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2023年浙江中考科学三轮冲刺情景类题目训练——13电功率
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这是一份2023年浙江中考科学三轮冲刺情景类题目训练——13电功率，共18页。试卷主要包含了填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2023年浙江中考科学三轮冲刺情景类题目训练——13电功率
一、填空题
1．（2023·舟山模拟）1964年人类制造了世界上第一座用湖浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开；吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气压增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程；
（2）已知阀门K1的面积为4×10-3m2，若海水上升使气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛；
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
2．（2022·慈溪模拟）如图甲所示为某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机，通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风“暖风”“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 (选填"电动机"或"电阻丝")。
（2）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间吹出的空气质量相同，则R1：R2= 。
3．（2022·文成模拟）如图所示，在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，通电一段时间后，即可挤出热熔的塑科丝塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态。
（1）3D打印笔工作时，将电能转化为 能。
（2）已知3D打印笔工作时的电压为5伏，电流为2安，此时打印笔的电功率是 瓦。
4．（2022·鹿城模拟） 1964 年人类制造了世界上第一座用湖浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开；吸进空；当海水上升时，K2 关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气氐增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。
（2） 已知阀门K1的面积为4×10-3m2。若海水上升伙气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。
（3）菜航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
二、解答题
5．（2023·临安模拟）如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示，请完成下列各题：
甲 乙
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220v
750w
≤0.2w
1.5L
65℃
（1）当S闭合时，指示灯L与加热电阻R是 (选填“串联”或“并联”)。
（2）让它接入电路并使它正常工作，当达到断电温度时，水共吸收了3.15×105J的热量，袋内水的初温是多少?其中c水=4.2×103J/(kg-℃)
（3）电热水袋此次正常工作了10分钟，指示灯就熄灭，达到了自动断电温度，则电热水袋的发热效率是多少?
6．（2023·鹿城模拟）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E=1.75×106J/(h·m2)(每小时每平方米辐射的热量)，太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
100
高温档功率(W)
1200
容积(L)
50
供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：
（1）水吸收太阳能的多少；
（2）太阳能板当天接收太阳能的时间；
（3）加热器电路中电阻R2的阻值；
（4）在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？
7．（2023·宁波模拟）2022年世界杯足球赛于11月21日至12月18日在卡塔尔举行，如图是赛事的吉祥物—“La'eeb”，市面上出现了一些会发光的“La'eeb”，内部是一种LED灯。
LED灯两端电压（V）
流过LED灯电流（mA）
LED灯的颜色
1.8
20
红
1.9
20
黄
2.0
20
蓝
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是多少瓦？
（2）有一款发光“La'eeb”内部的电路如图乙所示，其中电阻R为90欧姆，电路中的充电电池的铭牌如图丙（且充电与供电时电压保持不变）。闭合开关后，当电路中的电流为20毫安时，电池充满电最多可用 小时；
（3）通过计算说明此时在电池的标定电压下 LED 灯发出什么颜色的光？
8．（2023·鄞州模拟）如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中（如表）。7秒后，电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃，此时，K1、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220伏，电热丝R2的阻值为16.8欧。
设定水温/℃
40
55
70
85
100
煮水箱中水的体积/毫升
10
20
30
40
50
冷水箱中水的体积/毫升
40
30
20
10
0
（1）即热饮水机是利用什么原理使水温升高的。
（2）若加热过程中的能量转化效率为90%，设定取水温度为40℃，则需调节电热丝R1的阻值为多少欧？（c水＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85℃的大致位置并简要说明理由？
9．（2022·慈溪模拟） 2021年5月，“祝融号“火星车成功着陆火星，实现了我国航天史上的新突破，已知同一物体在火星.上的重力是地球上的3/8。
（1）火星车质量为240kg，在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为300cm2。则火星车对火星水平表面的压强是多大?
（2）“祝融号”在牵引力的驱使下，30min匀速直线运动了100m，假设“祝融号”在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍。在这段时间内牵引力的功率为多大?
10．（2022·温州模拟）图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。
（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9％的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3。（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）
11．（2022·嵊州模拟）空气炸锅因其烹制的食物脂肪含量低，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=55欧，R2=220欧，工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。通过调节两个开关的连接方式，可设置成高温、中温和低温三档。
（1）当S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安?
（2）当S1断开，S接a时，该空气炸锅处于 档工作，此时R1两端的电压为多少伏特 ？
（3）该空气炸锅在高温档和中温档工作时消耗的电功率之比为多少?
12．（2022·慈溪模拟）洗碗机由于能够自动清洗碗筷等餐具，解放劳动者的双手，而备受消费者欢迎。某型号家用洗碗机工作程序：先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水会从喷管喷出对餐具清洗喷淋，直到洗涤过程结束，水系统启动，将水箱中的废水排出，最后烘干系统对餐具进行烘干。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。图甲为与洗碗机等效的加热电路图，R为发热电阻，位于水箱上部的两个导电块B、A组成一个开关，注入的自来水是导体。图乙是该洗碗机某次正常工作时的部分P-t图像。
（1）洗碗机A，B触点中连接火线的是 触点.
（2）洗碗机给水加热时，参与工作的发热电阻R的阻值多大? (不计水的电阻)
（3）若人工洗碗一次用水20 kg，用该洗碗机洗碗一次可以节约多少水
（4）从注水到排水结束，使用一次洗碗机要消耗多少电能?
13．（2022·永康模拟）如图甲所示，小明家新装了一台智能电热马桶盖，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V。低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a、b或c触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。
（1）分析电路可知，要使加热电路处于高挡位，需将开关S1闭合，S2接 。选（“a”、 “b”、“c”）
（2）计算R2的电阻；
（3）计算高挡位工作10min消耗的电能
14．（2022·桐乡模拟）我国在敦煌建造了亚洲第一的熔盐塔式光热发电站，它被形象地称为“超级镜子发电站”，12000余面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔，如同盛开在戈壁上的银色“向日葵”。
定日镜会将阳光集中反射到吸热塔顶部，对熔盐进行加热，热熔盐进入蒸汽发生器系统产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。高峰期，每24小时最多可以产生180万千瓦时的电量。年发电量将达3.9亿千瓦时，标志着我国成为世界上少数几个掌握建造百兆瓦级光热电站技术的国家之一。
（1）当太阳向西移时，定日镜应适当向 偏转，才能使反射光线仍然照射在吸热器上。
（2）高峰期，该熔盐塔式光热发电站的最大电功率为多少？
（3）我国“西电东送”工程中，采用了全世界最先进的输电技术——特高压输电，有效减少送
输途中电能的损耗。若采用1000千伏特高压输电，将熔盐塔式光热发电站高蜂期24小时生
产的电能全部输送出去，则输送电路中的电流强度为多少？
15．（2022·玉环模拟）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。
空气湿度(%)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻值(欧)
300
220
160
110
80
60
45
30
20
（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？
（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁 ▲ (填“吸合”或“松开”)。此时控制电路消耗的电功率是多少？
（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。
答案解析部分
1．【答案】（1）做功
（2）2000
（3）8.64×105
【解析】【分析】（1）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
（2）根据公式F=pS计算气体对K1的压力；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室，再推动涡轮机转动而发电，此时将气体的内能转化为涡轮机的机械能，与汽油机的做功冲程相似。
（2）关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F=pS= 5.0×105Pa × 4×10-3m2=2000N ；
（3）航标灯消耗的电能：W=Pt=10W×3600s×24=8.64×105J。
2．【答案】（1）电热丝
（2）1：2
【解析】【分析】（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风；
（2）通过计算“暖风”和“冷风”状态时的电功率结合吸热公式可求得电阻之比。【解答】（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
（2）设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，
则热风挡电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，
暖风挡电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风挡消耗电能W1=P1t，空气吸收热量Q1=cm△t1，
热风挡消耗电能W2=（P1+P2）t，空气吸收热量Q2=cm△t2，
若加热效率相同，则η=Q1W1=Q2W2，
即W1W2=P1t(P1+P2)t=Q1Q2=cm△t1cm△t2=△t1△t2；
即P1P1+P2=20℃30℃
整理可得P1=2P2，
由电功率公式可知P1=U2R1，P2=U2R2，
将其代入P1=2P2可得：U2R1=2U2R2；
即R1：R2=1：2。
3．【答案】（1）热能
（2）10
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）根据P=UI分析计算。
【解答】（1）3D打印笔工作时，将电能转化为热能。
（2）已知3D打印笔工作时的电压为5伏，电流为2安，
此时打印笔的电功率是：P=UI=5V×2A=10W。
4．【答案】（1）做功
（2）2000
（3）8.64×105
【解析】【分析】（1）热机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）根据F=pS计算即可；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）气体推开阀门K1的过程，其实是将气体的内能转化为机械能的过程，这与汽油机的做功冲程相似。
（2）关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F=pS=5.0×105Pa×4×10-3m2=2000N；
（3）消耗的电能为：W=Pt=10W×（3600s×24）=8.64×105J。
5．【答案】（1）并联
（2）电热水袋中充水的体积：V=1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3，
由ρ=mV可得，电热水袋中充水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg，
由Q吸=cm（t-t0）可得，
袋内水的初温：t0=t-Q吸cm=65℃-3.15×105J4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg=15℃；
（3）由P=Wt可得，电热水袋在额定电压下通电15min消耗的电能：
W=Pt=750W×10×60s=4.5×105J，
则电热水袋的发热效率：
η=Q吸W×100%=3.15×105J4.5×105J×100%=70%。
【解析】【分析】（1）用电器首尾相连为串联，并排连接在电路两点之间为并联。
（2）由表格数据可知电热水袋中充水的体积，根据m=ρV求出电热水袋中充水的质量，又知道水的末温、吸收的热量，根据Q吸=cm（t-t0）求出水的初温；
（3）电热水袋此次在额定电压下工作的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%求出电热水袋的发热效率。【解答】（1）根据图乙可知，当开关S闭合后，灯泡L与电阻R并排连接在火线和零线之间，应该为并联。
6．【答案】（1）根据 ρ=mv 得热水器内水的质量为：
m=pV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
水吸收的太阳能为︰
Q1=cm△t1=4.2×103.J/ (kg·℃)×50kg× (30℃-20℃)=2.1×106J
答：水吸收太阳能为2.1×106J；
（2）根据 η=Q1ESt 得
太阳能板当天接收太阳能的时间为： t=Q1WSη=2.1×106J1.75×105J/(h·m2)×2m2×0.6 =10h
答：太阳能板当天接收太阳能的时间10h
（3）开关位于2档时，只有电阻R1连入电路，对应低温挡的功率P1=100w ，
开关位于3档时，电阻R1和R2并联连入电路，对应高温挡的功率P2=1200w ，
由P1、P2的关系和P= P=P1+U2R2 ， 1200w=100w+(220V)2R2
解得；R2= 44Ω
答：电路中电阻Rz的阻值为449；
（4）50L、70℃的热水温度降低到40°℃的过程中放出的热量为：
Q2=cm△t2=4.2×103.J/ (kg. ℃)×50kg×(70℃-40℃)=6.3×106J；
不计热量的损失，20℃的冷水温度升高到40℃的过程吸收的热量为：Q3=Q2=6.3×106J ，
由O=cm△t
得冷水的质量为︰m'= Q3cm△t=6.3×106J4.2×103J/(kg·°C)×(40°C-20°C)=75kg -
冷热水混合后40℃水的总质量为：
m总=m+m'=50kg+75kg=125kg ，
总体积为︰V总= m总ρ水=125kg1.0×103kg/m3=0.125m3=125L
能满足淋浴用水的人数为︰ n=V总V=125L30L =4.2人，
所以能满足4人的淋浴用水。
答：能满足4个人的淋浴用水。
【解析】【分析】（1）首先根据公式m=ρV计算出热水器内水的质量，再根据公式 Q1=cm△t1 计算水吸收的太阳能。
（2）根据公式 η=Q1ESt 得计算太阳能电池板当天接收太阳能的时间；
（3）开关位于2档时，只有电阻R1连入电路，对应低温挡的功率P1=100W。开关位于3档时，电阻R1和R2并联连入电路，对应高温挡的功率P2=1200W，而高温档的功率等于两个电阻的功率之和，据此根据公式P=U2R列出方程计算R2的阻值即可。
（4）首先根据公式 Q2=cm△t2 计算出热水器内的50L水从70℃降低到40℃放出的热量，这也就是冷水吸收的热量。再根据公式m'=Q3cm△t 计算出冷水从20℃升高到40℃时的质量。接下来将两个水的质量相加得到可以淋浴的水的总质量，根据公式
V总=m总ρ水计算出水的体积，最后根据n=V总V 计算出可以满足的洗澡人数。
7．【答案】（1）根据表格可知，当LED发红光时，它两端的电压为1.8V，电流为20mA，
则它消耗的电功率为：P=UI=1.8V×0.02A=0.036W。
（2）4
（3）定值电阻两端的电压U=IR=0.02A×90Ω=1.8V；
则LED两端的电压为：UL=U总-U=3.7V-1.8V=1.9V；
根据表格可知，此时LED灯发出黄光。
【解析】【分析】（1）根据表格确定LED发红光时的电压和电流，然后根据P=UI计算它电功率。
（2）根据图丙确定电池的容量，然后根据公式t=QI计算充满电的时间。
（3）首先根据U=IR计算定值电阻两端的电压，再根据UL=U总-U计算出LED两端的电压，最后根据表格确定此时发光的颜色。
【解答】（1）根据表格可知，当LED发红光时，它两端的电压为1.8V，电流为20mA，
则它消耗的电功率为：P=UI=1.8V×0.02A=0.036W。
（2）根据丙图可知，电池的容量为80mAh，
那么电池充满电最多用的时间：t=QI=800mAh20mA=40h；
8．【答案】（1）即热饮水机是根据电流的热效应工作的
（2）设定取水温度为40℃，进入煮水箱中水的质量为：m1＝ρ水V1＝1g/cm3×10cm3＝10g＝0.01kg，
水吸收的热量为：Q吸＝c水m1Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.01kg×（100℃﹣25℃）＝3150J，
由η＝ Q吸W 可知，消耗的电能为：W1＝ Q吸η=3150J90% ＝3500J，
由W＝ U2Rt 可知，此时电路中的总电阻为：R总1＝ U2tW1=(220V)2×7S3500J ＝96.8Ω，
此时需调节电热丝R1的阻值为：R1＝R总1﹣R2＝96.8Ω﹣16.8Ω＝80Ω
（3）取水25mL，温度为85℃时，进入煮箱中水的体积为：V2＝ 25mL50mL ×40mL＝20mL；
由表格中数据可知，取水温度为55℃，进入煮水箱中水的体积为20mL，故供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中取水温度为85℃的大致位置标记应在55℃，如图所示（箭头处）：
【解析】【分析】（1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
（2）设定取水温度为40℃，根据ρ=mV可求出进入煮水箱中水的质量，根据Q吸=c水mΔt可求出水吸收的热量，根据η=Q吸W可求出消耗的电能，根据W=U2Rt可求出此时电路中的总电阻，根据串联电路电阻规律R1＝R总1﹣R2可求出此时需调节电热丝R1的阻值；
（3）取水25mL，温度为85℃时，根据表中数据可求出进入煮水箱中水的体积，从而判断供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中时水温度为85℃的大致位置。
9．【答案】（1）火星车对地面的压力F=G=38mg=38×240kg×10N/kg=900N；
火星对表面的压强：p=FS=900N300×10-4m2=30000Pa。
（2）火星车受到阻力：f=0.06G=0.06×900N=54N；
火星车的牵引力做的功：W=Fs=54N×100m=5400J；
火星车牵引力的功率：P=Wt=5400J30×60s=3W。
【解析】【分析】（1）首先根据F=G=38mg计算出火星车对地面的压力，再根据p=FS计算火星车对地面的压强；
（2）首先根据f=0.06G计算出阻力，再根据W=Fs计算出牵引力做的功，最后根据P=Wt计算出牵引力的功率。
10．【答案】（1）解：t= WP=1千瓦时4瓦=3.6×105J4瓦 = 9×105秒
t总= 9×105s9% =1×107秒
s=vt总=0.2米/秒×1×105秒=2×105米=2000千米
答：充电一次总共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)
（2）解：该滑翔机处于悬浮状态时，F浮=G物= 515牛
由F浮=ρ液gV排，得V排= F浮ρ液g=515N1.03×103Kg/m3×10N/kg =0.05米3
所以V油= 0.05米3-0.0495米3=5×10-4米3
答：该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油体积为5×10-4米3(其它合理解法也可)
【解析】【分析】（1）首先根据公式t=WP计算出运动过程中耗电的时间，再根据t总=t9%计算出运动过程的总时间，最后根据s=vt总计算航行的总路程。
（2）首先根据悬浮条件计算出滑翔机受到的浮力，再根据阿基米德原理V排=F浮ρ液g 计算出它排开水的体积，最后根据V油=V排-V计算油囊中油的体积。
11．【答案】（1）当S1闭合，S接b时，R2两端的电压为220V，
此时通过它的电流：I2=U2R2=220V220Ω=1A。
（2）低温；44
（3）当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，此时的功率为：P中温=U总I=220V×1A=220W；
当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，
此时R1的电功率为：P1=U12R1=220V255Ω=880W；
则高温档功率P高=880W+220W=1100W；
那么P高：P中=1100W：220W=5：1。
【解析】【分析】（1）根据公式I2=U2R2计算通过R2的电流；
（2）根据公式P=U2R比较三种情况下的电功率大小，从而确定对应的状态。当S1断开，S接a时，此时两个电阻串联，首先根据I总=U总R总计算出总电阻，最后根据U1=I1R1计算即可。
（3）分别计算出中温档和高温档功率，然后求出比值即可。
【解答】（1）当S1闭合，S接b时，R2两端的电压为220V，
此时通过它的电流：I2=U2R2=220V220Ω=1A。
（2）当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，总电阻为R2；
当S1断开，S接a时，此时两个电阻串联，总电阻为R串；
则总电阻R并
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档。
此时的总电阻为：I总=U总R总=220V55Ω+220Ω=0.8A；
此时R1的电压为：U1=I1R1=0.8A×55Ω=44V。
（3）当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，此时的功率为：P中温=U总I=220V×1A=220W；
当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，
此时R1的电功率为：P1=U12R1=220V255Ω=880W；
则高温档功率P高=880W+220W=1100W；
那么P高：P中=1100W：220W=5：1。
12．【答案】（1）B
（2）由图乙可知，洗碗机加热时的功率P加热=800W，
由P=UI=U2R可得，
发热电阻的阻值：R=U2P加热=(220V)2800W=60.5Ω；
（3）加热过程中水吸收的热量：Q吸=1.008×106J，
由Q吸=cm（t-t0）可得，
水箱注满水时水的质量：m水=Q吸c水(t-t0)=1.008×106J4.2×103J/(kg·℃)×(50℃-20℃)=8kg；
改用该洗碗机洗碗，一次可以节约水的质量：△m=m水′-m水=20kg-8kg=12kg。
（4）洗碗机注水时不消耗电能，
由图乙可知，洗碗机加热时的功率为800W，工作的时间为21min，
洗碗机加热时消耗的电能：W加热=P加热t加热=800W×21×60s=1.008×106J，
洗碗机清洗喷淋时的功率为120W，工作时间为60min，
洗碗机清洗喷淋时消耗的电能：
W清喷=P清喷t清喷=120W×60×60s=4.32×105J，
洗碗机排水的功率为60W，工作的时间为1min，
洗碗机排水时消耗的电能：W排=P排t排=60W×60s=3.6×103J，
该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能：
W=W加热+W清喷+W排=1.008×106J+4.32×105J+3.6×103J=1.4436×106J=0.4kW·h；
【解析】【分析】（1）根据家庭电路连接时安全用电的原则分析；
（2）由图乙可知洗碗机加热时的功率，根据P=UI=U2R求出发热电阻的阻值；
（3）利用Q吸=cm（t-t0）求出水箱注满水时水的质量，人工洗一次碗用的水减去水箱注满时水的质量即为一次可以节约水的质量。
（4）洗碗机注水时不消耗电能，根据图乙得出洗碗机加热、清洗喷淋、排水时的功率和工作时间，根据W=Pt求出它们消耗的电能，然后求出该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能；【解答】（1）在家庭电路中，为了保证用电安全，要求开关必须接在用电器和火线之间。由于开关直接与B相连，因此连接火线的是B触点。
13．【答案】（1）a
（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，
则R1的阻值：R1=U12P中=220V244W=1100Ω；
当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，
总电阻R总=U总2P低=220V222W=2200Ω；
则电阻R2=R总-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω。
（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，
因为两个电阻的阻值相等，所以它们的电功率相等；
则高温档功率：P总=P1+P2=44W+44W=88W；
那么高温档工作10min消耗的电能：W总=P总t=88W×600s=52800J。
【解析】【分析】（1）根据公式P=U2R比较三种情况下电功率的大小，然后与各个状态对应起来。
（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，根据R1=U12P中计算出它的阻值。当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，根据公式R总=U总2P低计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算即可。
（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，为高温档。根据P=U2R分别计算出两个电阻的功率，将它们相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。
【解答】（1）根据图片可知，当当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；
当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时总电阻为R串；
则总电阻R并
则三种状态依次为高温、中温和低温档。
14．【答案】（1）西
（2）解：P=W/t=180 万千瓦时/24 小时=7.5 万千瓦
（3）解：P=UI I=P/U=7.5 万千瓦/1000 千伏=75 安
【解析】【分析】（1）根据光的反射定律分析；
（2）根据公式P=Wt计算出该发电站的最大电功率；
（3）根据电功率I=PU的公式计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当太阳向西移动时，如果定日镜的方向不变，那么入射角会增大。根据“反射角等于入射角”可知，此时反射角增大，则反射光线会向右移动，离开吸热器。如果要使反射光线的角度不变，那么就要减小入射角，即定日镜适当向西偏转。
15．【答案】（1）解：由p= W/t可得，正常工作5 min消耗的电能：W= Pt=40 W×5×60g=1.2×104J。
（2）吸合；当湿度为50%时，R1为80Ω．P=U2/R=U02/(R1+R0)=(6V)2/(80Ω+120Ω)=0.18W
（3）解：湿度计的刻度值分布是不均匀的。由欧姆定律可知：电路中的电流I=U0/(R1+R0)，电流表示数与R1不成正比。
【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算出加湿装置5分钟消耗的电能；
（2）根据表格分析湿度增大时湿敏电阻的阻值变化，进而判断通过电磁铁磁场的强弱变化，最后确定衔铁所在的位置即可。根据公式P=U2R=U2R1+R0计算出此时控制电路的总功率。
（3）根据欧姆定律推导得出电流表的示数的表达式，然后分析电流表的示数与湿敏电阻的阻值是否成正比即可。
【解答】（2）根据表格可知，当空气湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，那么串联电路的总电阻减小，通过电磁铁的电流增大，即电磁铁的磁场变强，因此将衔铁吸合，断开加湿装置的工作电路。
当湿度为50%时，R1为80Ω．
此时控制电路的总功率为：P=U2R=U02R1+R0=(6V)280Ω+120Ω=0.18W。
2023年浙江中考科学三轮冲刺情景类题目训练——13电功率
一、填空题
1．（2023·舟山模拟）1964年人类制造了世界上第一座用湖浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开；吸进空气；当海水上升时，K2关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气压增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程；
（2）已知阀门K1的面积为4×10-3m2，若海水上升使气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛；
（3）若航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
2．（2022·慈溪模拟）如图甲所示为某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机，通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风“暖风”“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 (选填"电动机"或"电阻丝")。
（2）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间吹出的空气质量相同，则R1：R2= 。
3．（2022·文成模拟）如图所示，在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，通电一段时间后，即可挤出热熔的塑科丝塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态。
（1）3D打印笔工作时，将电能转化为 能。
（2）已知3D打印笔工作时的电压为5伏，电流为2安，此时打印笔的电功率是 瓦。
4．（2022·鹿城模拟） 1964 年人类制造了世界上第一座用湖浪发电的航标灯，利用海水上下起伏带动发电机发电。如图是航标灯气室结构示意图，其工作原理为：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开；吸进空；当海水上升时，K2 关闭，海水向上推动活塞压缩空气，使气室内气氐增大到一定值时，K1被推开，气体进入工作室，推动涡轮带动发电机工作，使航标灯发光。
（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室。这一过程类似于汽油机的 冲程。
（2） 已知阀门K1的面积为4×10-3m2。若海水上升伙气室内气压达到5.0×105帕时，关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为 牛。
（3）菜航标灯的光源功率为10瓦，则其正常工作24小时，至少需要消耗电能 焦。
二、解答题
5．（2023·临安模拟）如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示，请完成下列各题：
甲 乙
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220v
750w
≤0.2w
1.5L
65℃
（1）当S闭合时，指示灯L与加热电阻R是 (选填“串联”或“并联”)。
（2）让它接入电路并使它正常工作，当达到断电温度时，水共吸收了3.15×105J的热量，袋内水的初温是多少?其中c水=4.2×103J/(kg-℃)
（3）电热水袋此次正常工作了10分钟，指示灯就熄灭，达到了自动断电温度，则电热水袋的发热效率是多少?
6．（2023·鹿城模拟）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E=1.75×106J/(h·m2)(每小时每平方米辐射的热量)，太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
100
高温档功率(W)
1200
容积(L)
50
供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：
（1）水吸收太阳能的多少；
（2）太阳能板当天接收太阳能的时间；
（3）加热器电路中电阻R2的阻值；
（4）在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？
7．（2023·宁波模拟）2022年世界杯足球赛于11月21日至12月18日在卡塔尔举行，如图是赛事的吉祥物—“La'eeb”，市面上出现了一些会发光的“La'eeb”，内部是一种LED灯。
LED灯两端电压（V）
流过LED灯电流（mA）
LED灯的颜色
1.8
20
红
1.9
20
黄
2.0
20
蓝
（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是多少瓦？
（2）有一款发光“La'eeb”内部的电路如图乙所示，其中电阻R为90欧姆，电路中的充电电池的铭牌如图丙（且充电与供电时电压保持不变）。闭合开关后，当电路中的电流为20毫安时，电池充满电最多可用 小时；
（3）通过计算说明此时在电池的标定电压下 LED 灯发出什么颜色的光？
8．（2023·鄞州模拟）如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中（如表）。7秒后，电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃，此时，K1、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220伏，电热丝R2的阻值为16.8欧。
设定水温/℃
40
55
70
85
100
煮水箱中水的体积/毫升
10
20
30
40
50
冷水箱中水的体积/毫升
40
30
20
10
0
（1）即热饮水机是利用什么原理使水温升高的。
（2）若加热过程中的能量转化效率为90%，设定取水温度为40℃，则需调节电热丝R1的阻值为多少欧？（c水＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85℃的大致位置并简要说明理由？
9．（2022·慈溪模拟） 2021年5月，“祝融号“火星车成功着陆火星，实现了我国航天史上的新突破，已知同一物体在火星.上的重力是地球上的3/8。
（1）火星车质量为240kg，在火星表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为300cm2。则火星车对火星水平表面的压强是多大?
（2）“祝融号”在牵引力的驱使下，30min匀速直线运动了100m，假设“祝融号”在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍。在这段时间内牵引力的功率为多大?
10．（2022·温州模拟）图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。
（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9％的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3。（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）
11．（2022·嵊州模拟）空气炸锅因其烹制的食物脂肪含量低，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=55欧，R2=220欧，工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。通过调节两个开关的连接方式，可设置成高温、中温和低温三档。
（1）当S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安?
（2）当S1断开，S接a时，该空气炸锅处于 档工作，此时R1两端的电压为多少伏特 ？
（3）该空气炸锅在高温档和中温档工作时消耗的电功率之比为多少?
12．（2022·慈溪模拟）洗碗机由于能够自动清洗碗筷等餐具，解放劳动者的双手，而备受消费者欢迎。某型号家用洗碗机工作程序：先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水会从喷管喷出对餐具清洗喷淋，直到洗涤过程结束，水系统启动，将水箱中的废水排出，最后烘干系统对餐具进行烘干。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。图甲为与洗碗机等效的加热电路图，R为发热电阻，位于水箱上部的两个导电块B、A组成一个开关，注入的自来水是导体。图乙是该洗碗机某次正常工作时的部分P-t图像。
（1）洗碗机A，B触点中连接火线的是 触点.
（2）洗碗机给水加热时，参与工作的发热电阻R的阻值多大? (不计水的电阻)
（3）若人工洗碗一次用水20 kg，用该洗碗机洗碗一次可以节约多少水
（4）从注水到排水结束，使用一次洗碗机要消耗多少电能?
13．（2022·永康模拟）如图甲所示，小明家新装了一台智能电热马桶盖，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V。低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a、b或c触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。
（1）分析电路可知，要使加热电路处于高挡位，需将开关S1闭合，S2接 。选（“a”、 “b”、“c”）
（2）计算R2的电阻；
（3）计算高挡位工作10min消耗的电能
14．（2022·桐乡模拟）我国在敦煌建造了亚洲第一的熔盐塔式光热发电站，它被形象地称为“超级镜子发电站”，12000余面定日镜以同心圆状围绕着260米高的吸热塔，如同盛开在戈壁上的银色“向日葵”。
定日镜会将阳光集中反射到吸热塔顶部，对熔盐进行加热，热熔盐进入蒸汽发生器系统产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。高峰期，每24小时最多可以产生180万千瓦时的电量。年发电量将达3.9亿千瓦时，标志着我国成为世界上少数几个掌握建造百兆瓦级光热电站技术的国家之一。
（1）当太阳向西移时，定日镜应适当向 偏转，才能使反射光线仍然照射在吸热器上。
（2）高峰期，该熔盐塔式光热发电站的最大电功率为多少？
（3）我国“西电东送”工程中，采用了全世界最先进的输电技术——特高压输电，有效减少送
输途中电能的损耗。若采用1000千伏特高压输电，将熔盐塔式光热发电站高蜂期24小时生
产的电能全部输送出去，则输送电路中的电流强度为多少？
15．（2022·玉环模拟）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。
空气湿度(%)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻R1阻值(欧)
300
220
160
110
80
60
45
30
20
（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？
（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁 ▲ (填“吸合”或“松开”)。此时控制电路消耗的电功率是多少？
（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。
答案解析部分
1．【答案】（1）做功
（2）2000
（3）8.64×105
【解析】【分析】（1）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
（2）根据公式F=pS计算气体对K1的压力；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）当气室内的气压达到一定值，气体推开阀门K1进入工作室，再推动涡轮机转动而发电，此时将气体的内能转化为涡轮机的机械能，与汽油机的做功冲程相似。
（2）关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F=pS= 5.0×105Pa × 4×10-3m2=2000N ；
（3）航标灯消耗的电能：W=Pt=10W×3600s×24=8.64×105J。
2．【答案】（1）电热丝
（2）1：2
【解析】【分析】（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风；
（2）通过计算“暖风”和“冷风”状态时的电功率结合吸热公式可求得电阻之比。【解答】（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
（2）设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，
则热风挡电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，
暖风挡电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风挡消耗电能W1=P1t，空气吸收热量Q1=cm△t1，
热风挡消耗电能W2=（P1+P2）t，空气吸收热量Q2=cm△t2，
若加热效率相同，则η=Q1W1=Q2W2，
即W1W2=P1t(P1+P2)t=Q1Q2=cm△t1cm△t2=△t1△t2；
即P1P1+P2=20℃30℃
整理可得P1=2P2，
由电功率公式可知P1=U2R1，P2=U2R2，
将其代入P1=2P2可得：U2R1=2U2R2；
即R1：R2=1：2。
3．【答案】（1）热能
（2）10
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析解答；
（2）根据P=UI分析计算。
【解答】（1）3D打印笔工作时，将电能转化为热能。
（2）已知3D打印笔工作时的电压为5伏，电流为2安，
此时打印笔的电功率是：P=UI=5V×2A=10W。
4．【答案】（1）做功
（2）2000
（3）8.64×105
【解析】【分析】（1）热机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）根据F=pS计算即可；
（3）根据W=Pt计算消耗的电能。
【解答】（1）气体推开阀门K1的过程，其实是将气体的内能转化为机械能的过程，这与汽油机的做功冲程相似。
（2）关闭着的K1受到气室内气体对它的压力为：F=pS=5.0×105Pa×4×10-3m2=2000N；
（3）消耗的电能为：W=Pt=10W×（3600s×24）=8.64×105J。
5．【答案】（1）并联
（2）电热水袋中充水的体积：V=1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3，
由ρ=mV可得，电热水袋中充水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg，
由Q吸=cm（t-t0）可得，
袋内水的初温：t0=t-Q吸cm=65℃-3.15×105J4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg=15℃；
（3）由P=Wt可得，电热水袋在额定电压下通电15min消耗的电能：
W=Pt=750W×10×60s=4.5×105J，
则电热水袋的发热效率：
η=Q吸W×100%=3.15×105J4.5×105J×100%=70%。
【解析】【分析】（1）用电器首尾相连为串联，并排连接在电路两点之间为并联。
（2）由表格数据可知电热水袋中充水的体积，根据m=ρV求出电热水袋中充水的质量，又知道水的末温、吸收的热量，根据Q吸=cm（t-t0）求出水的初温；
（3）电热水袋此次在额定电压下工作的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%求出电热水袋的发热效率。【解答】（1）根据图乙可知，当开关S闭合后，灯泡L与电阻R并排连接在火线和零线之间，应该为并联。
6．【答案】（1）根据 ρ=mv 得热水器内水的质量为：
m=pV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg；
水吸收的太阳能为︰
Q1=cm△t1=4.2×103.J/ (kg·℃)×50kg× (30℃-20℃)=2.1×106J
答：水吸收太阳能为2.1×106J；
（2）根据 η=Q1ESt 得
太阳能板当天接收太阳能的时间为： t=Q1WSη=2.1×106J1.75×105J/(h·m2)×2m2×0.6 =10h
答：太阳能板当天接收太阳能的时间10h
（3）开关位于2档时，只有电阻R1连入电路，对应低温挡的功率P1=100w ，
开关位于3档时，电阻R1和R2并联连入电路，对应高温挡的功率P2=1200w ，
由P1、P2的关系和P= P=P1+U2R2 ， 1200w=100w+(220V)2R2
解得；R2= 44Ω
答：电路中电阻Rz的阻值为449；
（4）50L、70℃的热水温度降低到40°℃的过程中放出的热量为：
Q2=cm△t2=4.2×103.J/ (kg. ℃)×50kg×(70℃-40℃)=6.3×106J；
不计热量的损失，20℃的冷水温度升高到40℃的过程吸收的热量为：Q3=Q2=6.3×106J ，
由O=cm△t
得冷水的质量为︰m'= Q3cm△t=6.3×106J4.2×103J/(kg·°C)×(40°C-20°C)=75kg -
冷热水混合后40℃水的总质量为：
m总=m+m'=50kg+75kg=125kg ，
总体积为︰V总= m总ρ水=125kg1.0×103kg/m3=0.125m3=125L
能满足淋浴用水的人数为︰ n=V总V=125L30L =4.2人，
所以能满足4人的淋浴用水。
答：能满足4个人的淋浴用水。
【解析】【分析】（1）首先根据公式m=ρV计算出热水器内水的质量，再根据公式 Q1=cm△t1 计算水吸收的太阳能。
（2）根据公式 η=Q1ESt 得计算太阳能电池板当天接收太阳能的时间；
（3）开关位于2档时，只有电阻R1连入电路，对应低温挡的功率P1=100W。开关位于3档时，电阻R1和R2并联连入电路，对应高温挡的功率P2=1200W，而高温档的功率等于两个电阻的功率之和，据此根据公式P=U2R列出方程计算R2的阻值即可。
（4）首先根据公式 Q2=cm△t2 计算出热水器内的50L水从70℃降低到40℃放出的热量，这也就是冷水吸收的热量。再根据公式m'=Q3cm△t 计算出冷水从20℃升高到40℃时的质量。接下来将两个水的质量相加得到可以淋浴的水的总质量，根据公式
V总=m总ρ水计算出水的体积，最后根据n=V总V 计算出可以满足的洗澡人数。
7．【答案】（1）根据表格可知，当LED发红光时，它两端的电压为1.8V，电流为20mA，
则它消耗的电功率为：P=UI=1.8V×0.02A=0.036W。
（2）4
（3）定值电阻两端的电压U=IR=0.02A×90Ω=1.8V；
则LED两端的电压为：UL=U总-U=3.7V-1.8V=1.9V；
根据表格可知，此时LED灯发出黄光。
【解析】【分析】（1）根据表格确定LED发红光时的电压和电流，然后根据P=UI计算它电功率。
（2）根据图丙确定电池的容量，然后根据公式t=QI计算充满电的时间。
（3）首先根据U=IR计算定值电阻两端的电压，再根据UL=U总-U计算出LED两端的电压，最后根据表格确定此时发光的颜色。
【解答】（1）根据表格可知，当LED发红光时，它两端的电压为1.8V，电流为20mA，
则它消耗的电功率为：P=UI=1.8V×0.02A=0.036W。
（2）根据丙图可知，电池的容量为80mAh，
那么电池充满电最多用的时间：t=QI=800mAh20mA=40h；
8．【答案】（1）即热饮水机是根据电流的热效应工作的
（2）设定取水温度为40℃，进入煮水箱中水的质量为：m1＝ρ水V1＝1g/cm3×10cm3＝10g＝0.01kg，
水吸收的热量为：Q吸＝c水m1Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.01kg×（100℃﹣25℃）＝3150J，
由η＝ Q吸W 可知，消耗的电能为：W1＝ Q吸η=3150J90% ＝3500J，
由W＝ U2Rt 可知，此时电路中的总电阻为：R总1＝ U2tW1=(220V)2×7S3500J ＝96.8Ω，
此时需调节电热丝R1的阻值为：R1＝R总1﹣R2＝96.8Ω﹣16.8Ω＝80Ω
（3）取水25mL，温度为85℃时，进入煮箱中水的体积为：V2＝ 25mL50mL ×40mL＝20mL；
由表格中数据可知，取水温度为55℃，进入煮水箱中水的体积为20mL，故供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中取水温度为85℃的大致位置标记应在55℃，如图所示（箭头处）：
【解析】【分析】（1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
（2）设定取水温度为40℃，根据ρ=mV可求出进入煮水箱中水的质量，根据Q吸=c水mΔt可求出水吸收的热量，根据η=Q吸W可求出消耗的电能，根据W=U2Rt可求出此时电路中的总电阻，根据串联电路电阻规律R1＝R总1﹣R2可求出此时需调节电热丝R1的阻值；
（3）取水25mL，温度为85℃时，根据表中数据可求出进入煮水箱中水的体积，从而判断供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中时水温度为85℃的大致位置。
9．【答案】（1）火星车对地面的压力F=G=38mg=38×240kg×10N/kg=900N；
火星对表面的压强：p=FS=900N300×10-4m2=30000Pa。
（2）火星车受到阻力：f=0.06G=0.06×900N=54N；
火星车的牵引力做的功：W=Fs=54N×100m=5400J；
火星车牵引力的功率：P=Wt=5400J30×60s=3W。
【解析】【分析】（1）首先根据F=G=38mg计算出火星车对地面的压力，再根据p=FS计算火星车对地面的压强；
（2）首先根据f=0.06G计算出阻力，再根据W=Fs计算出牵引力做的功，最后根据P=Wt计算出牵引力的功率。
10．【答案】（1）解：t= WP=1千瓦时4瓦=3.6×105J4瓦 = 9×105秒
t总= 9×105s9% =1×107秒
s=vt总=0.2米/秒×1×105秒=2×105米=2000千米
答：充电一次总共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)
（2）解：该滑翔机处于悬浮状态时，F浮=G物= 515牛
由F浮=ρ液gV排，得V排= F浮ρ液g=515N1.03×103Kg/m3×10N/kg =0.05米3
所以V油= 0.05米3-0.0495米3=5×10-4米3
答：该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油体积为5×10-4米3(其它合理解法也可)
【解析】【分析】（1）首先根据公式t=WP计算出运动过程中耗电的时间，再根据t总=t9%计算出运动过程的总时间，最后根据s=vt总计算航行的总路程。
（2）首先根据悬浮条件计算出滑翔机受到的浮力，再根据阿基米德原理V排=F浮ρ液g 计算出它排开水的体积，最后根据V油=V排-V计算油囊中油的体积。
11．【答案】（1）当S1闭合，S接b时，R2两端的电压为220V，
此时通过它的电流：I2=U2R2=220V220Ω=1A。
（2）低温；44
（3）当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，此时的功率为：P中温=U总I=220V×1A=220W；
当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，
此时R1的电功率为：P1=U12R1=220V255Ω=880W；
则高温档功率P高=880W+220W=1100W；
那么P高：P中=1100W：220W=5：1。
【解析】【分析】（1）根据公式I2=U2R2计算通过R2的电流；
（2）根据公式P=U2R比较三种情况下的电功率大小，从而确定对应的状态。当S1断开，S接a时，此时两个电阻串联，首先根据I总=U总R总计算出总电阻，最后根据U1=I1R1计算即可。
（3）分别计算出中温档和高温档功率，然后求出比值即可。
【解答】（1）当S1闭合，S接b时，R2两端的电压为220V，
此时通过它的电流：I2=U2R2=220V220Ω=1A。
（2）当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；
当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，总电阻为R2；
当S1断开，S接a时，此时两个电阻串联，总电阻为R串；
则总电阻R并
则三者对应的状态分别为高温、中温和低温档。
此时的总电阻为：I总=U总R总=220V55Ω+220Ω=0.8A；
此时R1的电压为：U1=I1R1=0.8A×55Ω=44V。
（3）当S1闭合，S接a时，此时只有R2工作，此时的功率为：P中温=U总I=220V×1A=220W；
当S1闭合，S接b时，两个电阻并联，
此时R1的电功率为：P1=U12R1=220V255Ω=880W；
则高温档功率P高=880W+220W=1100W；
那么P高：P中=1100W：220W=5：1。
12．【答案】（1）B
（2）由图乙可知，洗碗机加热时的功率P加热=800W，
由P=UI=U2R可得，
发热电阻的阻值：R=U2P加热=(220V)2800W=60.5Ω；
（3）加热过程中水吸收的热量：Q吸=1.008×106J，
由Q吸=cm（t-t0）可得，
水箱注满水时水的质量：m水=Q吸c水(t-t0)=1.008×106J4.2×103J/(kg·℃)×(50℃-20℃)=8kg；
改用该洗碗机洗碗，一次可以节约水的质量：△m=m水′-m水=20kg-8kg=12kg。
（4）洗碗机注水时不消耗电能，
由图乙可知，洗碗机加热时的功率为800W，工作的时间为21min，
洗碗机加热时消耗的电能：W加热=P加热t加热=800W×21×60s=1.008×106J，
洗碗机清洗喷淋时的功率为120W，工作时间为60min，
洗碗机清洗喷淋时消耗的电能：
W清喷=P清喷t清喷=120W×60×60s=4.32×105J，
洗碗机排水的功率为60W，工作的时间为1min，
洗碗机排水时消耗的电能：W排=P排t排=60W×60s=3.6×103J，
该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能：
W=W加热+W清喷+W排=1.008×106J+4.32×105J+3.6×103J=1.4436×106J=0.4kW·h；
【解析】【分析】（1）根据家庭电路连接时安全用电的原则分析；
（2）由图乙可知洗碗机加热时的功率，根据P=UI=U2R求出发热电阻的阻值；
（3）利用Q吸=cm（t-t0）求出水箱注满水时水的质量，人工洗一次碗用的水减去水箱注满时水的质量即为一次可以节约水的质量。
（4）洗碗机注水时不消耗电能，根据图乙得出洗碗机加热、清洗喷淋、排水时的功率和工作时间，根据W=Pt求出它们消耗的电能，然后求出该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能；【解答】（1）在家庭电路中，为了保证用电安全，要求开关必须接在用电器和火线之间。由于开关直接与B相连，因此连接火线的是B触点。
13．【答案】（1）a
（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，
则R1的阻值：R1=U12P中=220V244W=1100Ω；
当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，
总电阻R总=U总2P低=220V222W=2200Ω；
则电阻R2=R总-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω。
（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，
因为两个电阻的阻值相等，所以它们的电功率相等；
则高温档功率：P总=P1+P2=44W+44W=88W；
那么高温档工作10min消耗的电能：W总=P总t=88W×600s=52800J。
【解析】【分析】（1）根据公式P=U2R比较三种情况下电功率的大小，然后与各个状态对应起来。
（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，根据R1=U12P中计算出它的阻值。当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，根据公式R总=U总2P低计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算即可。
（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，为高温档。根据P=U2R分别计算出两个电阻的功率，将它们相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。
【解答】（1）根据图片可知，当当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；
当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时总电阻为R串；
则总电阻R并
则三种状态依次为高温、中温和低温档。
14．【答案】（1）西
（2）解：P=W/t=180 万千瓦时/24 小时=7.5 万千瓦
（3）解：P=UI I=P/U=7.5 万千瓦/1000 千伏=75 安
【解析】【分析】（1）根据光的反射定律分析；
（2）根据公式P=Wt计算出该发电站的最大电功率；
（3）根据电功率I=PU的公式计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当太阳向西移动时，如果定日镜的方向不变，那么入射角会增大。根据“反射角等于入射角”可知，此时反射角增大，则反射光线会向右移动，离开吸热器。如果要使反射光线的角度不变，那么就要减小入射角，即定日镜适当向西偏转。
15．【答案】（1）解：由p= W/t可得，正常工作5 min消耗的电能：W= Pt=40 W×5×60g=1.2×104J。
（2）吸合；当湿度为50%时，R1为80Ω．P=U2/R=U02/(R1+R0)=(6V)2/(80Ω+120Ω)=0.18W
（3）解：湿度计的刻度值分布是不均匀的。由欧姆定律可知：电路中的电流I=U0/(R1+R0)，电流表示数与R1不成正比。
【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算出加湿装置5分钟消耗的电能；
（2）根据表格分析湿度增大时湿敏电阻的阻值变化，进而判断通过电磁铁磁场的强弱变化，最后确定衔铁所在的位置即可。根据公式P=U2R=U2R1+R0计算出此时控制电路的总功率。
（3）根据欧姆定律推导得出电流表的示数的表达式，然后分析电流表的示数与湿敏电阻的阻值是否成正比即可。
【解答】（2）根据表格可知，当空气湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，那么串联电路的总电阻减小，通过电磁铁的电流增大，即电磁铁的磁场变强，因此将衔铁吸合，断开加湿装置的工作电路。
当湿度为50%时，R1为80Ω．
此时控制电路的总功率为：P=U2R=U02R1+R0=(6V)280Ω+120Ω=0.18W。
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