江西省2016-2020中考物理1年模拟真题分类汇编专题：17电功电功率和电热含解析 29页

1 专题 17 电功电功率和电热 真题再现 1．（2020 江西）冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用如图所示，是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及 其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示，求： 榨汁杯部分参数表 额定电压 220V 加热功率 300W 保温功率 80W 榨汁功率 66W 容量 300mL (1)仅榨汁时的正常工作电流； (2)R2 的阻值； (3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为 90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高 30℃，要加热 多长时间｡[ 3=4 10 J/(kg )c  果汁 ℃ ， 3 3=1.2 10 kg/m 果汁 ] 【答案】(1)0.3A；(2)220Ω；(3)160s 【解析】 【分析】 【详解】 2 (1)仅榨汁时的正常工作电流 I= 66W 220V P U 榨 =0.3A (2)仅闭合开关 S2 和 S3 时，R1 和 R2 并联，电路的总电阻较小，由 P= 2U R 可知电功率较大，榨汁杯处于加 热挡，仅闭合开关 S2 时，只有 R1 的简单电路，电路的电阻较大，由 P= 2U R 可知电功率较小，处于保温 挡，R2 的功率 P2=P-P1=300W-80W=220W R2 的阻值 R2= 2 2 2 (220V) 220W U P  =220Ω (3)果汁的质量 m=ρ果汁 V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg 果汁吸收的热量 Q 吸=c 果汁 mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J 消耗的电能 W= 44.32 10 J= 90% Q  吸 =4.8×104J 加热时间 t= 44.8 10 J =160s300W W P  答：(1)仅榨汁时的正常工作电流是 0.3A； (2)R2 的阻值是 220Ω； (3)要加热时间是 160s。 2．（2020 江西）如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为 R0，不考虑温度对灯丝电阻的影 响｡ 3 (1)当 S1 和 S2 都闭合时，电流表的示数分别为 I1､I2，且 I1>I2，小灯泡 L1 恰好正常发光，求电源电压及小 灯泡 L1 的电阻值； (2)当开关 S1 和 S2 都断开时，某一电表示数为 I3（I3≠0），求电路的总功率｡ 【答案】(1)I2R0， 2 0 1 2 I R I I ；(2)I2I3R0 【解析】 【分析】 【详解】 (1)当开关 S1、S2 都闭合时，定值电阻 R0 和灯泡 L1 并联，一个电流表测量干路中的电流，另一个电流表 测量通过 R0 的电流，由于 I1>I2 干路电流为 I1，通过 R0 的电流为 I2，则电源电压 U=U0=I2R0 由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流 IL=I1-I2 小灯泡的电阻 RL= 2 0L L 1 2 1 2 = I RU U I I I I I   (2)当开关 S1、S2 都断开，灯泡 L1 和 L2 串联，电路中的电流为 I3，电路的总功率 P=UI=I2R0I3=I2I3R0 答：(1)电源电压是 I2R0，小灯泡 L1 的电阻值是 2 0 1 2 I R I I ； (2)电路的总功率是 I2I3R0。 3.（2020 江西）如图所示，是电学中常见的电路图，在 A､B 两点间分别接入下列选项中加点字的元件， 并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（ ） 4 A．探究电流与电压的关系—改变定值电阻．．．．两端电压 B．探究电流与电阻．．的关系—调节电阻两端电压成倍数变化 C．测量定值电阻．．．．的阻值—多次测量求平均值，减小误差 D．测量小灯泡．．．的电功率—改变小灯泡两端电压，求平均电功率 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A．探究电流与电压的关系，滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压，故 A 正确； B．探究电流与电阻的关系，需要保持定值电阻两端的电压不变，滑动变阻器使定值电阻两端的电压保 持不变，故 B 错误； C．测量定值电阻的阻值，滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流，可以多次测量求平均值， 减小误差，故 C 正确； D．测量小灯泡的电功率，滑动变阻器改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，可以得到不同电压下小 灯泡的电功率，不能求平均功率，故 D 错误。 故选 AC。 4．（2020 江西）1840 年英国物理学家______最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流､电阻和 通电时间的关系，其表达式为：Q=______｡ 【答案】焦耳 I2Rt 【解析】 【分析】 【详解】 [1][2]英国物理学家焦耳做了大量实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和 通电时间的关系，得出了焦耳定律，内容是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 电阻成正比，跟通电时间成正比，表达式是 Q=I2Rt。 5 5．（2019 江西）如图所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器 具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点 1 和 2 时为关闭状态，连接触点 2 和 3 时为保温状态， 连接触点 3 和 4 时为加热状态(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为 40℃) (1)求电阻 R2 的阻值； (2)把 400g 牛奶从 20℃加热到 40℃，求牛奶所吸收的热量（c 牛奶=4.0×103J/(kg·℃)） (3)如图所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加过程中的热效 率.(结果保留到小数点后一位) 【答案】（1）242Ω（2）3.2×104J（3）72.7％ 【解析】 【详解】 （1）由题意可知，当 S 接“2、3”时，电路为 R1 的简单电路，调奶器处于保温状态； 当接“3、4”时，电路为 R1、R2 并联，奶器处于加热状态， 因电路中的总功率等于各用电器功率之和， 所以，R2 的电功率： P2=P 加热-P 保温=220W-20W=200W， 由 P= 2U R 可得，电阻 R2 的阻值： R2= 2 2 U P =  2220V 200W =242Ω； （2）牛奶从 20℃加热到 40℃吸收的热量： Q=cm(t - t0)= 4.0×103J/(kg·℃) 0.4kg (40 ℃ 20℃)= 3.2×104J; （3）由图像可知，加热时间为 t=200s，加热过程消耗的电能：W=Pt=220W 200s=44000J, 6 则暖奶器在加过程中的热效率：= Q W  100 % = 43.2 10 J 44000J,  100%  72.7％. 6．（2019 江西）如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为 U 且保持不变的 电路中，通过分别调节滑动变阻器 R1 和 R2 使所有灯泡均正常发光.则甲、乙两电路中的总电流之比 I1:I2=_______，而电路的总功率之比 P1:P2=_______. 【答案】2:12:1 【解析】 【分析】 【详解】 完全相同的灯泡,正常发光时的电流相等，都为 I，若将他们并联，则电路中的电流 I1=2I，若将他们串 联，串联电路中电流处处相等，则电流中的电流 I2=I，所以 I1=2I2，则甲、乙两电路中的总电流之比 I1: I2=2:1，电路中的总功率 P1=UI1，P2=UI2,则 P1:P2= I1: I2=2:1． 7．（2019 江西）实验:测量小灯泡的电功率 实验中选择的小灯泡的额定电压为 2.5V （实验步骤） (1)请你用笔画线代替导线，把图中的电路连接完整(导线不准交又)，并要求滑动变阻器的滑片向左移 动时，小灯泡会变亮； （____________） (2)正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种 现象的原因是________________； (3)查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据请将表中内容补充完整: 7 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W 灯泡亮度 1 2.0 0.28 0.56 发光暗淡 2 2.5 0.32 0.80 _______ 3 3.0 0.36 1.08 发光强烈 由表中数据可知，该灯的额定电功率为________W． (4)利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值，请在虚线方框中设计一个记录的 表格． （____________） 【答案】 开关接触不良正常发光 0.80 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 平均电阻 R/Ω 1 2 8 3 【解析】 【分析】 【详解】 (1) 小灯泡电流小于 0.6A,电流表应选小量程，滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮，因此滑 动变阻器与应小灯泡串联，且接左下接线柱，如图所示： (2)正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，说明开关 接触不良； (3) 小灯泡的额定电压为 2.5V，由表中数据可知，U=2.5V 时，小灯泡的功率 P= 0.80W，此时小灯泡正 常发光，灯的额定电功率为 0.80W ； (4)伏安法测定值电阻的实验需测量电流、电压，且需 3 次测量，求平均值减小误差，故表格设计如下： 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电阻 R/Ω 平均电阻 R/Ω 1 2 3 8．（2018 江西）如图所示，电源电压可调，小灯泡 L1 标有“6V6W”的字样，小灯泡 L2、L3 标有“6V 12W” 的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响） 9 （1）闭合开关 S1、S2、S3，调节电源电压为 6V 时，求电流表 A1 的示数； （2）闭合开关 S2，断开开关 S1、S3，调节电源电压为 12V 时，求电路消耗的总功率； （3）闭合开关 S2、S3，断开开关 S1，调节电源电压为 10V 时，求小灯泡 L3 的实际发光功率。 【答案】3A@24W@0 【解析】 【详解】 （1）当闭合 S1、S2、S3 时，L2 被短路，L1、L3 两灯并联，电流表 A1 测量干路电流，电源电压为 6V； 则灯泡 L1、L3 正常工作，根据 可得两灯的电流分别为： ； ； 所以干路电流即电流表 A1 的示数为： ； （2）闭合 S2，断开 S1、S3 时，L2、L3 两灯串联，由于 L2、L3 规格相同，根据串联电路的分压特点可知： 所以 L2、L3 两灯能正常工作， 则总功率为： ； （3）闭合开关 S2、S3，断开开关 S1，L2 被短路，只有 L3 连入电路； 因为电源电压为 10V，则此时 L3 两端电压为 10V，远高于 L3 的额定电压 6V，L3 的灯丝会因为温度过高而 烧断，烧断后电流为零，故实际功率为零。 【点睛】 10 综合考查了电功率的计算，要能灵活运用所学的公式及变形的公式，读懂电路图是关键，明确不同的开 关闭合和断开时，电路的结构，最后一问中，电源电压远高于额定电压，所以通电后灯丝会烧断，功率 为零。 9．（2018 江西）如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开 关 S1 时，R1 加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关 S2 时，R2 保温，防止爆米花变凉；爆米花 机的铭牌如表所示。[c 玉米=1.2×103J/（Kg℃）] （1）将 100g、20℃的玉米加热到 300℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量； （2）电阻 R1 发热，把 100g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时 5min，求 R1 的加热效率。 （3）求保温电阻 R2 的阻值。 【答案】3.36×104J@56%@2200Ω 【解析】 【详解】 （1）根据 得玉米吸收的热量： ； （2）由表格知，加热的功率为 200W； 根据 得，电阻 R1 加热消耗的电能为： ， R1 的加热效率： ； （3）由题和表格知，只闭合开关 S2 时，只有 R2 连入电路，处于保温状态，功率为 22W， 11 根据 得 R2 的阻值： 。 【点睛】 重点是吸热、电功率、效率的计算，公式应用时注意单位要统一，最后一问求电阻时，要能熟练应用公 式 ，用此公式计算会显得稍微简单些。 10．（2017 江西）．如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中 R1、R2 为阻值相同的电热 丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式．该电热水壶有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率 为 500W．求： （1）电热水壶调至中温档正常加热，将 2kg 温度为 30℃的水烧开（标准大气压下）需要 20min,水所吸 收的热量及电热水壶的效率； （2）电热水壶高温档的额定功率； （3）若某次电热水壶用高温档加热 0.1h，耗电 0.09KW·h,通过计算判断此时电热水壶是否正常工作？ 【答案】（1）5.88×105J，98%；（2）1000W；（3）电热水壶非正常工作． 【解析】 【分析】 【详解】 （1）电热水壶调至中温档正常加热时，P 中=500W，仅 R1 接入电路，U=220V，则 ，加热时间 t=20min=1200s，将 m=2kg 温度为 30℃的水烧开（标准大气 压下），Δt=100℃－30℃=70℃,c=4.2×103J/（kg ·℃）；水所吸收的热量 Q 吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ·℃） ×2kg×70℃=5.88×105J，电热水壶放出的热量 Q=W=P 中 t=500W×1200s=6×105J，效率为 12 ． （2）当电热水壶处于高温档时，R1 与 R2 并联，则额定功率为 ． （3）若某次电热水壶用高温档加热 t0=0.1h，耗电 W0=0.09KW·h,则功率 P0=W0/t0=0.09KW·h/0.1h=900W， 小于 1000W，故电热水壶非正常工作． 11．（2016 江西）如图所示，是探究焦耳定律的实验装置．已知 R1