必考點14 電功與電能表的計算問題-【對點變式題】2021-2022學(xué)年九年級物理上學(xué)期期末必考題精準(zhǔn)練（人教版） 帶解析

必考點14電功與電能表的計算問題（解析版）※題型一：電功與電能表相關(guān)計算題【例題1】（2021·遼寧中考真題）假期小明一家要出門旅游，出發(fā)前家里只有一臺額定功率為200W的冰箱正常工作，其它用電器都已關(guān)閉。小明看到家里電能表的示數(shù)為2021.6kW·h，過了7天小明回到家再次查看電能表的示數(shù)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）。A．這段時間冰箱消耗的電能是7kW·h；B．冰箱每天平均工作的時間為0.5h；C．冰箱正常工作1min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過12轉(zhuǎn)；D．再有其它家電和冰箱一同正常工作時，電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速不變【答案】A。【解析】A．電能表原來的示數(shù)為2021.6kW·h，7天電能表的示數(shù)為2028.6kW·h，則這段時間冰箱消耗的電能是W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h故A正確；B．冰箱功率為200W，合0.2kW，電冰箱在這7天內(nèi)工作的總時間為t=則冰箱每天平均工作的時間為t'=5h故B錯誤；C．冰箱正常工作1min消耗的電能為W'=Pt''=0.2kW×h=電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)的圈數(shù)為n==2r即冰箱正常工作1min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2轉(zhuǎn)，故C錯誤；D．再有其它家電和冰箱一同正常工作時，電路中消耗電能變快，電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速變快，故D錯誤。故選A?！纠}2】（2021·天津中考真題）某電能表的表盤如圖所示。用電時電能表的鋁盤每轉(zhuǎn)過720轉(zhuǎn)，接在該電能表上的用電器消耗的電能是（）。A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J【答案】B?！窘馕觥坑蓤D可知，電能表的鋁盤每轉(zhuǎn)過720轉(zhuǎn)，消耗1kW·h電能，即3.6×106J電能，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B?！窘忸}技巧提煉】1.電能表銘牌的意義：“220V”—表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用；“10（20A）”—表示這個電能表的標(biāo)定電流為10A，額定最大電流為20A（此處20A不是短時間內(nèi)允許通過最大電流而是額定最大電流）；“50Hz”—表示它在50赫的交流電路中使用；“3000r/kW·h”—表示接在這個電能表上的用電器，每消耗1千瓦時的電能，電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn)。2.根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)進行計算：如果電能表標(biāo)有“:3000r/kW·h”，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過n圈時，消耗的電能為W=nr/3000r×kW·h=n/3000×3.6×106J。3.電功公式：（適用于所有電路）；對于純電阻電路可推導(dǎo)出：。）串聯(lián)電路：；）并聯(lián)電路：；在任何情況下，在一定時間所做的總功?！}型二：由電能表計算用電器電功率【例題3】（2021·黑龍江齊齊哈爾市）如圖所示的電能表，在某段時間內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了1800轉(zhuǎn)，則此段時間內(nèi)接在這個電能表上的用電器消耗的總電能是______，此電能表允許接入用電器的最大總功率是______?！敬鸢浮?.6；4400?！窘馕觥縖1]電能表上標(biāo)有，表示電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動3000圈，消耗的電能為，故在某段時間內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了1800轉(zhuǎn)，則此段時間內(nèi)接在這個電能表上的用電器消耗的總電能是[2]220V表示這個電能表要接在220V的電路中，10A表示電能允許通過的最大電流，20A表示電能表短時間內(nèi)通過的最大電流，故此電能表允許接入用電器的最大總功率是?！纠}4】（2021·山東臨沂市）僅將一把電熱水壺接入圖示電能表所在的電路，正常工作6min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了360r，則電熱水壺消耗的電能為_________kW·h，電功率為________kW?！敬鸢浮?.12；1.2?！窘馕觥縖1]電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了360r，電熱水壺消耗的電能W=×1kW·h=×1kW·h=0.12kW·h；[2]電熱水壺消耗的電能W=0.12kW·h=4.32×105J；電熱水壺工作的時間t=6min=360s；電熱水壺的電功率P===1200W=1.2kW?！窘忸}技巧提煉】1.電功率公式：。該式為電功率的定義式，主要適用于已知電能W和時間t求功率的情況。2.電功率公式：P=UI，主要適用于已知電壓U和電流I求功率的情況。3.電功率公式：，主要適用于純電阻電路，多用于在串聯(lián)電路中已知電流I和電阻R求功率的情況；，主要適用于純電阻電路，多用于在并聯(lián)電路中已知電壓U和電阻R求功率的情況。4.電功率公式：，主要適用于已知t、n和N求功率的情況。式中t為用電器單獨工作的時間，n為用電器單獨工作t時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)，N為電能表銘牌上每消耗1千瓦時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)。★題型一：電功與電能表相關(guān)計算題1．（2021·湖南常德市·中考真題）某型號電飯煲有加熱和保溫功能，圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關(guān)系圖像，關(guān)于電飯煲工作時下列說法中正確的是（）。A．開關(guān)S接觸點2時，電飯煲處于加熱狀態(tài)；B．開關(guān)S接觸點1時，電飯煲處于保溫狀態(tài)；C．電飯煲處于加熱狀態(tài)時的功率是800W；D．保溫狀態(tài)下電飯煲1min消耗200J的電能【答案】C。【解析】AB．總電壓保持不變，根據(jù)可知，電路中的總電阻越大，發(fā)熱功率越小，因此開關(guān)S接觸點1時，電路中接入的電阻最小，電飯煲處于加熱狀態(tài)；開關(guān)S接觸點2時，電路中接入的電阻最大，電飯煲處于保溫狀態(tài)，故AB錯誤；C．如圖乙所示，在0~10min內(nèi)，飯煲處于加熱狀態(tài)，功率為800W，故C正確；D．如圖乙所示，在10~20min內(nèi)，飯煲處于保溫狀態(tài)，功率為200W，消耗的電能為W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J故D錯誤。故選C。2．（2021·廣西貴港市）如圖所示的電能表的讀數(shù)是______kW·h；若該電能表的表盤轉(zhuǎn)了360轉(zhuǎn)，則此時的用電器消耗了______kW·h的電能。【答案】201.8；?！窘馕觥縖1]電能表的讀數(shù)是201.8kW·h。[2]若該電能表的表盤轉(zhuǎn)了360轉(zhuǎn)，則此時用電器消耗了故此時用電器消耗了。3．（2021·遼寧中考真題）如圖是小軍家的電能表，讓“220V1200W”的用電器單獨正常工作5min，發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過200r，此用電器消耗的電能為______J，電能表的示數(shù)變?yōu)開_____kW·h。每消耗1kW·h的電能，該電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)______r?！敬鸢浮浚?021.7；2000?！窘馕觥縖1]此用電器的功率為1200W，正常工作5min消耗的電能為W=Pt=1200W×5×60s=3.6×105J=0.1kW·h[2]電能表原來示數(shù)為2021.6kW·h，此用電器單獨工作5min消耗了0.1kW·h，則電能表的示數(shù)變?yōu)閃'=2021.6kW·h+0.1kW·h=2021.7kW·h[3]此用電器單獨工作5min消耗了0.1kW·h，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過200r，則電能表轉(zhuǎn)速為n=；即每消耗1kW·h的電能，該電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2000r。4．（2021·湖南郴州市）小林家中五月月初和月末電能表示數(shù)如圖所示。這個月他家的用電量是_______度，若小林家所在地區(qū)每度電的電費是0.6元，這個月他家應(yīng)交_______元電費?！敬鸢浮?0；48?！窘馕觥縖1]用電能表計算用電量，拿月末的電能表示數(shù)減去月初的電能表示數(shù)，小林家中這個月他家的用電量是866.0度-786.9度=48度[2]小林家所在地區(qū)每度電的電費是0.6元，這個月他家應(yīng)交的電費為48度×0.6元/度=48元?！镱}型二：由電能表計算用電器電功率1．（2021·湖南衡陽市）李芳用家中的電能表表盤如圖，她家新購置了一臺用電器，她想用這個電能表來測量該用電器的電功率與說明書上是否一致，于是她把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓這個用電器工作，內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn)，則測得該用電器的電功率是______，已知她家原有用電器的總功率是，從電能表使用的角度考慮，她家的電路______（選填“能”或“不能”）接入該用電器。【答案】；能?！窘馕觥縖1]1min內(nèi)該用電器消耗的電能該用電器的功率[2]由電能表的參數(shù)知，李芳家電路允許消耗的最大功率Pmax=UI=220V×20A=4400W接入該用電器后，家中用電器的總功率P總=P+P原=600W+3000W=3600W<4400W所以她家的電路能接入該用電器。2．（2020·湘潭）如圖是小明家電能表的表盤。小明將家中所有其他用電器關(guān)閉，只讓暖風(fēng)機單獨工作，觀察到1min內(nèi)電能表指示燈閃爍了32次。暖風(fēng)機在這1min內(nèi)消耗的電能為kW?h．它的實際功率是W。【答案】0.02；1200?！窘馕觥?600imp/（kW?h）表示每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍1600次，指示燈閃爍32次，則該用電器消耗的電能：W＝kW?h＝0.02kW?h，暖風(fēng)機的實際電功率：P＝＝＝1.2kW＝1200W。故答案為：0.02；1200。3.（2020·鎮(zhèn)江）經(jīng)過1.5h，小林家中電能表的示數(shù)從圖示變?yōu)?，則此段時間內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了_____圈，家庭電路實際消耗的功率為_____kW；此段時間內(nèi)，若通過電能表的電流為其正常工作的最大電流I，則I=_____A。【答案】(1)9900；(2)2.2；(3)10。【解析】[1]電能表的黑色數(shù)字為整度數(shù)，紅色數(shù)字為小數(shù)點后面的度數(shù)，此電能表使用前后顯示數(shù)據(jù)分別為2020.7kWh、2024.0kWh，則消耗的電能為由電能表上的信息可知，每消耗1kWh時轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動3000圈，則此段時間內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動[2]根據(jù)功率計算公式，可知家庭電路實際消耗的功率為[3]由功率公式，可知正常工作的最大電流I為。4．（2021·貴州中考真題）圖甲是小明家的電飯鍋及電路原理圖，該電飯鍋有高溫和保溫兩檔，由開關(guān)S進行調(diào)節(jié)。已知R0與R為電熱絲，現(xiàn)將電飯鍋接在220V的電源上，使用高溫檔工作時，電飯鍋功率為1000W；使用保溫檔工作時，電飯鍋功率為440W。（c水=4.2×103J（kg·℃））根據(jù)相關(guān)知識，回答下列問題：（1）飯煮熟后，開關(guān)S將______（選填“閉合”或“斷開”）（2）電熱絲R的阻值為多少？（______）（3）用此電飯鍋高溫檔將質(zhì)量為1kg，溫度為25℃的水加熱，使鍋中水溫升高60℃，需用時5min，求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率。（______）（4）如圖乙所示，電能表上有一參數(shù)模糊不清，小明把家中其它用電器斷開僅使用電飯鍋，調(diào)至高溫檔燒水5min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，則電能表上模糊的參數(shù)應(yīng)該是多少？（______）【答案】斷開；61.6Ω；84%；3000r/(kW·h)?！窘馕觥浚?）[1]飯煮熟后，處于保溫狀態(tài)，開關(guān)S斷開，兩個電阻串聯(lián)，電路的總電阻最大，由可知電路的總功率最小，處于保溫狀態(tài)。（2）[2]開關(guān)S閉合，只有R0的簡單電路，電路的電阻最小，由可知電路的總功率最大，處于加熱狀態(tài)，電路的總電阻R0的阻值電熱絲R的阻值為：R=R-R0=110Ω-48.4Ω=61.6Ω（3）[3]水吸收的熱量：Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃=2.52×105J電飯鍋消耗的電能：W=Pt=1000W×5×60s=3×105J加熱過程中電飯鍋的效率：=84%（4）[4]高溫檔燒水5min消耗的電能：W1=Pt1=1kW×=kW·h電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，電能表上模糊的參數(shù)。1．（2021·黑龍江綏化市）某同學(xué)家中有一臺電熱飲水機，銘牌上部分信息如圖所示，飲水機加熱電阻不受溫度影響。關(guān)閉家中其它用電器，只讓該飲水機單獨工作，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)用時60s，電能表參數(shù)如圖所示，則該飲水機在這段時間內(nèi)消耗的電能為______J，此時家中的實際電壓為______V。XX牌電熱飲水機額定電壓220V額定功率1210W【答案】6×104（或60000）；200?！窘馕觥縖1]該飲水機在這段時間內(nèi)消耗的電能為：[2]實際功率為因為飲水機加熱電阻不受溫度影響，根據(jù)可得：；可得U1=200V。2．（2021·江蘇泰州市）小明用電水壺將質(zhì)量為1.8kg的水加熱升溫50℃，水吸收的熱量為________J。若電水壺工作時功率為2000W，所消耗的電能全部被水吸收，則加熱這壺水需要的時間是_______秒。小明家的電能表參數(shù)如圖所示，若家中只有電水壺單獨工作，則這段時間內(nèi)電能表指示燈閃爍了_______次。［c水=4.2×103J/(kg·℃)］【答案】；189；315?！窘馕觥縖1]水吸收的熱量為[2]加熱這壺水需要的時間是[3]消耗電能為W=0.105kW·h，則這段時間內(nèi)電能表指示燈閃爍次數(shù)。3．（2020·無錫）小明到早餐店吃早餐，發(fā)現(xiàn)電能表適用的額定電壓為220V，正常運行的最大電流值為20A，他觀察到電能表示數(shù)在20min內(nèi)增加了1.1kW?h．且指示燈閃爍穩(wěn)定，則店內(nèi)正在使用的用電器實際功率為W，通過電能表的電流為A．此時店主正拿出電餅鐺，準(zhǔn)備烙餅，小明注意到電餅鐺的銘牌信息如表格中所示，于是提醒店主不要使用，小明這樣做的理由是。額定電壓220V～額定頻率50Hz額定功率1350W【答案】3300；15；再接入1350W的電餅鐺后的總電功率大于電能表允許接入用電器的最大總電功率?！窘馕觥浚?）由題意可知，20min內(nèi)用電器消耗的電能W＝1.1kW?h，店內(nèi)正在使用的用電器實際功率：P＝＝＝3.3kW＝3300W，由P＝UI可得通過電能表的電流：I＝＝＝15A；（2）電能表工作電壓U＝220V，正常運行通過的最大電流I最大＝20A，電能表允許接入用電器的最大總電功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W，再接入1350W的電餅鐺后的總電功率：P總＝3300W+1350W＝4650W＞P最大＝4400W；所以電路中不能再接入一個功率為1350W的電餅鐺。故答案為：3300；15；再接入1350W的電餅鐺后的總電功率大于電能表允許接入用電器的最大總電功率。4.（2020·營口）如圖所示為小丹家使用的電能表，由圖可知他家同時可使用的用電器總功率不能超過______W；他關(guān)閉家中其他用電器，只讓電水壺?zé)l(fā)現(xiàn)電水壺正常工作2min，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過24轉(zhuǎn)，則該電水壺的額定功率為______W；電水壺內(nèi)部的電熱絲通電后迅速升溫，而與其相連的電源線卻不熱，主要是因為電熱絲的電阻______（選填“大于”或“小于”）電源線的電阻?！敬鸢浮?1)4400；(2)1200；(3)大于?！窘馕觥縖1]由電能表的表盤可知，電能表的工作電壓為220V，電能表平時工作允許通過的最大電流為20A，他家同時可使用的用電器最大總電功率：P最大=UI最大=220V×20A=4400W[2]600revs/kW·h表示每消耗1kW·h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)600r，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)24r消耗的電能W=kW·h=0.04kW·h電水壺額定功率：=1.2kW=1200W[3]電水壺的電熱絲與電源線串聯(lián)，通過它們的電流I和通電時間t相等，因為電熱絲的電阻大于電源線的電阻，所以由Q=I2Rt可知電熱絲電流產(chǎn)生的熱量大于電源線產(chǎn)生的熱量，所以，電水壺內(nèi)部的電熱絲通電后迅速升溫，而與其相連的電源線卻不熱。5.（2020·瀘州）小聰家的電能表如圖所示，由此可知，小聰家允許接入電路的最大功率為______kW；小聰家有一個規(guī)格為“220V1000W”的用電器，可能是______（選填“臺燈”“電飯鍋”或“電視機”）。當(dāng)電路中只有這一用電器正常工作10min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了______轉(zhuǎn)?！敬鸢浮?1)11；(2)電飯鍋；(3)500。【解析】[1]由電能表的銘牌可知小聰家允許接入電路的最大功率[2]1000W應(yīng)該屬于大功率電器，所以該電器可能是電飯鍋。[3]電飯鍋正常工作10min，消耗的電能假設(shè)電能表表盤轉(zhuǎn)過了n圈解上式可得。6．（2021·貴州黔東南苗族侗族自治州）如圖甲是某電熱水壺的電路圖，銘牌如圖乙。R為加熱器，溫控器S是一個雙金屬片溫控開關(guān)，當(dāng)溫度較低時，其處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱。當(dāng)水沸騰后，S會自動斷開進入保溫狀態(tài)，從而實現(xiàn)了自動溫度開關(guān)控制（設(shè)加熱器電阻阻值一定）。[已知:水的比熱容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求：（1）該電熱水壺正常加熱工作時，其加熱器的阻值是多少？（2）該電熱水壺正常加熱工作時，對加熱器通電10s產(chǎn)生的熱量是多少？（3）將電熱水壺裝滿初溫為25℃的水加熱到75℃，水吸收的熱量是多少?（4）用如圖丙所示的電能表單獨測量該電熱水壺消耗的電能，實際加熱時。3min電能表中間的鋁質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動了24轉(zhuǎn)，此時電路消耗的實際功率是多少?【答案】（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW?！窘馕觥浚?）當(dāng)溫度較低時，溫控器S處于閉合狀態(tài)，而R0短路，電路為R的簡單電路，電路電阻較小，根據(jù)P=可知，電水壺處于加熱狀態(tài)，由表中數(shù)據(jù)知加熱功率為1000W，由P=UI=得，加熱電阻的阻值為：R====48.4Ω即加熱器的阻值是48.4Ω。（2）若正常工作時，對加熱器通電10s產(chǎn)生的熱量：Q=W=P加熱t(yī)=1000W×10s=10000J即加熱器通電10s產(chǎn)生的熱量是10000J。（3）一滿壺水的質(zhì)量：m=V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg水吸收的熱量：Q吸=cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J即水吸收的熱量是525000J。（4）電熱水壺消耗的電能：W=kWh=0.04kWh電熱水壺的實際功率：P===0.8kW即電路消耗的實際功率是0.8kW。答：（1）該電熱水壺正常加熱工作時，其加熱器的阻值是48.4Ω；（2）該電熱水壺正常加熱工作時，對加熱器通電10s產(chǎn)生的熱量是10000J；（3）將電熱水壺裝滿初溫為25℃的水加熱到75℃，水吸收的熱量是525000J；（4）此時電路消耗的實際功率是0.8kW。7．（2021·內(nèi)蒙古通遼市）某不銹鋼內(nèi)膽電熱水壺具有加熱和保溫功能，其銘牌如圖甲所示，工作電路圖如圖乙所示，虛線框內(nèi)的加熱電路由兩個加熱電阻組成，定值電阻，是最大阻值為的可變電阻（調(diào)溫開關(guān)），人通過調(diào)節(jié)可以改變電熱水壺的功率。（1）在額定電壓下工作時，該電熱水壺最大功率為多大？（2）電熱水壺每秒向外散失的熱量Q跟電熱水壺表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關(guān)系如圖丙所示（壺內(nèi)水溫跟壺表面溫度一致），在額定電壓下工作。在溫度為20℃的房間使用，要求電熱水壺溫度保持70℃，問應(yīng)將的阻值調(diào)為多大？（3）用電高峰時，實際電壓為200V，當(dāng)電路中只有電熱水壺以最大功率加熱時，如圖丁所示的電能表指示燈在內(nèi)閃爍了多少次？【答案】（1）1210W；（2）400Ω；（3）50次?！窘馕觥浚?）由圖乙知，兩個電阻串聯(lián)在電阻中，當(dāng)可變電阻R′接入電路的阻值最小為0時，此時電路中的電流最大為據(jù)P=UI知，此時電熱水壺的功率最大為P=UI=220V×5.5A=1210W由題意知，電熱水壺表面溫度與環(huán)境溫度的溫差?t=70℃-20℃=50℃由圖丙知，此時電熱水壺每秒的向外散失的熱量Q=110J即電熱水壺每秒放出的熱量為110J，那么電熱水壺此時的功率據(jù)知，電路中此時的總電阻此時可變電阻接入電路的阻值R′=R-R0=440Ω-40Ω=400Ω（3）[3]實際電壓為200V時，電熱水壺的最大功率加熱1min消耗的電能W=P實t=1000W×60s=60000J由圖丁中電能表的參數(shù)知指示燈閃爍的次數(shù)答：（1）在額定電壓下工作時，該電熱水壺最大功率為1210W；（2）應(yīng)將R′的阻值調(diào)為400Ω；（3）電能表指示燈在1min內(nèi)閃爍了50次。8．（2021·甘肅蘭州市·中考真題）一只標(biāo)有“6V，3W”字樣的小燈泡L與一個阻值為8的定值電阻R串聯(lián)，接在電源電壓不變的電路中，接通電路后，小燈泡L正常發(fā)光。