2020年中考物理计算题解题方法全攻略（电学）专题3.2与电功、电功率有关的计算题.docx

专题3.2 与电功、电功率有关的计算题解题策略知识回顾 1.电功、电功率重要公式（1）电功： WUIt（定义式） WI2Rt (只使用于纯电阻电路)（2）电功率：PW/t（定义式） P=UI(计算式） PI2R (只使用于纯电阻电路)2.求解电功及其电功率题的类型（1）以电能表为素材，求解电功率的相关问题（2）与滑动变阻器相关的电功率计算（3）与串并联电路特点及欧姆定律应用相关的电功率计算（4）考查与I-U图像相关的电功率计算类型与典例突破 类型1.根据电能表表盘数据信息，结合公式的计算。【例题1】（2018淄博）如图所示是某电能表表盘的部分数据（imp表示电能表指示灯闪烁的次数）当电路中某用电器单独工作6min时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是 kWh，它的功率是 W。【答案】0.1；1000。【解析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表。3200imp/（kWh）的含义是：电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。根据题目所给条件和电功率的公式P=，进行解答。因为电路中每消耗1kWh的电能，指示灯闪烁3200次。所以当指示灯闪烁320次时，消耗的电能为W=0.1kWh，t=6min=0.1h用电器的额定功率P=1kW=1000W。类型2. 物理量的变化量计算问题【例题2】（2019四川内江）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为U1、U2，电流表示数的变化量为I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为P1、P2则下列判断正确的是（）AP1+P2I2（R1+R2）B|U1|U2|C|+|R1+R2D|U1|U2|【答案】C 【解析】由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2，由I可得，电压表V2示数的变化量：U2U2U2I1R2I2R2（I1I2）R2IR2，则|U2|IR2|，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V1示数的变化量：U1U1U1（UI1R1）（UI2R1）（I2I1）R1IR1，则|U1|IR1|，因R1、R2的阻值相同，所以，|U1|U2|，故BD错误；由|R1、|R2可知，|+|R1+R2，故C正确；（2）定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为P1、P2，则P1+P2（I12I22）（R1+R2）（I1I2）（I1+I2）（R1+R2）I（I1+I2）（R1+R2）。类型3.电气设备中的计算【例题3】（2019福建）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。（1）“天鲲号”以功率P16600kW进行绞吸，同时以功率P213400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t10min，共做功多少焦？（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U220V，额定电流I10A“天鲲号”绞刀以功率P16600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？【答案】（1）共做功1.2l010J；（2）相当于3000台这种破壁机正常工作消耗的总功率。【解析】（1）“天鲲号”工作时的总功率：PP1+P26600kW+13400kW20000kW2l07W，工作时间t10min，所做的总功： WPt2l07W1060s1.2l010J；（2）每台破壁机的功率：P0UI220Vl0A2200W，“天鲲号”绞刀以功率P16600kW工作，相当于破壁机正常工作的台数：n3000（台）。类型4.含有图像的综合计算【例题4】（2019海南）小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的IU图像如图乙所示。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻。（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。【答案】见解析。【解析】由图甲知，小灯泡L与滑动变阻器串联接在电路中，电压表测L两端电压（1）由图乙知，当U=U额=6V时，通过灯泡的电流I=I额=1.0A 由小灯泡正常发光时的电阻为 （2）小灯泡正常发光10min消耗的电能为 （3）当小灯泡正常发光时，消耗的电功率为 设电源电压为U总，电路消耗的总功率为P总 由得解得U总=12V 由图乙知，当灯泡两端的电压为U=3V时，电路中的电流为I=0.7A 此时小灯泡消耗的电功率为 此时电路消耗的总功率为 小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比为 （4）通过计算知，小灯泡的额定电压只有电源电压的一半，所以灯泡发光时的电压比电源电压小太多应该是小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低的主要原因之一。中考达标训练题 一、选择题1（2019贵阳）如图所示是加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关通断组合，可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W。则下列判断正确正确的是（ ）A该加热器只有两个加热档位B加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1R2=13C加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为21D该加热器的最小电功率是8W【答案】C【解答】（1）由电路图可知，R1、R2并联连接，且均有一个开关单独控制，则电加热器能有：R1工作、R2工作、R1、R2同时工作三个加热档位；故A错误；（2）开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，因并联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的发热功率：P2=P-P1=12W-8W=4W，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两个发热电阻的阻值之比：（3）由于并联电路两端的电压相等，根据P=UI可得：4）由于P1=8W，P2=4W，所以，该加热器的最小电功率是4W，故D错误。2（2019黑龙江大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有4v“字样，电流表的量程为00.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。滑动变阻器R1的最大阻值为20，定值电阻R2的阻值为10当闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是（）A电源电压为5VB闭合s和S2，断开S1，滑片移到中点时，用一个“4V 0.5W“的灯泡L替换L，则将正常发光C闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，滑动变阻器的阻值是17.5D闭合S和S1，断开S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W【答案】C【解析】A.闭合S和S2，断开S1，此时小灯泡和滑动变阻器是串联的，此时灯泡正常发光，可以从图象上得到灯泡的额定电流是0.5A，灯泡电阻是：RL8，所以，串联电路的电阻：RR1+RL10+818所以电源电压为：UIR0.5A189V，选项A错误。B.“4V 0.5W”灯泡的电阻为：R32，在滑动变阻器的滑片在中点时，原来灯的电阻是8，现在灯的电阻是32，灯的电阻变大，分担的电压就变大，电压会超过4V，所以灯不能正常工作。选项B错误。C.闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，由图乙知，电灯两端的电压是2V，电灯的电流是0.4A，所以电路电阻为：R总22.5，此时灯的电阻为：RL5，滑动变阻器的阻值是：R滑22.5517.5，D.闭合S和S1，断开S2，此时定值电阻和滑动变阻器是串联的，电路最大电流是0.6A，电阻R2的最大功率为：PI2R（0.6A）2103.6W故选项D错误。3（2019湖北荆州）如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V下列结果正确的是（）A电源电压为8V BR1的阻值为20C电路前后电流之比为1：3 D电路总功率变化了1.2W【答案】D【解答】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑片在B处时，电路中的电流：I1，则滑动变阻器两端的电压：U2I1R2R24V由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，即此时滑动变阻器两端电压为U24V1V3V，同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U23V用式比式可得：，解得：R22R1将代入式可得：4V，解得：U6V，故A错误；（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻两端的电压为U16V4V2V，此时定值电阻R1的功率为0.8W，即；P10.8W，解得：R15，则R22R12510，故B错误；（3） 电路前后电流之比为I1：I2：，故C错误；（4） 电路总功率变化了：PP2总P1总1.2W，故D正确。4.（2019山东德州）如图所示的电路中，a、b、c是三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V 1.5W”的灯泡L1正常发光，标有“6V 3W”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A电表a为电流表，且示数为1A B电表b为电压表，且示数为3VC电表c为电流表，且示数为0.25A D闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25W【答案】D【解析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据PUI求出两灯泡正常发光时的电流，再根据欧姆定律求出灯泡L2的电阻，根据“灯泡L1正常发光，灯泡L2发光较暗”判断两灯泡的连接方式，进一步判断三电表的类型，根据串并联电路的电流特点和额定电压下灯泡正常发光得出电源的电压，根据欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出电路总电流，再根据PUI求出电路消耗的总功率。由PUI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：I1=0.5A，I2=0.5A，灯泡L2的电阻：R2=12；因灯泡L1正常发光，灯泡L2虽然发光但较暗，所以，通过L1、L2的电流不相等，L1与L2应并联，则a一定是电流表，b是相当于导线的电流表，c是相当于开路的电压表，故B错误；此时电流表a测干路电流，电流表b测L2支路的电流，电压表c测电源的电压，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L1正常发光，所以，电源的电压UU13V，即电压表c的示数为3V，故C错误；此时通过R2的电流：I2=0.25A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表a的示数：II1+I20.5A+0.25A0.75A，故A错误；电路消耗的总功率：PUI3V0.75A2.25W，故D正确。5.（2019山东泰安）如图所示，电路中电源电压保持不变，小灯泡标有“3V 1.5W字样，不考虑灯泡电阻随温度的变化，滑动变阻器R的最大阻值为24，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3时小灯泡正常发光。为了保证电路安全，小灯泡电压不超过额定电压，两电表的示数均不超过所选量程。在滑片P滑动过程中，下列说法（）电源电压为4.5V 变阻器接入电路的阻值范围是312小灯泡的最小功率为0.135W 电路的最大功率2.25WA只有正确 B只有正确C只有正确 D都正确【答案】C【解析】由图，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端电压，电流表测电路电流；（1）由P可得灯泡的电阻：RL6，由PUI可得，灯泡正常发光时通过的电流：I额0.5A，由题知，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3时，小灯泡正常发光，由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压：UI额R串I额（R+RL）0.5A（3+6）4.5V；故正确；（2）因串联电路中电流处处相等，且电流表量程为00.6A，灯泡的额定电流为0.5A，所以为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流I最大I额0.5A，电路中的总电阻：R最小9，滑动变阻器连入电路中的最小阻值：R最小R总RL963，由于电压表量程为03V，当电压表的示数最大为U滑3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大；此时灯泡两端的电压为：ULUU滑4.5V3V1.5V，此时电路的电流为：I最小0.25A，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R最大12，所以为保护电路，变阻器接入电路的阻值范围是312；故正确；（3）小灯泡的最小功率：PL最小I最小2RL（0.25A）260.375W；故错误；（4）电路的最大功率：P最大UI最大4.5V0.5A2.25W，故正确。综上可知，只有正确。6.（2019内蒙古巴彦淖尔市）如图所示，小灯泡L标有”6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，小灯泡L正常发光；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.2A，下列说法正确的是（）A电源电压为9VB滑动变阻器的最大阻值为18C调节电路元件，可使电压表达到的最大值为4.5VD电路的最小功率与最大功率之比为3：16【答案】D【解析】A.当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，为灯的简单电路，小灯泡L正常发光，故电源电压为6V；A错误；B.根据P，灯的电阻：R12；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，变阻器与灯串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，灯的电压为：U灯IR0.2A122.4V，根据串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电阻的大小：R滑18；故滑动变阻器的最大阻值为：21836B错误；C.若电压表达到的最大值为4.5V，则灯的电压为6V4.5V1.5V，变阻器的电压为灯的电压的3倍，根据分压原理，变阻器的电阻为：31236，即将变阻器的最大电阻连入电路中，使电压表达到的最大值为4.5V，C正确；D.灯的额定电流为：IL0.5A，即电路中的最大电流，故电路的最大功率为：P大UIL6V0.5A3W；根据P，当电路的电阻最大时功率最小，根据电阻的串联，电阻的最大电阻：R串联36+642，故最小功率为：P小W；电路的最小功率与最大功率之比为：W：3W2：7，D错误。7.（2019四川达州）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3为定值电阻，且R2R320闭合开关S，电压表V1和V2的示数之比为4：3，此时电路消耗的总功率为P1；若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2，闭合开关S后电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，此时电路消耗的总功率为P2则下列结果正确的是（）AR110 I1：I23：2 P1：P21：10BR15 I1：I22：3 P1：P21：10CR110 I1：I23：2 P1：P210：1DR15 I1：I22：3 P1：P210：1【答案】A【解析】由图知，当闭合开关S时，R1、R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的电压之和，电压表V2测R1和R2两端的电压之和，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且各处的电流相等，所以，由I可得，两电压表的示数之比：，解得：R110，故BD错误；此时电路消耗的总功率：P1；若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2时，R1、R2、R3并联，电流表A1测R1和R2支路电流之和，电流表A2测R2和R3支路的电流之和，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，两电流表的示数之比：I1：I2（+）：（+）（+）：（+）：3：2，此时电路消耗的总功率：P2+，则P1：P2：1：10，故A正确、C错误。8.（2019四川达州）如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30，电压表的量程为015V电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（）A电源电压为20VBR1的阻值为5C为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为430D开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W【答案】D【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。（1）由图乙可知，当R210时U112V，当R220时U18V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为：I，I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源的电压：UI（R1+R2）I（R1+R2），即（R1+10）（R1+20），解得：R110，故B错误；电源的电压UI（R1+R2）（10+10）24V，故A错误；（2）当电压表的示数U115V时，电路中电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流：I大1.5A，此时滑动变阻器两端的电压：U2小UU124V15V9V，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小6，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为630，故C错误；（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，则P小14.4W，故D正确。二、填空题9（2018青岛）某电视机的额定功率是l10w，则它正常工作时，电流是；1kWh的电能可供它止常工作的时间是（至少保留一位小数）【答案】0.5A；9.1h。【解析】电视机正常工作时的功率和额定功率相等，利用公式I=得到电视机的电流，再根据t=求出1kWh的电能可供电视机正常发光的时间。家庭电路的电压是220V，电视机的额定功率是l10W，则它正常工作时，通过电视机的电流为：I=0.5A；1kWh的电能可供它正常工作的时间：t=9.1h。10.（2018枣庄）如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，R1、R2的阻值分别为11、22，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换，电热器在低温工作时的电功率是W，在高温档工作1min产生的热量是J。【答案】2200；3.96105。【解析】（1）根据P=，当电阻最大时，电功率最小，为低温档，分析此时电路的连接，根据P=求出电热器在低温工作时的电功率；（2）两电阻并联时，旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小，由并联电阻规律求出并联电阻，根据Q高=t求出在高温档工作1min产生的热量。根据P=，当电阻最大时，电功率最小，旋转扇形开关S接触c，即只有R2连入电路时为低温档，P小=2200W当两电阻并联时，旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小，R并=，在高温档工作1min产生的热量是：Q高=t=60s=3.96105J。11（2017滨州）如图甲，将额定电压为2.5V的小灯泡接入电源电压为4.5V的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，记录相应电压表和电流表示数绘制成如图乙的UI图象，则小灯泡的额定功率为 W，小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻是 。【答案】0.625；8。【解析】由图象可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时对应的电流，根据P=UI 求出小灯泡的额定功率；根据串联电路电流、电压规律和欧姆定律的变形公式求出滑动变阻器接入电路的电阻。（1）由图乙可知，当小灯泡两端的电压为U额=2.5V时，通过小灯泡的电流I额=0.25A，则小灯泡的额定功率：P=U额I额=2.5V0.25A=0.625W。（2）由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，当小灯泡正常发光时，U额=2.5V，电路中的电流I=I额=0.25A，根据串联电路电压规律可知，此时滑动变阻器两端的电压：U滑=UU额=4.5V2.5V=2V，由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=8。三、计算题12（2019湖南邵阳）如图甲所示的电路中，电源电压不变，L是标有“6V 3W的电灯，当S1和S3闭合、S2断开时，灯L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：（1）电源电压。（2）定值电阻R的值（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率。（不考虑温度对电阻的影响）【答案】（1）电源电压为6V；（2）定值电阻R的值为12；（3）S1和S3断开、S2闭合时，灯L的实际功率为0.75W。【解析】（1）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯L正常发光，所以，电源电压UUL6V；（2）当S1和S3闭合、S2断开时，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流，由PUI可得，通过灯泡的电流：IL=0.5A，由图乙可知，电流表的量程为03A，分度值为0.1A，干路电流I1A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过定值电阻R的电流：IRIIL1A0.5A0.5A，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由I可得，定值电阻R的值：R=12；（3）灯泡的电阻：RL=12，当S1和S3断开、S2闭合时，灯泡L与定值电阻R串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I=0.25A，灯L的实际功率：PL（I）2RL（0.25A）2120.75W。13（2019四川巴中）如图所示，某品牌智能电火锅的铭牌，（不计温度对电阻的影响）。求：（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为多少kWh？（2）某天用电高峰期，只使用电火锅加热10min，家用电能表（1200r/kWh）的转盘转了200转，此时电火锅的实际功率是多少？（3）如图乙所示是电火锅的简化电路图，其中R1、R2均为发热电阻，S2为加热保温自动力切换开关，求R2的电阻是多少？XX牌智能电火锅型号ZDF215额定电压220V加热功率1210W保温功率484W频率50Hz【答案】（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为0.605kWh；（2）此时电火锅的实际功率是1000W；（3）R2的电阻是40。【解析】（1）由P可得，电火锅正常工作时间为30min消耗的电能：W总Pt总1.21kW0.5h0.605kWh；（2）转200转消耗的电能：W200rkWh，此时消耗的实际功率：P实1kW1000W；（3）由图知，当S1闭合、S2接a时，电路中只有R1，电路中电阻最小，由P可知此时电功率最大，处于加热状态；由P得电火锅正常加热时的电阻：R140；由图知，当S1闭合、S2接b时，电路中R1和R2串联，电路中电阻最大，由P可知此时电功率最小，处于保温状态；由P得串联总电阻：R串R1+R2100，R2的电阻：R2R串R11004060。14（2017枣庄）如图甲所示，额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压一定。滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端时，灯泡L的IU图象如图乙所示，以下说法正确的是（）A灯泡正常发光时的电流为0.5AB灯泡两端的电压为3V时，它消耗的电功率为1.5 WC灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3D当滑动变阻器接入电路的阻值为2.5时，如果灯泡消耗的电功率为3.2 W，此时灯丝的阻值为5【答案】D【解析