2019年中考物理--电功率

电功率计算是必考点，是初中物理重点，也是难点。命题题型有选择题、填空题、综合应用题，有时在探究题里也涉及。各地中考每年都要出现15分左右的电功率计算题。加大这方面复习训练的力度，掌握考题类型，应用不同的规律各个突破。所以同学们认真学习本文将会起到画龙点睛的作用。一、考查以电能表为素材，求解电功率的相关问题【例题1】如图为电能表的实物图，小文只让家里的空调单独工作，测出36s内电能表转盘转过25r，则空调这段时间内消耗的电能是J，空调的实际功率为W。【答案】3.6×104；1000。【例题2】小明同学家的电能表上标有“3000revs/（kW•h）”的字样，他将家中的其它用电带都与电源断开，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（）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5.4×105JC．电水壶的额定功率为900WD．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】ACD【解析】A．电水壶工作时，将电能转化为内能给水加热，是利用电流的热效应工作的，故A正确；B．3000r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，转盘转了45r，则消耗的电能：W=kW•h=0.015kW•h=5.4×104J，故B错误；C．t=1min=60s，电水壶的额定功率：P===900W，故C正确；D．由P=可得，电水壶的电阻：R==，当实际电压只有额定电压的90%时，U实=90%U=90%×220V=198V，电水壶的实际功率：P实===729W，故D正确二、利用串并联电路特点和和欧姆定律解决与电功率有关的计算【例题3】如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的规格“20Ω2A”，L1的规格“10V5W“，L2的规格“15V15W”，不考虑温度对灯丝电阻的影响。（1）只闭合开关S，当滑动变阻器接人电路的阻值为4Ω时，灯泡L1正常发光，则电源电压为V。（2）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点，通电1min整个电路产生的热量是J。【答案】（1）12；（2）1440。【解析】（1）根据灯泡L1正常发光，可得流经灯泡的电流I1===0.5A，灯泡L1正电阻R1===20Ω，由图可知，只闭合开关S，灯泡L1与滑动变阻器串联，串联电路中电流处处相等，即电路中的电流I=I1=0.5A，由I=可得，电源电压U=IR总=0.5A×（4Ω+20Ω）=12V；（2）由P=可得，L2的电阻R2===15Ω，闭合开关S、S1、S2，灯泡L2、滑动变阻器并联，灯泡L1被短路，滑动变阻器滑片置于中点，根据并联电路的电阻特点可得，总电阻=+，则=+，解得R并=6Ω，通电1min整个电路产生的热量：Q=W=UIt=t=×60s=1440J。三、考查开关的闭合与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率极值问题【例题4】如图，灯泡L上标有“6V3W“字样，电源电压6V且保持不变，定值电阻R=80Ω（不计灯丝电阻的变化）。只闭合S1和S3，电阻R在100s产生的热量是J，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是W。【答案】450；1.8。（3）闭合开关S2，断开开关S1、S3，电阻R和灯泡L串联，使其接入电路的阻值最大，则整个电路消耗的电功率最小。最小电功率：P最小===1.8W。四、考查与I-U图像相关的电功率计算【例题5】在如图电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“40Ω1A”。当在AB间接入灯泡L时，闭合开关，当滑片位于中点，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻值与图乙的电阻Ra阻值相等，电流表示数为0.5A．若将图乙中电阻Ra和Rb以不同的连接方式接入AB间时，闭合开关，并调节滑片P，则Ra的最小功率为0.4W：而在通电时间相同情况下，电阻Rb消耗的最小电能为W1，消耗的最大电能为W2．求：（1）灯泡正常工作时，电压表的示数；（2）灯泡的额定功率；（3）电阻Rb消耗的电能W1和W2之比。【答案】见解析【解析】（1）由乙图可知，Ra、Rb的阻值分别为：Ra=10Ω，Rb=25Ω；当在AB间接入灯泡L时，闭合开关，R与灯泡串联，当滑片位于中点即R=20Ω，此时电流表测电路电流I=0.5A，电压表测R两端电压，可得电压表示数：U滑=IR=0.5A×20Ω=10V；（2）灯泡正常发光，其额定功率与实际功率相等：根据题意，此时灯泡的电阻：R灯=Ra=10Ω，则灯泡的额定功率：P额=P灯=I2R灯=（0.5A）2×10Ω=2.5W；（3）由P=UI=I2R可知，当电路中电流最小时，定值电阻消耗的电功率最小，可得当调节滑片P，则Ra的最小功率为Pa小=0.4W时，电阻Ra和Rb是串联方式接入AB间的，由P=UI可知，此时变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流：I小===0.2A；电阻Rb消耗的最小电能为：W1=I小2Rbt=（0.2A）2×25Ω×t……①，电源电压：U=I小R串=0.2A×（10Ω+25Ω+40Ω）=15V；电阻Ra和Rb以并联方式接入AB间，由滑动变阻器的规格为“40Ω1A”，所以电路中最大电流不能超过1A，即当I大=1A时，此时Rb消耗的电功率最大，在相同时间内消耗的电能最大；由于Ra与Rb并联，根据分流原理可得：Ia/Ib=Rb/Ra=25Ω/10Ω=5/2，而Ia+Ib=I大=1A，故可得Ib=2/7A五、以焦耳定律和电功、电功率为考查点的计算题【例题6】两个定值电阻、并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则，产生的热量之比为（）A.2：1B.1：2C.4：1D.1：4【答案】A六、以热力电综合为素材的电功率计算【例题7】图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R1、R2为发热体，R1的阻值为110Ω，通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。（1）只闭合S1，求通过R1的电流；（2）只闭合S2，求R2在60s内产生的热量；（3）为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？【答案】（1）通过R1的电流2A；（2）R2产生的热量13200J。（3）变阻器的最大电阻约为220Ω。【解析】（1）电阻R1和R2并联。只闭合S1时，通过R1的电流1U220V1R110I==2A；R1消耗的电功率P1=UI1=220V×2A=440W；（2）只闭合S2时，只有R2接入电路，R2消耗的电功率是低温发热功率。R2消耗的电功率P2=P—P1=660W—440W=220W，R2在60s产生的热量Q2=W2=P2t=220W×60s=13200J。R2的实际电阻222（220V）U2P220WR==220。（3）当低温档R2相应发热功率为25%时，即R2的最小功率为P最小=25%×220W=55W时，R2两端的实际电压为2202实2实24UPRW220110V。通过R2的实际电流2U110V2R220I==0.5A；此时R2与变阻器串联，变阻器两端的实际电压U变=U—U2实=220V—110V=110V，通过变阻器的实际电流I=0.5A；变阻器的最大电阻变变U110V变I0.5AR==220。【例题8】某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参效如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计）。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）〕（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）额定电压220V保温功率605W慢加热功率1210W快加热功率【答案】（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为8.4×106J。（2）R1的阻值为40Ω；（3）用快加热比用慢加热节约4132s。【解析】（1）水需要吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）=8.4×106J；（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温档，此时电路的总电阻：R串===80Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2=R串﹣R1=80Ω﹣40Ω=40Ω；开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热档；由电阻的并联可得：=+，即=+，解得R并=20Ω，则快加热功率：P快加热===2420W，加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，则由η=可得，消耗的电能：W===1×107J，分别用慢加热档和快加热档加热时，水吸收的热量不变、且热效率也不变，所以用两档加热时消耗的电能相同，都为W=1×107J，由P=可得，用快加热所用的时间：t快==≈4132s；由P=可得，用慢加热所用的时间：t慢==≈8264s；则用快加热比用慢加热节约的时间：△t=t慢﹣t快=8264s﹣4132s=4132s。中考电功率专题同步训练题及其解析1.为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如表，该电热杯的电功率是（）A．300WB．30WC．150WD．200W【答案】A【解析】电能表表盘上数据3000revs/（kW•h）的物理意义是每千瓦时的转数，换一句话就是指电能表表盘转3000revs，电路消耗的电能为1kW•h.这样转盘转动15转消耗电能：W=(15×1)/3000kW•h=0.005kW•h=1.8×104J，需要的时间为t=1min=60s，用电器的功率：P=W/t=1.8×104J/60s=300W．2.如图所示电路，电源电压为4.5V，定值电阻R的阻值为10Ω，电压表接入0～3V量程，电流表接入0～0.6A量程，滑动变阻器标有“20Ω1A”，闭合开关，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（）A．电流表示数变化范围0.3A～0.6AB．电压表示数变化范围1.5V～3VC．滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20ΩD．电路总功率最大值2.7W【答案】BC．【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）当电压表的示数UR=3V时，电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，此时电路中的总电阻：R总=U/I大=4.5V/0.3A=15Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑=R总-R=15Ω-10Ω=5Ω则滑动变阻器阻值变化范围5Ω～20Ω，故C正确；电路消耗的最大功率：P大=UI大=4.5V×0.3A=1.35W，故D错误；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，则电路中的最小电流：I小=U/(R+R滑大)=0.15A所以，电流表示数变化范围0.15A～0.3A，故A错误；电压表的最小示数：UR′=I小R=0.15A×10Ω=1.5V，所以，电压表示数变化范围1.5V～3V，故B正确．3.L1灯规格为“6V3W”，L2灯规格为“3V3W”，忽略灯丝电阻变化，正确的是（）A．L1与L2灯丝电阻之比为2：1B．两灯串联，当电路中电流为0.5A时，