备考2024年中考物理重难点精讲精练：30-热点16 与电功、电功率有关的计算（精讲）

中考物理热点复习精讲精练热点16与电功、电功率有关的计算（精讲）知识梳理物理量定义符号单位公式电功电流所做的功WJ,kW·hW=UIt电压U单位伏(V)，电流I单位安（A），时间t单位秒（s）W=Pt功率P单位瓦（W）时间t单位秒（s），电能W单位焦（J）功率P单位千瓦（kW）t单位小时（h），电能W单位千瓦时（kW·h）电功率电功与时间之比PW,kW(定义式)P=UI（计算式）电压U单位伏(V)，电流I单位安（A）电功率P的单位是瓦（W）P=I2R(适用于纯电阻电路)电阻R的单位是欧（Ω）其余同上。典例讲解例1．将“6V3W”和“3V3W”的两只灯泡串联接入电路中，要使其中一盏灯正常发光，则加在电路两端的电压是（）A．3V B．6V C．7.5V D．9V【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出两灯的额定电流，再根据欧姆定律求出两灯泡的电阻；灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，两灯串联后，正常发光的是电流较小的一个，再根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端的电压。【解答】解：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流：I1＝＝＝0.5A，I2＝＝＝1A，根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝3Ω；串联电路中各处的电流相等，如果其中一灯泡正常发光，则电路中的电流I＝I1＝0.5A，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路两端的电压：U＝I（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+3Ω）＝7.5V。故选：C。例2．毛毛家有个小太阳取暖器，如图甲，其铭牌上的电路如图乙，电阻R3＝80Ω，挡位信息如图丙（部分数字已磨损掉），他家电能表如图丁所示，以下分析正确的是（）A．电阻R1的阻值为484Ω B．电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，电能表转盘转5圈 C．图丙中磨损掉的数字是342 D．接通3、4触点让烤火器工作5s，它消耗的电能为800J【分析】由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，电路中总电阻最大；当接3、4时，R2单独工作；当接4、5时，R2和R3并联，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P＝可知，当接2、3时为低温挡；当接3、4时为中温挡，当接4、5时为高温挡。（1）当接3、4时，R2单独工作，根据P＝可求出电阻R2的阻值；当接2、3时，R1和R2串联，根据串联电路电阻规律和P＝可求出电阻R1的阻值；（2）根据W＝t求出在电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s消耗的电能，再根据电能表铭牌参数的含义求出电能表转盘转过的圈数；（3）当接4、5时，R2和R3并联，为高温挡，根据P＝和并联电路的特点可求出高温挡的功率；（4）接通3、4触点，此时为中温挡，让烤火器工作5s，根据W＝Pt可求出此时消耗的电能。【解答】解：由电路图可知，当接2、3时，R1和R2串联，电路中总电阻最大；当接3、4时，R2单独工作；当接4、5时，R2和R3并联，电路中总电阻最小，电源电压一定，由P＝可知，当接2、3时为低温挡；当接3、4时为中温挡，当接4、5时为高温挡。A、当接3、4时，R2单独工作，根据P＝可得电阻R2的阻值为：R2＝＝＝200Ω，当接2、3时，R1和R2串联，根据P＝可得总电阻为：R总＝＝＝484Ω，根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得，电阻R1的阻值为：R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣200Ω＝284Ω，故A错误；B、电压200V时仅用此烤火器中温挡工作36s，消耗的电能为：W＝t＝×36s＝7200J＝0.002kW•h，电能表转盘转过的圈数为：n＝0.002kW•h×2500r/（kW•h）＝5r，故B正确；C、当接4、5时，R2和R3并联，为高温挡，高温挡的功率为：P高＝P2+P3＝P2+＝242W+＝847W，故C错误；D．接通3、4触点，此时为中温挡，让烤火器工作5s消耗的电能为：W′＝P中t＝242W×5s＝1210J，故D错误。故选：B。例3．标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的灯泡接在4V的电源两端，此时小灯泡的电阻及实际功率为（）A．20Ω1.5W B．20Ω0.8W C．24Ω0.8W D．24Ω1.5W【分析】已知灯泡两端的电压；根据图象找出灯泡两端实际电压对应的电流，根据欧姆定律和公式P＝UI算出灯泡的电阻和灯泡的实际功率。【解答】解：已知灯泡两端的电压都为U＝4V；由图象可知，当U＝4V时，I＝0.2A，则小灯泡的电阻：R＝＝＝20Ω，小灯泡的实际电功率：P＝UI＝4V×0.2A＝0.8W。故B正确，ACD错误。故选：B。例4．如图甲电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．电源电压为14V B．R2的最大阻值是20Ω C．滑片P在b端时，R1的电功率为5W D．滑片P在a时，1min内R2消耗的电能是48J【分析】（1）当滑片在b端时滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，根据图像得出电源的电压和电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；根据P＝UI得出R1的电功率；（2）当滑片位于a端时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，根据图像读出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，进一步求出R2的最大阻值；（3）由W＝UIt计算P在a端时1min内R2消耗的电能。【解答】解：AC、由图甲知，当滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，电流最大，由图乙知，电源的电压：U＝U1＝10V，故A错误；此时电路中的电流：I＝0.5A，根据欧姆定律可得，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；R1的电功率P1＝UI＝10V×0.5A＝5W，故C正确；B、当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电压表V的示数最小，电路中的电流最小，由图乙知，此时U1'＝4V，电路中电流I'＝0.2A，由串联电路特点和欧姆定律可得，R2的最大阻值：R2＝＝＝＝30Ω，故B错误；D、P在a端时，电路中电流I'＝0.2A，则1min内R2消耗的电能：W2＝U2I't＝6V×0.2A×60s＝72J，故D错误。故选：C。例5．如图所示电路，电源电压不变，小灯泡上标有“6V3W”的字样，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。闭合开关S，滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光，求：（1）小灯泡正常工作时的电流；（2）电源电压；（3）移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，电流表的示数为0.4A，小灯泡的实际功率。【分析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，利用P＝UI求出小灯泡L正常发光时的电流；（2）根据欧姆定律求R1两端的电压，再由串联电路的电压特点得到电源电压；（3）当移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，电流表的示数为0.4A，根据欧姆定律求出灯两端的电压，利用P＝UI求出此时电灯L消耗的实际功率。【解答】解：（1）当小灯泡正常发光时，通过的电流；（2）如图：L与R串联接入电路，当滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光，此时L两端的电压UL＝6V，R接入电路的阻值R1＝10Ω，所以，此时R1两端的电压U1＝IR1＝0.5A×10Ω＝5V，所以电源电压U＝UL+U1＝6V+5V＝11V；（3）当滑动变阻器接入电路的阻值R2＝15Ω时，R2与L串联，此时电流表的示数I2＝0.4A，滑动变阻器两端的电压U2＝I2R2＝0.4A×15Ω＝6V，此时灯两端的电压U实＝U﹣U2＝11V﹣6V＝5V，所以此时小灯泡的实际功率P实＝U实I2＝5V×0.4A＝2W。答：（1）小灯泡正常工作时的电流是0.5A；（2）电源电压为11V；（3）小灯泡的实际功率是2W。例6．某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S1闭合，S2断开，此时电流表的示数为1A，电阻丝R1的电功率为20W（忽略温度对电阻丝的影响）。求：（1）R1的阻值是多少欧姆？（2）气温低于25℃时，电阻丝R2消耗的电功率是多大？（3）气温低于25℃时，供暖器的电功率是多大？【分析】（1）知道R1的电功率和通过R1的电流，利用P＝I2R求出R1的阻值；（2）（3）当气温低于25℃时，S1、S2都闭合，由图可知，电路中只有R1工作，R2被短路，利用P＝求出供暖器的电功率。【解答】解：（1）当气温等于或高于25℃时，S1闭合，S2断开，由图可知，此时R1、R2串联，根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流I1＝I＝1A，由P＝I2R可知，R1的阻值：R1＝＝＝20Ω；（2）当气