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1、
人教版九年級物理 專項綜合全練(八) 電功、電功率綜合計算
1. 在如圖所示的電路中,電源電壓恒為 3?V,滑動變阻器 R1,標有“20?Ω??2?A”字樣。只閉合開關(guān) S,電流表示數(shù)為 0.3?A。
(1) 求電流在 10?s 內(nèi)通過電阻 R2 所做的功。
(2) 再閉合開關(guān) S1,移動滑動變阻器滑片 P,使 R1 和 R2 消耗的總功率最小,求此最小總功率 P最小。
2. 如圖所示,電源電壓為 6?V,兩個定值電阻 R1=100?Ω,R2=300?Ω,請計算:
(1) 只閉合 S2 時,電路中的電流。
(2) S1 斷開,S2 、 S3 閉合時
2、,通電 5?min 電路消耗的電能。
(3) S2 斷開,S1 、 S3 閉合時,該電路的總功率。
3. 小李想測一電爐的功率,他找來了圖所示的電能表和一鐘表,將電爐單獨跟電能表連接后接入家庭電路,觀察到電爐工作時每 1 分鐘電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 12?r。則:
(1) 該電能表工作時,電路接入的總功率不能超過多少?
(2) 電爐工作時每 1 分鐘消耗多少電能?
(3) 測得電爐的電功率是多少?
4. 小明家中新買了一個足浴盆,圖甲為足浴盆的工作電路,其部分銘牌信息如表所示,R1 、 R2 為加熱電阻,當開關(guān) S 分別接 a 、 b 觸點時,足浴盆的擋位不同。求:
3、
型號MLJY?01額定電壓220?V額定加熱功率880?W額定保溫功率100?W
(1) 該足浴盆額定加熱電流多大?
(2) 加熱電阻 R1 的阻值為多少?
(3) 一次小明關(guān)閉家中其他用電器,只讓足浴盆通電使其處于加熱狀態(tài),2?min 電能表(如圖乙所示)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了 12 轉(zhuǎn),則足浴盆加熱的實際電功率為多少?
5. 某智能電飯鍋具有加熱和保溫兩擋,額定電壓為 220?V,其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示,開關(guān) S0 為溫控自動開關(guān),R1 、 R2 為阻值不變的電熱絲,已知 R2=220?Ω。某次電飯鍋在額定電壓下工作的電功率與時間的關(guān)系圖象如圖乙所示,求:
(1)
4、 電飯鍋處于加熱擋時的工作電流。
(2) 當 R1 、 R2 均正常工作時,R1 的電功率。
6. 某電熨斗的簡化電路如圖所示,R1 、 R2 為電熱絲且阻值保持不變。R1 的阻值是 55?Ω,電源電壓是 220?V。只閉合 S1 為低溫擋;只閉合 S2 為中溫擋;S1 、 S2 都閉合為高溫擋,高溫擋的電功率是 1980?W。
(1) 在高溫擋工作時,電路中的總電流是多少?
(2) 在低溫擋工作時,R1 的功率是多少?
(3) 在中溫擋工作時,R2 的阻值是多少?
7. 某電熱水壺在電源電壓為 220?V 的電路中,功率為 1000?W [ c水=4.2×10
5、3?J/(kg?°C) ]。求:
(1) 流過電熱水壺的電流。
(2) 加熱時電熱水壺的電阻。
(3) 將質(zhì)量是 2?kg 的水從 20°C 加熱到 100°C,所用時間為 15?min,壺內(nèi)水所吸收的熱量是多少?此過程消耗的電能是多少?
答案
1. 【答案】
(1) 9?J
(2) 1.35?W
【解析】
(1) 只閉合開關(guān) S,只有電阻 R2 接入電路,電流表測量電路中的電流,此時電流在 10?s 內(nèi)通過電阻 R2 所做的功:W=UI2t=3?V×0.3?A×10?s=9?J。
(2) 同時閉合開關(guān) S 、 S1,此時 R1 和 R2 并聯(lián),當滑
6、動變阻器接入電路的電阻為最大值時,總電阻最大,總功率最小。
由 I=UR 可得,通過 R1 的最小電流 I1=UR1=3?V20?Ω=0.15?A,因并聯(lián)電路各支路互不影響,且干路電流等于各支路電流之和,所以干路電流 I=I1+I2=0.15?A+0.3?A=0.45?A,電路最小功率 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) 只閉合 S2 時,R1 與 R2 串聯(lián),串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,電路總電阻 R=R1+R2=100?Ω+300?
7、Ω=400?Ω,由歐姆定律可得 I=UR=6?V400?Ω=0.015?A。
(2) S1 斷開,S2 、 S3 閉合時,電路中只有 R1,通電 5?min 電路消耗的電能 W=U2R1t=(6?V)2100?Ω×5×60?s=108?J。
(3) S2 斷開,S1 、 S3 閉合時,兩個定值電阻 R1 和 R2 并聯(lián)在電路中,
通過電阻 R1 的電流 I1=UR1=6?V100?Ω=0.06?A
通過電阻 R2 的電流 I2=UR2=6?V300?Ω=0.02?A
電路總電流為 I總=I1+I2=0.06?A+0.02?A=0.08?A
該電路的總功率 P=UI總=
8、6?V×0.08?A=0.48?W。
3. 【答案】
(1) 4400?W
(2) 7.2×104?J
(3) 1200?W
【解析】
(1) 電能表允許接的用電器的最大電功率為:P最大=UI最大=220?V×20?A=4400?W。
(2) 電爐工作時每 1 分鐘消耗電能:W=12?r600?r/(kW?h)=0.02?kW?h=7.2×104?J。
(3) 電爐的電功率 P=Wt=0.02?kW?h160?h=1.2?kW=1200?W。
4. 【答案】
(1) 4?A
(2) 55?Ω
(3) 600?W
【
9、解析】
(1) 由表中數(shù)據(jù)知,足浴盆的額定加熱功率 P=880?W,由 P=UI 可得,額定加熱電流 I=PU=880?W220?V=4?A。
(2) 由電路圖知,S 接 b 時只有 R1 接入電路中,電路中電阻較小,電源電壓一定,由 P=U2R 可知,此時電路的功率較大,為加熱狀態(tài);S 接 a 時兩電阻串聯(lián),電路中電阻較大,功率較小,為保溫狀態(tài)。由 I=UR,可得:R1=UI=220?V4?A=55?Ω。
(3) 由圖乙可知,電能表上標有 600?r/(kW?h),600?r/(kW?h) 表示每消耗 1?kW?h 的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過 600?r,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 12 轉(zhuǎn)時,
10、足浴盆消耗的電能:W=12?r600?r/(kW?h)=0.02?kW?h,此時足浴盆加熱的實際電功率:P?=Wt=0.02?kW?h260?h=0.6?kW=600?W。
5. 【答案】
(1) 5?A
(2) 880?W
【解析】
(1) 由圖乙知,加熱擋的功率為 P加熱=1.1?kW=1100?W,根據(jù) P=UI 知,電飯鍋處于加熱擋時的工作電流為:I加熱=P加熱U=1100?W220?V=5?A。
(2) 當開關(guān) S 、 S0 閉合時,R1 與 R2 并聯(lián),電路中的總電阻最小,根據(jù) P=U2R 可知,電飯鍋的總功率最大,此時為加熱狀態(tài);當只閉合開關(guān) S
11、 時,電路為 R2 的簡單電路,電飯鍋處于保溫狀態(tài);當 R1 、 R2 均正常工作時,為加熱狀態(tài),R2 的電功率為 P2=U2R2=(220?V)2220?Ω=220?W,因電路的總功率等于各用電器功率之和,所以,加熱時 R1 的電功率:P1=P加熱?P2=1100?W?220?W=880?W。
6. 【答案】
(1) 9?A
(2) 880?W
(3) 44?Ω
【解析】
(1) 高溫擋時,R1 、 R2 并聯(lián),根據(jù) P=UI 可知,電路中的總電流:I高溫=P高溫U=1980?W220?V=9?A。
(2) 低溫擋時,只有 R1 工作,則 R1 的功
12、率:P1=U2R1=(220?V)255?Ω=880?W。
(3) 中溫擋時,只有 R2 工作;因 R1 的阻值不變,在低溫擋和高溫擋時兩端電壓不變,則 R1 功率相同,且高溫擋時的總功率等于各電阻消耗功率之和,則中溫擋的功率(R2 的功率)P2=P高溫?P1=1980?W?880?W=1100?W,則 R2 的阻值 R2=U2P2=(220?V)21100?W=44?Ω。
7. 【答案】
(1) 4.5?A
(2) 48.4?Ω
(3) 6.72×105?J;9×105?J
【解析】
(1) 因為 P=UI,所以通過電熱水壺的電流為 I=PU=1000?W220?V≈4.5?A。
(2) 因為 P=U2R,所以加熱時電熱水壺的電阻為 R=U2P=(220?V)21000?W=48.4?Ω。
(3) 水吸收的熱量為 Q吸=c水mΔt=4.2×103?J/(kg?°C)×2?kg×(100°C?20°C)=6.72×105?J;
因為 P=Wt,所以消耗的電能為 W=Pt=1000?W×15×60?s=9×105?J。