电功电功率 二计算综合解答题部分.docx
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电功电功率二计算综合解答题部分
(电功、电功率)
(二)计算、综合解答题部分
1.【2005安徽课改】当加在白炽灯两端的电压与其额定电压相比变化不大时,可认为灯丝的电阻保持其正常工作时的电阻值不变.我们知道,在用电高峰期时,尤其是农村,家庭电路的白炽灯比正常发光时要暗些.
(1)请你分析发生上述现象的原因.
(2)一个标有“220V40W”的白炽灯泡,它正常工作时,灯丝电阻是多少?
2.【2005广州课改】小芳利用电阻值分别为R1=121Ω、R2=60.5Ω的两根电阻丝,两个
开关(S1、S2)和若干电线,设计一台有低、中、高三档不同的电功率的电取暖器,简化后的电路图如图9所示.求:
(1)电取暖器工作于低档时,S1、S2的断开或闭合情况是怎样的?
此时电路的电流的电功率多大?
(2)电取暖器工作于高档时,S1、S2的断开或闭合情况是怎样的?
此时电路的干路电流和电功率多大?
(计算结果保留小数点后两位)
【解】
(1)I1=1.82A,P1=400W
(2)I2=3.64A,I=5.46A,P2=800W,P=1200W
4.【2005湛江】小明家用的电能表及上月月初、月末的两次读数如图13甲、乙所示.求:
(1)小明家在上月用电多少kW·h?
(2)小明家接有“220V200W”电视机一台,“220V1000W”电热水器一台,“220V800W”电饭煲一个,问最多还能接“220V40W”的电灯多少盏?
(3)小明将家中其他的用电器关闭,只让电热水器正常工作30min,问该电能表的转盘应转多少周?
5.【2005湛江】电动摩托车实用、环保、污染少,很受人们的喜爱.现有某型号的电
动摩托车的一些性能参数如表2所示:
表2
整车净重
80kg
最高车速
45km/h
蓄电池的电压
48V
轮胎能承受的最大压强
2×105Pa
蓄电池类型
高能免维护铅酸型
车轮直径
40cm
一次充电储存的电能
3.5×lO6J
行驶噪声
62dB
(1)若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1.5×10-2m2,那么其载重量最大不能超过多少kg?
(取g=10N/kg)
(2)若该车以10m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力为50N,电能转化为机械能的效率为80%,求该车充一次电后,以所述情况行驶时,最多能行驶多远?
此过程中摩托车的工作电流是多大?
6.【2005福州】2005年福建省节能宣传周的主题是:
科学用电,共建节能型社会。
提倡居民夏季期间空调温度设定在26℃~28℃。
为响应倡导,小明将家中的一台额定电压为220V,制冷额定功率为1000W的空调,温度设定从原来24℃改为28℃,仅此一项措施,家中的电能表平均每天少走2.5kW·h。
求:
(1)这台空调正常制冷时,工作电流是多少?
(计算结果保留一位小数)
(2)这台空调一个月(按30天计算)可节约电能多少kW·h?
(3)若某边远山区的“希望小学”,每间教室仅有两盏“220V40W”电灯,那么小明家中的这台空调一个月所节约的电能,可供这两盏电灯正常发光多少小时?
【解】
(1)约4.5A
(2)750kW·h(3)937.5h
电热水器
额定电压
220V
额定功率
2000W
容量
50L
7.【2005河南课改】电给我们生活带来了极大的方便,但使用不当也会造成危险小明家电能表的几个重要参数如图12所示,家中铺设电路所用的电线允许通过的最大电流为15A,家中已有用电器的总功率为2200W,最近又准备购买一台电热水器,性能指标如右表所示。
这种电热水器是否适合他家使用呢?
小明对这个问题进行了认真地研究。
(1)添置这么大功率的用电器,是否超过电能表的负荷?
请你通过计算写出你的看法。
(2)如果安装了这台电热水器,家中所有用电器同时工作时的最大电流将达到________A,家中电路所用的电线________承受(选填“能,,或“不能”)。
(3)通过对以上问题的研究,你认为如果他家购买了这台电热水器,在使用时应该采取什么措施?
请你为他家提出建议。
(要求正确提出一条建议即可)
(4)请你算一算;按照当地lkW.h的电费为0.55元的标准,如果这台电热水器每天正常工作1h,小明家一个月需交纳多少元电费?
(每月按30天计算)
9.【2005宜昌】随着现代科学技术的突飞猛进,现代家用产品也在不断更新.小明同
学家想购买新一代灶具------电磁灶(炉),以取代目前较普遍的燃气灶,为此他通过调查和实验,得到如下数据:
实验水量
1kg
灶具类别
电磁灶(炉)
燃气灶
耗电功率、输入气量
2kw
0.8m³/h
水沸腾所用时间
3min
6min
耗电量、耗气量
()kW•h
()m³
费用开支
()元
()元
注释
1、燃气费按1.2元/m3计算;
2、电费按0.5元/kW•h计算.
(1)请将表格中的数据填写完整.
(2)根据表格中的数据,说出电磁灶(炉)与燃气灶相比有哪些特点?
10.
【2005长沙课改】如图所示,小宇做了一个可以调节亮度的迷你型夜灯,小灯泡上标有“6V3W”字样,电源电压为9V,变阻器的调节范围是0~30Ω。
问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)闭合开关,变阻器的电阻调至多大时,小灯泡会正常发光?
(3)闭合开关,当变阻器接人电路中的阻值为15Ω时,电路中消耗的总功率为多少?
【解】
(1)12Ω
(2)6Ω(3)3w
11.【2005南通(海门)】在图16所示电路中,灯泡L标有“6V3W”字样,滑动变阻器最大阻值R1=12Ω,先闭合S1,将滑动变阻器滑片P滑至左端,此时
灯泡L正常发光.问:
(1)电源电压是多大?
灯泡L正常发光时的电阻是多大?
(2)再闭合S2,电流表示数为0.8A,此时R2的电功率是多大?
(3)断开S2,当滑片P滑至右端时,灯泡L的实际功率是多大?
12.【2005徐州课改】如图13所示电路,已知电源电压为6V,R1的阻值为2Ω,R2的
阻值为3Ω,R3的阻值为6Ω。
求
(1)S1、S2都闭合时电流表的
示数;
(2)S1、S2都断开时电路的总功率。
17.【2005锦州课改】随着我国经济的发展,汽车数量迅猛增长,汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。
据有关资料统计,汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。
在这种情况下,目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。
如图14所示是某研究所研制的太阳能汽车,它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型汽车。
设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7kW。
在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为160V,并对车上的电动机提供12A的电流,请你求出:
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大?
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的牵引力为180N,则在1min钟内这辆车行驶了多少米?
18.【2005年安徽】小明总爱在家里做些课外小实验·在学习了电学知识后,小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置。
他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率.当他闭合开关后,通过调整实验装置,使钩码在l0s内匀速上升了0.6m,并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A.已知钩码的质量为50g.求:
(1)电动机在钩码匀速上升的l0s内消耗的电能.
(2)在钩码匀速上升的过程中,电动机提升钩码的效率约为多少?
【解】
W=UIt=0.2×3×10(J)=6J
W有=Gh=mgh=0.05×10×0.6(J)=0.3Ag
19.【2005年安徽】垃圾是城市生活的“副产品”.据统计2000年我国城市垃圾总量约1.5亿吨,并且每年以8%的速度在增长。
如何处理这些垃圾已成为人们关注的热点问题.现在,人们处理生活垃圾的方法通常有两种:
一种是集中填埋;另一种是利用垃圾中的可燃物质进行燃烧发电研究表明:
生活垃圾的平均热值为6.27×l06J/kg。
利用垃圾作为燃料建立发电厂,每燃烧1吨生活垃圾可以发电240kW·h。
安徽省某人大代表提议,在合肥市郊区兴建一座规模为2台1.2×104kW发电机的垃圾处理发电厂。
问:
(1)若每天工作12小时,请估算该发电厂建成后每天可以处理多少吨生活垃圾?
(2)请你从环保、节能、经济等角度简述兴建垃圾发电厂的意义.
24.【2005北京顺义】如图22所示,电源电压恒为9V,小灯泡L标有“6V3W”字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20Ω,电阻R2的阻值为30Ω.
(1)当开关S1与a点接通,开关S2断开时,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路部分的电阻是多大?
(2)当开关S1与b点接通,开关S2闭合时,调节滑动变阻器至电阻最大值,试问电流表的示数及R2通电1min产生的热量各是多少?
26.【2005梅州】如图10所示电路中,小灯泡L标有“6V6W”字样,R2=3Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时小灯泡L正常发光,求:
(1)电源电压U
(2)电阻R1的阻值
(3)当S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的功率
【解】
(1)当S1、S2都闭合时,R2短路,R1与L并联接入电源两端
∵L正常发光∴电源电压U=UL=6V
(2)∵PL=ILUL。
∴IL=
=
=1A
R1=
=
=
=30Ω
(3)当S1、S2都断开时,R2与L串联在此电路中RL=
=
=6Ω
IL=I=
=
=
=
A
PL=IL2RL=
×6Ω=2.67W
答:
(1)电源电压U等于6V
(2)电阻R1的阻值为30Ω(3)小灯泡L消耗的功率为2.67W
27.【2005江西】如图13所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.
(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?
在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?
.
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?
R2的电功率的变化范围是多少?
【解】
(1)解:
(1)Sl、S2断开时,L与R串联,L正常发光
I=0.5ARL=12ΩR总=24Ω
R1=12ΩQ=1.8×103J
(2)解:
S1、S2闭合时,L被短路,R1与R2并联U1=12V
I1=lA为使电流表安全使用,必须有I总≤3A
I2大=6Ω
即变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω
P2大=24WP2小=12W
R2的功率范围是:
12W到24W
28.【2005河南】一天,小明妈妈要用电吹风机时,发现家里的电吹风只能吹冷风不能吹热风.经检查,原来是机内的电热丝已经烧坏了.小明想用一根阻值相同的电热丝来替换,为此:
(1)他从铭牌上查到电吹风机的额定功率为600W;又认真研究了电吹风机的电路(如图16),弄清了当选择开关放在“冷’时,就把—连入了电路,当选择开关放到“热”时,就把连入了电路.
(2)小明关掉家中的所有用电器,只打开电吹风机,观测出家中的电能表2min内转了20转.结合电能表铭牌上的"3000r/kW·h"字样,他求出了吹风机吹冷风时的功率为_W.
(3)在上述基础上,小明算出了应选配的电热丝的阻值,修好了电吹风机.他为自己能运用所学知识解决实际问题而感到高兴.请你写出电热丝阻值的计算过程.
【解】
(1)电动机电动机和电热丝
(2)200W
(3)电热丝的功率应为:
P丝=P总-P电动机=600W-200W=400W
电热丝的电阻为:
29.【2005襄樊】张可最近注意到家中的灯泡比平常亮,他猜测可能是电压超过了220V。
为了证实猜想,他做了如下的实验,关闭家中其它电器,只开一只“220V100W”的电灯,观察家中标有“3000R/KW·h”的电能表在20min内转了121转。
求:
⑴这只电灯的电阻多大?
⑵在20min内这只电灯消耗的电能是多少?
⑶张可家此时的实际电压多少?
⑷为了使这只灯正常发光,应串联一个多大的电阻?
(5分)
【解】⑴484Ω⑵1.452×105J⑶242V⑷48.4Ω
30.【2005吉林】在《电工手册》中这样写到,通过人体的电流超过30mA将会造成生命危险。
在如图3所示的家庭电路中,闭合开关S后,测得灯泡中的电流为0.2A。
求:
(1)灯泡的功率;
(2)若灯丝断了,站在地面上的小明更换灯泡时忘记断开开关,不慎碰到了图中绝缘皮破损的A点,如果小明的平均电阻为2000Ω,他是否安全?
请计算说明。
【解】
(1)P=UI=220V×0.2A=44W
(2)I=U/R=220V/2000Ω=0.11A或I=110mA
因为110mA>30mA所以小明不安全
31.【2005南京】一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,电动机正常工作.
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法
小明解:
W=UIt=2V×0.8A×60s=96J
小华解:
W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J
你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由.
(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少?
【解】
(1)小明对
因为电动机工作时电能没有全部转化为内能,大部分电能转化为机械能,所以电动机工作时电功大于电热(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律)
(2)1min内这台电动机所转化的机械能
W/=W-Q
=96J-38.4J=57.6J
32.【2005苏州】一盏白炽灯上标有“220V 100W”字样.
(1)求这盏白炽灯正常工作时的电流.
(2)若用长导线把这盏白炽灯接到远处的电源上,该电源的供电电压恒为220V,这时白
炽灯实际消耗的电功率仅为81W,求导线上损耗的电功率.(设灯丝的电阻不变)
(第32题解答要求:
要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果)
【解】
(1)
A=0.45A
(2)
=198V
=
A
P线=
=9W
33.【2005宿迁】如图是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路
中的电阻,S是控温开关。
电热毯标牌上标有“220V40W”字
样。
问(不考虑温度对电阻值的影响):
⑴、要使电热毯处于低温挡时,开关S应处于什么状态?
⑵、发热电阻丝R0的阻值是多大?
⑶、当电热毯处于低温挡时,电路中的电流为0.1A,则
在10s内电阻丝R0产生的热量是多少?
【解】⑴开关应处于断开状态……………………………………………………………①
⑵R0=
=
=1210(
)……………………………………………………②
⑶电阻丝10s内产生的热量Q=I2R0t=(0.1A)2×1210
×10s=121J……③
型号
JL—88
水容量/L
80
自身质量/kg
40
34.【2005泰州】星期天,小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示,对家用
电器进行相关观察和研究.他以一只电热水壶为观察、研究对象,有关记录如下表:
观察对象
有关活动与相关记录
观察电热水壶铭牌
额定电压:
220V额定功率:
1kW
观察电能表铭牌
有关参数:
220V10(40)A50Hz300r/kW•h
在电热水壶烧水时观察电能表
关闭家里其他用电器,只将电热水壶接入电路烧水.观察电能表,表盘在2min内转过了9r.
请你就小明在活动中获得的有关资料,求解或提出有关问题.
(1)若不考虑温度对电热水壶中电热丝电阻的影响,求电热丝的电阻值.
(2)在电热水壶烧水过程中,根据电能表表盘的转动情况,求2min内电热水壶消耗
的电能和电热水壶的功率.
(3)将问题
(2)的求解结果,与小明在活动中记录的有关数据进行比较,提出一个有待进一步研究的新问题.(注:
只提出问题,不要求作说明或解答)
【解】
(1)R=48.4Ω
(2)W=0.03kW·h(或1.08×105J)
P=900W
(3)为什么计算的电功率小于(或“不等于”)电热水壶的额定功率?
或计算的功率变小(或“计算的功率不等于热水壶额定功率”)的原因是什么?
或计算的电功率变小(或“不等于热水壶的额定功率”)是由于热水壶不正常工作吗?
(围绕计算的功率与额定功率所提出的问题,只要基本合理就得分,其他毫不相干的问题不得分)
35.【2005镇江】)如图反映了一只“220V100W”的白炽灯正常工作时能量转化情况.
(1)在图中空白括号内填上适当的能量名称.
(2)求白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率.
(3)求白炽灯连续正常工作10h消耗的电能.
【解】
(1)光能
(2)电能转化为光能的效率:
η=10/100×100%=10%
(3)白炽灯连续工作10h消耗的电能
W=Pt=0.1×10kWh=1kWh
36.【2005镇江】在一次科技小组的活动中,同学们按照如图所示的电路在AB之间接入一根细铜丝,闭合开关S后,调节滑动变阻器,使电流表的读数保持3A不变,过了一会儿,细铜丝熔断.在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝,再调节滑动变阻器到某一固定值,经较长时间粗铜丝没有熔断,在此过程中,电流表的读数保持3A不变.小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题:
造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?
(设电源电压保持不变)
(1)你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?
(请简述理由)
答:
(2)若粗铜丝电阻为0.01Ω,求:
在5s内粗铜丝共产生的热量.
(3)如果你家准备安装一台“220V1500W”的电热水器,你应该选用(较粗/较细)的铜导线作用连接线比较安全.
【解】
(1)细铜丝的电阻较大,根据焦耳定律,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,所以细铜丝熔断.
(2)5s内粗铜丝产生的热量Q=I2R1t=32×0.01×5J=0.45J
(3)细铜丝的电阻值R2=U/I=3/3Ω=1Ω
(4)较粗.
37.【2005锦州】如图10所示电路,电源电压和灯丝电阻均保持不变,R2=40Ω.当P置于B端时,电压表示数为2V,R1两端电压与R2两端电压之比为2:
1,5min内R2产生的热量为480J;当P滑到A端时,L正常发光.求:
(1)电源电压;
(2)R1的阻值; (3)L的额定功率.
【解】当P置于B端时,R1、L、R2串联
∵Q=I2Rt
∴
U2=I2R2=0.2A×40Ω=8V
又∵U1:
U2=2:
1,∴U1=2U2=2×8V=16V
U=U1+UL+U2=16V+2V+8V=26V
当P滑到A端时,R2与L串联,L正常发光
PL额=UL额·IL额=IL额2RL=(0.52A)2×10Ω=2.704W
答:
电源电压为26V,R1的阻值为80Ω,L的额定功率为2.704W.
38.【2005包头市】一盏标有"220V100W”字样的白炽灯,把它接到220V的电源上时,由于与灯连接的导线过长,电阻较大,测得该灯的实际功率只有81W(假设灯丝电阻不变)。
求:
(1)该灯正常发光时,灯丝的电阻是多大?
(2)与灯相连的导线上消耗的功率为多少?
【解】
(1)484Ω
(2)9W
39.【2005东营】某电器厂欲设计一种高、中、低温三档的家用电饭锅,要求高温发热功率为1000W,其发热体电阻丝如图所示,A、B、C为三个接线柱,B是电阻丝的中点(电源电压保持不变).
说明各档位的连接方式(文字表述、
画图说明均可).
分别计算出中、低两档的发热功率.
【解】
A、C连接为一接线柱,B为另一接线柱,电饭锅处于高温档┄┄
A或C为一接线柱,B为另一接线柱,电饭锅处于中温档┄┄┄┄
A为一接线柱,C为另一接线柱,电饭锅处于低温档┄┄┄┄┄┄
设电饭锅电阻丝的总电阻为R
电饭锅处于高温档时,据
得:
┄┄┄┄┄┄┄┄
电饭锅处于中温档时,
500W┄┄┄┄┄
电饭锅处于低温档时,
250W┄┄┄┄┄┄
40.【2005锦州】右表是小明家新买的电冰箱铭牌上的部分数据.小明所在地区每度电按0.4元收费,正常使用这台电冰箱30天,消耗的电能是多少焦?
应付的电费是多少元?
冷冻室容积
86L
冷藏室容积
120L
额定电压
~220V
额定频率
50Hz
输入总功率
125W
耗电量
0.55kw·h/24h
【解】由题意得:
W=0.55kw·
×30×24h=16.5kw·h=16.5×3.6×106J=5.94×107J
应付电费=16.5kw·h×0.4元/(kw·h)=6.6元 答:
正常使用这台电冰箱30天,消耗的电能是5.94×107J,应付电费是6.6元.
41.【2005上海】在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10欧。
闭合电键S后,电流表的示数为1安,通过电阻R2的电流为0.6安.求:
(1)电源电压U。
(2)电阻R1的阻值。
(3)通电10秒,电流通过电阻R1所做的功Wl。
【解】
(1)4V
(2)6。
7(3)16
42.【2005上海】甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验,他们使用的电源电压相同且不变,选用的滑动变阻器上都标有“20Ω2A”字样,待测的两小灯额定电流均为0.35安。
两位同学分别正确连接电路进行实验。
甲同学观察到当小灯正常发光时,电压表的示数如图12(a)所示,且变阻器的滑片恰好在中点上(即它接入电路的电阻为10欧),则甲同学所测小灯的额定功率P额甲为_____________瓦,所使用的电源电压U为______________伏。
乙同学观察到当小灯正常发光时,电压表的示数如图12(b)所示,则乙同学所测小灯的额定电压U额乙为______________伏。
当两灯均正常发光时,乙同学所测小灯发光较_______________(选填“亮”或“暗”)。
43.【2005玉溪】小林刚买了一款TCL3188手机。
阅读手机的《用户手册》时,看到在
“电池”栏中有如图14所示的说明,在手机电池上印有如图15所示字样。
(符号“mAh”表示“毫安·时”,是电量Q的单位)
(1)这块电池正常工作时的电压是多少?
(2)假如这款手机连续通话时间只有2h,在连续通话时,手机中的电流有多大?
消耗的电功率是多少?
(3)这块电池充满电后能够提供多少电能。
【解】
(1)电池正常工作时的电压U=3.7V
(2)I=Q/t=550mAh/2h=275mA
P=UI=3.7V×0.275A=1.02W
(3)W=UQ=3.7V×0.55A×3.6×103s=7326J
44.【2005玉溪】如图16所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻
值为18Ω,小灯泡上标有“6V3W”字样。
求:
(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少?
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)保持滑动变阻器的位
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