电功、电功率计算题.doc

四）电功、电功率计算题
五、计算题（2）：
1．（04福建泉州）（7分）小明家的太阳能热水器，可以贮水100㎏，天气好时，吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高；阴雨天可用电辅助加热，它的电加热棒的额定电压是220V，额定功率是2000W。
⑴若在阳光的照射下，100㎏的水温从20℃上升到50℃，吸收太阳的热量是多少？（水的比热c＝4.2×103J/㎏·℃）
⑵若在阴雨天仅用电热加热棒在额定电压下将这些水加热，使之升高相同的温度，需要多长的时间？（假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能）
⑶实际上用电加热时间需要2h，请你写出产生这种现象的两个原因。
解：

2．（04湖北宜昌）（综合题）图11所示是某种型号电冰箱的外观图，下表是该冰箱的主要技术参数，请你回答下列问题：

总有效容积（L）
200
冷冻室有效容积（L）
49
总输入功率（W）
100
冷冻能力（（kg/24h）
3.0
耗电量（kw·h/24h）
0.59
制冷剂
R600a58g
外型尺寸（mm）
554×561×1499
重量（kg）
60
气候类型
ST×SN×N

(1)依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机—天的工作时间。该电冰箱正常工作一个月(按30天计算)耗电多少度?
2)电冰箱有四个脚，每个脚与地面的接触面积为250mm2，若冰箱内现有食物的质量为 10kg，求电冰箱对水平地面的压强。(g取10N／kg)
(3)电冰箱在运输和放置时对倾斜程度有一定的要求，请你自己设计—种方法来检查电冰箱是否倾斜。要求画图并说明其操作方法。

3．（04河北综合）电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。小明将一把标有“220V 55W”的电烙铁与一只灯泡（灯丝在预热状态下的电阻为495Ω）连接成如图17所示的电路。断开S，电烙铁处于预热状态；闭合S，电烙铁很快达到焊接温度。
求：（1）预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？
（2）预热状态下整个电路消耗的功率是电烙铁 正常工作时消耗功率的百分之几？

4．（04芜湖）小欣家的电冰箱功率是0.2kW。双休日全家外出的两整天里，只有电冰箱在自动间歇工作。这两天前后，电能表示数如图所示。则这两天时间内，电冰箱消耗的电能是多少？实际工作时间是多长？

5．（04天津）（6分）在一把质量为500g的铝质电热水壶中，装有2kg水，用这把电水壶把20℃的水加热到100℃，若该电水壶的热效率为80％，问烧开这壶水需要消耗多少电能？〔已知C铝＝0.88×103J/（kg·℃），C水＝4.2×103J/kg·℃)〕

7．（04沈阳）（4分）下表是盛京牌快速电热水壶上的铭牌，若在用电高峰时，实际电压为200V的情况下，电热水壶5min可产生多少焦耳的热量？

 8．（04重庆北碚）有一只电饭锅接在正常的家庭电路上使用时额定功率是1000W。在某次煮饭过程中家庭电路的实际电压只有198V，设电饭锅的电阻不变。
求：⑴ 这次煮饭过程中，电饭锅消耗的实际功率是多少？
⑵ 如果这次煮饭实际通电时间是30min，在家庭电路电压正常的情况下，煮同样多的饭需要通电多少时间？（假设煮饭需要吸收的热量不变）

9．（04沈阳）（8分）如图所示，电源电压保持不变，灯L1和L2上分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样，灯L3上标有“12V”，其它字迹模糊不清。当断开S1，闭合S、S2时，其中一盏灯能长时间保持正常发光；当断开S2，闭合S、S1时，电流表的示数为0.3A，求电源电压和灯L3的额定功率。

10．（04黑龙江）日本朋友送给小红的爸爸两个电热水壶，规格分别为“110Ｖ500Ｗ”和“110Ｖ100Ｗ”，但都不能单独接在我国的家庭电路中使用。小红想：既然两个用电器的额定电压均为110Ｖ，那么把它们串联起来再接到家庭中就可以使用了。
（1） （1）       小红的办法是否行？为什么？
（2） （2）       如果要单独正常使用“110Ｖ500Ｗ”的电热水壶，怎么办？

 11．（04黑龙江）下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长。当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到　的太阳辐射能约为1.0×103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中……
恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积（Ｖ）　　　　　　　　　100Ｌ
集热管的采光面积（Ｓ）　　　　1.5m2
效率（η　　）　　　　　　　　40％
使用年限（τ　　）　　　　　　15年
（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
（2）对比效率为80％的电热水器，小明家每天可节约多少电能？

12．（04北京）在图25所示的电路中，电源电压为220V；R1、R2、R3为定值电阻，但是它们的具体电阻数值都没有标注，知道它们电阻的可能值是44Ω、88Ω、176Ω或220Ω。闭合开关S,在断开S1、S2与闭合S1、S2两种状态下，电流表的示数之比为1：lO。电路消耗电功率有四种可能的情况，其中消耗电功率的最大值是1100W。求：
(1)R2的电阻值。
(2)在开关S闭合，S1、S2断开的状态下，电压表示数可能的值各是多少?

13．（04北京朝阳区）如图所示电路，电源电压保持不变．灯L上标有“6V　3W”字样，它的电阻不随温度变化．闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置M时，电压表的示数为，滑动变阻器的功率为，灯L与电阻的电功率之比为1∶2；当滑动变阻器的滑片P滑到另一位置N时，电压表的示数为，滑动变阻器的功率为，且、．求：滑动变阻器滑片P在M、N之间滑动时滑动变阻器的阻值变化范围．（5分）

14．（04安徽）学习了电学和热学知识后，小华通过实验得知：用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费。用煤气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ．℃）。
（1）如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/kg。则需花费多少钱？
（2）如果某地区可以同时提供电、煤气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由。

15．（04锦州）右表是小明家新买的电冰箱铭牌上的部分数据.小明所在地区每度电按0.4元收费，正常使用这台电冰箱30天，消耗的电能是多少焦？应付的电费是多少元？
冷冻室容积
86L
冷藏室容积
120L
额定电压
～220V
额定频率
50Hz
输入总功率
125W
耗电量
0.55kw·h/24h

16．（04锦州）如图所示电路，电源电压和灯丝电阻均保持不变，R2=40Ω.当P置于B端时，电压表示数为2V，R1两端电压与R2两端电压之比为2：1，5min内R2产生的热量为480J；当P滑到A端时，L正常发光.求：
　　(1)电源电压；
　　(2)R1的阻值；
(3)L的额定功率.

 18． （04梅州）把质量为2kg的一壶水从20OC加热到100OC，求
（1）水吸收的热量是多少？[C水=4.2*103J/(kg.OC)]
(2)标有“220V 1200W”的电热器在额定电压下工作10min，产生的热量是多少？这些热量可把这壶水的温度从20OC提高到多少摄氏度（不计壶吸收热量和热损失）

19．（04梅州）如图所示，滑动变阻器阻值变化范围是0—24欧，当P在滑动变阻器中点，S1闭合，S2与触点1接触时，灯L正常发光，电流表示数2A；当S1断开，S2与触点2接触时，滑处P移到b点时，电压表示数为8V，求灯泡L的额定功率（灯丝电阻不变，且不超过15欧）

20．（04山西）如图所示电源电压不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，当S1、S2都断开时，滑片P从b端滑到某一位置c时，滑动变阻器R的电阻减小6Ω，电流表示数变化了0.1 A，灯泡恰好正常发光，保持滑片位置不变，闭合S1、S2，电流表示数又变化了1.5A。（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流（2）电源电压（3）当S1、S2都闭合时，调节滑片P，电路消耗的总功率的最小值。

21．（04江苏宿迁）如图电路中，电源电压不变。电阻R = 6，开关S闭合后，电流表示数为2A。求；
⑴．电源电压；
⑵．电阻R消耗的功率；
⑶．若在原电路中电阻R两端并联一个电阻R1，为使电阻R1消耗的功率为6W，电阻R1的值；
⑷．若在原电路中串联一个电阻R2，为使电阻R2消耗的功率也为6W，电阻R2的值。

A

R

S

22．（04广西桂林）如图16所示电路，电源电压不变，灯L的额定电压为6V(设灯泡工作时灯丝电阻不变)，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．当开关S闭合，调节滑动变阻器滑片P处于中点位置时，灯L刚好正常发光；当滑片P滑到变阻器最大阻值位置时，测量灯两端电压为4V．求：
(1)电源电压和灯L的额定功率．
(2)当变阻器连入电路的阻值为最大值时，电流通过它3min所产生的热量．

23．（04广州课程标准）如图4所示电路中，电源电压为16V，小灯泡上虽标有规格，但除了“12V”字样以外其余均看不清楚。开关S闭合后，调节变阻器的滑片P，使小灯泡恰能正常发光。此时电流表的示数为0.8A，假设小灯泡电阻保持不变，求：

⑴、小灯泡正常发光时的电阻值。
⑵再调节变阻器的滑片P，当电流表的示数为0.6A时，小灯泡的电功率是多少？

 24．（04佛山）在家用电器中，有许多电器的电功率是不相同的，下表列出了小明家的部分家用电器的电功率．

家用电器的额定功率
电器
电功率
电器
电功率
电器
电功率
空调
1000W
电熨斗
500W
电冰箱
100W
微波炉
1000W
洗衣机
500W
电扇
100W
电热水壶
1000W
电视机
200W
手电筒
0.5W
抽油烟机
800W
电子计算机
200W
计算器
0.5mW

小明在开着空调的房间里使用电子计算机，而且电热水壶在烧开水，如果家里只有这几种电器（各一件）在正常工作，在这种情况下，请你计算：
(1) 电路的总功率和总电流各是多少？
（2）如果平均每天使用3h，一个月（按30天计算）用电多少千瓦时？
25．（04福州）（5分）洪山乡温泉村的温泉公园澡堂日用温泉为300t，水温平均75℃，人们使用后的废水温度平均为35℃。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）该澡堂一天所用的温泉向外放出的热量是多少焦耳？
（2）这些热量如果是用电热水器来加热需耗电多少千瓦时？

26．（04福州）（7分）图29所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，电流表示数为0.5A，电压表V1的示数为3V。当把滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表示数变为0.3A。求：
（1）电压表V2的示数；
（2）电阻R1的电阻值；
（3）滑动变阻器的最大电阻；
（4）滑片移到最右端时，V1的示数及此时电路消耗的总功率。

解:
（1）V2的示数即为电源的电压 U ＝ 4.5V ………………………………（1分）
（2）U 1＝U－U 2＝4.5V－ 3V＝1.5V ………………………………（1分）
R1＝U 1／I＝1.5V／0.5A＝3Ω ……………………………………（1分）
（3）滑片移到最右端时电路总电阻 R＝U／I’＝4.5V／0.3A＝15Ω …………（1分）
滑动变阻器的最大电阻 R2m＝R－R1＝15Ω－3Ω＝12Ω ………………（1分）
（4）滑片移到最右端时，V1的示数 ……（1分）
此时电路消耗的总功率 ……………（1分）

额定容积/L
60
额定功率/kW
1.2
额定电压/V
220
净重/㎏
25
水温调节范围/℃
10-70
27．(04大连B)小王家电能表上标有“220V　10A”字样，他家原有电器的总功率是1500W。最近新买了一个电热水器，铭牌上部分数据如下表所示。（计算结果保留小数点后两位小数）
试求：（1）电热水器的额定电流是多少安培？
（2）电热水器正常工作时的电阻是多少欧姆？
（3）将电热水器接入家庭电路后，通过计算回答他家的用电器能否同时使用？
解：（1）根据P＝UI求得热水器的额定电流：I1＝
（2）由I＝
热水器正常工作的电阻R＝≈40.37
（3）原有用电器同时工作时电路中的电流I2＝≈6.82A
家庭电路中各用电器是并联电路中同时工作，总电流：I＝I1＋I2＝5.45A+6.82A=12.27A
∵I=12.27A＞10A 　所以不行。

28．（04太原）在图15所示的电路中．电源电压和灯泡电阻不变，电阻 R1 = 12Ω，灯 L标有“6V 12w”的字样，电流表量程为 0~3A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R2上标有“2．5A”的字样．
(1) 只闭合S时，电流表的示数为0.6A，求电源电压；
（2）当闭会S1、S2 和S3 并将滑片P移到b端时，电流表的示数为1.2A，求滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）只闭合S2时，求电路总功率的最大值．

29．（04太原）图16是SD-6全自动豆浆机的结构示惹图．

下表是铭牌．

制浆过程：先将烛泡好的黄豆装入滤杯内，再往制浆杯内加人1000mL的水．
第一步 加热 接通电源，加热管开始加热，加热6min杯内水温升至80℃；
第二步 打浆 加热停止，电机开始打浆。按工作ls停8s方式循环，经1.2min停止；
第三步 再加热 打浆结束后，加热管继续加热，加热3min豆浆由8℃升温至100℃．
根据以上信息计算：
(1) 在“第三步再加热”的过程中，豆浆吸收的热量（设豆浆与水的比热容相等）；
（2）豆浆机在’‘加热——打浆——再加热”的全过程中．共消耗的电能．

30．（04北京东城区）（4分）一只标有“220V 88V”的电热器，接在家庭电路中使用10min．求：
（1）电热器的电阻是多少欧？
（2）通过电热器的电流是多少安？
（3）在10min内电流所做的功是多少焦？
（4）在10min内电热器放出的热量是多少焦？

解：
（1）……………………………………1分
（2）…………………………………………1分
（3）…………………………1分
（4）………………………1分
31．（04北京东城区）（4分）在图15所示的电路中，小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，求：
（1）当开关、闭合，断开时，灯L恰能正常发光，电流表的示数为2.5V，求电阻R的阻值？
（2）若电源电压保持不变，当开关、断开，闭合时，经过50s的时间，电流通过灯L所做的功是多少？
（3）当开关、断开，闭合时，要使灯L也能正常发光，此时电源电压应改为多少？
解：

（1）由甲图可得
　　　　　…………1分
∵
∴………………………………………………1分
（2）由乙图可得：∵
∴……………………1分
（3）由丙图可得：∵
∴…………………………1分

32．（04北京丰台区）在如图15所示的电路中，滑动变阻器的最大电阻是60欧，开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P滑到中点位置时，标有“0.4W”字样的灯泡E恰好正常发光，电压表的读数为3伏，灯泡E的额定电压是多少伏？当滑动变阻器的滑片P滑到下端B时，此时灯泡的实际功率是多少瓦？（4分）
解：当片P处于中点位置时， ，则
………………1分
串联电路的电流处处相等， ， …………1分

电源电压
当滑片P滑到下端B时，
…………1分
因为是串联电路：
灯泡的实际功率为 ……………1分
说明：用其他方法计算，只要正确同样给分；不写单位或单位错误只扣1分。
33．（04海淀区）图30甲是一种电暖水瓶的电路原理示意思，E1、E2是两个指示灯，1、4和2、3是两个触点开关。触点开关由手动绝缘杠杆控制闭合，由永久磁铁和感温软磁体等组成（如图30乙所示）的装置控制断开。电热丝R的阻值为88欧，R1的阻值 为2112欧，R2的阻值为352欧。指示灯E1、E2的电阻很小，计算中可忽略不计（设家庭电路电压220V恒定不变，电热丝R用电阻R1、R2的阻值不随温度变化）

请表根据上面的叙述解答问题：（1）将插销插入家庭电路的插座，不按动绝缘杠杆，哪个指示灯亮（2）计算电暖水瓶在加热状态时电热丝R的功率是保温电热丝R功率的多少倍？
解：

34．（04海淀区）图31所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“12V，9W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3米2，平均1小时内得到太阳辐射能约为0.4*106焦，太阳光照一天（不考虑天气影响，以8小时计算）恰好可供电子节能灯工作10小时。请解答下列问题（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？（2）40瓦的白炽灯与这种9瓦的电子节能灯的发光效果相当，请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用之种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作10小时，一年按365天计算）

解：

六、简答与综合题：
35．(04大连B)（综合题）小刚家电热毯的电阻线断了，他爸爸将电阻线接上后继续使用，在使用中发现接头处烧焦了。请你用学过的物理知识解释烧焦的原因。
把电阻线断处接上后，由于接触不良使接触处的电阻增大（或接触处形成大电阻），相同时间内电流通过该点产生的热量多，使得接点的温度很高，使接头处被烧焦了。
36．（04黑龙江）（简答题）国家为解决”三农”问题,大规模进行了农村电网改造,使得农民家中的灯泡变亮了,村里的电机正常工作了,农业生产力水平提高了.这项改造的内容之一就是把原来较细的电线换成较粗的电线.请你分析农民家中灯泡变亮的原因.(要求有分析过程)

导线长度不变，导线变粗，导线电阻变小，导线上分得电压变小，灯泡两端电压变大。根据P＝可知，灯的实际功率变大。
37．（04湖北宜昌）（综合题）小强家新买了—只电热水壶(图10)，他想利用身边的一些器材来测定电热水壶的热效率(即电能转化为水的内能的效率)。
(1)请你帮他设计出测量方案。要求：写出所要测量的
物理量、所需器材以及计算热效率η的表达式。
(2)请你对提高电热水壶的热效率提出两条改进措施。

38．（04武汉）武汉市“两江四岸”（长江、汉江）亮化工程已初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将我市装扮得绚丽多彩，如图所示。小明和小婷为了探究小彩灯的发光情况，他们通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”字样。

（1）要使这些小彩灯正常发光，应将　　88　　个这样的小彩灯　串　联在家庭电路的供电线路上（填“串”或“并”）。
（2）他们发现，当其中的一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并接有一不发光的电阻R2，如图所示。关于R1 与R2的大小，小明和小婷发生了争论：

小婷认为R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过。当灯丝R1断了，电路电压将击穿绝缘层，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比　　变亮　（填“不变”、“变亮”或“变暗”），原因是电路中的电流　　变大　　　，灯丝R1的实际功率　　变大　（填“不变”、“变大”或“变小”）。
小明则认为R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R2使电路导通，其余小彩灯还能发光，其亮度与原来相比　变暗　　（填“不变”“变亮”或“变暗”）。设R2＝15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光。试经过计算说明，最多允许多少盏小彩灯的灯丝R1断去，其余的小彩灯还能发光？略

39．（04福建泉州）（简答题）一个灯泡的灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，接在原电路上，灯泡会变亮还是变暗？为什么？
答：灯泡变亮。
灯丝长度减小，电阻减小，在电压一定时，电功率变大，所以更亮。

40．（04温州自然）（简答题）某同学为了研究“通电导体放出的热量与电阻的关系”，做了如图所示的实验。由图可知，电阻丝甲与乙是 串 联连接的。
R甲>R乙，通电一段时间后， 甲 瓶中的玻璃管液面高一些。利用该实验装置，还能研究的一个问题是 通电导体放出的热量与电流的关系（或者与通电时间的关系） 。

41．（04宁夏）（应用）(5分)小刚家有一个电炉，他发现换了一根较细的电炉电源线后，这段导线常常发烫，同时还散发出塑料烧焦的气味．请你简要解释这种现象．
在其他条件相同的情况下，换用较细电炉电源线后，电炉电源线的电阻增大，根据焦耳定律可知，电炉电源线上产生热量增多，它就会发烫．
对学生文字不作过高要求，只要说出要点，整体上说理清楚即可得分．

42．（04河北鹿泉实验区）小明同学在学习物理知识的过程中，对生活中的一些现象产生了新的认识。为了与同学们交流，他设计了如下表格，请你帮他在下表的空格内填上合适的现象或物理知识。
现 象
物 理 知 识
电流通过导体时，导体会发热
电流的热效应
冰冻的衣服变干了
③升华
①塑料吸盘挂钩
大气压的存在
水中倒影
④光的反射
②用力踢球，球由静止变为运动
力可以改变物体的运动状态