08-专项综合全练（八） 电功、电功率综合计算

这是一份08-专项综合全练（八） 电功、电功率综合计算，共6页。试卷主要包含了3 A×10 s=9 J;，2×104 J，4 Ω;等内容，欢迎下载使用。
1.(2021四川成都青羊期末)在如图18-6-1所示的电路中,电源电压恒为3 V,滑动变阻器R1标有“20 Ω 2 A”字样。只闭合开关S,电流表示数为0.3 A。
(1)求电流在10 s内通过电阻R2所做的功;
(2)再闭合开关S1,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求此最小总功率
P最小。
图18-6-1
2.(2021江苏太仓期末)如图18-6-2所示,电源电压为6 V,两个定值电阻R1=100 Ω,R2=300 Ω,请计算:
(1)只闭合S2时,电路中的电流;
(2)S1断开,S2、S3闭合时,通电5 min电路消耗的电能;
(3)S2断开,S1、S3闭合时,该电路的总功率。
图18-6-2
利用电能表测电功或电功率
3.(2021广东汕头金平期末)小李想测一电炉的功率,他找来了图18-6-3所示的电能表和一钟表,将电炉单独跟电能表连接后接入家庭电路,观察到电炉工作时每1分钟电能表的转盘转12 r。则:
(1)该电能表工作时,电路接入的总功率不能超过多少?
(2)电炉工作时每1分钟消耗多少电能?
(3)测得电炉的电功率是多少?
图18-6-3
4.(2021辽宁鞍山期末)小明家中新买了一个足浴盆,图18-6-4甲为足浴盆的工作电路,其部分铭牌信息如表所示,R1、R2为加热电阻,当开关S分别接a、b触点时,足浴盆的挡位不同。求:
图18-6-4
(1)该足浴盆额定加热电流多大?
(2)加热电阻R1的阻值为多少?
(3)一次小明关闭家中其他用电器,只让足浴盆通电使其处于加热状态,2 min电能表(如图乙所示)的转盘转了12转,则足浴盆加热的实际电功率为多少?
有关有挡位的电热器的电功或电功率的计算
5.(2021广东佛山顺德期末)某智能电饭锅具有加热和保温两挡,额定电压为220 V,其内部简化电路如图18-6-5甲所示,开关S0为温控自动开关,R1、R2为阻值不变的电热丝,已知R2=220 Ω。某次电饭锅在额定电压下工作的电功率与时间的关系图象如图乙所示,求:
(1)电饭锅处于加热挡时的工作电流;
(2)当R1、R2均正常工作时,R1的电功率。
图18-6-5
6.(2021辽宁大连期末)某电熨斗的简化电路如图18-6-6所示,R1、R2为电热丝且阻值保持不变。R1的阻值是55 Ω,电源电压是220 V。只闭合S1为低温挡;只闭合S2为中温挡;S1、S2都闭合为高温挡,高温挡的电功率是1 980 W。
(1)在高温挡工作时,电路中的总电流是多少?
(2)在低温挡工作时,R1的功率是多少?
(3)在中温挡工作时,R2的阻值是多少?
图18-6-6
与比热容有关的电功或电功率的计算
(2021广东广州白云期末)某电热水壶接在电源电压为220 V的电路中,功率为1 000 W
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。求:
(1)流过电热水壶的电流;
(2)加热时电热水壶的电阻;
(3)将质量是2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,所用时间为15 min,壶内水所吸收的热量是多少?此过程消耗的电能是多少?
串、并联电路中电功和电功率的计算
1. 答案 (1)9 J (2)1.35 W
解析 (1)只闭合开关S,只有电阻R2接入电路,电流表测量电路中的电流,此时电流在10 s内通过电阻R2所做的功:W=UI2t=3 V×0.3 A×10 s=9 J;
(2)同时闭合开关S、S1,此时R1和R2并联,当滑动变阻器接入电路的电阻为最大值时,总电阻最大,总功率最小。
由I=UR可得,通过R1的最小电流I1=UR1=3V20Ω=0.15 A,因并联电路各支路互不影响,且干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=I1+I2=0.15 A+0.3 A=0.45 A,电路最小功率P最小=UI=3 V×0.45 A=1.35 W。
2. 答案 (1)0.015 A (2)108 J (3)0.48 W
解析 (1)只闭合S2时,R1与R2串联,串联电路总电阻等于各分电阻之和,电路总电阻R=R1+R2=100 Ω+300 Ω=400 Ω
由欧姆定律可得I=UR=6V400Ω=0.015 A;
(2)S1断开,S2、S3闭合时,电路中只有R1,通电5 min电路消耗的电能
W=U2R1t=(6V)2100Ω×5×60 s=108 J;
(3)S2断开,S1、S3闭合时,两个定值电阻R1和R2并联在电路中,
通过电阻R1的电流
I1=UR1=6V100Ω=0.06 A
通过电阻R2的电流
I2=UR2=6V300Ω=0.02 A
电路总电流为I总=I1+I2=0.06 A+0.02 A=0.08 A
该电路的总功率P=UI总=6 V×0.08 A=0.48 W。
利用电能表测电功或电功率
3. 答案 (1)4 400 W
(2)7.2×104 J
(3)1 200 W
解析 (1)电能表允许接的用电器的最大电功率为:P最大=UI最大=220 V×20 A=4 400 W;
(2)电炉工作时每1分钟消耗电能:W=12r600r/(kW·h)=0.02 kW·h=7.2×104 J;
(3)电炉的电功率P=Wt=0.02kW·h160 h=1.2 kW=1 200 W。
4. 答案 (1)4 A (2)55 Ω (3)600 W
解析 (1)由表中数据知,足浴盆的额定加热功率P=880 W,由P=UI可得,额定加热电流I=PU=880W220V=4 A;
(2)由电路图知,S接b时只有R1接入电路中,电路中电阻较小,电源电压一定,由P=U2R可知,此时电路的功率较大,为加热状态;S接a时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态。由I=UR可得:R1=UI=220V4A=55 Ω;
(3)由图乙可知,电能表上标有600 r/(kW·h),600 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘就转过600 r,则转盘转过12转时,足浴盆消耗的电能:W=12r600r/(kW·h)=0.02 kW·h,此时足浴盆加热的实际电功率:P'=Wt=0.02kW·h260 h=0.6 kW=600 W。
有关有挡位的电热器的电功或电功率的计算
5. 答案 (1)5 A (2)880 W
解析 (1)由图乙知,加热挡的功率为P加热=1.1 kW=1 100 W,根据P=UI知,电饭锅处于加热挡时的工作电流为:I加热=P加热U=1 100W220V=5 A;
(2)当开关S、S0闭合时,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,根据P=U2R可知,电饭锅的总功率最大,此时为加热状态;当只闭合开关S时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于保温状态;当R1、R2均正常工作时,为加热状态,R2的电功率为P2=U2R2=(220V)2220Ω=220 W,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,加热时R1的电功率:P1=P加热-P2=1 100 W-220 W=880 W。
6. 答案 (1)9 A (2)880 W (3)44 Ω
解析 (1)高温挡时,R1、R2并联,根据P=UI可知,电路中的总电流:I高温=P高温U=1 980W220V=9 A;
(2)低温挡时,只有R1工作,则R1的功率:P1=U2R1=(220V)255Ω=880 W;
(3)中温挡时,只有R2工作;因R1的阻值不变,在低温挡和高温挡时两端电压不变,则R1功率相同,且高温挡时的总功率等于各电阻消耗功率之和,则中温挡的功率(R2的功率)P2=P高温-P1=1 980 W-880 W=1 100 W,则R2的阻值R2=U2P2=(220V)21 100W=44 Ω。
与比热容有关的电功或电功率的计算
7. 答案 (1)4.5 A (2)48.4 Ω (3)6.72×105 J 9×105 J
解析 (1)因为P=UI,所以通过电热水壶的电流为I=PU=1 000W220V≈4.5 A;
(2)因为P=U2R,所以加热时电热水壶的电阻为R=U2P=(220V)21 000W=48.4 Ω;
(3)水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J;因为P=Wt,所以消耗的电能为W=Pt=1 000 W×15×60 s=9×105 J。
型号
MLJY-01
额定电压
220 V
额定加热功率
880 W
额定保温功率
100 W