2020-2021中考物理电功率的综合计算问题-经典压轴题及详细答案

一、初中物理电功率的综合计算问题

1．如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变，电动机线圈电阻为1Ω，不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m 的过程中，电路中的电流为20A，动滑轮的机械效率为80%，则电动机提升重物所用的时间为

A．10s B．15s

C．20s D．25s

【来源】【初中科学2026】【初三下】

【答案】B

【解析】

【详解】

拉力做的有用功：

W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J，

拉力所做的功（总功）：

W总=

4

8.6410J

=

80%

W

η

⨯

有用= 1.08×105J，

电动机线圈电阻的发热功率：

P热=I2R=（20A）2×1Ω=400W，

因能量守恒，电动机的拉力做功的功率为：

P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W，电动机提升重物所用的时间：

t=

5

3

1.0810J

7.210W

W

P

⨯

=

⨯

总=15s，

故选B。

【点睛】

解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器，电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能（发热）。

2．小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器具有多档功率。当只S1闭合时，测得功率为200W；当只S2闭合时，

测得功率为100W ；此电热器最大发热功率为800W ，则（ ）

A ．当只S 3闭合时，电热器功率为500W

B ．此电热器共有六档不同的功率

C ．电阻R 1、R 2、R 3的阻值之比为5∶10∶2

D ．正确使用此电热器，在连续用电1min 内可能耗电24000J 【来源】2019年河北省唐山市丰润区中考一模物理试题 【答案】AC 【解析】 【分析】

(1)由电路图可知，三个发热电阻并联，由并联电路特点可以求出各电阻的功率，求出只有S 3闭合时的功率；

(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式，其发热功率不同； (3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值； (4)由电功公式W Pt =分析电热器消耗的电能。

【详解】

A ．三个开关都闭合时，三个发热体并联，功率等于三个功率之和，最大为800W ，所以当只S 3闭合时，电热器功率为

312800W 200W 100W 500W P P P P =--=--=

故A 正确；

B ．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S 1闭合；只S 2闭合；只S 3闭合；只S 1、S 2闭合；只S 1、S 3闭合；S 2、S 3闭合；只S 1、S 2、S 3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B 错误；

C ．由2

U P R

=可得，三个发热电阻的阻值之比

222123123

111

::::::5:10:2200W 100W 500W U U U R R R P P P ===

故C 正确；

D ．只S 1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

411200W 60s 1.210J W Pt ==⨯=⨯

只S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

322100W 60s 610J W P t ==⨯=⨯

只S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

433500W 60s 310J W Pt ==⨯=⨯

只S 1、S 2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4

412()(200W 100W)60s 1.810J W P P t =+=+⨯=⨯

只S 2、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4523()(100W 500W)60s 3.610J W P P t =+=+⨯=⨯

只S 1、S 3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4613()(200W 500W)60s 4.210J W P P t =+=+⨯=⨯

开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能

4

7123()(200W 100W 500W)60s 4.810J W P P P t =++=++⨯=⨯

故D 错误。 故选AC 。

3．如图甲所示电路，电源电压不变。R 1是滑动变阻器，R 2是定值电阻。当开关S 闭合后，将滑动变阻器的滑片从最右端逐步滑到最左端，根据电压表与电流表的示数，绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）

A ．电路消耗电功率的最大值为7.2W

B ．变阻器R 接入电路的最大阻值为120Ω

C ．定值电阻R 2的电阻值为20Ω

D ．电源电压为12V

【来源】2020年山东省青岛市西海岸新区中考一模物理试题

【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】

BC ．由电路图可知，当滑片位于最左端时，电路为2R 的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知

0.6A I =大

由U

I R

=

可得，电源的电压 220.6A U I R R 大==⨯……①

当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值1R 与电阻2R 串联，电压表测1R 两端的电压，此时电路中的电流最小；由乙图可知

110V U =