内容正文:
第15单元 电功 电功率
四维文化
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考点1 电功及其测量
1.(2023·南充)小林家的电能表如图所示,此时电能表的读数为 kW·h,他关闭了家中的其他用电器,现用一台标有“220 V 2 000 W”的电热水壶烧水,正常工作5 min,则电能表的转盘转了 转。
4 353.6
500
【解析】电能表读数时,最后一位是小数位,读数为
4 353.6 kW·h。电热水壶烧水,正常工作5 min消耗的电能W=Pt=2 kW×h=kW·h,电能表的转盘转了kW·h×3 000 r/(kW·h)=500 r。
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2.(2023·葫芦岛)小平家5月份的电费为50元,当地电价为0.5元/度,5月末他家的电能表示数如图,5月初电能表的示数应为 kW·h。他家可以同时使用用电器的总功率不能超过 W。他单独使用电炖锅正常工作3 min,电能表转盘转过160转,则电炖锅的额定功率为 W。
1 923.6
4 400
1 600
【解析】小平家5月份消耗的电能W==100度=100 kW·h,5月初电能表的示数为W初=2 023.6 kW·h-100 kW·h=1 923.6 kW·h;由电能表的参数可知,他家接这个电能表的最大电流为20 A,则他家可以同时使用用电器的最大总功率Pmax=UI=220 V×20 A=4 400 W;(3)电炖锅正常工作3 min,消耗的电能W电炖锅==0.08 kW·h=2.88×105 J,电炖锅的额定功率P额===1 600 W。
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考点2 额定功率和实际功率
3.(2023·重庆)寒假期间,小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉(如图甲),铭牌上标有“220 V 484 W”字样,电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作,将其单独接入家庭电路中,观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120 s内闪烁了16次,忽略温度对电阻的影响。
(1)求电炉电阻丝的阻值;
(2)求检测时电炉的实际功率;
(3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10 V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率为27 W,求发热坐垫在最小功率状态下工作10 s产生的热量。
(1)100 Ω (2)400 W (3)62.5 J
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甲 乙
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【解析】(1)电炉丝的阻值为
R===100 Ω
(2)电炉丝消耗的电能
W===kW·h=4.8×104 J
电炉丝的实际功率
P===400 W
(3)电阻丝的额定电流为
I额===2.2 A
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若串联,最大功率为
P=UI额=10 V×2.2 A=22 W<27 W
所以电路为并联电路,如图:
并联后,R′最大功率
P′大=UI额=10 V×2.2 A=22 W
R0的功率为P0=27 W-22 W=5 W,定值电阻的阻值为
R0===20 Ω
R′大=R-R0=100 Ω-20 Ω=80 Ω
当R′=80 Ω时,电路功率最小,电路以最小功率工作10 s产生的热量为
Q=W=U(+)t=10 V×(+)×10 s=62.5 J
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考点3 焦耳定律及其应用
4. (2023·安徽)在某汽车尾部的挡风玻璃上,有一种电加热除雾装置,它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成,简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min,产生的总热量为 J。
3 600
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