中考物理模拟计算题电功和电功率(十三)含答案与解析(5)

中考物理模拟计算题电功和电功率（十三）含答案与解

析

参考答案与试题解析

一．计算题（共40小题）

1．小代家新买了储水式电热水器，其工作原理图如图。使用前，小代仔细阅读说明书知道电热水器的两根加热管电阻相同功率有高、中、低三档。当S1断开，S2接b时，其功率为低档大小为1000W。

（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦。

（2）小代选用某档加热水箱里的50L水水温升高40℃用了40min，求此过程电热水器的效率。（水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）

【分析】（1）当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联；当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联；当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并联和P=

求出电热水器的高、中档功率；

（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=【解答】解：

（1）由题知，当S1断开，S2接b时，电热水器处于低温档，此时两加热管电阻串联，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且两根加热管电阻相同，

×100%求出电热水器的效率。

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所以，低档功率：P低===1000W，则=2000W；

由图知，当S1闭合，S2接a时，两加热管电阻并联，总电阻最小，总功率最大，电热水器处于高温档，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，电路中的总电阻为， 则高档功率：P高=

=2

=2×2000W=4000W；

当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管的简单电路，电热水器处于中温档， 则中档功率：P中=

=2000W；

（2）水的体积：V=50L=0.05m3， 由ρ=可得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg， 则水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×40℃=8.4×106J， 若消耗的电能W=Q吸=8.4×106J， 则电热水器的功率：P==

=3500W，

所以，加热档位应为高温档，实际消耗的电能： W′=P高t=4000W×40×60s=9.6×106J， 此过程电热水器的效率： η=

×100%=

×100%=87.5%。

答：（1）电热水器的高、中档功率分别是4000W、2000W； （2）此过程电热水器的效率为87.5%。

【点评】本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断。

2．小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并

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观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：

工作时间（min） 工作状态 0～1 粉碎打浆 1～5 加热 5～6 粉碎打浆 6～10 加热 （1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？

（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？

（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW?h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响） 【分析】（1）知道加热管的额定电压和加热功率，根据R=阻；

（2）已知电动机的功率和加热的功率，从表格中可以看出各自的各自时间，根据公式W=Pt可求产生的热量和电流做的总功。

（3）已知电能表每消耗1kW?h的电能转盘就转动2000r，可求转50转消耗的电能，已知工作时间，根据公式W=Pt可求豆浆机的实际功率，利用公式功率的变形公式可求出此时电路的实际电压。 【解答】解：（1）由P=R=

=

=80Ω；

得，电热丝的电阻：

求出电加热管的电

（2）由表中数据可以得出，豆浆机正常工作做一次豆浆，电热丝的工作时间t1=8min，电动机工作时间t2=2min， 豆浆机正常工作做一次豆浆， 电热丝产生的热量：

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Q=W1=PRt1=605W×8×60s=2.904×105J； 电流做功：

W=P电动机t2+Q=100W×2×60s+2.904×105J=3.024×105J。 （3）豆浆机3min内消耗的电能 W实=

kW?h×50=

kW?h=9×104J， ==

=500W，

=200V。

豆浆机实际功率：P实=电路实际电压：U实=

答：（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是80Ω；

（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电热丝产生的热量是2.904×105J；电流做功是3.024×105J；

（3）他家电路的实际电压是200V。

【点评】本题考查了电功率公式、电功公式和电热的计算，综合性较强。一是要熟练运用公式，二是要注意电动机和电热丝的工作是不连续的。

3．某型号的电加热器有高、低两挡调温功能，其额定电压为220V，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1=55Ω．在不拆解电加热器内部电路的情况下，小华用图甲电路对其进行测试：先闭合开关S，电流表的示数为0.8A；再闭

合

S1

，

电

流

表

的

示

数

变

为

4A

．

则

：

（1）该电加热器低温挡的功率； （2）R2的阻值；

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（3）小华增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装，使改装后的电路符合以下两点要求：a．具有高、中、低三挡调温功能；b．低温挡功率不变，中温挡功率与原高温挡功率相同。 ①图乙是改装后的电路图，请在图中的虚线框内分别填入R1和R2； ②通过计算说明，改装后的高温挡功率将为多少？

【分析】（1）根据欧姆定律求出R1单独接入电路中时通过的电流，然后结合题意判断出低温档时电路中的电流，根据P=UI求出该电加热器低温挡的功率； （2）根据欧姆定律求出低温档时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R2的阻值；

（3）①根据P=UI=

可知，电压一定时，电路的总电阻最小时，电路的总功率

最大，电加热器处于高温档；电路的总电阻最大时，电加热器处于低温档；据此结合电路图判断出不同档位时电路的连接方式，然后结合题意判断两电阻的位置；

②改装后的高温挡时，两电阻并联，根据并联电路的电压特点和电功率公式求出高温档的功率。

【解答】解：（1）R1单独接入电路中时，通过的电流： I1=

=

=4A，

因先闭合开关S时电流表的示数为0.8A，再闭合S1时电流表的示数变为4A， 所以，低温档时，R1与R2串联，电路中的电流为0.8A，高温档时电路为R1的简单电路，

则该电加热器低温挡的功率P低=UI=220V×0.8A=176W； （2）低温档时电路中的总电阻： R==

=275Ω，

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﹣R1=275Ω﹣55Ω=220Ω；

（3）①由电路图可知，开关S闭合、S1断开且S2接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电加热器处于低温档；

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