必考点14 电功与电能表的计算问题-【对点变式题】2021-2022学年九年级物理上学期期末必考题精准练（人教版） 带解析

必考点14电功与电能表的计算问题（解析版）※题型一：电功与电能表相关计算题【例题1】（2021·辽宁中考真题）假期小明一家要出门旅游，出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作，其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h，过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是（）。A．这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h；B．冰箱每天平均工作的时间为0.5h；C．冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电能表转盘的转速不变【答案】A。【解析】A．电能表原来的示数为2021.6kW·h，7天电能表的示数为2028.6kW·h，则这段时间冰箱消耗的电能是W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h故A正确；B．冰箱功率为200W，合0.2kW，电冰箱在这7天内工作的总时间为t=则冰箱每天平均工作的时间为t'=5h故B错误；C．冰箱正常工作1min消耗的电能为W'=Pt''=0.2kW×h=电能表的转盘转的圈数为n==2r即冰箱正常工作1min电能表的转盘转过2转，故C错误；D．再有其它家电和冰箱一同正常工作时，电路中消耗电能变快，电能表转盘的转速变快，故D错误。故选A。【例题2】（2021·天津中考真题）某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（）。A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J【答案】B。【解析】由图可知，电能表的铝盘每转过720转，消耗1kW·h电能，即3.6×106J电能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。【解题技巧提炼】1.电能表铭牌的意义：“220V”—表示电能表应该在220V的电路中使用；“10（20A）”—表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A（此处20A不是短时间内允许通过最大电流而是额定最大电流）；“50Hz”—表示它在50赫的交流电路中使用；“3000r/kW·h”—表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过3000转。2.根据电能表转盘转动的转数进行计算：如果电能表标有“:3000r/kW·h”，当转盘转过n圈时，消耗的电能为W=nr/3000r×kW·h=n/3000×3.6×106J。3.电功公式：（适用于所有电路）；对于纯电阻电路可推导出：。）串联电路：；）并联电路：；在任何情况下，在一定时间所做的总功。※题型二：由电能表计算用电器电功率【例题3】（2021·黑龙江齐齐哈尔市）如图所示的电能表，在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______，此电能表允许接入用电器的最大总功率是______。【答案】0.6；4400。【解析】[1]电能表上标有，表示电能表转盘每转动3000圈，消耗的电能为，故在某段时间内转盘转了1800转，则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是[2]220V表示这个电能表要接在220V的电路中，10A表示电能允许通过的最大电流，20A表示电能表短时间内通过的最大电流，故此电能表允许接入用电器的最大总功率是。【例题4】（2021·山东临沂市）仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路，正常工作6min，电能表的转盘转过了360r，则电热水壶消耗的电能为_________kW·h，电功率为________kW。【答案】0.12；1.2。【解析】[1]电能表的转盘转过了360r，电热水壶消耗的电能W=×1kW·h=×1kW·h=0.12kW·h；[2]电热水壶消耗的电能W=0.12kW·h=4.32×105J；电热水壶工作的时间t=6min=360s；电热水壶的电功率P===1200W=1.2kW。【解题技巧提炼】1.电功率公式：。该式为电功率的定义式，主要适用于已知电能W和时间t求功率的情况。2.电功率公式：P=UI，主要适用于已知电压U和电流I求功率的情况。3.电功率公式：，主要适用于纯电阻电路，多用于在串联电路中已知电流I和电阻R求功率的情况；，主要适用于纯电阻电路，多用于在并联电路中已知电压U和电阻R求功率的情况。4.电功率公式：，主要适用于已知t、n和N求功率的情况。式中t为用电器单独工作的时间，n为用电器单独工作t时间内电能表转盘转过的转数，N为电能表铭牌上每消耗1千瓦时电能表转盘转过的转数。★题型一：电功与电能表相关计算题1．（2021·湖南常德市·中考真题）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（）。A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态；B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态；C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W；D．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能【答案】C。【解析】AB．总电压保持不变，根据可知，电路中的总电阻越大，发热功率越小，因此开关S接触点1时，电路中接入的电阻最小，电饭煲处于加热状态；开关S接触点2时，电路中接入的电阻最大，电饭煲处于保温状态，故AB错误；C．如图乙所示，在0~10min内，饭煲处于加热状态，功率为800W，故C正确；D．如图乙所示，在10~20min内，饭煲处于保温状态，功率为200W，消耗的电能为W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J故D错误。故选C。2．（2021·广西贵港市）如图所示的电能表的读数是______kW·h；若该电能表的表盘转了360转，则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。【答案】201.8；。【解析】[1]电能表的读数是201.8kW·h。[2]若该电能表的表盘转了360转，则此时用电器消耗了故此时用电器消耗了。3．（2021·辽宁中考真题）如图是小军家的电能表，让“220V1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为______J，电能表的示数变为______kW·h。每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转______r。【答案】；2021.7；2000。【解析】[1]此用电器的功率为1200W，正常工作5min消耗的电能为W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J=0.1kW·h[2]电能表原来示数为2021.6kW·h，此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，则电能表的示数变为W'=2021.6kW·h+0.1kW·h=2021.7kW·h[3]此用电器单独工作5min消耗了0.1kW·h，电能表的转盘转过200r，则电能表转速为n=；即每消耗1kW·h的电能，该电能表转盘转过2000r。4．（2021·湖南郴州市）小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是_______度，若小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交_______元电费。【答案】80；48。【解析】[1]用电能表计算用电量，拿月末的电能表示数减去月初的电能表示数，小林家中这个月他家的用电量是866.0度-786.9度=48度[2]小林家所在地区每度电的电费是0.6元，这个月他家应交的电费为48度×0.6元/度=48元。★题型二：由电能表计算用电器电功率1．（2021·湖南衡阳市）李芳用家中的电能表表盘如图，她家新购置了一台用电器，她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致，于是她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，内电能表的转盘转了30转，则测得该用电器的电功率是______，已知她家原有用电器的总功率是，从电能表使用的角度考虑，她家的电路______（选填“能”或“不能”）接入该用电器。【答案】；能。【解析】[1]1min内该用电器消耗的电能该用电器的功率[2]由电能表的参数知，李芳家电路允许消耗的最大功率Pmax=UI=220V×20A=4400W接入该用电器后，家中用电器的总功率P总=P+P原=600W+3000W=3600W<4400W所以她家的电路能接入该用电器。2．（2020·湘潭）如图是小明家电能表的表盘。小明将家中所有其他用电器关闭，只让暖风机单独工作，观察到1min内电能表指示灯闪烁了32次。暖风机在这1min内消耗的电能为kW•h．它的实际功率是W。【答案】0.02；1200。【解析】1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁32次，则该用电器消耗的电能：W＝kW•h＝0.02kW•h，暖风机的实际电功率：P＝＝＝1.2kW＝1200W。故答案为：0.02；1200。3.（2020·镇江）经过1.5h，小林家中电能表的示数从图示变为，则此段时间内电能表的转盘转动了_____圈，家庭电路实际消耗的功率为_____kW；此段时间内，若通过电能表的电流为其正常工作的最大电流I，则I=_____A。【答案】(1)9900；(2)2.2；(3)10。【解析】[1]电能表的黑色数字为整度数，红色数字为小数点后面的度数，此电能表使用前后显示数据分别为2020.7kWh、2024.0kWh，则消耗的电能为由电能表上的信息可知，每消耗1kWh时转盘转动3000圈，则此段时间内电能表的转盘转动[2]根据功率计算公式，可知家庭电路实际消耗的功率为[3]由功率公式，可知正常工作的最大电流I为。4．（2021·贵州中考真题）图甲是小明家的电饭锅及电路原理图，该电饭锅有高温和保温两档，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温档工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温档工作时，电饭锅功率为440W。（c水=4.2×103J（kg·℃））根据相关知识，回答下列问题：（1）饭煮熟后，开关S将______（选填“闭合”或“断开”）（2）电热丝R的阻值为多少？（______）（3）用此电饭锅高温档将质量为1kg，温度为25℃的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。（______）（4）如图乙所示，电能表上有一参数模糊不清，小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅，调至高温档烧水5min，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？（______）【答案】断开；61.6Ω；84%；3000r/(kW·h)。【解析】（1）[1]饭煮熟后，处于保温状态，开关S断开，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态。（2）[2]开关S闭合，只有R0的简单电路，电路的电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于加热状态，电路的总电阻R0的阻值电热丝R的阻值为：R=R-R0=110Ω-48.4Ω=61.6Ω（3）[3]水吸收的热量：Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃=2.52×105J电饭锅消耗的电能：W=Pt=1000W×5×60s=3×105J加热过程中电饭锅的效率：=84%（4）[4]高温档烧水5min消耗的电能：W1=Pt1=1kW×=kW·h电能表的转盘转了250转，电能表上模糊的参数。1．（2021·黑龙江绥化市）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为______J，此时家中的实际电压为______V。XX牌电热饮水机额定电压220V额定功率1210W【答案】6×104（或60000）；200。【解析】[1]该饮水机在这段时间内消耗的电能为：[2]实际功率为因为饮水机加热电阻不受温度影响，根据可得：；可得U1=200V。2．（2021·江苏泰州市）小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃，水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W，所消耗的电能全部被水吸收，则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所示，若家中只有电水壶单独工作，则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。［c水=4.2×103J/(kg·℃)］【答案】；189；315。【解析】[1]水吸收的热量为[2]加热这壶水需要的时间是[3]消耗电能为W=0.105kW·h，则这段时间内电能表指示灯闪烁次数。3．（2020·无锡）小明到早餐店吃早餐，发现电能表适用的额定电压为220V，正常运行的最大电流值为20A，他观察到电能表示数在20min内增加了1.1kW•h．且指示灯闪烁稳定，则店内正在使用的用电器实际功率为W，通过电能表的电流为A．此时店主正拿出电饼铛，准备烙饼，小明注意到电饼铛的铭牌信息如表格中所示，于是提醒店主不要使用，小明这样做的理由是。额定电压220V～额定频率50Hz额定功率1350W【答案】3300；15；再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率。【解析】（1）由题意可知，20min内用电器消耗的电能W＝1.1kW•h，店内正在使用的用电器实际功率：P＝＝＝3.3kW＝3300W，由P＝UI可得通过电能表的电流：I＝＝＝15A；（2）电能表工作电压U＝220V，正常运行通过的最大电流I最大＝20A，电能表允许接入用电器的最大总电功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W，再接入1350W的电饼铛后的总电功率：P总＝3300W+1350W＝4650W＞P最大＝4400W；所以电路中不能再接入一个功率为1350W的电饼铛。故答案为：3300；15；再接入1350W的电饼铛后的总电功率大于电能表允许接入用电器的最大总电功率。4.（2020·营口）如图所示为小丹家使用的电能表，由图可知他家同时可使用的用电器总功率不能超过______W；他关闭家中其他用电器，只让电水壶烧水，发现电水壶正常工作2min，电能表转盘转过24转，则该电水壶的额定功率为______W；电水壶内部的电热丝通电后迅速升温，而与其相连的电源线却不热，主要是因为电热丝的电阻______（选填“大于”或“小于”）电源线的电阻。【答案】(1)4400；(2)1200；(3)大于。【解析】[1]由电能表的表盘可知，电能表的工作电压为220V，电能表平时工作允许通过的最大电流为20A，他家同时可使用的用电器最大总电功率：P最大=UI最大=220V×20A=4400W[2]600revs/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表转盘转600r，电能表转盘转24r消耗的电能W=kW·h=0.04kW·h电水壶额定功率：=1.2kW=1200W[3]电水壶的电热丝与电源线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为电热丝的电阻大于电源线的电阻，所以由Q=I2Rt可知电热丝电流产生的热量大于电源线产生的热量，所以，电水壶内部的电热丝通电后迅速升温，而与其相连的电源线却不热。5.（2020·泸州）小聪家的电能表如图所示，由此可知，小聪家允许接入电路的最大功率为______kW；小聪家有一个规格为“220V1000W”的用电器，可能是______（选填“台灯”“电饭锅”或“电视机”）。当电路中只有这一用电器正常工作10min，电能表的转盘转了______转。【答案】(1)11；(2)电饭锅；(3)500。【解析】[1]由电能表的铭牌可知小聪家允许接入电路的最大功率[2]1000W应该属于大功率电器，所以该电器可能是电饭锅。[3]电饭锅正常工作10min，消耗的电能假设电能表表盘转过了n圈解上式可得。6．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知:水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少?（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少?【答案】（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW。【解析】（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R0短路，电路为R的简单电路，电路电阻较小，根据P=可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI=得，加热电阻的阻值为：R====48.4Ω即加热器的阻值是48.4Ω。（2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量：Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J即加热器通电10s产生的热量是10000J。（3）一满壶水的质量：m=V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J即水吸收的热量是525000J。（4）电热水壶消耗的电能：W=kWh=0.04kWh电热水壶的实际功率：P===0.8kW即电路消耗的实际功率是0.8kW。答：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是48.4Ω；（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是10000J；（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是525000J；（4）此时电路消耗的实际功率是0.8kW。7．（2021·内蒙古通辽市）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻，是最大阻值为的可变电阻（调温开关），人通过调节可以改变电热水壶的功率。（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？（2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将的阻值调为多大？（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯在内闪烁了多少次？【答案】（1）1210W；（2）400Ω；（3）50次。【解析】（1）由图乙知，两个电阻串联在电阻中，当可变电阻R′接入电路的阻值最小为0时，此时电路中的电流最大为据P=UI知，此时电热水壶的功率最大为P=UI=220V×5.5A=1210W由题意知，电热水壶表面温度与环境温度的温差∆t=70℃-20℃=50℃由图丙知，此时电热水壶每秒的向外散失的热量Q=110J即电热水壶每秒放出的热量为110J，那么电热水壶此时的功率据知，电路中此时的总电阻此时可变电阻接入电路的阻值R′=R-R0=440Ω-40Ω=400Ω（3）[3]实际电压为200V时，电热水壶的最大功率加热1min消耗的电能W=P实t=1000W×60s=60000J由图丁中电能表的参数知指示灯闪烁的次数答：（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为1210W；（2）应将R′的阻值调为400Ω；（3）电能表指示灯在1min内闪烁了50次。8．（2021·甘肃兰州市·中考真题）一只标有“6V，3W”字样的小灯泡L与一个阻值为8的定值电阻R串联，接在电源电压不变的电路中，接通电路后，小灯泡L正常发光。