第十八章真题演练考点一电能表读数及相关计算1．(2022·东营中考)物理科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率：他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为__________kW。考点二电功率的理解及相关计算2.(2022·东营中考)如图所示，将标有“8V 8W”的灯泡L1和“8V 16W”的灯泡L2接在12V的电路中，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是()A．灯泡L1、L2都能正常发光B．灯泡L1、L2一样亮C．灯泡L2比灯泡L1亮D．灯泡L1比灯泡L2亮3．(2022·东营中考)多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，g＝10N/kg)(1)开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；(2)求R1的阻值；(3)养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；(4)在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。项目参数电源电压(V)220低温挡功率(W)275中温挡功率(W)55012\n高温挡功率(W)1100容积(L)14．(2022·东营中考)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，主要参数如表所示。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]**牌智能滚筒洗衣机额定电压220V加热功率2400W设定温度范围30～90℃电动机功率240W防电墙电阻1×106Ω(1)洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050s，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？12\n(2)R2阻值是多少？(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？(4)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105Ω，人体的安全电压不高于36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。5.(2022·东营中考)随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中。某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示。电热锅额定电压为220V，R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、40412\nΩ。接通电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火”炖煮状态。(1)电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？(2)电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15min，消耗的电能是多少焦耳？(3)电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？(4)为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火”加热状态下，观察到标有“2000r/(kW·h)”字样的电能表在6min内转了100转。电热锅的实际电压是多少？6．(2022·东营中考)小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示。额定电压220V频 率50Hz保温功率220W加热功率1980W水箱容量50L设定温度40℃(1)电热丝R1的阻值是多少？(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少？12\n(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min，则电热水器的效率是多少？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3]7．(2022·东营中考)无内胆饮水机——管线机的电路原理如图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态(“断开”或“闭合”)，可以选择出温水或开水。该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W。已知电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，水的密度ρ＝1×103kg/m3，取g＝10N/kg。问：(1)“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？(2)饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R0的电阻是多少？(3)现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？12\n考点三焦耳定律的理解及相关计算8.(2022·东营中考)热熔胶在室温下为固体，加热变为较强黏性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起。如图是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝。电热丝的电阻是1000Ω，通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是____________J。考点四测量小灯泡的电功率9．(2022·东营中考)在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有R1(10Ω 1A)、R2(50Ω 0.2A)、R3(100Ω 0.5A)三种规格的滑动变阻器可供选择。(1)请在虚线框内画出实验电路图。(2)通过估算，滑动变阻器应选择________(选填“R1”“R2”或“R3”)。(3)同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图所示，造成这种现象的原因是_________________________。(4)同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是__________________________________________。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是________________________________________________，读出并记录电流表的示数。(5)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图，为________________，则小灯泡的额定功率为________________。10．(2022·东营中考)在“测定小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：小灯泡(额定电压为2.512\nV，电阻约为10Ω)、电流表(0～0.6A，0～3A)、电压表(0～3V，0～15V)、开关、电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干。(1)根据图甲提供的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物图连接成实验电路。(2)根据实验中需要测量的物理量，请在方框内画出记录实验数据的表格。(3)实验过程中，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表没有示数，电流表指针有明显的偏转，分析电路故障的原因可能是()A．小灯泡断路B．只有小灯泡短路C．只有滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路(4)电路故障排除后，某次实验中，电流表示数是0.2A，电压表示数如图所示，示数是__________V，此时小灯泡的功率是____________W。12\n参考答案1．0.12．D3．解：(1)当开关S1闭合，S2接B时，为高温挡。因为当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，所以此状态为高温挡。(2)当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温挡。由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流：I1＝＝＝2.5A，由I＝得，R1的阻值：R1＝＝＝88Ω。(3)由P＝UI得，养生壶处于低温挡工作时电路中的电流：I低＝＝＝1.25A。(4)水的质量：m＝ρ水V＝1×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－12℃)＝3.696×105J。由η＝得，烧开一壶水消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，由W＝Pt可得，烧开一壶水需要的时间：t＝＝＝420s。答：(1)开关S1闭合，S2接B时，养生壶为高温挡；此时电路中电阻最小，电功率最大；(2)R1的阻值为88Ω；(3)电路中的电流为1.25A；12\n(4)水吸收的热量为3.696×105J；烧开一壶水需要420s。4．解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(50℃－20℃)＝1.26×106J，洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt＝2400W×1050s＝2.52×106J，洗衣机加热的效率：η＝＝×100%＝50%。(2)由电路图可知，当旋钮旋至1挡时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由P＝UI＝可得，电热丝R1的加热功率：P1＝＝＝2200W，电热丝R2的加热功率：P2＝P－P1＝2400W－2200W＝200W，则电热丝R2的阻值：R2＝＝＝242Ω。(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，电热丝R2与电动机并联，则电热丝R2和电动机的总功率：P总＝P2＋P电动＝200W＋240W＝440W，处于保温洗涤状态时的干路电流：I＝＝＝2A。(4)防电墙与人的电阻串联，则电路总电阻：R＝R0＋R人＝1×106Ω＋1×105Ω＝1.1×106Ω，串联电路中的电流：I0＝＝＝2×10－4A，由欧姆定律可得，此时人体的电压：U人＝I0R人＝2×10－4A×1×105Ω＝20V，因为U人小于36V，所以防电墙技术能保证人的安全。答：(1)此过程中的加热效率是50%；(2)R2阻值为242Ω；(3)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A；(4)防电墙技术能保证人的安全。12\n5．解：(1)当闭合S1、S2时，电热锅处于“大火”加热状态，R2短路，只有R1在工作。电路中的电流：I＝＝＝2.75A。(2)电热锅“大火”加热15min，消耗的电能：W加热＝UIt＝220V×2.75A×15×60s＝5.445×105J。(3)电热锅处于“小火”炖煮状态时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻：R炖煮＝R1＋R2＝80Ω＋404Ω＝484Ω，“小火”炖煮状态的电功率：P炖煮＝＝＝100W。(4)电热锅在“大火”加热状态下，6min消耗的电能：W＝＝0.05kW·h，此时电热锅的电功率：P＝＝＝0.5kW＝500W，由P＝可得，电热锅的实际电压：U＝＝＝200V。答：(1)电路中的电流为2.75A；(2)消耗的电能是5.445×105J；(3)电功率为100W；(4)电热锅的实际电压为200V。6．解：(1)仅开关S1闭合时热水器处于保温状态，由P＝可得，电热丝R1的阻值：R1＝＝＝220Ω。(2)加热时R2消耗的功率：P2＝P－P1＝1980W－220W＝1760W，由P＝UI可得，电热丝R2中的电流：I2＝＝＝8A。(3)V＝50L＝5×10－2m3，由ρ＝可得，水的质量：12\nm＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×5×10－2m3＝50kg，水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(40℃－20℃)＝4.2×106J，消耗的电能：W＝Pt＝1980W×50×60s＝5.94×106J，热水器的效率：η＝＝×100%≈70.7%。答：(1)电热丝R1的阻值是220Ω；(2)加热时流过电热丝R2的电流是8A；(3)电热水器的效率是70.7%。7．解：(1)由P＝可知，在电压一定时，电阻越大，电功率越小；当“温、开水选择开关”闭合时，只有电阻R0接入电路，此时饮水机处于加热状态；当“温、开水选择开关”断开时，电阻R1和R0串联接入电路，此时饮水机处于保温状态。(2)根据题意可知，P加＝2200W，由P＝UI可得，饮水机出开水时电热丝中的电流：I＝＝＝10A；饮水机处于加热状态时，只有电阻R0接入电路，由P＝可得，R0的阻值：R0＝＝＝22Ω。(3)由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×500×10－6m3＝0.5kg，水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃－20℃)＝1.68×105J；由η＝可得，需要的电能：W＝＝＝2.1×105J，由W＝Pt可得，烧开这些水需要的时间：t＝＝≈95.45s。答：(1)当“温、开水选择开关”闭合时，饮水机处于加热状态；当“温、开水选择开关”断开时，饮水机处于保温状态；(2)饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是10A；电热丝R0的电阻是22Ω；12\n(3)水需要吸收1.68×105J的热量；烧开这些水需要的时间为95.45s。8．24009．(1)如图所示(2)R3 (3)电流表“＋”“－”接线柱接反(4)小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光 调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V(5)0.26A 0.65W10．(1)如图所示(2)如表所示(3)B (4)2.2 0.4412
