电功率计算题及答案

【专家解说】：有图片，复制不上，邮箱 9．（2010．莱芜）现有两个电路元件定值电阻R1和热敏电阻R2（电阻随温度改变而改变，且对温度很敏感），它们各自的电流与两端电压的关系如图甲所示．将这两个电路元件接入图乙所示的电路中，电源电压为6V．当电流表读数为70 mA时，求：（1）定值电阻R1的阻值；（2）通过热敏电阻R2的电流；（3）R2的电阻；（4）电源的总功率． 解：（1）（在图像中任意取点，进行计算例：） 查图像得当R1两端的电压U1=2V时，电流I1=20 mA=0．02A （2）通过R1的电流是 通过R2的电流为 （3）查R2的I-U关系图像得当通过R2的电流 即10 mA时U2=4V…1分 此时R2的阻值 （4）电路中的总电流为I=70 mA=0．07A 电源的总功率为 5.（2010．荆门）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，如右表所示．（水的比热容为c= 4.2×103J/(kg•℃)．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； （2）电磁炉的实际功率； （3）电磁炉烧水的效率． （ 1） （2）5min消耗的电能 或 （3） 6.（2010．金华）黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路．当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）．他在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格 为“10V，1W”． （1）照明灯正常工作时的电阻是多少？ （2）若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？ （3）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？ （1）P额=U额I额=U2额/R R= U2额/ P额=(220V)2/100W=484Ω （2）W=Pt=100W×6h=600w=0.6kWh （3）照明灯和电阻丝是串联，所以通过照明灯的电流和通过电阻丝的电流均相等 照明灯正常发光，达到额定功率 I=P照/U照=1W/10V=0.1A 串联的电阻丝电业为 U电阻=U- U照=220V-10V=210V R= U电阻/ I=210V/0.1A=2100Ω 7.（2010．温州）温州市政府计划今年内建造40个电动汽车充电桩，为温州电动汽车的进一步发展做好配 套设施建设．下表为某品牌电动汽车的部分相关数据： (1)空车时，若该电动汽车车轮与地面的总接触面积是400cm2，则该车对地面的压强是多少帕？（g取10N／kg） (2)若该车以40千米／时的速度匀速行驶2.5小时，则消耗电能多少千瓦时？ (3)该电动汽车采用铁电池供电．如图所示为铁电池与锌锰电池给相同用电器供电时的放电曲线．与锌锰电池相比较，铁电池有何特点？ （写出两点）． (1)解：P=F/S=(1600Kg×10N/Kg)/400×10-4m=4×105Pa （2）S=V.t=40km/h×2.5h=100 km W=100 km×0.12Kwh/Km=12 kWh (3) 放电时间比较长久 和放电时电压比较大会 28．(2010．桂林)小华家买了一个家用电吹风，如图甲所示．其简化电路如图乙所示，主要技术参数如右表． 请解答如下问题： （1）当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是多少？ （2）当选择开关旋至何处时，电吹风正常工作的功率最大？此时电路中的总电流是多大？ （3）当电路供电电压为200V时，电吹风电热丝的实际电功率为多大？ （计算结果保留一位小数） 解：(1)当电吹风吹冷风时，有P=W/t得： 消耗的电能：W=Pt=120W×5×60s=3.6×104J （2）当选择开关旋至B、C点时，电吹风的电功率最大 由：P=UI得 电路中的电流I=P/U=1000W/220V=4.5A （3）电热丝的额定功率：P额=1000W-120W=880W 由：P=UI和I=U/R可得： 电热丝的电阻：R热=U2/P额=（220V）2/880W=55 电热丝的实际功率：P实=U实2/R热=（200V）2/55 =727.3W 答：当电吹风吹冷风时，正常工作5min消耗的电能是3.6×104J；当选择开关旋至B、C点时，电吹风的电功率最大，此时电流为4.5A，电路中的实际电压为200V时，电吹风的实际功率为727.3W． 34．（2010．鸡西）小华家要购买一台即热式电热水器（俗称“过水热”），替换原来的箱式电热水器，它能使水温在数秒内就达到适宜温度． ⑴这种“过水热”的铭牌上注明：“220V、6000W” ．当它正常工作时，通过它的电流是多少？ ⑵鸡西市生活用电的电费为0.5元/kW•h，当地澡票价格是4元，如果他使用这种“过水热”洗澡，每次累计通电时间是10分钟．请你计算一下，他每次洗澡可节省多少元？（用水发生的费用按0.1元计算） ⑶因为“过水热”工作环境潮湿且功率大，那么在安装、使用过程中，应当注意什么呢？ （已知他家的空气开关上标有的最大额定电流是20A） ⑷最近，小华发现许多邻居在使用“太阳能”热水器．如果你是小华，那么，你是选择“太阳能”呢，还是选择“过水热”呢？说出选择的依据． 答案：（1） （2） 每次用电费用 0.5元/ kW•h ×1 kW•h =0.5元 节省费用：4元-0.5元-0.1元=3.4元 （3）为了安全，应当加装漏电保护装置（答使用三孔插座和三角插头亦可）； 要进行电路改造（答出具体改造方法，或指明用电器与原电路最大额定电流不匹配也可得分） （4）太阳能热水器清洁无污染，节能，太阳能可再生， 低碳， 比较安全；“过水热”加热比较快，使用方便，体积小节省空间，不受天气影响（“太阳能”与“过水热”二选一，理由只要合理均可得分） 22．（2010．蚌埠二中） 如图所示电路，电源电压和定值电阻RX都未知，R1是调节范围足够大的电阻箱，R2和R3 的电阻值分别是3R和6R，闭合开关S后，当电阻箱电阻值调节为R时电流表读数为 ，当电阻箱电阻值再调节为6R时电流表读数为 ． 求：⑴计算电阻箱电阻值调节为R时R3的电功率； ⑵电源电压和定值电阻RX的阻值； ⑶如果在电路中A、B两点间接入一个电压表，不断改变电阻箱的阻值，将会得到一系列电压表和电流表的读数，请在乙图的坐标系U—I中定性地画出电压表和电流表的读数所反映的图线． 22．⑴ ⑵ ⑶ （若图线能反映：①线性②减函数，没有延伸到两个坐标轴也正确）） (2010．烟台)小明同学用三个电表(电压表或电流表)、两个小灯泡、开关、导线及电源连接成如图所示的电路进行实验．闭合开关后，两灯泡均发光，小明记录的三个电表的读数为： 6V；1.5 A；0.5A． (1)画出实验电路图，并指出甲、乙、丙三个电表的读数分别是多少? (2)计算Ll的电阻和电路消耗的总功率． 解：（1）见图（电路图连接顺序要与实物图一致） 甲是电流表，示数是1.5A 乙是电流表，示数是0.5A 丙是电压表，示数是6V (2)根据欧姆定律I=U/R得 R1=U/I1=6V/0.5A=12Ω 根据P=UI得 P总＝UI=6V×1.5A=9W (2010．苏州) 在如图所示的电路中，R1=10 ，R2=20 ，闭合开关后，电流表的示数 为0．3A．求： (1)电阻R1两端的电压； (2)通过电阻R2的电流； (3)电路消耗的总功率． 解：（1）电阻R1两端的电压U=I1 R1=0.3A×10Ω=3V (2) 通过电阻R2的电流 I 2=U/ R2=3V/20Ω=0.15A (3) 电路消耗的总功率 P=UI=U(I1 + I2)= 3V×(0.3A+0.15A)=1.35W (2010．广州)某电熨斗内有R1、R2两段发热丝，其简化电路如图24，它在220V或110V电压下都能 正常工作：110V时将S打至1挡，220V时将S打至2挡，这两种情况下熨斗的电功率 均为1100W．求 （1）电熨斗正常工作5分钟消耗多少电能？ （2）电熨斗在220V电压下正常工作的电流是多大？ （3）两发热丝的电阻之比 多大？ 解：（1）由于电熨斗正常工作，故 (2)由 得， (3)由 得， 所以 （2010．嘉兴）2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯．使用LED灯比旧式灯泡节能90％，且发出光的颜色会随电压的变化而变化(见下表)．图乙是世博会的吉祥物——“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱． (1)根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是 0．036 瓦． (2)把一个LED灯接人如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5伏且保持不变，电阻R为90欧姆．闭合开关后，毫安表(比安培表更精确的电流表)的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光? (3)有一座“海宝”的质量为2.0×103千克，放在水平地面上，与地面的接触面积为0.4米’，求此“海宝”对地面的压强(取g＝10牛／千克)． 解: (2)由I＝U／R得UR＝IR＝0．02A× 90Ω＝1．8V ULED＝5V一1．8V＝3．2V 查表得LED灯发出蓝光． (3)F＝G＝mg＝2．0×103千克×10牛顿／千克＝2．0×104牛 答：(2)此时LED灯发出蓝光，(3)此“海宝”对地面的压强5×104帕． (2010．湛江)小明的奶奶住在徐闻农村，她家的楼道灯泡在深夜时很容易烧坏．为解决这一问题，小明设计了如图所示的电路，L1和L2都是“220V40W”．请回答下列问题：(设灯泡的电阻不变化，电源电压变化忽略不计) (1)乙灯泡的电阻是多少?闭合开关S和S1，L1正常发光，工作5h消耗的电能是多少? (2)断开S1，闭合S，让两灯泡都发光，深夜灯泡就不容易烧掉了，请计算此时L1两端的电压． (3)请计算两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率是多少? 解：(1)乙灯泡的电阻R=U2/P=(220V)2/40W=1210Ω L1正常工作5h消耗的电能W=Pt=0.04kW×5h=0.2 kW•h (2)断开S1，闭合S时，电流I=U/R¬总=220V/（1210Ω+1210Ω）=1/11A L1两端的电压U1=IR1=1/11A×1210Ω=110V (3)两盏灯泡都亮时电路消耗的总功率P总=UI=220V×1/11A=20W 答：略 11、（2010．泸州）太阳能电动车，它由太阳能电池提供动力，右图是它的电路简化图，光能转化为电能储存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，可通过改变调速电阻来调节电动机转速．已知太阳能电池电压为600V．请回答以下问题： （1）当调速电阻的滑片P在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为10Ω，闭合开关S，电压表示数为500V，此时电动机的电功率是多少？ （2）当调速电阻的滑片P滑到最左端时，电动机电功率达到18KW，此时电流表示数多大？ 11.解：（1）当滑片P在最右端时，电动机与调速电阻串联，电压表测得的是电动机两羰电压，调速电阻两端电压U调=U-U机=600V－500V=100V I=U调/R调=100V/10Ω=10A 电动机的电功率P= U机I=500V×10A=5kW (2)当调速电机的滑片P在最左端时，电路中只有电动机连入电路，此时电动机两端电压 U机1=U=600V 由P= U机1×I得电流表示数为：I=P/ U机1=18000W/600V=30A 答：滑片P在最右端时，电动机的电功率为5kW，滑片P滑到最左端时电流表的示数为30A 26．（2010．南京）如图所示电路，滑动变阻器上标有“50Ω lA”，电源电压恒定为6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0—3V．闭合开关S，移动滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V．求： (1)电阻R1的阻值 (2)此时滑动变阻器消耗的功率 (3)为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围 26．解：（1）R1=U1/I=2V/0.2A=10Ω （2）U2=U－U1=6V-2V=4V P2=U2I=4V×0.2A=0.8W (3)电压表示数为3V时，R1上消耗的功率最大 P1大=(U1大)2/R1=(3V)2/10Ω=0.9W 当滑动变阻器阻值最大时，R1上消耗的功率最小 电路中最小电流I小=U/R总=6V/60Ω=0.1A P1小=I最小2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W R1上允许消耗功率的范围是0.1W—0.9W 答：电阻R1的阻值是10Ω，此时滑动变阻器消耗的功率是0.8W，为保证电路安全，电阻R1上允许消耗功率的范围是0.1W—0.9W 24．(2010．上海)在图13（a）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“100Ω 2A”字样．闭合电键S后，电流表A1和A2的示数分别如图13（b）所示．求： （1）电阻R2的阻值． （2）通电10秒钟，电流通过电阻R2所做的功W2． （3）在移动变阻器R1的滑片P时，是否 存在使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好 相同的情况？如果存在，请求出此时变阻器R1 消耗的功率P1；如果不存在，请说明理由． 解：（1）I 2＝I－I 1＝1.2安－0.4安＝0.8安 R2＝U/ I2＝6伏/ 0.8安＝7.5欧 （2）W2＝U I2t＝6伏×0.8安×10秒＝48焦 （3）若电流表A1量程为0~0.6安，电流表A2量程为0~3安，则当两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同时有：I＝5 I 1 I 1＋I 2＝5 I 1 I 1＋0.8安＝5 I 1 I 1＝0.2安 P1＝U I1＝6伏×0.2安＝1.2瓦 答：电阻R2的阻值是7.5欧．电流通过电阻R2所做的功为48焦．此时变阻器R1消耗的功率为1.2瓦 18．（2010．芜湖）家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率．某同学在家中做了如下实验：他首先查看自己家的电能表，表上标有“3600R／kW•h”字样；随后他关闭了家中所有用电器，只让一只标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘3分钟转过180圈．假设电水壶的电阻保持不变，求： (1)电水壶的电阻； (2)电水壶工作时的实际电功率； (3)该同学家的实际电压． 解：(1)由P额＝U2额/R 得电水壶的电阻R=U2额＝（220V）2/1210W＝40Ω (2)t=3min=180s t时间内电水壶消耗的电能W＝180/3600＝0.5(kW•h)＝1.8×105J 电水壶的实际电功率P实＝W/t＝1.8×105/180＝1000(W) (3)该同学家的实际电压U实＝ ＝200(V) 答：电水壶的电阻是40Ω，电水壶工作时的实际电功率是1000W，该同学家的实际电压是200V． 26．（2010．潍坊）2010年，环渤海经济开发区经济建设上升为国家战略高度，我们潍坊为响应国家号召，发展低碳经济，在沿海地区建造了风力发电厂，如图所示．下表给出了不同风速下每台风力发电机的功率． (结果保留两位小数) (1)若在某时间内的风速为6m／s，一台发电机工作1小时，产生的电能可供小明家的空调(220V 5A)、电热锅(220V 40Ω)同时工作多少小时? (2)若潍坊沿海年平均风速为8m／s，50台这样的风力发电机工作一天，获得的电能相当于完全燃烧多少吨煤?(煤的热值为3×103J／kg) 答案：（1）风力发电机产生的电能：W=Pt=16KW×1h=16kWh， 空调的功率为：P1=UI=220V×5A=1100W=1.1kW， 电热过的功率： 工作时间为： （2）一天的发电量为：W=Pt=3.8×104W×50×24×3600s=1.6416×1011J， 燃烧煤的质量为：