專題訓(xùn)練 電功、電功率和電熱的綜合計算 　 ? 類型一　與電能表有關(guān)的電功和電功率的計算 圖1 1．小華用電能表測量家里的電熱水壺的實際功率，他關(guān)閉其他用電器，僅讓電熱水壺?zé)?5 min，他家的電能表盤示數(shù)變化如圖1所示，那么15 min電熱水壺消耗的電能為____________kWh.這個電熱水壺的實際功率是________W，小華發(fā)現(xiàn)每天早晨比晚上燒開同一壺水所用的時間短，這表明晚上的實際功率比早晨________(選填“高”或“低”)． 2．某家庭用一標(biāo)有220 V的電熱水器燒水，該熱水器正常工作1 min，標(biāo)有“3000 imp/(kWh)”的電能表指示燈閃爍了50次，若此熱水器正常工作20 min可將5 kg、初溫為20 ℃的水加熱到60 ℃.求：[水的比熱容為4.2103 J/(kg℃)] (1)電熱水器的電功率． (2)電熱水器的效率． ? 類型二　與圖像有關(guān)的電學(xué)計算 3．燈泡L上標(biāo)有“6 V　6 W”的字樣，測得該燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖2甲所示．現(xiàn)把燈泡L接入如圖乙所示的電路中，若電路電壓為10 V不變，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～15 V．則下列說法正確的是(　　) 圖2 A．燈泡L正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)為6 V B．當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A時，電壓表的示數(shù)為9 V C．燈泡L的電阻值隨電壓表的示數(shù)的增大而增大 D．為了保證電路安全，整個電路消耗的最大功率為12 W 4．[xx盤錦] 如圖3所示是電路元件甲和標(biāo)有“2.5 V　1.25 W”字樣的元件乙的電流與兩端電壓關(guān)系的圖像．若把甲和乙并聯(lián)后接在電壓為2 V的電源兩端，電路的總功率是________W；若把甲和乙串聯(lián)在電源電壓為3 V的電路中，乙的實際功率是________W；若把乙和“3 V　3 W”的燈泡L(燈絲電阻不變)串聯(lián)在電源兩端，在保證電路元件安全的情況下，電源電壓最大為________V. 圖3 5．實驗桌上有一個電學(xué)元件，該器件由兩個定值電阻R1、R2并聯(lián)組成，且被封閉在一個透明的有機(jī)玻璃殼內(nèi)，如圖4甲所示．a(chǎn)、b是該元件的兩個外露接線柱，電阻R1的阻值為20 Ω，電阻R2的額定電壓為6 V．科技小組同學(xué)測得通過該元件的電流I和其兩端電壓U的數(shù)值，并繪制成如圖乙所示的圖像． (1)R2的阻值是多少？ (2)電阻R2的額定功率是多少？ 圖4 ? 類型三　與電熱器有關(guān)的電熱計算 6．[xx鄂州] 某型號電飯煲有加熱和保溫的功能，如圖5甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，當(dāng)開關(guān)S接觸點1時，該電飯煲處于________(選填“保溫”或“加熱”)狀態(tài)，圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關(guān)系圖像，則圖中陰影部分面積表示的物理量是________，其大小為________． 圖5 7．[xx廣元] 小軍家里有一款高、低溫兩擋電烤爐，他查看使用說明書，收集到一些信息如下：額定電壓220 V，低溫?fù)鯐r電功率880 W，高溫?fù)蹼姽β?980 W，電路原理圖如圖6所示，R1、R2代表兩根電熱絲，S2為溫控開關(guān)，根據(jù)上述信息，解答下列問題： 圖6 (1)在高溫?fù)跽９ぷ鲿r，電路的總電流多大？ (2)在低溫?fù)跽９ぷ?.5 h消耗多少度電能？電熱絲R1的電阻多大？ (3)若電熱絲R2燒毀了，要使電路恢復(fù)正常工作，小軍用兩根“220 V　550 W”的相同電熱絲替代R2，你認(rèn)為小軍的做法能否滿足要求(請你用計算結(jié)果回答)． 8．[xx重慶] 下表為某電烤箱的銘牌，高溫?fù)躅~定功率模糊不清．如圖7所示虛線內(nèi)是電烤箱內(nèi)部的簡化電路圖．R1和R2均為電熱絲，R2＝72.6 Ω.電烤箱開關(guān)接1時是低溫?fù)?，?時是高溫?fù)酰螅? 圖7 (1)電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0 min電流做的功． (2)R1的阻值． (3)在某用電高峰期，若家庭電路中只有電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?，發(fā)現(xiàn)標(biāo)有“3000 imp/(kWh)”的電能表的指示燈閃爍81次共用時2 min，求此時家庭電路兩端的實際電壓．  　　　　　　　　　　　　　　 1．0.3　1200　低　2． (1)3000 imp/(kWh)表示的是電路中每消耗1 kWh的電能，指示燈閃爍3000次，則指示燈閃爍50次消耗的電能： W＝ kWh＝ kWh＝3.6106 J＝6104 J，t＝1 min＝60 s， 用電器的功率：P＝＝＝1000 W. (2)水吸收的熱量：Q吸＝cmΔt＝4.2103 J/kg℃5 kg(60 ℃－20 ℃)＝8.4105 J， 由P＝可得消耗的電能：W′＝Pt′＝1000 W2060 s＝1.2106 J， 電熱水器的效率：η＝100%＝100%＝70%. 3．B　 4．1.2　0.4　4 5．(1)由該元件的電流I和其兩端電壓U的關(guān)系圖像可知：當(dāng)U＝6 V時，通過其電路I＝1.5 A， 由并聯(lián)電路的電壓特點可知此時：U＝U1＝U2＝6 V， 由歐姆定律可得，當(dāng)a、b兩端電壓為6 V時通過電阻R1的電流： I1＝＝＝0.3 A， 由并聯(lián)電路中電流特點可得，通過電阻R2的電流： I2＝I－I1＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A， 所以R2的阻值：R2＝＝＝5 Ω. (2)電阻R2的額定電功率： P＝UI2＝6 V1.2 A＝7.2 W. 6．加熱　電功　4.8105 J　7．(1)由P＝UI可得，在高溫?fù)跽９ぷ鲿r電路的總電流：I＝＝＝9 A. (2)由P＝可得，在低溫?fù)跽９ぷ?.5 h消耗的電能： W＝P低溫t＝88010－3 kW1.5 h＝1.32 kWh＝1.32度；由電路圖可知，開關(guān)S1閉合、S2斷開時，電路為R1的簡單電路，電路中的總電阻最大，由P＝UI＝可知，電路中的總功率最小，電烤爐處于低溫?fù)?，則電熱絲R1的電阻：R1＝＝＝55 Ω. (3)由電路圖可知，開關(guān)S1、S2閉合時，R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，電烤爐處于高溫?fù)?，因電路中總功率等于各用電器功率之和，所以，R2的電功率： P2＝P高溫－P低溫＝1980 W－880 W＝1100 W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， 所以，R2的阻值：R2＝＝＝44 Ω，一根“220 V　550 W”電熱絲的電阻： R＝＝＝88 Ω，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和， 所以，兩根“220 V　550 W”電熱絲并聯(lián)時的總電阻：R并＝＝＝44 Ω， 因R2＝R并，所以，用兩根“220 V　550 W”的相同電熱絲替代R2，能使電路恢復(fù)正常工作． 8．(1)由P＝可得，電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0 min電流做的功： W＝P低t＝400 W1060 s＝2.4105 J. (2)由圖可知，開關(guān)接1時，R1與R2串聯(lián)，總電阻最大，由P＝可知總功率最小，電烤箱處于低溫?fù)酰婚_關(guān)接2時，只有R1接入電路，電阻較小，由P＝可知電功率較大，電烤箱處于高溫?fù)酰幱诘蜏負(fù)鯐r，電路的總電阻：R＝＝＝121 Ω；則R1的阻值： R1＝R－R2＝121 Ω－72.6 Ω＝48.4 Ω. (3)指示燈閃爍81次，電烤箱消耗的電能：W＝81 kWh＝0.027 kWh， 工作時間：t＝2 min＝ h，則電烤箱在高溫?fù)醯膶嶋H功率：P′＝＝＝0.81 kW＝810 W；根據(jù)P＝可得，此時家庭電路兩端的實際電壓：U′＝＝＝198 V.