专题训练(五)　电功率的综合计算

1、.专题训练五电功率的综合计算电功率的综合计算题往往是中考的压轴题，题型特点是难度大、综合性强、知识考察角度全。主要包括含电能表的电功率综合计算、电功率的极值问题、电功率的效率问题。1.对于含电能表的电功率综合计算题，解答时以电能表提供的信息为线索，求出消耗的电能或电功率，在此根底上再求用电器的电阻或用电器两端的实际电压。2.电功率的极值问题：此类问题主要包括电路平安问题的取值情况和电功率的取值问题。1电路平安问题的取值情况：解答时可以根据“用电器铭牌求出用电器的电阻、额定电流等。对于“滑动变阻器，一方面考虑电流表平安工作时滑动变阻器的取值范围，另一方面还要考虑电压表平安工作时滑动变阻器的取值范

2、围，也就是分析清楚所求得的电阻值是该种情况下的最大值还是最小值；最后结合两种情况下的电阻值得到一个正确的取值范围，即根据电流或电压的极值考虑变阻器连入电路的最大值或最小值。2电功率的取值问题：对于这类问题，应该看所求的是哪部分的电功率，对于定值电阻来说，由公式PI2R可知，当电路中流经该电阻的电流值最大时，其值最大。对于滑动变阻器来说，由于P滑I2R滑2R滑，所以当RR滑20时，P滑最大，即当滑动变阻器接入电路的阻值等于其余定值电阻阻值之和时，其电功率最大。对于整个电路来说，由于PUI，电源电压是恒定的，只要通过电路中的电流最大，电路总功率就最大，也可以用公式P、PI2R求解，视题中详细条件灵

3、敏运用。求电功率的最小值与之相反。3.电功率的效率问题：这类问题一般考察的是豆浆机制作豆浆、饮水机烧水、电饭锅做饭等过程中的效率，解答时求出豆浆、水吸收的热量，然后再求出消耗的电能，吸收的热量与消耗的电能之比即为效率。类型一含电能表的电功率综合计算1.2019淮安模拟一天，小明注意到家中的灯泡比平常亮，猜测可能是电压超过了220 V。为了证实猜测，他做了如下实验：关闭家中其他用电器，只开一盏“220 V100 W的电灯，观察到家中标有“3000 r/kWh字样的电能表在20 min内转盘转了121 r。问：不计温度对灯丝电阻的影响1在20 min时间内这盏灯消耗的电能为多少？2小明家此时的实际

4、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？类型二电功率的极值问题2.如图5ZT1所示，R1为5 的定值电阻，电流表的量程为00.6 A，电压表的量程为03 V，电源电压为4.5 V，变阻器R2上标有“20 0.5 A字样，在电路平安的情况下，求：1电压表和电流表的变化范围；变阻器连入电路阻值的变化范围。3R1的最大电功率为多少。图5ZT13.如图5ZT2所示，电源电压为8 V，电阻R110 ，电流表的量程是03 A，电压表的量程是015 V，滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2 A；R2的最大阻值为30 。在不损坏电路元件的情况下，求滑动变阻器电功率的变化范围。图5ZT24.“

5、赛龙舟是端午节的传统节目，小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12 V6 W的红灯和“12 V12 W的绿灯及“24 2 A的滑动变阻器等元件设计了如图5ZT3所示的电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光，求：电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化1电源电压。2两灯都正常发光时电流表的示数。3该电路的最大电功率和最小电功率。图5ZT3类型三电功率的效率问题5.2019玉林如图5ZT4所示是某款电热水壶，其铭牌的部分参数如下表，当电热水壶正常工作时，求：图5ZT41电热水壶的电阻。2将一壶水从25 加热到100 时，

6、水吸收的热量。c水4.2103 J/kg3假设将一壶水从25 加热到100 所需时间为10 min，电热水壶的热效率是多少。6.2019威海某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图5ZT5所示，电源电压恒为220 V，R1和R2是两根电热丝不考虑温度对电阻的影响，R230 ，L是标有“220 V160 W的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10 h，此时R1与R2的电功率之比为13，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能，灯泡正常发光，此状态下系统也需连续工作10 h。q沼气1.8107 J/m3，请解答以下问题：1晚上工作时电路

7、的总功率是多大？2假设一天中工作的20 h内电热丝放出的热量完全由该生态园自产的沼气提供，其热效率为50%，那么每天需要完全燃烧多少立方米的沼气？图5ZT5详解详析11在20 min时间内这盏灯消耗的电能为W3.6106 J1.452105 J。2灯的实际功率是P实际121 W，这盏灯的电阻为R2484 ；由公式P变形得实际电压：U实际242 V。3假设使灯泡正常发光，灯泡两端的电压应为220 V，需串联一个电阻R；加在R两端的电压为URU实际U242 V220 V22 V，IR A；R48.4 ，所以应串联一个阻值为48.4 的电阻。21由题可知，电流表的量程为00.6 A，电压表的量程为0

8、3 V，电源电压为4.5 V，变阻器上标有“20 0.5 A字样，故电路中最大电流I大0.5 A；由图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，当电路中电流最大，即I大0.5 A时，R2接入电路中的电阻最小，R2两端电压：U2UU1UI大R14.5 V0.5 A5 2 V；R2接入电路的最小电阻值：R小4 。由图可知，当R2接入电路中的电阻越大时，电压表示数越大，由题可知，电压表采用03 V量程，故可得电压表示数最大为U大3 V；此时R1两端电压：UUU大4.5 V3 V1.5 V，R1中的电流：I0.3 A；通过R2的电流：I小I0.3 A，R2接入电路的最大阻值：R大10 。所以变阻器R

9、2连入电路的阻值范围为410 ；电压表的示数变化范围是23 V；电流表的示数变化范围是0.30.5 A。2当电路中电流I大0.5 A时，R1的电功率最大：P大I大2R10.5 A25 1.25 W。3由图可知，定值定值R1与滑动变阻器R2并联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量干路中的电流。根据欧姆定律可得，通过电阻R1的电流：I10.8 A；由并联电路的电压特点可得：U1U2U8 V，当滑动变阻器接入电路的阻值为最大值30 时，通过滑动变阻器的电流最小，I2最小0.27 A，干路电流也最小，I干最小0.27 A0.8 A1.07 A3 A，各电路元件是平安的，此时滑动变阻器的电功率最小，那

10、么滑动变阻器的最小电功率：P2最小2.13 W。滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2 A，当通过变阻器的电流最大为2 A时，干路中的电流：II1I2最大0.8 A2 A2.8 A3 A，各电路元件是平安的；此时滑动变阻器的电功率最大，那么滑动变阻器的最大电功率：P2最大UI2最大8 V2 A16 W。所以滑动变阻器电功率的变化范围为2.1316 W。41由图可知，S、S1、S2都闭合，滑片P在b端时，两灯并联，R10，由题可知此时两灯都正常发光，所以电源电压U12 V。2两灯都正常发光时，由PUI可得，通过两灯泡的电流分别为：I红0.5 A，I绿1 A，由图可知，两灯并联，由于并联电路中干路电

11、流等于各支路电流之和，那么两灯都正常发光时电流表的示数：II红I绿0.5 A1 A1.5 A。3由PUI知，电压一定，当变阻器连入电路的阻值最小且两灯并联时，电路中的电流最大，电路中的电功率最大，那么两灯泡并联且滑片P在b端电路中的电功率最大，为P大UI12 V1.5 A18 W。当滑片P处于a端时，变阻器连入电路的阻值最大，假如和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，总功率最小；R绿12 ，R红24 R绿，因此，当断开S1，闭合S2，滑片滑至a端时，电路总电阻最大，电路中的总电阻：R总R红R124 24 48 ，电路的最小电功率：P小23 W。51由P可得电热水壶的电阻

12、：R48.4 。2水的体积为V1.5 L1.5103 m3，由密度公式变形得水的质量：mV1103 kg/m31.5103 m31.5 kg，水吸收的热量：Q吸c水mtt04.2103 J/kg1.5 kg100 25 4.725105 J。3电热水壶消耗的电能：WPt1000 W1060 s6105 J，电热水壶的热效率：78.75%。61由题知，白天有日光时，系统处于保温状态，灯泡不工作，此时两开关应断开，两电阻丝R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小；由串联电路的特点可知，通过两电阻丝的电流相等，且R1与R2的电功率之比为13，由PI2R可得：，由题知R230 ，所以R110 。晚上系统处于加热状态，且灯泡正常工作，由电路图可知，此时两开关应都闭合，灯泡L与R1并联；由并联电路的特点可知，此时UU1220 V，所以R1的功率：P124840 W，工作电路的总功率：P