电流是______A。小红查资料知道10W的LED灯的亮度与60W的白炽灯相同，她新买了10W的LED台灯替换自己房间60W的白炽灯台灯，若小红房间的台灯每天正常发光4小时，使用LED灯后一个月（按30天计算）可以节约用电______kW•h。【答案】半导体；0.05；6。【解析】[1]LED灯中的发光二极管主要应用了半导体材料。[2]灯的额定电流为11W0.05A220VPIU[3]节约的电能为60W-10W430h0.05kW120h6kWhWPt节节。16．（2021·福建中考真题）某手机电池容量为4200mAh，，电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V4A”的快速充电器，将手机电池从零电量充满。充电效率为84%，需要__