电功率典型题三含答案.docx
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电功率典型题三含答案
电功率典型题
一、填空题
1、利用电流的热效应,家庭电路中加入了熔丝。
(1)家庭电路中的熔丝熔断,可能的原因是 (填写序
号):
①使用的用电器总功率过大;②拉线开关中两根导线的线头相碰了;③插座中的两根导线的线头相碰了;④灯丝烧断了。
(2)熔丝是由电阻率较大、熔点较______的铅锑合金制成的;同一个家庭电路中,
熔丝 (选填“太粗”或“太细”)容易断,理由是 。
2、 如图所示是一种太阳能照明灯,太阳能电池板供一只“12V、9W”的电子节能灯工作。
若太阳能电池板接收太阳能有效面积为0.3m2,平均1h内得到的太阳辐射能约为0.4×106J,太阳能照明灯利用太阳能的效率是10%,太阳光照一天(不考虑天气影响,以8h计算),太阳能电池板能产生 焦耳电能,可供电子节能灯正常工作约 小时。
3、小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个档位的发热功率。
右图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。
已知:
Rl=60.5Ω,R2=121Ω,电源电压保持不变。
当开关S1置于b端,S2断开时,电烤箱处于 档 位;电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是 W;电烤箱在高档位工作时,对食物加热5min,消耗的电能是 J。
4、在甲、
乙两地之间架设有两根输电线.在一次狂风暴雨之后,这两根输电线在某处发生了短路,为了确定短路的具体位置,电力工人这样操作:
他在甲地把这两根输电线的线头分别接到电压为3 V的电池正负极上,并且测出了这时输电线中的电流为30 mA.已知输电线每米长的电阻是0.01 Ω,那么发生短路处离甲地________m.
5、如图甲电路中,电源电压不变,R2规格为“20Ω 2A”闭合开关,将滑片移到某一位置时,电压表示数为6V,两块电流表指针的位置均如图乙所示,则R1= Ω,电路的最小总功率是 W,R1通电1min产生的热量是 J.
6、在图甲所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器R1标有“100Ω2A”字样。
闭合开关S后,电流表A1和A2的示数分别如图乙所示。
⑴电流表A1和A2的示数分别_____、______;
⑵通电10秒钟,电流通过电阻R2所做的功W2=_____。
⑶重新移动滑动变阻器R1的滑片P,使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同,此时变阻器R1上通过的电流大小为_______。
7、已知两电阻R1:
R2=3:
4,当它们串联在电路中时,R1、R2两端的电压之比为:
U1:
U2= ;当它们并联在电路中时,在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比R1:
R2= 。
8、已知R1:
R2=3:
4,当电阻R1、R2串联在电路中时,R1、R2两端的电压之比U1:
U2=;当电阻R1、R2并联在电路中时,在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1:
Q2=。
9、每个家庭都有需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竟选择哪一种好呢?
某中学“STS”研究小组的同学进行了调查,了解到在正常工作时,25W的白炽灯与5W的电子节能灯、45W的白炽灯与9W的电子节能灯,60W的白炽灯与11W的电子节能灯的发光效果相当,他们选择其中的一组进行研究,收集了有关数据如下表:
额定电压(V)
额定功率(W)
寿命(h)
每只售价(元)
每度电费(元)
白炽灯
220
60
1000
1.5
0.4
节能灯
220
11
5000
30
0.4
根据上表数据,在照明效果相当,若以节能灯使用到寿终正寝时间计算,60W白炽灯和11W节能灯的成本加电费分别为______________元和_____________元,因此可见你的选择。
容积(L) 175
功率(w) 150
耗电量(kw·h/24h) 0.9
额定电压(v) 220
10、远距离输电需要用高压输电,如果输送的电功率一定,将输电电压升到原来的10倍,则输电线上损失的功率将变
为原来的 倍。
11、一串小彩灯,每个的规格为"5V0.2A",如图所示,在通常情况下,细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通.将这一串小彩灯串联在220V电路中,这串小灯泡都正常发光时的总功率为__________W。
当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压将达到 V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
12、如图23所示是某型号的电动巡逻车
。
已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍,某次巡逻时人和车总质量为1.0×103kg,在水平路面上以15Km/h的速度匀速行驶了20min。
(g取10N
/Kg)求:
⑴巡逻车通过的路程是__________km;
⑵巡逻车在水平
路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N;
⑶若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功,则此次巡逻电动机消耗了多少电能?
13、如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”,滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样,电压表量程为0~3V,则灯L正常工作时的电流为________A.若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器允许接人电路的最大阻值是_________Ω。
(灯泡电阻不随温度改变)
14、如图16甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图16乙,当滑片P置于b端时,变阻器消耗的功率为 W。
通过探究(如采用计算特殊值进行比较等方法)可以得出:
当滑片P由b端滑到a端的过程中,变阻器所消耗功率的变化规律
是 (选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“先增大后减小”)。
15、如图6所示,电源电压不变,小灯泡上标有“6V 3W”的字样(小灯泡电阻不变),当开关S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器R2的滑片P滑到a时,小灯泡正常发光,电流表的示数为1.5A,则电源电压为 V,R1的电阻为 Ω;当S1、S3闭合,S2断开,滑动变阻器滑片P滑到b端时,电压表示数3V,电流表的示数为 A。
16、如图示的电路中,Rl=6Ω,R2
=12Ω,电流表示数为0.6A。
则:
AB两端的电压UAB=______V,通过Rl的电流I1= A,。
Rl与R2两电阻消耗的功率之比P1:
P2= 。
17、现有两个热敏电阻R1、R2和一个定值电阻R0,R1的阻值会因通过的电流增大导致温度升高时而增大,R2的阻值会因通过的电流增大导致随温度升高时而减小,R0的阻值不变,它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示。
实验过程中,小明将R2和R0两个电阻连接成如图乙所示电路时电流表的示数为0.4A,由此可知,电源电压为 V。
实验过程中,改变电源电压,当电压表的示数为6V时,电阻R2的电功率是 W。
18、小丽同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。
当ab间接入电阻R1=5Ω时,电压表示数为6V;当ab间接
入电阻R2=10Ω时,
(1)闭合电键后的下一步操作是向 (填“左”或“右”)移动变阻器的滑片直至 ;
(2)如果操作正确,接入R2后电路消耗的总功率比接入R1时 (选填“大”或“小”).
19、在如图所示的电路中,R1=15Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.4A.则R1两端的电压为___V,通过电阻R2的电流为___A.若通电100秒,R2产生的热量为__J.
20、如图所示为手机的电池,****mAh看不清了,但发现了4.07Wh字样。
此电池在充满电时贮存的电能为 J。
电极处略有凹陷(如图乙),可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起 从而损坏电池。
21、小明用图15甲所示的电路,探究导体中的电流与导体电阻的关系(电源电压恒为6V).小明共做了五次实验,图15乙是他根据记录的五组数据,在方格纸上描点画出的电阻箱的电流Ⅰ与其阻值R/的关系图线.则这五次实验过程中,小明控制电阻箱R/两端的电压是________V,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比为________.
22、如右图所示,开关S闭合后,灯L正常发光,若把电源电压提高到原来3倍,同时调整滑动变阻器的滑片的位置,使电流表的示数变为原来二分之一,则灯L的实际功率变为原来
的 倍。
23、甲灯标有“36V7.2W”,乙灯标有“12V1.2W”,将它们串联后接在某电源上时,其中的一只灯泡恰能正常发光,这正常发光的灯泡是 灯,电源的电压是 伏。
24、(2010株洲
)28.实验测得小灯泡L、定值电阻R的电流与两端电压的关系如图16所示。
若将它们并联后接入1.5V的电源,则通过电源的电流是 A;若将它们串联后接入4.0V的电源,则小灯泡消耗的电功率是 W。
25、 灯L与定值电阻R并联接于电源电压为12V的电路中时,灯L正常发光,干路电流为0.625A,当把它们串联在另一电路中时,灯L的功率为额定功率的1/4,通过电阻的电流为原电流的1/3,此时灯L的实际功率为 W(忽略温度对电阻的影响)。
26、物理小组制作了一个自动控制器,其中有一个调压电路如图4所示,滑动变阻器R的最大阻值是100欧,负载电阻R'的阻值为100欧,A、B间电压为10伏,保持不变。
使用过程中发现这个电路的调压范围和原设计不符,检查结果是图中F处导线折断,滑动头P由上向下移动时,如果电路完好,CD两端的电压范围应是______伏至______伏;如果F点导线折断,CD两端的电压范围是______伏至______伏。
27、一只“220V,100W”的白炽灯在室温时的电阻约为40Ω,开灯瞬间的电功率为______,正常工作时的电阻是______。
28、有一个功率为100千瓦的电力用户,所需电压为400伏。
如果不用变压器而直接供电,输电线路电阻损耗的功率为62.5千瓦。
要使损失减为100瓦,输电电压应提高到_______伏。
29、如图13所示,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”字样。
当S、S1均闭合时,L1正常发光,V的示数是 V。
若闭合S、断开S1,A的示数是0.3A,则L2的实际功率为 W。
30、某工厂开发研制了一种高、中、低三档家用电火锅,观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成.改变档位就是改变电热丝连入电路的方式.研究发现:
旋动开关,当转换开关在中档位置时,发热功率为600W,这时只有一个电阻丝连入电路.那么,当转换开关分别处于高、低两档位置时,其发热功率分别为 W和 W。
二、计算题
31、小伊妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机,如图A所示。
图B是豆浆机的主要结构:
中间部位是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环状的电热管,负责对液体加热煮沸。
图C是这个豆浆机的主要技术参数。
图D是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图象。
(1)豆浆机正常工作时,通过电热管的电流是多大?
(2)若实际电压为200V时电热管的实际功率是多少?
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少度?
32、下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝,
求:
(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能;
(2)电路中R1的阻值;
(3)电烤箱在
低温挡正常工作时,电路中的电流和R2的功率。
33、图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具,用于材料涂胶。
它的内部有2只相同的PTC(正温度系数)加热元件,其工作电路如图乙所示,扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关S同时掷向A、B,枪口冒出胶液,松开扳机,联动开关S同时掷向B、C。
单只PTC元件的电阻随温度的变化如图丙所示。
关于PTC元件的工作情况,下列说法中正确的是 ( )
A.扣动扳机,两只PTC元件串联在电路中
B.松开扳机,只有一只PTC元件接入电路
C.松开扳机,当温度为80℃时,电路消耗的电功率为55W
D.扣动扳机,当温度为180℃时,1min电路消耗的电能为4800J
34、 “美的”牌某型号电压力锅铭牌如表所示,其工作原理简图如图所示,A为密闭锅体,R1、R2分别是主加热器和保温加热器,S1为电源开关.闭合开关S1后,S2与触点a接触R1对电压力锅加热,当锅内水温达到105℃时,开关S2与触电a断开,与b点接通,电路通过R2对电压力锅保温.求:
美的电压力锅
额定电压220V
额定功率加热1100W
保温20W
电源频率50Hz
(1)电压力锅正常加热工作时,通过加热电阻R1的电流是多大?
(2)使用该电压力锅正常保温10min消耗多少电能?
(3)电压力锅进入保温状态时,家庭电路电压发生变化降为198V,此时保温电阻R2消耗的实际电功率如何变化,请说明原因?
35、PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高.PTC有一个人为设定的温度,当它的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小;当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大.如图(a)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料.它的工作电路如图(b)所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响.RT是PTC的电阻,RT的电阻值与温度的关系如图(c)所示.该电热水壶在RT设定温度状态工作时,电路中的电流为5A.
(1)电热水壶RT的设定温度是多少?
(2)R0的阻值为多少?
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT的实际功率为多少?
36、小明同学设计的“风力测试仪”的原理如图所示.电源电压6V,R0为保护电阻,AB是阻值为50Ω的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个小球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,球P受风力作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,当偏转到电阻丝的A端时,电流表示数为0.6A.若金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,求:
(1)R0的阻值.
(2)无风时电流表的示数.
37、某电水壶的铭牌信息如图1所示,电水壶在标准大气压下工作.【c水=4.2×103J/(kg·℃)】电水壶装满初温为20℃的水时,在额定电压下
将水烧开用了7min.
求:
①水吸收的热量是多少?
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
(2)农村电网改造前,用电高峰时电压会下降l0%.求:
这时电水壶的实际功率P。
.(电阻不随温度改变)
(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造,在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2,如图2所示,并分别推导出了R2的表达式.
请你指出哪个表达式是错误的,并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.
38、一天,小明注意到家中的灯泡比平常亮,猜测可能是电压超过了220V.为了证实他的猜测,他做了如下实验:
关闭家中其他用电器,只开一盏“220V 100W”的电灯,观察到家中标有“3000r/kW·h”字样的电能表在20min内转盘转了121r.(不计温度对灯丝电阻的影响)
(1)在20min时间内这盏灯消耗的电能的多少?
(2)小明家此时的实际电压是多少?
(3)为使这盏灯能正常发光,应串联一个多大的电阻?
39、如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S,灯泡电阻不随温度变化。
当开关S1S2都断开,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,电流表的读数为0.4A;当开关S1S2都闭合,滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时,电流表的示数为0.9A,求:
(1)电源电压为多少?
(2)小灯泡的额定功率是多少?
(3)闭合开关S,调整开关S1S2和滑动变阻器,电阻R1在一分钟消耗的最大电能为多少?
40、 如图16所示,电源电压保持不变,L是标有“6V3W”的小灯泡,定值电阻R=10Ω。
当S、S2闭合,S1断开,且P位于a端时,电路消耗的功率为3.6W,P位于b端时,电路消耗的功率为0.72W。
(设灯泡电阻不随温度变化)
(1)求电源电压;
(2)滑动变阻器R0的最大阻值;
(3)要使电路的总功率最小且电流表的示数不为0,请指出开关S、S1、
S2的断开、闭合情况和滑片P的位置,并求出此时的最小功率。
(保留两位小数)
参考答案
一、填空题
1、
(1)①③
(2)低 太细 当电流相同时,根据电流的热效应,电阻大的产生的热量多,在长度相同条件下,细熔丝电阻比粗熔丝电阻大
2、3.2×105、10
【解析】每天(8h)太阳能电池板吸收的太阳能:
W总=0.4×106J×8=3.2×106J,太阳能照明灯利用太阳能的效率:
W有用=W总η=10%×3.2×106J=3.2×105J;电子节能灯正常工作P=P额=9W,电子节能灯正常工作时间:
t=W有用/P=3.24×105J/9W×3600s≈10h。
点拨:
根据题目提供的条件,可以求出每天(8h)太阳能电池板吸收的太阳能,这是总能量;又知道太阳能的效率,求出节能灯工作时消耗的电能,即转化的有用能量,由电子节能灯的铭牌,可以知道电子节能灯正常工作时的电功率,利用P=Wt求太阳能照明灯工作时间。
3、低挡、
4、5000 解析:
由题意可知,这是由甲地到短路处的两条导线组成的电路,电路中的总电阻R线=3
=100Ω,又已知输电线每米长的电阻是0.01Ω,所以导线的总长l=
m=10000m,即甲地到短路处的距离为5000m.
5、由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流.
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两块电流表指针的位置均如图乙所示,
所以,电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,则干路电流为1.5A,
电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R1的电流为0.3A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,R1的阻值:
R1=
=
=20Ω;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,
所以,此时电路中的总电阻:
R=
=
=10Ω,
电路消耗的最小功率:
P=
=
=3.6W;
(3)R1通电1min产生的热量:
Q1=W1=UI1t=6V×0.3A×60s=108J.
故答案为:
20;3.6;108.
6、⑴0.4A、1.2A ⑵48J (3)0.2A
7、3∶4,4∶3
8、3:
4;4:
3。
9、点拨:
节能灯寿终正寝的时间为5000h,而白炽灯工作这么长的时间需要5个灯泡。
节能灯的电费成本为W=Pt=0.011kW×5000h=55kWh
总成本就是节能灯的材料钱。
30元+0.4元/55Kwh,==52元
同样的可以求白炽灯的成本和电费为127元
全解:
127元 52元
回味:
节能灯在使用时,灯的价格似乎比较贵,但在使用时由于功率比较小,使用寿命比白炽灯长,所以综合起来使用成本较低。
10、
11、44;220。
12、解:
⑴5
(1分)
⑵400
⑶牵引力做的功W=Fs=400N×5×103m=2×106J……………………………(1分)
电动机消耗的电能=2.5×106J……………………(1分)
13、0.3 20
14、 3W;先增大后减少
15、6;6;0.25;
16、2.4 0.4 2:
1
17、7V;2.4W
18、
(1)右;电压表示数为6V
(2)小
19、6;0.3;180。
20、14652 短路
21、2 10:
1
22、 1/4
23、__乙_ __30_
24、0.34 0.2
25、0.75
26、10,0,10,5
27、1210瓦,484欧。
28、10000
29、6 0.72
30、1200 300
二、计算题
31、
(1)5.5A;
(2)1000W;(3)0.246kW•h.
详解:
(1)∵P=UI ∴电热管正常工作的电流为I=P1/U额=1210W/220V=5.5A
(2)电热管的电阻为R=U额/I=220V/0.5A=40Ω
电热管的实际功率为P实=(U实)2/R=(220V)2/40Ω=1000W;
(3)由“P﹣t”图象可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,加热时间是9min,电机打浆时间是2min,豆浆
机正常工作做一次豆浆消耗的电能:
W=P1t1+P2t2=1210W×720s+120W×120s=885600J=0.246kW•h.
32、
(1)6.6×105J
(2)R1=44Ω (3)2A 264w
33、D
34、 解:
(1)由P1=UI1得电压力锅正常加热的电流:
I1=
=
=5A;
(2)在保温状态下,R2单独接入电路,发热板正常工作10min消耗的电能:
W=P保温t=20W×10×60s=1.2×104J;
(3)由P2=
得,
R2=
=
=2420Ω
电压力锅实际消耗的电功率:
P实=
=
=16.2W;
所以保温电阻R2消耗的实际电功率变小.
答:
(1)电压力锅正常加热工作时,通过加热电阻R1的电流是5A;
(2)压力锅正常保温10min消耗的电能为1.2×104J;
(3)电压力锅进入保温状态时,家庭电路电压发生变化降为198V,保温电阻R2消耗的实际电功率变小;
因为R2的电阻不变,根据P=
可知此时保温电阻R2消耗的实际电功率变小.
35、分析:
(1)根据PTC温度低于设定温度时电阻值会随它的温度升高而变小、温度高于设定温度时电阻值随它的温度升高而变大确定设定温度;
(2)从图象中读出RT设定温度对应的电阻,利用欧姆定律求出串联电路的总电阻,再根据电阻的串联求出R0的阻值;
(3)由图象读出130℃时RT的阻值,利用电阻的串联求出总电阻,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出RT两端的电压,利用P=UI求出RT消耗的实际功率.
解答:
解:
(1)由题意可知,在图象中PTC的人为设定温度为100℃;
(2)当RT在设定温度状态工作时,由图丙可知Rr
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