中考物理二轮复习重点计算压轴题专题14 涉及电功率大应用题（压轴难题）计算（含解析）.doc

第二部分 新课标16类中考重点计算压轴难题专题14 涉及电功率大应用题（压轴难题）计算（共15道题）1．（2022四川德阳）（8分）如图所示，电路的电源电压恒定不变，灯泡L标有“10V 10W”字样，R1是滑动变阻器，变阻范围为0～100Ω，定值电阻R2的阻值为40Ω求：（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能；（2）闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压；（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值答案】（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能是6000J；（2）闭合开关S2、S3，调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时，灯泡L恰好正常发光，电路的电源电压是24V；（3）当同时闭合S1、S2、S3，仍然要使灯泡L正常发光，滑动变阻器R1连入电路的阻值是11.2Ω解析】（1）灯泡L正常发光10min消耗的电能W＝Pt＝10W×10×60s＝6000J；（2）闭合开关S2、S3，滑动变阻器和灯泡L串联接入电路，灯泡L恰好正常发光，因为串联电路电流处处相等，所以电路中的电流I＝IL额＝＝＝1A；电源电压U＝UR+UL额＝IR+UL额＝1A×14Ω+10V＝24V；（3）当同时闭合S1、S2、S3，R2和灯泡L并联接入电路，再与滑动变阻器串联；要使灯泡L正常发光，则R2和灯泡L两端电压都为10V，此时通过R2的电流I2＝＝＝0.25A；通过电路的总电流I′＝I2+IL额＝0.25A+1A＝1.25A；滑动变阻器两端电压U′＝U﹣UL额＝24V﹣10V＝14V；滑动变阻器接入阻值R′＝＝＝11.2Ω；2.（2022重庆B）如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。

为电热丝，白炽灯泡标有“”字样和电阻均恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为当只闭合开关和，将滑片移到最右端时，灯泡正常发光当所有开关都闭合，位于最右端时，电路中的总电流为求：电源电压；当只闭合开关和，滑片位于最左端时，通过灯泡的电流；当只闭合开关和，移动滑片，电热丝工作产生的最大热量答案】电源电压为；当只闭合开关和，滑片位于最左端时，通过灯泡的电流为；当只闭合开关和，移动滑片，电热丝工作产生的最大热量为解析】当只闭合开关和，将滑片移到最右端时，电路为灯泡的简单电路，因为此时灯泡正常发光，所以电源电压：；当只闭合开关和，滑片位于最左端时，灯泡与滑动变阻器串联，此时滑动变阻器接入电路的电阻，由可知，灯泡的电阻：，由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：，由串联电路的电流特点可知，此时通过灯泡的电流：；当所有开关都闭合，位于最右端时，灯泡与电热丝并联，此时通过灯泡的电流：，由并联电路的电流特点可知，通过电热丝的电流：，由欧姆定律可知，电热丝的阻值：，当只闭合开关和，滑动变阻器与电热丝串联，由可知，在电热丝的阻值和通电时间一定的情况下，通过电热丝的电流越大，产生的热量越多，由欧姆定律可知，滑动变阻器滑片移至最右端时，接入电路的电阻为零，此时电路中的电阻最小，通过电热丝的电流越大，产生的热量越多，此时通过电热丝的电流：，则电热丝工作产生的最大热量：。

3. （2022辽宁鞍山）学校科技小组的同学们在老师的指导下设计了一台简易饮水机，其简化的电路图如图甲所示它有“加热”和“保温”两档，其中R1为发热电阻，R2为定值电阻如表是该饮水机的相关技术参数图乙是实验室电能表的示意图已知饮水机在保温档和加热档工作时，发热电阻R1的电功率之比为1∶121[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，不考虑温度对电阻的影响]求：（1）储水罐注满水时，水温升高50℃，需要吸收多少热量？（2）电阻R1和R2的阻值是多少？（3）在测试时将其他用电器都关闭，只将饮水机置于加热档工作，发现电能表的转盘在3min内转了50转，则此时实验室电路的实际电压是多少？额定电压220V加热档额定功率605W额定频率50Hz储水罐容积0.8L【答案】（1）1.68×105J；（2）80Ω，800Ω；（3）220V【解析】（1）储水罐的容积是0.8L，储水的质量是m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.8L=1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3=0.8kg水温升高50℃，需要吸收的热量是Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×50℃=1.68×105J（2）由图甲可知，当S接2时，电路为R1、R2的串联电路，电路的总电阻为两电阻阻值之和。

当S接1时，电路为只有R1的简单电路，电路的电阻为R1的阻值由可知，当S接2时，电路处于保温档；当S接1时，电路处于高温档高温档时，发热电阻R1的电功率即为加热档额定功率，于是有解得R1=80Ω饮水机在保温挡和加热挡工作时，发热电阻R1的电功率之比为1∶121则有解得P1保=5W保温档时，发热电阻R1的电功率为解得R2=800Ω（3）实际消耗的电能为实际电功率为此时实验室电路的实际电压是答：（1）储水罐注满水时，水温升高50℃，需要吸收热量是1.68×105J；（2）电阻R1和R2的阻值分别是80Ω和800Ω；（3）此时实验室电路的实际电压是200V4. （2022辽宁大连）如图是某电热锅内部简化电路图，电源电压恒为220V，R1、R2是电热丝，R1的阻值为55Ω开关S、S1同时闭合时是高温挡，只闭合开关S时是低温挡，低温挡功率为440W试求：（1）低温挡工作时的电流是多少？（2）R2的阻值是多少？（3）高温挡工作5min，消耗电能是多少？【答案】（1）2A；（2）110Ω；（3）3.96×105J【解析】（1）只闭合开关S时是低温挡，根据题意可知，低温挡电功率为440W，电源电压恒为220V，则此时电路中的电流（2）电热锅处于低温挡时，电路中只接入电阻R2，则根据公式可得（3）开关S、S1同时闭合时是高温挡，此时电阻R1的电功率所以高温档的电功率P高=P1+P低=880W+440W=1320W高温挡工作5min，消耗的电能W=P高t=1320W×5×60s=3.96×105J答：（1）低温挡工作时的电流是2A；（2）R2的阻值是110Ω；（3）高温挡工作5min，消耗的电能是3.96×105J。

5. （2022山东菏泽）如图所示为某用电器的内部简化电路，R1和R2为定值电阻， 现将该用电器接入电压为220V的电路，当S1断开、S2接b时用电器消耗的电功率为220W求：（1）只闭合S1时，流过R1的电流；（2）电阻R2的阻值；（3）该用电器的最大电功率答案】（1）1.25A；（2）44Ω；（3）1375W【解析】（1）只闭合S1时，流过R1的电流为（2）当S1断开，S2接b时，R1和R2串联，由公式P=UI得电路总电流R1的电功率为R2的阻值为（3）当S1闭合，S2接a时，R1和R2并联，该用电器功率最大R1和R2电功率分别为该用电器最大电功率为6. （2022四川成都）如图所示，电源电压U=5V，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A1）开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率；（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围答案】（1）3.75W；（2）0~15Ω【解析】（1）S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，滑动变阻器R、电压表、电流表被短接，电源电压U=5V，电路中定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电路中的总电阻R总为即推出电路消耗的总功率（2）S1闭合，S2、S3断开，R1与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，当滑动变阻器R接入电阻为0时，电路中总电阻最小，电路中的电流最大，此时电路中的电流为由以上分析可知，电路中电流最大时并未超过电流表的量程，故滑动变阻器阻值可选取的最小值为Rmin=0。

根据串联电路中的电阻分压原理，滑动变阻器的电阻越大，其两端电压越大，电压表的示数也就越大，但电压表由于量程限制，最大示数只能到3V，此时是滑动变阻器达到电路安全允许的最大值，根据串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和 可知，当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的量程Umax=3V时，定值电阻R1两端电压最小，此时电路中电流最小为由以上分析可知，当时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，滑动变阻器接入电路中的最大阻值为滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，所以可以取到15Ω，综上可总结出滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω答：（1）开关S1、S2、S3均闭合时，电路消耗的总功率为3.75W2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~157. （2022四川重庆）商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。

求：（1）的电阻；（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W【解析】（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡则R2的电阻（2）高温挡时R1功率为电流通过R1产生的电热Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J（3）空气炸锅消耗的电能空气炸锅工作的时间t=9∶25-9∶10=15min=0.25h空气炸锅的电功率8. （2022四川广安）如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为40，小灯泡L标有“5V 2.5W”的字样，将滑片移到最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3A，忽略温度对灯丝电阻的影响求：（1）灯泡正常发光时的电阻；（2）电源电压；（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量。

答案】（1）10；（2）15V；（3）300J【解析】（1）灯泡正常发光时的电阻（2）将滑片移到最右端，滑动变阻器全部接入，闭合开关S，电流表示数为0.3A，则电源电压为（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，此时小灯泡的电压为通过小灯泡的实际电流为滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量答：（1）灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（2）电源电压为15V；（3）将滑片移到某位置，电压表示数为10V，滑动变阻器电阻丝1min内产生的热量为30。