电功率--计算题100题含答案及解析.doc

评卷人得分七、计算题（题型注释）1在做“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验时，同学们提出了如下猜想： 甲：电功率跟电压有关，电压越高，电功率越大 乙：电功率跟电流有关，电流越大，电功率越大 请你任选其中一个猜想，设计实验，进行验证 (1)你验证的猜想是 （填甲或乙） (2)实验需要的器材，除电源、导线、开关外，还需要 (3)在该实验中，你需要收集的数据是 (4)你是通过观察比较 来比较两灯泡功率的大小的(5)探究出电功率跟电压和电流的关系后，爱动脑筋的小明猜想：“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系，”于是，他向老师借了一些定值电阻和其他相关器材进行实验，其实验数据如表一、表二所示 根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是： 根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是： 【答案】答案一答案二【解析】解答：解：猜想甲：（1）如图的电路是验证猜想甲：电功率跟电压有关，电压越高，电功率越大；（2）由于要研究电压对功率的影响，故灯的电压应不同，使用两个规格不同的小灯泡，测电压还需使用电压表；（3）要用电压表分别测量两灯泡两端的电压U1、U2；（4）通过两灯泡的亮度的不同，来比较电压对功率的影响，可能发现电压较大的灯，亮度较大（5）分析表中的数据，结合控制变量法的思想，表一中电流一定，电阻越大，功率越大；表二中电压一定，电阻越大，功率越小即电流一定时，电功率跟电阻成正比、电压一定时，电功率跟电阻成反比猜想乙：（1）如图的电路是验证猜想乙：电功率跟电流有关，电流越大，电功率越大；（2）由于要研究电流对功率的影响，故灯的电流应不同，使用两个规格不同的小灯泡，测电流还需使用电流表；（3）两灯泡的电流I1、I2；（4）通过两灯泡的亮度的不同，来比较电流对功率的影响，可能发现电流较大的灯，亮度较大故答案为：猜想甲：（1）验证猜想甲；（2）两个规格不同的小灯泡、电压表；（3）两灯泡两端的电压U1、U2；（4）两灯泡的亮度（5）电流一定时，电功率跟电阻成正比、电压一定时，电功率跟电阻成反比猜想乙：（1）验证猜想乙；（2）两个规格不同的小灯泡、电流表；（3）两灯泡的电流I1、I2；（4）两灯泡的亮度（5）电流一定时，电功率跟电阻成正比、电压一定时，电功率跟电阻成反比点评：本题考查了“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”的实验，涉及到电路图和实验步骤的设计，关键是知道实验的方法和探究的过程2我们生活在电的时代，电能的广泛使用促使电能的社会需求日趋紧张节约能源，提高能源利用率是一个在国民经济中具有重大战略意义的问题。现在220V的家庭用电电路上，一只功率为11W的节能型日光灯的亮度相当于60W的白炽灯泡如果小明家用4只11W的日光灯代替4只60W的白炽灯，按每月30天、每天用电5小时计算，一个月可以节省多少电能?【答案】1.06108J【解析】根据公式W=Pt先计算出白炽灯消耗的电能，再计算出日光灯在相等的时间内消耗的电能，二者之差就是节约的电能4只60W的白炽灯一个月消耗电能W1=4P1t=40.06kw305h=36kwh，4只11W的日光灯一个月消耗电能W2=4P2t=40.011kw305h=6.6kwh一个月可以节省电能W=W1-W2=36kwh-6.6kwh=29.4kwh=1.06108J3把一只小灯泡接到3V的电源上,通过它的电流为0.2A，求：通电60s电流所做的功。【答案】WUIt=3V0.2A60s=36J【解析】试题分析：计算电功时运用公式WUIt即可，即知道电路中的电压、电流和通电时间。通电60s电流所做的功WUIt=3V0.2A60s=36J考点：此题考查的是电流做功的计算。点评：在此题中了解电流做功的计算方法及运用公式WUIt。4在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表所示：观察对象有关记录研究活动电磁炉铭牌U额220VP额1kW用电磁炉加热一壶水（水的质量m2kg，初温t030）关闭家里其它用电器只将该电磁炉接入电路烧水，观察到电能表表盘在5min内转了150r,最后测得水的温度 t50电能表铭牌220V 10（40）A50Hz 2000r/kWh请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：（1）水所吸收的热量；【水的比热容c水=4.2103J/（kg）】（2）电磁炉的实际功率；（3）对比电磁炉的铭牌说明与第（2）问的计算结果，你发现什么问题？你认为可能是什么原因？（说出一种即可）（4）电磁炉烧水的效率【答案】（1）1.68105J（2）900W（3）电压小于额定电压造成的（4）62.2%【解析】试题分析：（1）水吸收的热量为：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）2kg（5030）=1.68105J；（2）电磁炉工作5min，电能表转150r，消耗的电能为：W=3.6106J=2.7105J；电磁炉的功率为：P=900W；（3）对照表中数据，PP额，由P=可知，这是因为输电线分压，使得电磁炉两端的实际电压小于额定电压造成的；（4）电磁炉烧水的效率：=62.2%考点：电功与热量的综合计算；热量的计算；电功率的计算；实际功率点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了消耗电能的计算、热量的计算、电功率的计算，对电能表参数的理解和运用是本题的关键5（8分）超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，可以对坚硬物体实施切割，如图所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S=510-8m2，喷水速度v=800m/s，高速“水箭”对该切割面的压强p=300MPa。已知水泵电机功率P=20kW，水的密度=1.0103kg/m3。求：（1）水刀正常工作1min消耗的电能；（2）高速“水箭”对切割面的压力；（3）每秒钟从喷嘴喷出的水的质量；（4）水刀的效率。【答案】（1）1.2106J （2）15N （3）410-2kg （4）60%【解析】试题分析：（1）根据电能公式得：W=Pt=2.0104W60s=1.2106J。（2）根据压强公式得F=pS=3108Pa510-8m2=15N（3）每秒从喷嘴喷出水的体积：V=Svt=510-8m2800m/s1s=410-5m3喷水的质量m=V=1.0103kg/m3410-5m3=410-2kg（4）水刀的效率：P1=W/t=Fv=15N800m/s=12000W=12kW=P1/P100%=12kW/20kW100%=60%【考点定位】电能 压强 密度 效率计算6如图所示，电源电压保持12V不变，L是标有“12V 6W”的小灯泡，其电阻不随温度变化，R=20. （1）当S、S1闭合、S2断开，且P位于滑动变阻器R0的中点时，电流表示数为0.4A.求滑动变阻器R0的最大阻值.（2）当S、S1、S2都闭合，且P位于a端时，求电流表的示数.（3）要使电路中的总功率最小，请指出开关S、S1、S2的开闭情况和滑片P的位置，并求出此时的最小功率.【答案】（1）12 （2）1A （3）4w【解析】（1）当S、S1闭合、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，灯L的电阻,串联电路中带入计算（2）当P处于a端时，滑动变阻器被短路，灯L和电阻R并联，并联电路电压相等都等于电源电压，所以通过灯L的电流同过电阻R的电流电流表的示数等于二者之和(3)分析整个电路，总电压，根据电功率的公式当总电阻最大的时候，总功率最小，此时滑动变阻器取最大值，变灯L和电阻R的并联为串联，而且，小灯泡与滑动变阻器串联时阻值最大，也就是说总功率最小时，滑动触头移动到B端，S、S1闭合，S2 断开。最小功率7图是某电热烘干箱的简化电路图，S是温探开关，电源电压为220V，R1是发热电阻丝，R2是阻值为110的电阻。开关S接“2”时是高温挡，R1的电功率是110W；开关S接“1”时是低温挡。试求：（1）R1的阻值是多大？（2）低温挡时，电路中的电流是多大？（3）高温挡时，通电10min，R1消耗的电能是多少？【答案】(1)440 (2)0.4A (3) 6.6104J【解析】试题分析：（1）根据P=UI与得：（2）低温挡时，电路中的电流是：(3) R1消耗的电能是：W=Pt=110W600s=6.6104J考点：电功率计算式P=UI与综合应用，串联电路电阻规律，电能计算。8某宾馆对物品进行消毒时使用高温高压蒸汽消毒锅 (如图13甲)。 图乙为自动测定锅内温度的电路原理图。其中 R0为定值电阻，阻值为5, 为温度指示表(实质是一只量程为00.6A的电流表) ，RX（测温探头）为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)。关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示：甲乙锅内的温度值/oC2537.55062.57587.5100112.5125Rx对应的电阻值/1508050302015107(1)若锅内温度为75 oC 时电流表的示数为0.24A。求电源的电压U。(2)若锅内温度为125 oC 时电流表的示数为0.6A。求此时热敏电阻RX的阻值及其功率。【答案】（1）6V （2）5 1.8W【解析】试题分析：（1）观察热敏电阻的阻值与温度的对应关系表格可知锅内温度为75 oC 时，Rx=20，读题知电阻R0=5，由欧姆定律得电源的电压U=I（Rx +R0）=0.24A(20+5)=6V；（2）锅内温度为125 oC 时，电流表示数为0.6A，R0两端电压为：U0=IR0=0.6A5=3V，Rx两端电压为Ux=U- U0=6V-3V=3V，RX的阻值为；其功率为。答案：（1）6V （2）5 1.8W考点：欧姆定律应用；串联电路电阻规律应用；串联电路电压规律应用；电功率计算。9如右图所示灯L标有（6V 3W）字样，S为单刀双掷开关，电源电压为9V且恒定不变，电阻R2的阻值为18，(不计温度对灯丝电阻的影响)求：（1）当S接a时，灯L恰能正常发光，求灯L正常发光时的电流和电阻R1的阻值；（2）当S接b时，求电路消耗的总功率。【答案】0.5A，6、2.7W 【解析】（1）当S接a时，灯L恰能正常发光，根据题意知，灯L额定电压U=6V 额定电功率P=3W，所以灯L正常发光时的电流I=P/U=3W/6V=0.5A; RL=U/I=6V/0.5A= 12，由于电源电压是9V，点炮两端电压时6V，所以电阻R1两端电压是3V，所以R1= U1/I=3V/0.5A= 6；（2）当S接b时，求电路消耗的总功率。P=U2/R=(9V)2/(18+12)=2.7W10如图甲是一种常见的热水袋，图乙是它的简化电路图,其性能指标如下表:额定电压额定加热功率指示功率袋内充水自动断电温度220V400W0.2W1kg65（1）由题意可知，发热体R的电阻比指示灯L的电阻要 （填“大”或“小”）得多。（2）正常工作时通过电阻R的电流是多少？（3）若正常工作时小灯泡的功率为0.2W，那么小灯泡正常工作1分钟消耗多少电能？（4）当实际电压为200V时，该电热水袋的实际加热功率约为多少？【答案】【解析】略118分）如图所示的电路，电流表使用的量程为00.6A，电压表使用的量程为015V，定值电阻R=10开关S闭合，将滑片P从最右端B点移至滑动变阻器中点M，电压表示数变化了1.2V滑片P在M点时，电流表示数为0.3A求：（1）滑片P在M点时，电阻R两端的电压以及电阻R通电10s所产生的热量（2）滑片P在B点时，电压表、电流表的示数（3）电源电压（4）滑动变阻器接入电路中阻值的取值范围【答案】（1）3V 9J （2）1.8V 0.18A （3）9V （4）2040【解析】试题分析：（1）由可知，电阻两端电压： ，通电t=10s电阻产生的热量：；（2）滑片由B移到M点过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，滑动变阻器分压变小，电阻R两端电压电压变大，滑片在B点时，电阻两端电压：此时电路电流：；（3）滑片在B点时， 滑片在M点时： 解得：R滑=40，U=9V；（4）滑动变阻器最大阻值为40，滑片在中点M点时，滑动变阻器接入电路的阻值=20，滑动变阻器接入电路阻值为：2040。【考点定位】欧姆定律的应用12电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具（如图所示）。电动骑行时，蓄电池给车上的电动机供电，为车提供动力。下表是某种型号电动自行车主要的技术参数。问：（1）该电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？（2）“36V/10Ah”中的“10Ah”表示的那个物理量？（ ）A.电流B.电荷量 C.电能 D.电功率（3）从环保的角度与摩托车相比，电动自行车有什么优点？（列举两条）【答案】（1）；（2）B；（3）节能；噪声小；无尾气【解析】试题分析：（1） （2）根据公式得：，当电流以安为单位，时间以时为单位时，电荷量的单位为Ah；（3）电动车行驶时噪声小，无尾气排放，能耗低。考点：电功率13某学校共有100盏“220V 60W”的白炽灯，若平均每天使用5h。（1）一个月（30天）消耗多少电能？（2）若推广使用“220V 11W”的节能灯，它与“220V 60W”的白炽灯发光效果相当。一个月可节约多少度电? 若一度电是0.6元，每月少交多少元？（30天）（3）从能量转化角度谈一谈为什么节能灯耗电少？【答案】（1）900度；（2）735度；441元；（3）节能灯主要把电能转化为光能，而白炽灯主要把电能转化为热能，所以白炽灯转化为光能的效率低【解析】试题分析：（1）（2）节约的电能900度-165度=735度 每月少交电费：7350.6元=441元（3）节能灯主要把电能转化为光能，而白炽灯主要把电能转化为热能，所以白炽灯转化为光能的效率低。考点：电功率 电能14随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上。小丽在使用过程中发现：（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22上升到46.2。已知水的比热容为4.2103J/(kg. ),水的密度为1.0103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率。（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人体的最大电阻为20M，试求防电墙的电阻。某型号电热水器额定电压/V220额定电功率/W2420容积/dm350商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮【答案】（1）87.5% (1分)（2）通过热水器的电流I=10A (1分)200V (1分)（3）20M (1分)【解析】考点：电功与热量的综合计算；电功计算公式的应用；电功率与电压、电流的关系分析：（1）、知道热水器正常工作，热水器的实际功率等于额定功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求热水器正常工作时的效率(2)、电热水器工作时，根据P=U2/R求出它的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt得出通过热水器的电流，利用U=IR求出电压值。 (3)、人体电阻和防电墙的电阻串联在220V的电源上，根据分压关系求解；本题要求会用串联电路的分压关系解决实际问题；区分实际电压、实际功率、额定电压和额定功率四个概念答：（1）水箱中水的质量为m=V (1分)水箱中的水吸收的热量 Q=cmt (1分)水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能为W=Pt (1分)电热水器加热时的热效率为= Q/W=cmt / Pt (1分)=4.2103J/(kg. ) 1.0103kg/m35010-3m3(46.2-22)/2420W4060s=87.5% (1分)（2）由P=U2/R得，电热水器的电阻R=U额2/P额=（220V）2/2420W=20 (1分)Q=I2Rt 得，通过热水器的电流I=10A (1分)由U=IR=10A20=200V (1分)（3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流相等，即：U人/R人=U墙/R墙(1分)U人+ U墙=220V 防电墙的电阻为R墙= U墙R人/U人=（220V-20V）20M/20V=20M (1分15王明在家里找到一台全自动豆浆机，铭牌上一些参数看不清楚了，如图甲所示。为了能正确使用这台电器，他将豆浆机和其他用电器连接到家庭电路中，然后进行如下实验观察：将豆浆机开关接通后，当豆浆机正常加热时，电能表在3分钟内恰好转动300转，断开豆浆机开关后，电能表在3分钟内恰好转动120转。已知他家电能表上标有3000R/k.Wh（表示每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转3000转），家庭电路的电压为220V，王明做实验的时间内，家中其他用电器的用电情况没有变化。图乙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形状的电热管，用来对液体加热煮沸。图丙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时的“Pt”图像。（假定豆浆机电热管的阻值都不随温度变化） 甲 乙丙求：豆浆机的加热功率P1；豆浆机正常加热时电热管的电阻；（结果保留一位小数） 豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能。【答案】（1）1200W；（2）；（3）662400J【解析】试题分析：（1）（2）（3）W=P加热t1+P电动t2=1200W960s+120W260s=662400J考点：电功率16如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器R1的最大阻值为18，R2为12，小灯泡L上标有“6V 3W”字样（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？（4分） （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？（4分）（3）闭合S、S1、S2，调节滑动变阻器，此时电流表示数为2.5A，求滑动变阻器消耗的电功率是多少？（4分）【答案】（1）12、0.5A；（2）12；（3）18W【解析】试题分析：（1）P=UI，灯泡正常发光时的电流为I额=P额/U额=3W/6V=0.5A灯泡正常发光的电阻为RL=U额2/P额=(6V)2/3W=12；（2）当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L和变阻器串联，且此时灯泡正常工作，I额=I1=I=0.5A,电路总电阻为R=U/I=12V/0.5A=24，滑动变阻器接入电路的电阻为R1=RRL=2412=12；（3）闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，灯泡L被短接U1=U2=U=12V通过定值电阻R2的电流为I2=U/R2=12V/12=1A，通过滑动变阻器的电流为I1=I并I2=2.5A1A=1.5A，电流通过滑动变阻器做的功为P=UI1=12V1.5A=18W考点：等效电路；串并联电路中的电流和电压特点；欧姆定律；电功率17图甲是某同学设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝R通过滑片P接入电路，闭合开关，滑片从最左端向最右端滑动的过程中，电压表与电流表的示数呈图乙所示的规律变化。（小灯泡的电阻不随灯丝温度的变化而改变）求：（1）当电流表的示数为0.4A时，可变电阻R接入电路的阻值；（2）可变电阻R接入电路的阻值变化范围；（3）小灯泡的阻值；（4）小灯泡的最大功率。【答案】（1）3.75；（2）015；（3）7.5；（4）2.7W【解析】试题分析：（1）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器是串联的，电压表测变阻器两端的电压，当电流表的示数为0.4A时，由图乙可知，此时电压表的示数为1.5V，所以可变电阻R接入电路的阻值R=U/I=1.5V/0.4A=3.75；（2）当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数为3V，此时可变电阻接入电路的阻值最大为R最大=3V/0.2A=15，所以可变电阻R接入电路的阻值变化范围是015；（3）由于电源电压一定，所以0.6R灯=0.2（R最大+R灯），代入数据解得：R灯=7.5；（4）当电流为最大值0.6A时，小灯泡的功率最大，最大值为P=I2R=（0.6A）27.5=2.7W。【考点定位】欧姆定律；电学综合计算18刘爽对风力发电进行研究，了解到当地的风速在v2和v4之间，风车可以带动发电机发电，某段时间内甲、乙、丙、丁四个风力发电站风速与时间关系如图所示。（1）根据图像请判断该段时间内哪个风力发电站效能最大？（2）如图所示为风力发电机的控制电路，只有发电机与风车离合器有电流通过时，风车才能带动发电机发电，当风速为v1、v2、v3、v4时，挡风板带动金属滑片p分别和下金属轨及AE滑道上的A、B、C、D点接触，求：判断AE滑道哪段导电并简单说明理由？完成下列控制电路图。(3) 丙发电站有N台风车，每台风车车叶转动时可形成半径为r的圆面，当风速在v2和v4之间时，风车每平方米叶片在to时间内接收到的风能为Wo，如果风车能将10%的风能转变成电能，求：每台发电机的平均功率Po；发电站在0-t1时间内总发电量W。【答案】（1）丙 (2) BD 电路如下图。 （3）P0=【解析】（1）发电效能最大，在发电时间上要有保证，时间越长，效能最大。风速在v2和v4之间时间最长的是丙图。（2）风速在v2和v4之间可带动风车发电，滑片把上下两个金属轨道接通只在BD之间移动，只有BD导电才能把两个金属导轨接通从而把发电机接通。控制电路的连接注意滑动变阻器的调节应该串联在电路中。发电机和金属导轨和电源串联从而把发电机的电能转化为电源电能。（3）每台风车的面积为，N台风车的总面积，to时间内接收的总风能为，转化为电能，每台发电机的平均功率 ，发电站在0-t1时间内总发电量19明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接通电热水壶控制开关，小电动机开始额定电压下用5s时间将水从桶中提升了0.8m加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100时自动断开电路停止工作明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000r/kWh的电能表在30s内转盘转了50转（g=10N/kg，水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J/（kg）型号MH200 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定加热功率 小电动机额定功率 5W 容量 2.0L求：（1）小电动机提升水的工作效率；（2）电热水壶的额定加热功率；（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电压下烧水时的加热效率为90%，试计算在用电高峰时烧开该壶水所需的时间【答案】（1）64%；（2）2000W；（3）460.9s【解析】试题分析：（1）由=m/V可得，水的质量：m=V=1103kg/m32103m3=2kg；则水的重力：G=mg=2kg10N/kg=20N；有用功：W有=Gh=20N0.8m=16J；电动机消耗的电能W=P机t=5W5s=25J；电动机工作效率机=100%=100%=64%；（2）根据电能表上标的参数“3000r/kWh”的含义可知，当电能表上转盘转50转时，用电器消耗的电能W=1kWh=kWh=6104J所以热水壶的额定加热功率P加=W/t=2000W（3）把2L水从20加热到100吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）2kg（10020）=6.72106J；热水壶的额定加热功率P加=2000W，由P=得：加热电阻为：R=24.2，当实际电压是额定电压的90%，其实际功率为P实=1620W，由题意可知：Q吸=P实t，则加热时间t=460.9s考点：电功与热量的综合计算20如图所示电路，定值电阻R0=6，灯L标有“6V 3W”字样，灯L的阻值及电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P置于最左端时，电流表的示数为0.8A；滑片P置于最右端时，电流表的示数为0.55A。求：（1）灯L正常工作时的电阻；（2）滑动变阻器的最大值；（3）滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10s，灯L消耗的电能。【答案】（1）12；（2）10；（3）7.5J【解析】试题分析：（1）由P=U2/R可得，灯L正常发光时的电阻：RL=U2L/PL=（6V）2/3W=12；（2）当滑动变阻器R的滑片P置于最左端时，定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的示数：I=I0+IR=0.8A；滑片P置于最右端时，电流表的示数为0.55A，可得U/12+U/R=0.55A，U/12=0.8A-0.55A=0.25A，所以可得：U=3V，代入上式可得：R=10；（3）滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10s，灯L消耗的电能：WL=U2t/RL=7.5J。【考点定位】电学综合计算21某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点。下表是该电热水壶的铭牌。求：产品型号：BHX22额定电压：220V频率：50Hz加热功率：1200W容量：1.2L（1）如图所示，小电动机将1.2L的水从桶中提升了0.5m，电动机对水做的功至少是多少？（g取10N/kg）（2）电热水壶在额定电压下工作时的电流。（保留一位小数）（3）电热水壶正常工作时，将1.2L水从20加热到100时，水吸收的热量是多少？c水=4.2103J/（kg）（4）若（3）中的加热时间为7min，求电热水壶的热效率。【答案】（1）6J（2）5.5A（3）4.032105J（4）79.3%【解析】试题分析：（1）V=1.2L=1.210-3m3，所以1.2L的水的质量m=V=1.0103kg/m31.210-3m3=1.2kg,电动机对水做的功W=Gh=mgh=1.2 kg10N/kg0.5m=6J（2）由图知，电水壶的额定电压为220V，额定功率为1500W，电热水壶在额定电压下工作时的电流（3）水吸收的热量Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1.2kg（10020）=4.032105J（4）电热水壶消耗的电能W电=Pt=1210W420s=5.082105J电热水壶的热效率【考点定位】密度计算、功的计算、热量的计算、电能的计算、机械效率的计算22一电饭锅铭牌上标有“220V 1100W”字样。（1）电饭锅正常工作时，它的电阻是多少？（2）在电饭锅内倒入质量为2kg、温度为20的水，若把这些水加热到80，水最少需要吸收多少热量？ c水=4.2103J/（kg）（3）为了加热这些水，电饭锅正常工作了10min，它产生了多少热量？（4）是什么原因导致（2）与（3）中两个热量值不相等？（说出一条即可）【答案】（1）44 （2）5.04105J （3）6.6105J （4）热量散失到空气中 【解析】试题分析：（1）电饭锅正常工作时，它的电阻；水最少需要吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/（kg）2kg(80-20)=5.04105JW=Pt=1100W1060s=6.6105J在电饭锅使用过程中有部分热量散失到空气中导致（2）与（3）中两个热量值不相等。考点：电工和电功率的计算、热量计算23小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构： 中间部位是一个带动刀头电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。上表是这个豆浆机的主要技术参数；如图丙所示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”图像。请解答下列问题：（1）豆浆机正常工作时的最大电流是 共消耗的电能是 J；（2）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“1200r/kWh”字样的电能表转盘在1min内转过了20转。此时电热管的实际加热是 W。【答案】（1）5.5 6.678105 （2）1000【解析】试题分析：（1）P=UI豆浆机正常工作时的最大电流为I最大= =5.5A由丙图可知，当功率为1210W时，工作时间一共为9min；当功率为120W时，工作时间一共为2min；P=W=Pt 加热时消耗的电能：W1=P1t1=1210W9min=6.534105J 电动机工作时消耗的电能：W2=P2t2=120W2min=0.144105J总共消耗的电能：W=W1+W2=6.534105J+0.144105J=6.678105（2）由题意知，豆浆机电热管工作1min消耗的电能W实=20r= kWh=6104J，豆浆机加热时的实际功率：P实= =1000W，考点：电能24有某型号电水壶的铭牌如下表，如图是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，随温度变化闭合或断开，从而实现了自动控制保温和加热两种状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则：（1）当S闭合时，电水壶处于 状态，电阻R0的作用是 。（2）水壶正常工作时，其加热电阻的电阻值是多大？（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2A，此时电阻R0的电功率是多少?【答案】（1）加热 分压 （2）44 （3）42.24W【解析】试题分析：（1）当S闭合时，对R0短路，仅R接入电路，电路总电压不变，总电阻减小，总功率变大，所以处于加热状态，电阻R0为保温电阻，起到了分压限流的作用；（2）水壶正常工作时，由铭牌知：U=U额220V，P=P额=1100W，则；（3）当电水壶处于保温状态时，R与R0串联接入电路，U=220V，R=44，I=0.2A，则：总电阻R总=U/I=220V/0.2A=1100，R0=R总R=110044=1056，电阻R0的电功率为P0=I2 R0=（0.2A）21056=42.24W。考点：电路的综合分析与计算25一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示，将它连入如图乙所示电路中，电源电压为6V且保持不变，求：(1)小灯泡的额定功率：(2)为保证小灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；(3)当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内消耗的电能【答案】0.5W 17.5 40.5J【解析】试题分析：（1）观察图甲可知，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，小灯泡的额定功率W=UI=2.5V0.2A=0.5W；（2）为保证小灯泡正常发光，灯泡两端电压为额定电压2.5V，电路中电流为0.2A，看电路图可知，滑动变阻器与小灯泡串联，又电源电压为6V，所以滑动变阻器两端电压为U1=U电源-U=6V-2.5V=3.5V，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小为：；（3）当电流表的示数为0.15A时，观察图甲可知小灯泡两端电压为1.5V，小灯泡电阻为: ，滑动变阻器两端的电压为U2=6V-100.15A=4.5V, 滑动变阻器在1min内消耗的电能:W=UIt=4.5V0.15A60s=40.5J考点：图像信息获取与应用，电功率计算，串联电路电压规律，欧姆定律。26CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W求：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？【答案】（1）2；（2）44（3）0.1A；264J【解析】试题分析：（1）根据公式可知，电源电压不变，当电路电阻最大时，电路消耗的电功率最小，处于保温状态；当电路电阻最小时，电路消耗的电功率最大，处于加热状态；当开关S与接线柱1相连时，电路中两电阻R0、R串联，电阻相对较大，电功率较小，处于保温状态；当开关S与接线柱2相连时，电阻R被短路，此时电路电阻最小，电功率最大，处于加热状态（2）加热状态下的R0电阻值：，（3）保温功率P保=22W，保温状态下的电流为：；焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量答：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与2触点连接（2）电热丝R0的阻值为44（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流为0.1A焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为264 J考点：电功率与电压、电流的关系；欧姆定律的应用；电功与热量的综合计算；焦耳定律27小张同学家的浴室安装有一台可供冬季取暖和照明的浴霸。该浴霸的部分数据如下表，简化电路如图所示，其中L为照明灯，L1、L2是两盏红外线取暖灯。通过计算回答：额定电压额定频率额定功率取暖照明220V50HzL1L260W300W300W（1）当取暖灯和照明灯都同时正常工作时，通过熔丝的电流多大？（2）当两盏取暖灯同时正常工作5min消耗多少电能？（3）从安全的角度考虑，说明浴霸的使用过程中注意的问题。（说出一点即可）【答案】（1）3A （2）1.8105J （3）在使用浴霸过程中，不要直接接触红外线灯泡，以免烫伤；特别注意不能将水喷淋到浴霸上，虽然浴霸的灯泡具有防水功能，但其中的金属配件却具有导电性，如果遇水会引起电源短路和漏电等现象；每次使用完毕后，应将所有的开关键关闭。【解析】解：（1）取暖灯和照明灯都同时正常工作,电路的电功率P1=300W +300W +60W =660W 由公式P=UI此时通过熔丝的电流I=3A (2分)（2）两盏取暖灯同时正常工作, 电路的电功率P2=300W +300W =600Wt=5min=300s由公式P=5min消耗的电能W=P2t=600W300s =1.8105J (2分) （3）在使用浴霸过程中，不要直接接触红外线灯泡，以免烫伤；特别注意不能将水喷淋到浴霸上，虽然浴霸的灯泡具有防水功能，但其中的金属配件却具有导电性，如果遇水会引起电源短路和漏电等现象；每次使用完毕后，应将所有的开关键关闭。28如图所示电路，电源两端电压一定。当开关S断开，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，通过电阻Ra的电流为I1，电阻R1和电阻R2消耗的功率之和P110W，电压表V1、V2的示数之比U1U254；当开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时，通过电阻Rb的电流为I2，滑动变阻器消耗的功率Pb5W，电压表V2的示数为，且U1。求：（1）电流I1和I2的比值；（2）电阻Ra和Rb的比值；（3）开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时消耗的功率Pa。【答案】【解析】试题分析：通过对电路图的观察，结合题意，可分别画出当开关断开和闭合时电路的等效电路图，再根据功率的公式、欧姆定律等可求出电流之比再结合串联电路的分压原理等，求出滑动变阻器的阻值Ra和Rb之比求滑动变阻器消耗的功率，同样要画出等效电路图，再根据电流之比进行求解 （1）开关S断开，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，等效电路如答图甲所示。开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Rb时，等效电路如答图乙所示由甲图 P1=U1I1=10W由乙图 Pb=U2I2=5W由于 U1解得 I1I2=21 （2）U1U254由串联电路电压关系有 ，则5Ra=4R1-R2由，得2Ra= Rb-R1-2R2由，得Rb= 2R1+2R2解得R1=2 Ra，R2=3 Ra，Rb=10 Ra则RaRb=110 （3）开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为Ra时，等效电路如图所示。 解得Pa=8W 考点：此题考查的是电学综合计算。点评：根据电路的不同变化画出等效电路图，是解决本题的有效途径之一，这是我们在平时的解题当中应该加强的同时，本题多为对比值的求解，要求我们对电路的分析、公式的运用都要相当熟练，而且一定要保证各个物理量的对应性，是一道很有挑战性的题目29如图所示是小明制作的一只模拟调光灯。电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。闭合开关，回形针处在铅笔芯最右端时，小灯泡两端的电压为0.6V，通过小灯泡的电流为0.1A；向左移动回形针，当小灯泡正常发光时，通过小灯泡的电流为0.3A。求：（1）小灯泡正常发光时的电阻；（2）回形针处在铅笔芯最右端时，铅笔芯接入电路的电阻；（3）回形针处在铅笔芯最右端时，铅笔芯5min内消耗的电能。【答案】（1）8.3欧（2）24欧（3）72J【解析】（1）（2分）（2）（2分）（2分）（3） （2分）30（6分）一般电子表内有一个小灯泡，是为了在黑暗中照亮表面读数用的，它工作时的电流为0.03A.而电子表工作时的电流为2A,小灯泡工作1秒所消耗的电，电子表能工作多长时间？通过计算你得到什么启示？【答案】2h，尽量少使用小灯泡【解析】根据能量关系：，所以，小灯泡工作1秒所消耗的电，电子表能工作2h，应少用灯泡。31小明家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数。型号FED-H50额定电压220V最大水量40L额定功率2000W现将水箱中装满水，通电后正常工作30min，水温从20上升到40，在此过程中 c水=4.2103J/（kg），水=1.0103kg/m3，求：（1）电热水器正常工作的电流；（2）电热水器所消耗的电能；（3）水所吸收的热量。【答案】（1）9.09A；（2）3.6106J； （3）3.36106J【解析】试题分析：（1）电热水器正常工作时的电流是I=P/U=2000W/220V=9.09A；（2）电热水器所消耗的电能是W=Pt=2000W3060s=3.6106J； （3）满箱水的质量：m=水V=1.0103kg/m34010-3 m3=40kg，水吸收的热量为Q=cm（t-t0）=4.2