电能（需要的）与电能（储存的）的转化模型-中考物理常考计算题（原卷版）

专题10电能（需要的）与电能（储存的）的转化模型

1.停课不停学，但长时间线上学习容易使眼睛疲劳。为了缓解眼睛疲劳，妈妈给小欣购买

了一款电加热眼罩，如图中所示，其相关数据见表，请你解答下列问题：

（1）如图乙是可以通过手动调节高、中，低三挡加热的电热眼罩工作原理图，充甩电池电

压U=6V保持不变，电热丝R/=5Q,电热丝心=10Q,当眼罩在高温挡工作时功率为多

少？

（2）若眼罩在中温挡正常工作十分钟，所消耗的电能是多少？

（3）现有两个充电器，一个标注“输出6V,600mA“，另一个标注“输出6V,4A”，其中一

个是快速充电器，假设快充充电效率为90%,选用快速充电器将电加热眼罩的电池从零充

满需要多少分钟？

甲乙

型号OEM

额定充电（放电）电压6V

电池容量2400mAh

2.如图所示是我国某品牌自主研发的新能源汽车，正在由落地式充电桩进行充电。该落地

式充电桩输入交流电、输出直流电，共参数如表格所示。该电动汽车的电源由8000节电池

成，电池质量为0.05kg,该甩源能量密度为0.25kW.h/kg（能量密度是指电池可以充入的最

大电能与电池质量的比值）汽车每行驶100km的耗电量为20kW.h。求：

（1）该充电桩进行交、直流转换的效率中；

（2）该汽车电源能够储存的最大电能；

（3）将汽车从完全没电充电至66%的电能，充电桩在额定状态下需要工作的时间

（4）若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶lOmin的过程中，受到的平均阻力是

360N,则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率？

JS-LY2101落地式充电桩

额定输入电压：220V交流额定输出电压：500V直流

额定输入电流：100A交流额定输出电流：33A直流

3.新型五菱宏光miniev是一款小电动车，由于它小巧可爱，停车方便，使用成本极低,

所以受到了广大群众的认可，揪起了购买热潮。以下是该车其中一款的一些参数：

充电时间（慢充）6.5小时

电池容量9.2千乩时

最大扭矩85牛•米

百公里耗电量8.8千瓦时/100千米

额定功率20千瓦

最高车速100千米〃卜时

理想情况下续航里程120千米

（1）己知家庭用电的电费是0.6元/千瓦时，相比汽油车，电动车的用车成本大大降低。如

果汽油车的耗油量为7升〃00千米，油价为7.5元/升。则每行驶100千米，电动车比汽油

车可节约的费用是多少？

（2）“慢充”指该电动车用家庭220V电压充电，将电池容量慢慢充满。不计充电时的能量

损耗，充电时电流多大？

（3）在电动车实际使用时，电池一般会预留20%电量，即当电量达到20%时就需要充电

了。当该电动车以100千米/小时最大速度匀速行驶，电量从100%到20%时能行驶多少千

4.王老师从家里出发，使用充满电的油电混用汽车到学校。整个过程经历了三个阶段：

阶段一：由电动机带动从斡止加速行驶500m,直至速度达到54km/h,能耗表上显示本阶

段数据为150kWh/100km,消耗电能的80%转化为动能：

阶段二：以54km/h匀速行驶6min；此过程全部由汽油机维持，由机载计算机信息可知消

耗了450g汽油，此阶段汽油机的效率为40%；

阶段三：在距学校200m处汽油机停止工作，启动刹车后，车载发电机采取动能回收投

术，将80%的动能转化为电能，并储存在蓄电池中，最后停在学校。

问：（1）求该汽车在加速过程中消耗的电能；

（2）求该汽车在匀速行驶过程中受到的阻力；

（3）如果王老师下班与此过程相同，那么回家后利用充电桩充电，充电效率为60%,需

要花费多少钱才能将蓄电池充满电？（电费取0.5元/kW.h,汽油热值：3xl07J/kg）

5.小明骑着某轻型电动自行车以5m/s的速度沿平直公路由甲地匀速前往乙地，全程

40km,电动自行车所受阻力大小保持不变，锂电池充满了电，骑行分为两个阶段：

阶段一：小明开启纯电动模式，行驶36km,锂电池释放了75%的能量以为L08xl06j.其

中80%用于维持电动车前行。

阶段二：为保护锂电池，小明将电动自行车切换至人力模式，小明蹬车骑完剩余路程，小

明蹬车所做功的60%用于维持电动车匀速行驶，40%用于给钾.电池充电，充电效率为

50%0

（1）求锂电池的最大储能E和电动自行车受到的阻力力

（2）在第二阶段中，求：

①小明蹬车时所做的功W及其平均功率P：

②锂电池充入的电能及。

6.2018年10月，华为发布新一代旗舰机matc20pro,如图甲，多项黑科技吸引了全球科

技圈的注意。其中一个亮点就是“华为超级快充技术”，部分具体参数参见如表。

型号Mate20pro

屏幕尺寸6.39英寸

57600焦耳

甩池容量

（4200亳安时）

超级快充功率40瓦特

防水IP68

(I)利用超级快充技术，不考虑充电时的电能损耗，霰要把这款电池从电量为0%充到

100%,需要的时间是多少？

(2)小明在购买手机后，发现充电时间大概需要8()分钟，所以觉得充电过程功率应该不

是保持全程40W。因此他决定利用usb充电电流电压显示计(如图乙)来实时测量充电过

程中充电器输出的电流和电压，并绘制如图内所示图像.请你帮助小明求出前20分钟充电

消耗的电能？

(3)若充电的数据线的阻值为0.5Q,请求出第20分钟至40分钟这个时间段的充电效

率？

电压八,

7

图例：电压

电浣6

7

6

52

1

0

101520253035404550556065707580时间/由

丙

7.一辆汽油和电力混合轿车，仅凭汽油动力在平直公路上以山=90km/h匀速行驶时，输出

功率P=50kW。当驾驶员看到前方55m处有超速拍照装置(限速70km/h),在保持输口功

率不变的情况下，立即启动充电装置给电池充电，达到矫车减速的目的。轿车行驶3s后，

速度减为i，2=70km/h,在这一段时间内，轿车的平均速度v=72km/h,发动机输出功率的

80%用于充电，充电效率50%。假设轿车在上述过程中所受的阻力保持不变。

（1）轿车所受阻力的大小。

（2）通过计算判断轿车是否会因为超速而被拍照？

（3）若将上述过程中充电所获得的电能全部被轿车用来维持90km/h行驶，求轿车行驶的

距离。

（4）重力为G的轿车，以速度v爬上长/高。的坡，爬坡的效率为〃，求该汽车爬坡时的

实际功率。（用符号表示，写出推导过程）

8.数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片在电脑上品示出来，以更方便地进行加工

和编辑，还可以通过邮件、QQ、微信等传送出去。请根据下表中提供的数码相机的相关信

息以及对数码相机工作过程的介绍，完成下列问题：

名称：充电式锂离子电池充电模式：恒流/恒压

容量：2200mAh完全充电：2200mA/4.2V,2.5h

标准电压：3.7V最大持续放电电流：3300mA

循环寿命：500次工作环境温度：-20c~60c

注意：不可将电池拆开、短路或投入火中，不要与其他种类的电池混用，使用指

定的充电器及正确方法对电池充电执行标准，GB/T18650

（I）数码相机处于待机状态时，需要消耗•定的电能：拍摄与数据处理时所消耗的电能更

大。假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中的平

均工作电流是0.2A。请估算一个充满电的电池最多可以拍摄多少张照片？

⑵对一个电能已全部消耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率是多少？

9.如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的小球是它的“开关L使用时只需要

将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。如表是平衡台灯参数（表中“4800亳

安时”的含义是锂电池以4800亳安的电流放电时，可工作1小时）。求：

额定电压5伏

额定功率5瓦

光源类型LED

锂电池输出电压5伏

锂电池容量4800亳安时

⑴平衡台灯正常发光时电路中的电流；

⑵平衡台灯充满电后，锂电池储存的电能；

(3)若充电时，充电器的输出电压为10伏、电流2安，充电效率为80%,则为用完电的这

个台灯充满电至少需要多长时间。

AaA。

B*

甲乙

10.电池的比能量是指单位质量的电极材料所能输出的能量，单位是“Wh/kg”，IWh/kg表

示1kg的电极材料可输出IWh的能量，其中Wh表示“瓦特X小时”，某电动自行车上使用

“48V20Ah”(Ah即“安涪x小时”，表示电池的容量)磷酸铁锂电池作为电源，磷酸铁锂

电池的比能量为120Wh/kg0试计算：

(l)lWh合多少焦？

(2)该电动车电极材料的质量至少为多少千克？

(3)若充电的效率为90%,则当它全部放完电后充满电需要消耗多少度电？

(4)它以300W的功率匀速行驶时速度为5m/s,以此计算它最多可以行驶多少千米？

II.2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在阿联酋阿布扎比机

场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举。这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南

京两个城市。整个匕行过程中，飞机依靠太阳能为平均力率10kW的电动机提供动力，首

次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念。某日，日照持续

15h,白天高效太阳能电池板将太阳能上的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电

动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%。夜间飞

行时，如果锂离子电池将储备的能最全部释放，为电动机提供动