初中电学计算专题训练.docx
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初中电学计算专题训练.docx
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初中电学计算专题训练
T-电功、电热
【知识梳理】
1、关于实际电压和实际功率的计算
方法点评:
“电阻不变”是解决这类问题的关键。
【典例分析】
例题1:
小张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,他做了如下实验:
关闭家中其它电器,只开一盏“220V100W”的电灯,观察家中标有“3000R/kW•h”的电能表在20min内转了120转.求:
(1)在20min内这只电灯消耗的电能是多少?
0.04kW•h
(2)这只电灯的实际功率是多少瓦?
120W
(3)这只电灯的电阻多大?
484Ω
(4)小张家此时的实际电压多少?
241V
(5)为了使这只灯正常发光,应串联一个多大的电阻?
46.2Ω
1.有一种调光台灯,通过调节旋钮改变灯泡两端的实际电压,从而调节灯泡的亮度。
已知灯泡的铭牌上标有“220V60W”字样,设灯泡的电阻不变。
⑴灯泡两端的实际电压为110V时,灯泡的实际功率是多少?
⑵当灯泡的实际功率为30W时,灯泡两端的实际电压是多少?
2.某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V 40W”的白炽灯,每晚亮10h。
同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。
后来,学校电工用两盏“220V 40W”的灯泡串联后代替原路灯。
结果,两盏灯的亮度比改装前要暗,灯泡的使用寿命明显延长。
⑴改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能?
⑵改装后两灯的实际总功率是多少?
比原来省电还是费电?
⑶小明是一位爱动脑筋的同学,他想:
路灯改装还有没有更好的方法呢?
通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合,天亮时自动断开;还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合,一分钟后,若再无声音就自动断开。
小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路:
白天路灯不亮,晚上有人走动发出声音时,路灯自动亮起来。
请判断小明设计的电路图是 ( )
2、电和热的综合计算
方法点评:
电和热的综合计算包括两个物理过程:
电流做功,产生热量;被加热的物体吸收热量,温度升高。
其中计算电热的方法有:
⑴焦耳定律:
Q电=I2Rt;
⑵如果研究对象(电热器)把电能全部转化为内能,则Q电=W=Pt=UIt=I2Rt=
t等都可以计算电热。
【典例分析】
小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如下左图所示,若自来水的温度是10℃,充满水后,小明将调温开关调到如右图所示的位置。
接通电源,加热指示灯亮;达到设定温度时,加热指示灯熄灭。
贮水式电热水器
型号:
V-55
额定容量:
55L额定压强:
0.6MPa
额定电压:
220V额定功率:
1500W
额定频率:
50Hz防水等级:
请你帮助小明回答下列问题:
⑴加热指示灯从亮到熄灭的过程中,热水器中的水一共吸收多少热量?
(1.155×107J)
⑵若不考虑能量损失,从接通电源到指示灯熄灭需要多长时间?
(7700s)
⑶若实际经过2h30min指示灯才熄灭,则热水器的效率是多少?
(≈85.6%)
额定电压
220V
额定功率
1200W
频率
50Hz
容积
3L
张颖家有一个电热水壶,铭牌如右表所示。
⑴电热水壶正常工作时,把一壶水从15℃加热到100℃,需要消耗多少电能(电热水壶的效率为85%)?
要用多长时间?
⑵张颖发现,在晚上用电高峰时,烧开同样一壶水,所用的时间较长一些,为什么?
⑶在用电高峰时,张颖测出烧开一壶水用了20min。
若烧开一壶水所消耗的电能是一定的,那么此时电路中的实际电压是多少?
(设电热水壶的电阻不变)
C-变化电路的计算
【知识梳理】
“变化电路”的计算
方法点评:
由于开关的闭合、断开,滑动变阻器滑片的移动,使电路的连接情况发生变化,这类题目称为“变化电路”问题。
解答此类问题,首先要搞清每次变化时电路是如何连接的,即识别出短路、开路部分,略去不起作用的电路元件,画出等效电路图(如图甲、乙所示);然后按照简化的等效电路,分别进行分析计算。
如果每种连接方式都算不出最后结果,可充分利用已知条件和物理公式列出若干代数式,组成方程组,然后充分运用数学方法演算、化简,求得结果。
善于运用数学方法解决物理问题,是学习物理必备的一种基本素质,形成这种技能,对你今后的学习将大有裨益。
【典例分析】
如图所示电路中,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。
⑴电源电压U是多少?
6V
⑵电阻R1的阻值是多少?
30Ω
⑶当S1、S2都断开时,小灯泡L的实际功率是多少?
2.67W
1.在如图所示的电路中,电源电压为3V,L1上标有“6V 3W”,L2上标有“3V3W”,滑动变阻器上标有“10Ω1.5A”。
⑴要使L2正常发光,应使S1、S2分别处于什么状态?
同时将滑动变阻器的滑片调到哪端?
此时电路消耗的总功率是多少?
⑵当S1断开、S2接b时,为使电路消耗的总功率不超过0.5W,滑动变阻器的阻值变化范围是多少?
电压表的示数变化范围是多少?
2、某一电饭锅,内部电路如图所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。
煮饭时,接通电源(220V 50HZ)、闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。
当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合。
S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会动闭合。
问:
⑴ 若接通电源后没有闭合开关S1,那么电饭锅能将饭煮熟吗?
为什么?
⑵ 在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水,则开关S1的自动断电功能不起作用,这是为什么?
⑶ 在加热和保温两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
⑷ 若此电饭锅将电能转化为锅中水的内能的效率为84%,那么在一个
标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开,至少需要多长
时间?
T-实际应用
【知识梳理】
一、联系家庭用电安全进行计算
【典例分析】
小明的妈妈在小商品市场买了一个移动多用插座,在厨房中使用(如图所示)不久,就发现插座的导线很烫、且闻到一股焦糊味,是因为插接的电器过多?
还是插座本身是劣质产品?
小明首先观察了电器的铭牌,获知各用电器的规格为:
插座“220V10A”,电饭煲“220V700W”,微波炉“220V1050W”。
接着进行了下列探究:
⑴导线过热是因为接插电器过多吗?
写出计算判断过程。
(不是)
⑵小明猜测,过热是因为导线太细的缘故。
写出他这样猜想的依据。
⑶为了证实猜想,小明搜集了以下的证据,请据此帮小明判断插座的优劣(下图中导线为32匝)。
铜芯塑料绝缘电线安全载流量
直径/mm
…
0.88
0.94
1.02
1.12
1.38
…
安全电流/A
…
6
8
10
11
12
…
⑷请提出一条可避免购买劣质电器的建议:
小明家现有下列电器:
120W的电视机一台,100W的电冰箱一台,200W的洗衣机一台,照明灯若干合计电功率为120W。
他家安装的空气开关和电能表均标有“220V 10A”字样。
现在他家又买来一台冷暖空调机,其铭牌如下表所示。
请通过计算说明:
他家的这些电器能否同时使用?
2、从图表中获取信息,进行计算
解答信息题,审题很重要,一般是先粗读,后精读。
粗读,知道题目叙述的概况;精读,分析文字中的关键词语,读懂图表反映的物理意义。
观察图像时,先看各坐标轴表示什么物理量(上例中横坐标表示总电流,很多同学在此出错),单位是什么,再看图像整体的变化情况,然后细看一些关键点的坐标值,从中获取有用的信息。
【典例分析】
阅读短文,回答问题
风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中,供路灯照明使用蓄电池充满电后不再充电,使用时放电至余留20%停止电能输出,可使蓄电池使用寿命更为长久.
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能电池扳将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
(1)能源的种类繁多,人们从不同角度对能源进行分类太阳能和风能都属于.
A.二次能源B.可再生能源C.常规能源D.非清洁能源
(2)风力发电机是根据原理发电的利用风力发电时,是将能转化为能
(3)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为W
(4)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为50W,此时风速为m/s.
(5)充满电的蓄电池以额定电压对外供电,输出功率为100W时.为使蓄电池的使用寿命更为长久,持续供电的时间不能超过h
(6)某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明,已知路灯的规格为“12V70W”,路灯共1000盏,每天正常工作10h,则一天消耗的电能为kW·h如果用烧煤发出的电对该道路的路灯供电,已知煤电转换关系为β=380g/kW·h),则一个月需要烧煤t(一个月以30天计)。
1、随着人们生活水平的不断提高,私家车已日益普及。
下图是一种测量小气车油箱内油量的装置原理图,它主要由电源、压敏电阻R(电阻随所受压力的变化而变化)、油量表(由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大)等组成电路。
压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如下表所示,油箱位于压敏电阻上方,电源电压为6V。
问:
(1)未放油箱时,电路中的电流是多少?
(2)请根据表格数据推测,当油箱和油总重为200N时,压敏电阻R的阻值是多少?
(3)若油箱的质量为6.5kg,当油量表示数为5.5×10-2m3时,电路中的电流是多少?
(ρ汽油=0.7×103kg/m3,g取10N/kg)
【本次课小结】
你认为本次课最难的知识点是哪一个?
1.如图1所示,L是一个标有“12V、6W”字样的小灯泡,R1是定值电阻,R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯泡的电阻不变。
求:
⑴灯泡的电阻值;
⑵闭合开关S、S1,变阻器滑片在b端时,小灯泡恰能正常发光,这时电流表的示数为0.9A,求R1的阻值;
⑶闭合开关S,断开开关S1时,小灯泡消耗的最小功率。
2、如图所示电路中,电源电压保持不变,灯L标有“12V12W”字样,R2=12Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时灯L正常发光(不计温度对电阻的影响)。
求:
(1)灯L电阻和电源电压为多少?
(2)电阻R1的阻值是多大?
(3)当S1、S2都断开时,灯L实际消耗的功率是多少?
万利牌自动电水壶
产品型号
DSB-051
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
880W
容量
0.8L
3.
李敏同学家的自动电水壶铭牌如右表所示,请问:
(1)电水壶正常工作时的电流是多大?
(2)电水壶正常工作时电热丝的电阻是多大?
(3)若电水壶正常工作时,烧开一壶水需用时6min,则它消耗的电能为多少千瓦时?
(4)家庭电路的电压在用电高峰时段,有时会降低到200V,在此电压下该电水壶的实际功率是多少?
4.电热器是现在家庭中常用的家用电器。
小明家新买了一台热水器,热水器上有这样的铭牌:
小明准备同爸爸一起安装热水器。
请你回答下列问题:
(1)他们应当选用右图中______号插座为热水器插座,因为这种插座_________________。
(2)小明家客厅中安装的是一盏“220V60W”的白炽灯,如果只有这盏灯和电热器连入电路,当他们正常工作时,电路中的电流和电阻会多大?
(4)妈妈认为客厅中使用40W的灯泡亮度就足够了。
但是家中有2个灯泡,标签都模糊不清了,妈妈只记得一只是60W的、一只是40W的,不将灯泡连入电路,你有办法分辨出两只灯泡吗?
说明你的方法和理由。
5.右图是一个电热毯的简化电路图,电源电压为220V,R1是发热电阻,R2是阻值为616Ω的分压电阻,S是控制电热毯工作状态的开关。
S转到触点1为断开状态;S转到触点2为低温状态;S转到触点3为高温状态,此时功率为100W。
求:
(l)当开关S转到触点3时。
电热毯的发热电阻R1是多少Ω?
(2)当开关S转到触点2时,通过电路的电流是多少安?
发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特?
6.如图所示电路中,灯L标有"6V3W"字样,S为单刀双掷开关。
电源电压为9V且保持不变,电阻R2的阻值为18Ω,不计温度对灯丝电阻的影响
(1)当S接a时.灯L恰能正常发光,求灯L的阻值RL.
(2)当s接b时,求电阻R2通电1min产生的热量.
(3)s接a与s接b两种情况下,求电路消耗的总功率之比.
8.热敏电阻的阻值随温度的变化而改变,且对温度很敏感。
热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化,它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途。
在图甲所示的电路中,电源电压是9V,当闭合开关S时,电压表示数如乙图所示。
热敏电阻的电流随电压变化I—U关系如丙图所示。
⑴热敏电阻两端的电压是多少?
(5V)
⑵电阻R的阻值是多少?
(133Ω)
⑶电阻R上消耗的功率是多少?
(0.12W)
9.小明家电热吹风机的铭牌如表格(甲)所示,其工作原理如图(乙)所示.由于使用了多年,吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化,电动机性能仍保持不变.为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风,发现电能表的转盘6min内转过132圈,电能表规格如图(丙)所示.问:
(1)氧化电热丝的实际电阻值是多少?
(2)为恢复电热吹风机的铭牌功率,应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝?
(3)新电热丝的阻值是多少?
(乙)
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- 初中 电学 计算 专题 训练