備戰(zhàn)2025年中考科學(xué)考前搶分秘籍（浙江新統(tǒng)）通關(guān)18 電功 電熱的計(jì)算（原卷版）

通關(guān)18電功電熱的計(jì)算考點(diǎn)預(yù)測(cè)概率預(yù)測(cè)題型預(yù)測(cè)電功電功率的計(jì)算☆☆☆選擇題、解答題電熱電熱器的計(jì)算☆☆☆選擇題、解答題電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化計(jì)算☆選擇題、解答題1、電路基礎(chǔ)是解決電路問題的基礎(chǔ)，拿到電路首先要簡(jiǎn)化電路，最好畫出等效電路，結(jié)合電路分析串聯(lián)或并聯(lián)，串并聯(lián)電路電壓、電流、電阻及比值規(guī)律也是答題關(guān)鍵。2、電功、電功率、焦耳定律的公式要清晰，在怎么樣的電路中使用合適的公式是快速答題關(guān)鍵，比如在有關(guān)電熱器功率比較問題上P=U3、關(guān)于電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化計(jì)算，存在難度，但作為能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)的重要對(duì)象，還是要清楚如何答題W機(jī)=W題型一電功電功率的計(jì)算（2023?江干區(qū)校級(jí)四模）如圖甲所示，電源工作時(shí)輸出的總功率恒定不變，R1＝10Ω。在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P時(shí)，電流表A的示數(shù)I與電流表A1的示數(shù)I1之間變化關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)圖中信息判斷，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表A的示數(shù)逐漸增大 B．當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電源的輸出電壓逐漸增大 C．電源工作時(shí)每秒鐘消耗的電能始終為5J D．當(dāng)電流表A1的示數(shù)為0.5A時(shí)，R2＝12.5Ω由圖甲知定值電阻R由圖甲知定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，電流表A1測(cè)量通過定值電阻R1的電流，電流表A測(cè)量干路的電流；（1）滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2的電阻變大，則定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)的總電阻變大，電源工作時(shí)輸出的總功率恒定不變，由P＝I2R并判斷出電路中電流的變化，即電流表示數(shù)的變化；（2）當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2的電阻變小，則定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)的總電阻變小，電源工作時(shí)輸出的總功率恒定不變，由P=U（3）由圖2知，當(dāng)I1＝0.3A，I＝1.5A，根據(jù)U1＝I1R1算出定值電阻R1兩端的電壓，即電源電壓，根據(jù)P總＝U電源I算出電路的總功率，即電源工作時(shí)每秒鐘消耗的電能；（4）由圖2知，當(dāng)I1′＝0.5A，I′＝0.9A，根據(jù)U1＝I1R1算出定值電阻R1兩端的電壓，即電源電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律算出經(jīng)過電阻R2的電流，由歐姆定律算出滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻。（2024?浙江模擬）如圖所示的電路中，電源兩端電壓為6V并保持不變。當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A；當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A。求：（1）當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時(shí)，通過R2的電流。（2）R2的阻值。（3）當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時(shí)，通電1min電流通過R1做的功。（2024?上城區(qū)校級(jí)一模）有兩只相同的燈泡L1、L2與滑動(dòng)變阻器R1、R2的連接方式如圖所示，它們分別接在恒定電壓為16V和8V的電源兩端，燈泡L1、L2都正常發(fā)光，則滑動(dòng)變阻器R1、R2上消耗的電功率之比為。（2024?甌海區(qū)校級(jí)模擬）兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖（a）所示的電路測(cè)定定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖（b）所示的兩條U﹣I圖線，則圖象中兩圖線的交點(diǎn)表示的物理意義是（）A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最右端 B．電源的輸出功率最小 C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5W D．電源的效率達(dá)到最大值（2024?浙江模擬）圖像是表征事物的一種方法。小明用如圖甲所示電路測(cè)定小燈泡的電功率，將滑片從b移至a，記錄多組數(shù)據(jù)并描繪出如圖乙所示的I﹣U圖像。若圖中面積S1表示燈泡兩端電壓為U1時(shí)消耗的電功率大小，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器所消耗的電功率可表示為（）A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3（2024?金華一模）我國(guó)“華為”公司是當(dāng)今世界通訊領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，華為“Mate60pro”不僅采用超大容量電池，并且采用“超級(jí)快充”技術(shù)，不到10分鐘可把電池電量充達(dá)一半以上，極大方便了人們的使用。該電池的部分參數(shù)如表所示，小科家有一個(gè)標(biāo)有“66瓦”字樣的超級(jí)快速充電器，他認(rèn)為充電過程功率應(yīng)該不是保持全程66瓦，他測(cè)量出充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制圖像如圖所示。電池名稱鋰電子電池電壓3.7伏容量5000毫安?時(shí)完成下列問題：（1）該手機(jī)電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的電能為多少？（2）利用測(cè)量得出的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算來證明小科的猜測(cè)是否正確。（3）該手機(jī)充電器還支持“5V4.5A”“4.5V5A”這兩種輸出規(guī)格，選用的充電線一樣，則在充電的過程中哪種充電器的充電效率會(huì)更高？從能量轉(zhuǎn)化的角度分析。題型二電熱電熱器的計(jì)算（2024?鄞州區(qū)一模）如圖所示電路，電源電壓為12V且保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變了2V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J。則下列結(jié)果正確的是（）A．電路中的最大電流為1A B．滑片P在中點(diǎn)時(shí)，10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能為60J C．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：9 D．滑動(dòng)變阻器R先后兩次消耗的電功率之比為8：1由電路圖可知，R由電路圖可知，R1與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓。（1）當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為4V，當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)電壓表的示數(shù)變化了2V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得出滑片P置于變阻器的b端時(shí)電壓表的示數(shù)，此時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和Q＝I2Rt＝UIt結(jié)合在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J求出電路中的電流，利用歐姆定律求出R1的阻值，當(dāng)滑片位于a端時(shí)，接入電路中的電阻為零，此時(shí)電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流；（2）滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)W＝UIt求出10s內(nèi)滑動(dòng)變阻器R消耗的電能；（3）利用P＝UI求出R1先后兩次消耗的電功率之比；（4）利用P＝UI求出滑動(dòng)變阻器R先后兩次消耗的電功率之比。（2024?平陽縣校級(jí)模擬）小科同學(xué)為實(shí)現(xiàn)衣服快速晾干，計(jì)劃利用電源、小型風(fēng)機(jī)M、電熱絲R、導(dǎo)線等元件做一個(gè)簡(jiǎn)易烘衣機(jī)，如圖是他設(shè)計(jì)的烘衣機(jī)外形及其電路結(jié)構(gòu)圖。其中U0＝6伏，R＝10歐，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4歐，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)測(cè)得電流表示數(shù)為1.5安。回答下列問題：（1）開關(guān)閉合后，計(jì)算電熱絲工作10分鐘產(chǎn)生的熱量。（2）工作10分鐘，計(jì)算風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能。（3）嘗試工作幾次后小科發(fā)現(xiàn)：電流表示數(shù)會(huì)不斷減小，同時(shí)剛開始工作時(shí)干衣室內(nèi)溫度變化不明顯，而當(dāng)衣物快烘干時(shí)，干衣室內(nèi)的溫度逐步升高。請(qǐng)你分析造成這種現(xiàn)象的原因。（2023秋?桐鄉(xiāng)市期末）龍龍家新買了一個(gè)電吹風(fēng)，他想研究一下電吹風(fēng)的工作原理。如圖甲，電吹風(fēng)工作時(shí)，可以分別吹出熱風(fēng)和冷風(fēng)，為了防止溫度過高，用一個(gè)PTC電阻R0與電阻為45Ω的電熱絲R串聯(lián)，R0的阻值隨溫度的變化如圖乙所示，請(qǐng)回答下列問題（1）當(dāng)開關(guān)S與1、2位置同時(shí)連接時(shí)，電吹風(fēng)吹風(fēng)。（2）該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，其溫度基本恒定在200℃左右，當(dāng)它的溫度繼續(xù)升高時(shí)，R0電阻將，電熱絲的發(fā)熱功率將（選填“增大”、“不變”或“減小”），則電熱絲的最大發(fā)熱功率為多少？（3）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為1A，工作20s，經(jīng)計(jì)算，熱損耗為20%，則此時(shí)電動(dòng)機(jī)線圈電阻。（不計(jì)機(jī)械摩擦損耗的能量）（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）小科想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個(gè)有低溫?fù)鹾透邷負(fù)醯呐L(fēng)機(jī)。他設(shè)計(jì)了發(fā)熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，此時(shí)處于低溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài) B．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1閉合時(shí)，此時(shí)處于高溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài) C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實(shí)現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐 D．圖乙中，暖風(fēng)機(jī)高溫?fù)蹩偣β蕿?00瓦，在高溫?fù)豕ぷ?分鐘，暖風(fēng)機(jī)消耗電能1.2×104焦（2023?寧波模擬）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變。滑動(dòng)變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測(cè)得R2的電功率與通過它的電流的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．R2的滑片向左滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)都變大 B．電源電壓為12V C．R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W D．電流為0.6A時(shí)，2min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量是648J（2024?浙江模擬）秋冬季節(jié)，浴室內(nèi)的鏡子上常附有水霧而影響使用。為此，小明想將浴室鏡改裝為一個(gè)自動(dòng)控溫防霧鏡。（1）設(shè)計(jì)產(chǎn)品。如圖甲是小明設(shè)計(jì)的自動(dòng)控溫防霧鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖乙為防霧膜的溫控電路原理圖。閉合開關(guān)S1和S2電磁鐵L吸引銜鐵使工作電路動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，防霧膜工作電路啟動(dòng)高發(fā)熱模式；當(dāng)控制電路中的電流等于0.02安時(shí)，銜鐵因電磁鐵L吸力變小而彈回，防霧膜工作電路轉(zhuǎn)為低發(fā)熱模式，實(shí)現(xiàn)保溫。R是熱敏電阻，用以探測(cè)鏡面溫度。由圖丙可知，小明選擇的熱敏電阻R的阻值隨溫度變化情況是。（2）測(cè)試產(chǎn)品。測(cè)試發(fā)現(xiàn)該防霧膜的低發(fā)熱模式功率為8瓦。若R2的電阻為12歐，則防霧膜在高發(fā)熱模式下工作1分鐘，所產(chǎn)生的熱量為多少焦？（寫出計(jì)算過程）（3）改進(jìn)產(chǎn)品。小明為了實(shí)現(xiàn)鏡面溫度可調(diào)，在圖乙的控制電路中串聯(lián)一個(gè)最大阻值為100歐的滑動(dòng)變阻器，則鏡面可調(diào)的溫度范圍為。（電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)）題型三電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化計(jì)算某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m＝50kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U＝110V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v＝0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I＝5A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為瓦；電動(dòng)機(jī)的線圈電阻大小為歐。電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功，消耗電能（W電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功，消耗電能（W電＝UIt）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（W機(jī)＝mgh）和內(nèi)能（W內(nèi)＝I2Rt），可求轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能大小，再根據(jù)W內(nèi)＝I2Rt求電動(dòng)機(jī)線圈的電阻，利用P＝mgv求得電動(dòng)機(jī)的輸出功率。（2023秋?拱墅區(qū)期末）如圖甲所示的某品牌空氣炸鍋，主要由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)扇和電加熱絲組成，工作時(shí)電加熱絲將空氣加熱，通過風(fēng)扇，使高溫空氣在一個(gè)密閉空間內(nèi)形成循環(huán)熱流，通過熱流使食物迅速變熟。該空氣炸鍋的簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，技術(shù)參數(shù)如表所示（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）。額定電壓220V風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)功率110W額定加熱功率低溫?fù)?60W高溫?fù)?210W（1）該空氣炸鍋高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，空氣炸鍋的電源線中的總電流為多大？（2）電加熱絲R2的阻值是多少（保留整數(shù)）？（2023秋?寧波期末）如圖所示為一款家用食品破壁機(jī)，它具有高速粉碎和加熱功能，可制作豆?jié){、米糊、營(yíng)養(yǎng)粥、果汁等食品。額定電壓220V額定破壁功率1500W額定加熱功率800W1210W（1）圖甲是該破壁機(jī)的簡(jiǎn)易圖，在圖中A點(diǎn)畫出將壺蓋打開所需最小力F的示意圖（O為支點(diǎn)）。（2）破壁機(jī)的主要參數(shù)如下表，高速粉碎時(shí)，刀頭轉(zhuǎn)速由電動(dòng)機(jī)控制。加熱時(shí)，可通過開關(guān)S2選擇兩個(gè)大小不同的加熱功率。在某次使用破壁機(jī)時(shí)，刀頭以額定功率正常工作，食物粉碎后，再對(duì)食物進(jìn)行加熱，工作原理簡(jiǎn)化為圖乙所示，其中R1、R2均為電熱絲，請(qǐng)回答相關(guān)的問題：①刀頭以額定功率正常工作時(shí)，求電路中電流。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）②在額定電壓下，若先大功率加熱5min，再小功率加熱10min，求消耗的電能。③求電路中R2的阻值大小。（2023秋?德清縣期末）為迎接亞運(yùn)會(huì)，20輛沒有污染的新能源出租車正式投放德清出租車市場(chǎng)，意味著德清出租車正式進(jìn)入新能源時(shí)代。某品牌純電動(dòng)出租車提供能量的裝置為三元鋰電池組，電池容量為60千瓦時(shí)，可以續(xù)航400千米。（1）當(dāng)給純電動(dòng)出租車充電時(shí)，三元鋰電池組相當(dāng)于（選填“用電器”或“電源”）。（2）司機(jī)使用新能源出租車充電樁的60千瓦快充將電量由20%充至80%，需要多少時(shí)間？（假設(shè)充電時(shí)無能量損耗）（3）若該車和車內(nèi)乘客的總質(zhì)量為2.0×103千克，當(dāng)該車在水平路面上以20米/秒的速度勻速行駛時(shí)，它受到阻力約等于人和車總重的0.02倍，則該車的機(jī)械功率是多少？此時(shí)電池組加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為340伏，通過電動(dòng)機(jī)的電流為50安。若連接導(dǎo)線的電阻、傳動(dòng)裝置消耗的能量不計(jì)，則該出租車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？（結(jié)果保留到0.1%）（2023秋?長(zhǎng)興縣期末）如表為某款電動(dòng)汽車的部分相關(guān)數(shù)據(jù)：空車質(zhì)量/kg續(xù)航里程/km最高車速/（km?h﹣1）電動(dòng)機(jī)最大輸出功率kW工作電壓1575430130100310V電池容量/kW?h快充時(shí)間/h快充電量百分比百公里耗電量（kW?h/100km）快充功率51.80.580%13.860kW（1）在某次駕駛中，司機(jī)駕駛汽車以最大功率、60km/