2024中考物理真题汇编：电能的计算（含解析）

第1页（共1页）2024中考物理真题汇编：电能的计算一．计算题（共15小题）1．（2024•西藏）如图（乙）所示为扎西家两挡位电热水壶的简化电路原理图，S1为温控开关，当水沸腾时会自动断开。R1和R2为加热定值电阻，R1＝44Ω，保温挡的功率为110W。求：（1）加热时R1的电功率；（2）在加热挡工作时电路的总电流；（3）某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时5min，自动跳转至保温挡工作5min，在这10min内电热水壶消耗的电能。2．（2024•徐州）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V3W“字样，R1、R2为定值电阻。当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3：1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4：1。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻。（2）开关都闭合时R2的功率。3．（2024•济南）学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，R0是定值电阻，RP是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图象。报警器未浸入水中时，RP的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，R0两端的电压为1.5V。通过计算回答：（1）报警器未浸入水中时，RP两端的电压是多少？（2）报警器浸入水下深度h为1m时，通过RP的电流是多少？（3）报警器浸入水下深度h为1m时，RP的电功率是多少？4．（2024•北京）如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1＝550Ω，R2＝44Ω，该电热器接入电压为220V的电路中。求：（1）低温挡时电路中的电流。（2）高温挡时电热器的电功率。5．（2024•潍坊）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U＝220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1＝20.5Ω，R2＝840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热＝800W，“加热”效率η＝80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。茶品低浓度“煮茶加热”时间中浓度“煮茶加热”时间高浓度“煮茶加热”时间乌龙茶2min5min10min红茶1min2min5min黑茶2min5min7min（1）求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量；（2）求煮茶机的“保温”功率；（3）若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。6．（2024•大庆）如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为2.5V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝15Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。（1）求电源电压；（2）当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1＝15Ω，求此时小灯泡的功率；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，求R1的最大功率和此时R1的阻值。7．（2024•长沙）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是多大？（2）只闭合开关S1时，R1的电功率是多少？（3）电源两端电压为6V时，“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源，则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少？8．（2024•枣庄）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。（1）在工作电路中，指示灯L标有“2V0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？（2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW•h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？（3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I＝0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？9．（2024•深圳）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。额定U220V额定功率加热挡80W保温挡22W（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？（2）R2的阻值是多少？（3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？10．（2024•黑龙江）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图。R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变），已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如表所示。求：（1）R2的阻值是多少？（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？（3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸圆，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]额定电压220V低温挡功率中温挡功率440W高温挡功率1100W11．（2024•齐齐哈尔）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1＝R2＝48.4Ω。求：（1）挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为多少？（2）若某次使用时，用高温挡位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？（3）若（2）问中用高温挡位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是多少？12．（2024•盐城）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：（1）受控电路30min内消耗的电能。（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流。（3）热敏电阻Rt的变化范围。13．（2024•连云港）小明家的电水壶的内部电路如图所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关（水温达到100℃，自动由加热状态切换为保温状态）。该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220V。求：××牌电水壶额定电压220V电源频率50Hz加热功率880W保温功率44W（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流。（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率。（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能。14．（2024•自贡）图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表所示为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。额定电压/V220高挡功率/W440低挡功率/W未知最大注水量/L2（1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率。（2）某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21min的P﹣t图象，如果“高挡”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高挡”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[水的密度是1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（3）一天琪琪断开家中其它所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10min内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？15．（2024•重庆）如图甲所示是同学们自制的调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V，0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：（1）灯L正常发光时的电阻；（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。

2024中考物理真题汇编：电能的计算参考答案与试题解析一．计算题（共15小题）1．【解答】解：（1）加热时S、S1闭合，R1、R2并联；则R1的电功率：P1=U（2）在保温挡工作时S闭合、S1断开，此时只有R2工作，则R2的电功率：P2＝P保温＝110W；在加热挡工作时，R1、R2并联；则总电功率：P加热＝P1+P2＝1100W+110W＝1210W，根据P＝UI可得加热挡工作时电路的总电流：I=P（3）由P=WW＝P加热t加热+P保温t保温＝1210W×5×60s+110W×5×60s＝3.96×105J。答：（1）加热时R1的电功率为1100W；（2）在加热挡工作时电路的总电流为5.5A；（3）这10min内电热水壶消耗的电能为3.96×105J。2．【解答】解：（1）灯泡L标有“6V3W“，由P=UR=UL2（2）当S闭合，S1和S2断开时，灯泡L和R1串联，根据串联电流相等，P＝UI知，电压之比等于功率之比为3：1，灯泡正常发光，电压为6V，则电阻R1的电压为2V；电源电压U＝UL+U1＝6V+2V＝8V；根据P＝UI＝I2R知，电功率之比等于电阻之比，故电阻之比为3：1，则R1=13R=13×当开关都闭合时，L被短路，R1和R2并联，根据P=U2R，电功率之比等于电阻倒数的比，R1和R2的功率之比为4：1，电阻之比为1：4，故R2＝4R1＝4×4Ω结合并联电路的特点分析电阻，根据P=U2R则R2的功率P2=U答：（1）灯泡L正常发光时的电阻是12Ω。（2）开关都闭合时R2的功率是4W。3．【解答】解：（1）由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；报警器未浸入水中时，RP的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A，则RP两端的电压为：UP＝I1RP＝0.12A×40Ω＝4.8V；（2）由图乙可知，报警器浸入水下深度h为1m时RP的阻值为30Ω，此时R0两端的电压为1.5V，根据串联电路电压规律可知，RP两端电压为：UP＝U﹣U0＝6V﹣1.5V＝4.5V，则通过RP的电流为：IP=U（3）报警器浸入水下深度h为1m时，RP的电功率为：P＝UPIP＝4.5V×0.15A＝0.675W。答：（1）报警器未浸入水中时，RP两端的电压是4.8V；（2）报警器浸入水下深度h为1m时，通过RP的电流是0.15A；（3）报警器浸入水下深度h为1m时，RP的电功率是0.675W。4．【解答】解：根据P=U2R可知，当S1闭合，S2断开时，电路中仅R1工作，电热器处于低温挡；S1和S2闭合时，R1（1）低温挡时电路中的电流：I1=U（2）高温挡时通过R2的电流为：I2=U高温挡时电热器的电功率为：P＝UI＝U×（I1+I2）＝220V×（0.4A+5A）＝1188W。答：（1）低温挡时电路中的电流为0.4A；（2）高温挡时电热器的电功率为1188W。5．【解答】解：（1）水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.8×10﹣3m3＝0.8kg，将水加热至100℃过程中水吸收的热量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（100℃﹣20℃）＝2.688×105J；（2）由P=U2R知，在电源电压不变时，电路电阻越小，功率越大。由图知，电路在不同状态时分别为R0与R1串联或者R0与R2串联，由于R1＜R2，所以可知当R0与R1串联时，为加热状态，R0加热时电路的总电阻R01=U2PR0＝R01﹣R1＝60.5Ω﹣20.5Ω＝40Ω，保温时电路的总电阻R02＝R0+R2＝40Ω+840Ω＝880Ω，煮茶机的“保温”功率P保温=U（3）将水加热至100℃，消耗的电能W1=Qη=此阶段所用时间t1=W由题意知煮茶时间为t2＝5min＝300s，保温时间t3＝15min﹣5min﹣7min＝3min＝180s，整个煮茶过程煮茶机消耗的电能W＝W1+P加热t2+P保温t3＝3.36×105J+800W×300s+55W×180s＝5.859×105J。答：（1）将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量为2.688×105J；（2）煮茶机的“保温”功率为55W；（3）这个过程煮茶机消耗的电能为5.859×105J。6．【解答】解：（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光，此时灯泡和滑动变阻器串联；根据图乙，此时电路中的电流为0.5A，灯泡两端的电压为UL＝2.5V；根据欧姆定律，滑动变阻器两端的电压为：U1电源电压为：U＝UL+U1＝2.5V+5V＝7.5V。（2）当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1＝15Ω，此时灯泡和滑动变阻器串联，根据图乙结合串联电路的电压规律和电流特点可知，此时电路中的电流为I′＝0.4A，灯泡两端的电压为UL′＝1.5V，此时小灯泡的功率为：PL＝UL′I′＝1.5V×0.4A＝0.6W；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，此时R2和滑动变阻器R1串联，R1的功率为：P1＝I2R1＝（UR1+R2）2分析上式可知，当R1＝R2＝15Ω时，R1的功率最大；R1的最大功率为：P1=U答：（1）电源电压为7.5V；（2）当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1＝15Ω，此时小灯泡的功率为0.6W；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，R1的最大功率为0.9375W，此时R1的阻值为15Ω。7．【解答】解：（1）只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，通过R1的电流：I1=U（2）只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，R1的电功率：P1=U（3）由图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，两开关都闭合时，两电阻并联，由P=UI=P通过I2的电流：I2＝I﹣I1＝6V﹣1.5A＝4.5A，R2的阻值：R2=UI若更换成电压为5V的电源，此时电路中的电流：I′=U′使用“速热”挡通电10s产生的热量：Q＝W＝U′I′t＝5V×5A×10s＝250J。答：（1）只闭合开关S1时，通过R1的电流是1.5A；（2）只闭合开关S1时，R1的电功率是9W；（3）使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。8．【解答】解：（1）在工作电路中，指示灯L标有“2V0.2A”和保护电阻串联，要使指示灯L正常工作，I＝0.2A，保护电阻的电压U0＝U﹣UL＝220V﹣2V＝218V；R0=U0I（2）转盘刚好转了20转，消耗的电能：20600kW•h=实际功率：P=W（3）当控制电流I＝0.03A时，电路的总电阻R总=UI=热敏电阻R2＝R总﹣R3＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；根据乙图知，此时的温度为200℃。答：（1）保护电阻R0的阻值为1090Ω；（2）空气炸锅的电功率是1000W；（3）设定的加热温度是200℃。9．【解答】解：（1）由图乙可知，当R2单独工作时是保温挡，由表中数据可知保温挡的额定功率为22W，由P＝UI可得通过R2的电流：I2=P（2）R2的阻值：R2=UI2（3）加热挡的功率为80W，加热挡正常工作5min消耗电能：W＝P加热t＝80W×5×60s＝2.4×104J，加热过程中电能转化为内能被水吸收，已知水吸收的热量为2.16×104J，则孵化器对水加热的效率：η=Q答：（1）通过R2的电流是0.1A。（2）R2的阻值是2200Ω。（3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能为2.4×104J，孵化器对水加热的效率是90%。10．【解答】解：（1）由图乙知，开关接高温触点时，电阻R3单独在电路中工作，由P=U2R知，R3的阻值：R3=开关接中温触点时，电阻R2、R3串联在电路中，电路的总电阻R=U额2根据串联电路的特点知，R2＝R﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω，（2）低温挡R1和R3串联，电路的总电阻R'＝R1+R3＝176Ω+44Ω＝220Ω；低温挡的功率P低=U（3）不计热损失时，电炖锅消耗的电能全部转化为水的内能，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，不计热损失时，电炖锅消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×105J，实际功率：P实=W答：（1）R2的阻值是66Ω；（2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W；（3）电火锅中温挡的实际功率是400W。11．【解答】解：（1）当开关旋至2和3时，R1、R2串联，此时电路中电阻最大，R＝R1+R2＝48.4Ω+48.4Ω＝96.8Ω，由P＝UI=U其功率为P＝UI=U（2）将中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×104J；（3）当开关旋至3和4时，R1被短路，此时电路为R2的简单电路，由P＝UI=U挂烫机高温挡的电功率：P高=U用高温挡位正常工作，加热过程共用时80s，由P=WW＝P高t＝1000W×80s＝8×104J，则挂烫机的加热效率为：η=Q吸W答：（1）挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为500W；（2）若某次使用时，用高温挡位正常工作，将0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是6.72×104J；（3）若（2）问中用高温挡位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效率是84%。12．【解答】解：（1）由图乙可知受控电路的冷却系统30min内工作量20min，即t＝20min＝1200s，其工作功率P＝1200W，则所消耗的电能W＝Pt＝1200W×1200s＝1.44×106J；（2）当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，受控电路工作，控制电路中R0和Rt并联，则R0两端电压为U0＝U＝3V，R0＝100Ω，则通过R0的电流为I0（3）当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下（或衔铁即将被吸下），冷却系统工作，由图可知此时控制电路为热敏电阻Rt的简单电路，根据题意可知此时室温升至28℃，且此时热敏电阻Rt的阻值最小，热敏电阻两端电压为Ut＝U＝3V，则热敏电阻的最小阻值为：Rtmin=UtI由题意和图示可知，冷却系统工作后，控制电路中热敏电阻Rt和定值电阻R0并联，在降温过程中热敏电阻Rt的阻值会增大，则通过热敏电阻Rt的电流会减小，但此过程中衔铁一直被吸下，说明此过程中控制电路的总电流为0.15A，当室温降至23℃时，热敏电阻Rt的阻值最大，控制电路的总电流仍为0.15A，则此时通过热敏电阻的电流为It′＝I﹣I0＝0.15A﹣0.03A＝0.12A，热敏电阻两端电压为Ut＝U＝3V，所以热敏电阻的最大阻值：Rtmax=UtI由此可知热敏电阻的阻值变化范围为：20Ω～25Ω。答：（1）受控电路30min内消耗的电能为1.44×106J；（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流为0.03A；（3）热敏电阻Rt的变化范围为20Ω～25Ω。13．【解答】解：（1）当开关S闭合，S0断开时，电水壶处于保温状态，由P＝UI得，电路中的电流：I=P（2）当开关S和S0均闭合时，此时电水壶处于加热状态，其总功率等于两电阻电功率之和，则R1的电功率为：P1＝P总﹣P2＝880W﹣44W＝836W；（3）在加热状态下，该电水壶工作50s消耗的电能：W＝P总t＝880W×50s＝4.4×104J。答：（1）当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流为0.2A；（2）当开关S和S0均闭合时，R1的电功率为836W；（3）在加热状态下，该电水壶