電功率計算題及答案

【專家解說】：有圖片，復(fù)制不上，郵箱 9．（2010．萊蕪）現(xiàn)有兩個電路元件定值電阻R1和熱敏電阻R2（電阻隨溫度改變而改變，且對溫度很敏感），它們各自的電流與兩端電壓的關(guān)系如圖甲所示．將這兩個電路元件接入圖乙所示的電路中，電源電壓為6V．當(dāng)電流表讀數(shù)為70 mA時，求：（1）定值電阻R1的阻值；（2）通過熱敏電阻R2的電流；（3）R2的電阻；（4）電源的總功率． 解：（1）（在圖像中任意取點，進(jìn)行計算例：） 查圖像得當(dāng)R1兩端的電壓U1=2V時，電流I1=20 mA=0．02A （2）通過R1的電流是 通過R2的電流為 （3）查R2的I-U關(guān)系圖像得當(dāng)通過R2的電流 即10 mA時U2=4V…1分 此時R2的阻值 （4）電路中的總電流為I=70 mA=0．07A 電源的總功率為 5.（2010．荊門）在一次課外活動中，小華同學(xué)對家里的電磁爐進(jìn) 行了相關(guān)的觀察和研究，并記錄了電磁爐及她家電能表的有關(guān)數(shù)據(jù)，如右表所示．（水的比熱容為c= 4.2×103J/(kg•℃)．請你根據(jù)小華同學(xué)在活動中獲得的有關(guān)資料，求解在這段時間內(nèi)： （1）水所吸收的熱量； （2）電磁爐的實際功率； （3）電磁爐燒水的效率． （ 1） （2）5min消耗的電能 或 （3） 6.（2010．金華）黑夜看不見開關(guān)位置，為此小明設(shè)計了如圖所示的電路．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S合向b時，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費電；S合向a時，照明燈滅、指示燈亮，顯示開關(guān)位置（S只能處于這兩種狀態(tài)）．他在圖示方框中完成指示燈和電阻絲的連接電路，指示燈規(guī)格 為“10V，1W”． （1）照明燈正常工作時的電阻是多少？ （2）若照明燈正常工作6h，這段時間內(nèi)照明燈需消耗多少電能？ （3）為使指示燈正常發(fā)光，需接上多大電阻的電阻絲？ （1）P額=U額I額=U2額/R R= U2額/ P額=(220V)2/100W=484Ω （2）W=Pt=100W×6h=600w=0.6kWh （3）照明燈和電阻絲是串聯(lián)，所以通過照明燈的電流和通過電阻絲的電流均相等 照明燈正常發(fā)光，達(dá)到額定功率 I=P照/U照=1W/10V=0.1A 串聯(lián)的電阻絲電業(yè)為 U電阻=U- U照=220V-10V=210V R= U電阻/ I=210V/0.1A=2100Ω 7.（2010．溫州）溫州市政府計劃今年內(nèi)建造40個電動汽車充電樁，為溫州電動汽車的進(jìn)一步發(fā)展做好配 套設(shè)施建設(shè)．下表為某品牌電動汽車的部分相關(guān)數(shù)據(jù)： (1)空車時，若該電動汽車車輪與地面的總接觸面積是400cm2，則該車對地面的壓強(qiáng)是多少帕？（g取10N／kg） (2)若該車以40千米／時的速度勻速行駛2.5小時，則消耗電能多少千瓦時？ (3)該電動汽車采用鐵電池供電．如圖所示為鐵電池與鋅錳電池給相同用電器供電時的放電曲線．與鋅錳電池相比較，鐵電池有何特點？ （寫出兩點）． (1)解：P=F/S=(1600Kg×10N/Kg)/400×10-4m=4×105Pa （2）S=V.t=40km/h×2.5h=100 km W=100 km×0.12Kwh/Km=12 kWh (3) 放電時間比較長久 和放電時電壓比較大會 28．(2010．桂林)小華家買了一個家用電吹風(fēng)，如圖甲所示．其簡化電路如圖乙所示，主要技術(shù)參數(shù)如右表． 請解答如下問題： （1）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，正常工作5min消耗的電能是多少？ （2）當(dāng)選擇開關(guān)旋至何處時，電吹風(fēng)正常工作的功率最大？此時電路中的總電流是多大？ （3）當(dāng)電路供電電壓為200V時，電吹風(fēng)電熱絲的實際電功率為多大？ （計算結(jié)果保留一位小數(shù)） 解：(1)當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，有P=W/t得： 消耗的電能：W=Pt=120W×5×60s=3.6×104J （2）當(dāng)選擇開關(guān)旋至B、C點時，電吹風(fēng)的電功率最大 由：P=UI得 電路中的電流I=P/U=1000W/220V=4.5A （3）電熱絲的額定功率：P額=1000W-120W=880W 由：P=UI和I=U/R可得： 電熱絲的電阻：R熱=U2/P額=（220V）2/880W=55 電熱絲的實際功率：P實=U實2/R熱=（200V）2/55 =727.3W 答：當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，正常工作5min消耗的電能是3.6×104J；當(dāng)選擇開關(guān)旋至B、C點時，電吹風(fēng)的電功率最大，此時電流為4.5A，電路中的實際電壓為200V時，電吹風(fēng)的實際功率為727.3W． 34．（2010．雞西）小華家要購買一臺即熱式電熱水器（俗稱“過水熱”），替換原來的箱式電熱水器，它能使水溫在數(shù)秒內(nèi)就達(dá)到適宜溫度． ⑴這種“過水熱”的銘牌上注明：“220V、6000W” ．當(dāng)它正常工作時，通過它的電流是多少？ ⑵雞西市生活用電的電費為0.5元/kW•h，當(dāng)?shù)卦杵眱r格是4元，如果他使用這種“過水熱”洗澡，每次累計通電時間是10分鐘．請你計算一下，他每次洗澡可節(jié)省多少元？（用水發(fā)生的費用按0.1元計算） ⑶因為“過水熱”工作環(huán)境潮濕且功率大，那么在安裝、使用過程中，應(yīng)當(dāng)注意什么呢？ （已知他家的空氣開關(guān)上標(biāo)有的最大額定電流是20A） ⑷最近，小華發(fā)現(xiàn)許多鄰居在使用“太陽能”熱水器．如果你是小華，那么，你是選擇“太陽能”呢，還是選擇“過水熱”呢？說出選擇的依據(jù)． 答案：（1） （2） 每次用電費用 0.5元/ kW•h ×1 kW•h =0.5元 節(jié)省費用：4元-0.5元-0.1元=3.4元 （3）為了安全，應(yīng)當(dāng)加裝漏電保護(hù)裝置（答使用三孔插座和三角插頭亦可）； 要進(jìn)行電路改造（答出具體改造方法，或指明用電器與原電路最大額定電流不匹配也可得分） （4）太陽能熱水器清潔無污染，節(jié)能，太陽能可再生， 低碳， 比較安全；“過水熱”加熱比較快，使用方便，體積小節(jié)省空間，不受天氣影響（“太陽能”與“過水熱”二選一，理由只要合理均可得分） 22．（2010．蚌埠二中） 如圖所示電路，電源電壓和定值電阻RX都未知，R1是調(diào)節(jié)范圍足夠大的電阻箱，R2和R3 的電阻值分別是3R和6R，閉合開關(guān)S后，當(dāng)電阻箱電阻值調(diào)節(jié)為R時電流表讀數(shù)為 ，當(dāng)電阻箱電阻值再調(diào)節(jié)為6R時電流表讀數(shù)為 ． 求：⑴計算電阻箱電阻值調(diào)節(jié)為R時R3的電功率； ⑵電源電壓和定值電阻RX的阻值； ⑶如果在電路中A、B兩點間接入一個電壓表，不斷改變電阻箱的阻值，將會得到一系列電壓表和電流表的讀數(shù)，請在乙圖的坐標(biāo)系U—I中定性地畫出電壓表和電流表的讀數(shù)所反映的圖線． 22．⑴ ⑵ ⑶ （若圖線能反映：①線性②減函數(shù)，沒有延伸到兩個坐標(biāo)軸也正確）） (2010．煙臺)小明同學(xué)用三個電表(電壓表或電流表)、兩個小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線及電源連接成如圖所示的電路進(jìn)行實驗．閉合開關(guān)后，兩燈泡均發(fā)光，小明記錄的三個電表的讀數(shù)為： 6V；1.5 A；0.5A． (1)畫出實驗電路圖，并指出甲、乙、丙三個電表的讀數(shù)分別是多少? (2)計算Ll的電阻和電路消耗的總功率． 解：（1）見圖（電路圖連接順序要與實物圖一致） 甲是電流表，示數(shù)是1.5A 乙是電流表，示數(shù)是0.5A 丙是電壓表，示數(shù)是6V (2)根據(jù)歐姆定律I=U/R得 R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω 根據(jù)P=UI得 P總＝UI=6V×1.5A=9W (2010．蘇州) 在如圖所示的電路中，R1=10 ，R2=20 ，閉合開關(guān)后，電流表的示數(shù) 為0．3A．求： (1)電阻R1兩端的電壓； (2)通過電阻R2的電流； (3)電路消耗的總功率． 解：（1）電阻R1兩端的電壓U=I1 R1=0.3A×10Ω=3V (2) 通過電阻R2的電流 I 2=U/ R2=3V/20Ω=0.15A (3) 電路消耗的總功率 P=UI=U(I1 + I2)= 3V×(0.3A+0.15A)=1.35W (2010．廣州)某電熨斗內(nèi)有R1、R2兩段發(fā)熱絲，其簡化電路如圖24，它在220V或110V電壓下都能 正常工作：110V時將S打至1擋，220V時將S打至2擋，這兩種情況下熨斗的電功率 均為1100W．求 （1）電熨斗正常工作5分鐘消耗多少電能？ （2）電熨斗在220V電壓下正常工作的電流是多大？ （3）兩發(fā)熱絲的電阻之比 多大？ 解：（1）由于電熨斗正常工作，故 (2)由 得， (3)由 得， 所以 （2010．嘉興）2010年世博會全面使用一種名叫LED燈的新型節(jié)能燈．使用LED燈比舊式燈泡節(jié)能90％，且發(fā)出光的顏色會隨電壓的變化而變化(見下表)．圖乙是世博會的吉祥物——“海寶”，夜晚在LED燈的照射下，能呈現(xiàn)出不同的顏色，形象十分可愛． (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)LED燈發(fā)出紅光時，消耗的電功率是 0．036 瓦． (2)把一個LED燈接人如上圖甲所示的電路中，已知電源電壓為5伏且保持不變，電阻R為90歐姆．閉合開關(guān)后，毫安表(比安培表更精確的電流表)的讀數(shù)為20毫安，通過計算說明此時LED燈發(fā)出什么顏色的光? (3)有一座“海寶”的質(zhì)量為2.0×103千克，放在水平地面上，與地面的接觸面積為0.4米’，求此“海寶”對地面的壓強(qiáng)(取g＝10牛／千克)． 解: (2)由I＝U／R得UR＝IR＝0．02A× 90Ω＝1．8V ULED＝5V一1．8V＝3．2V 查表得LED燈發(fā)出藍(lán)光． (3)F＝G＝mg＝2．0×103千克×10牛頓／千克＝2．0×104牛 答：(2)此時LED燈發(fā)出藍(lán)光，(3)此“海寶”對地面的壓強(qiáng)5×104帕． (2010．湛江)小明的奶奶住在徐聞農(nóng)村，她家的樓道燈泡在深夜時很容易燒壞．為解決這一問題，小明設(shè)計了如圖所示的電路，L1和L2都是“220V40W”．請回答下列問題：(設(shè)燈泡的電阻不變化，電源電壓變化忽略不計) (1)乙燈泡的電阻是多少?閉合開關(guān)S和S1，L1正常發(fā)光，工作5h消耗的電能是多少? (2)斷開S1，閉合S，讓兩燈泡都發(fā)光，深夜燈泡就不容易燒掉了，請計算此時L1兩端的電壓． (3)請計算兩盞燈泡都亮?xí)r電路消耗的總功率是多少? 解：(1)乙燈泡的電阻R=U2/P=(220V)2/40W=1210Ω L1正常工作5h消耗的電能W=Pt=0.04kW×5h=0.2 kW•h (2)斷開S1，閉合S時，電流I=U/R¬總=220V/（1210Ω+1210Ω）=1/11A L1兩端的電壓U1=IR1=1/11A×1210Ω=110V (3)兩盞燈泡都亮?xí)r電路消耗的總功率P總=UI=220V×1/11A=20W 答：略 11、（2010．瀘州）太陽能電動車，它由太陽能電池提供動力，右圖是它的電路簡化圖，光能轉(zhuǎn)化為電能儲存在太陽能電池中，提供電動機(jī)轉(zhuǎn)動需要的動力，可通過改變調(diào)速電阻來調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速．已知太陽能電池電壓為600V．請回答以下問題： （1）當(dāng)調(diào)速電阻的滑片P在最右端時，調(diào)速電阻接入電路的阻值為10Ω，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為500V，此時電動機(jī)的電功率是多少？ （2）當(dāng)調(diào)速電阻的滑片P滑到最左端時，電動機(jī)電功率達(dá)到18KW，此時電流表示數(shù)多大？ 11.解：（1）當(dāng)滑片P在最右端時，電動機(jī)與調(diào)速電阻串聯(lián)，電壓表測得的是電動機(jī)兩羰電壓，調(diào)速電阻兩端電壓U調(diào)=U-U機(jī)=600V－500V=100V I=U調(diào)/R調(diào)=100V/10Ω=10A 電動機(jī)的電功率P= U機(jī)I=500V×10A=5kW (2)當(dāng)調(diào)速電機(jī)的滑片P在最左端時，電路中只有電動機(jī)連入電路，此時電動機(jī)兩端電壓 U機(jī)1=U=600V 由P= U機(jī)1×I得電流表示數(shù)為：I=P/ U機(jī)1=18000W/600V=30A 答：滑片P在最右端時，電動機(jī)的電功率為5kW，滑片P滑到最左端時電流表的示數(shù)為30A 26．（2010．南京）如圖所示電路，滑動變阻器上標(biāo)有“50Ω lA”，電源電壓恒定為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0—3V．閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器滑片到某一位置時，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為2V．求： (1)電阻R1的阻值 (2)此時滑動變阻器消耗的功率 (3)為保證電路安全，電阻R1上允許消耗功率的范圍 26．解：（1）R1=U1/I=2V/0.2A=10Ω （2）U2=U－U1=6V-2V=4V P2=U2I=4V×0.2A=0.8W (3)電壓表示數(shù)為3V時，R1上消耗的功率最大 P1大=(U1大)2/R1=(3V)2/10Ω=0.9W 當(dāng)滑動變阻器阻值最大時，R1上消耗的功率最小 電路中最小電流I小=U/R總=6V/60Ω=0.1A P1小=I最小2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W R1上允許消耗功率的范圍是0.1W—0.9W 答：電阻R1的阻值是10Ω，此時滑動變阻器消耗的功率是0.8W，為保證電路安全，電阻R1上允許消耗功率的范圍是0.1W—0.9W 24．(2010．上海)在圖13（a）所示的電路中，電源電壓為6伏且保持不變，滑動變阻器R1標(biāo)有“100Ω 2A”字樣．閉合電鍵S后，電流表A1和A2的示數(shù)分別如圖13（b）所示．求： （1）電阻R2的阻值． （2）通電10秒鐘，電流通過電阻R2所做的功W2． （3）在移動變阻器R1的滑片P時，是否 存在使兩個電流表指針偏離零刻度的角度恰好 相同的情況？如果存在，請求出此時變阻器R1 消耗的功率P1；如果不存在，請說明理由． 解：（1）I 2＝I－I 1＝1.2安－0.4安＝0.8安 R2＝U/ I2＝6伏/ 0.8安＝7.5歐 （2）W2＝U I2t＝6伏×0.8安×10秒＝48焦 （3）若電流表A1量程為0~0.6安，電流表A2量程為0~3安，則當(dāng)兩個電流表指針偏離零刻度的角度恰好相同時有：I＝5 I 1 I 1＋I(xiàn) 2＝5 I 1 I 1＋0.8安＝5 I 1 I 1＝0.2安 P1＝U I1＝6伏×0.2安＝1.2瓦 答：電阻R2的阻值是7.5歐．電流通過電阻R2所做的功為48焦．此時變阻器R1消耗的功率為1.2瓦 18．（2010．蕪湖）家用電器工作時往往達(dá)不到額定的電壓和功率．某同學(xué)在家中做了如下實驗：他首先查看自己家的電能表，表上標(biāo)有“3600R／kW•h”字樣；隨后他關(guān)閉了家中所有用電器，只讓一只標(biāo)有“220V、1210W”的電水壺盛滿水持續(xù)工作，與此同時，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過180圈．假設(shè)電水壺的電阻保持不變，求： (1)電水壺的電阻； (2)電水壺工作時的實際電功率； (3)該同學(xué)家的實際電壓． 解：(1)由P額＝U2額/R 得電水壺的電阻R=U2額＝（220V）2/1210W＝40Ω (2)t=3min=180s t時間內(nèi)電水壺消耗的電能W＝180/3600＝0.5(kW•h)＝1.8×105J 電水壺的實際電功率P實＝W/t＝1.8×105/180＝1000(W) (3)該同學(xué)家的實際電壓U實＝ ＝200(V) 答：電水壺的電阻是40Ω，電水壺工作時的實際電功率是1000W，該同學(xué)家的實際電壓是200V． 26．（2010．濰坊）2010年，環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略高度，我們?yōu)H坊為響應(yīng)國家號召，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，在沿海地區(qū)建造了風(fēng)力發(fā)電廠，如圖所示．下表給出了不同風(fēng)速下每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率． (結(jié)果保留兩位小數(shù)) (1)若在某時間內(nèi)的風(fēng)速為6m／s，一臺發(fā)電機(jī)工作1小時，產(chǎn)生的電能可供小明家的空調(diào)(220V 5A)、電熱鍋(220V 40Ω)同時工作多少小時? (2)若濰坊沿海年平均風(fēng)速為8m／s，50臺這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作一天，獲得的電能相當(dāng)于完全燃燒多少噸煤?(煤的熱值為3×103J／kg) 答案：（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能：W=Pt=16KW×1h=16kWh， 空調(diào)的功率為：P1=UI=220V×5A=1100W=1.1kW， 電熱過的功率： 工作時間為： （2）一天的發(fā)電量為：W=Pt=3.8×104W×50×24×3600s=1.6416×1011J， 燃燒煤的質(zhì)量為：