第十四章 专训 （五) 电功率的相关计算 课件- 2024-2025学年鲁科版物理九年级上册

电功率的相关计算 专训 LK版五四 九年级上 阶段强化专题（五） 小峻家中有一个足浴盆，其部分铭牌信息如表所示，图甲为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，足浴盆的挡位不同。求： 1 型号 MLJY-01 额定电压 220V 额定加热功率 880V 额定保温功率 100W 2 (1)额定加热电流。 3 (2)R1和R2的阻值各为多少欧？ 4 (3)在用电高峰期，小峻关闭家中其他用电器，只让足浴盆通电使其处于加热状态，1min内电能表(如图乙所示)的转盘转了30 r，则足浴盆加热的实际电功率为多少瓦？ 5 如图是某款电养生壶，其铭牌的部分参数如表所示，当电养生壶正常工作时，求： 2 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1 100 W 容量 1 L (1)电养生壶正常工作时的电阻。 (2)在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量电养生壶的实际功率。电能表上标着“1200r/(kW•h)”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电养生壶接入电路中烧水，2min内电能表的转盘转了40 r。求电养生壶的实际功率。 梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计(由小量程电流表改装而成)指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示。R0为1000Ω的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流表示数为2 mA时： 3 解：由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电流表测量电路中的电流。当指针所指湿度对应电流表示数为2 mA时，电路中的电流I＝2 mA＝0.002 A，电路消耗的总功率P＝UI＝6 V×0.002 A＝0.012 W。 (1)计算电路消耗的总功率。 (2)如果空气湿度不变，求3 min内电阻R0消耗的电能。 (3)求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。 某些电阻的阻值会随温度的变化而明显改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量温度。在如图甲所示的电路中，电流表量程为0～0.6 A，电源电压恒为6 V，R滑为滑动变阻器，电阻R作为温度计的测温探头。当t≥0 ℃时，R的阻值随温度t的变化关系如图乙所示。闭合开关S后，把R放入0 ℃环境中，调节滑动变阻器R滑，使电流表指针恰好满偏，然后保持R滑的阻值不变。 4 解：由电路图可知，闭合开关S后，滑动变阻器R滑与测温探头R串联，电流表测电路中的电流。 (1)由题意可知，在0 ℃环境中电路中的电流I＝0.6 A， 则通电30 s整个电路消耗的电能W＝UIt＝6 V×0.6 A×30 s＝108 J。 (1)在0 ℃环境中通电30 s，整个电路消耗的电能是多少？ (2)滑动变阻器接入电路的电阻R滑为多大？ (3)再把测温探头R放到100 ℃环境中时，R消耗的电功率为多少？ 如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6 V，灯泡标有“2.5 V 0.5 A”字样(灯丝阻值不变)，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。 5 (1)求灯泡正常发光时的电功率； 解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。(1)灯泡正常发光时的电压为2.5 V，电流为0.5 A，则此时小灯泡消耗的电功率PL＝ULIL＝2.5 V×0.5 A＝1.25 W； (2)求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； (3)该电路设计是否有缺陷？如有，请给出解决办法。 解：电源电压6V大于灯泡的额定电压，由电路图可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻过小时，会造成灯泡两端的电压过大，损坏小灯泡；为让滑片能自由移动，且小灯泡安全工作，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡应正常发光，则电路中应串联接入一个7Ω的电阻R0。 某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中R0、R1、R2均为发热电阻，已知R1＝3 Ω，R2＝9 Ω，仅闭合S1时，加热功率P1＝24 W；仅闭合S2时，加热功率P2＝12 W，求： 6 22 (1)电源电压U及R0的电阻值； 23 (2)该装置的最大加热功率。 24 如图所示电路中，灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5 A，并且灯泡L正常发光；当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为0.25 A。求： 7 (1)电源电压； 解：当开关S1、S2均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。灯泡L正常发光，并联电路各支路两端的电压相等，根据并联电路的电压特点可知，电源电压U＝UR＝UL＝6 V； (2)定值电阻R的阻值； (3)开关S1闭合后，电路中的最小功率。 解：额定加热电流I加热＝＝＝4 A。 解：分析电路图可知，当开关S接a时，电阻R1、R2串联，此时电路为保温挡，当开关S接b时，电路中只有R2工作，此时电路为加热挡，故R2＝＝＝55 Ω；R串＝＝＝484 Ω；R1＝R串－R2＝484 Ω－55 Ω＝429 Ω。 解：1 min内消耗的电能W＝＝0.01 kW·h，通电时间t＝1 min＝ h，电功率P＝＝＝ 0.6 kW＝600 W。 解：根据P＝可得电养生壶正常工作时的电阻R＝＝＝44 Ω。 解：电能表转40 r电路消耗的电能W实＝＝kW·h＝1.2×105 J。 电养生壶的实际功率P实＝＝＝1 000 W。 解：3min内电阻R0消耗的电能W＝I2R0t＝(0.002 A)2×1000 Ω×3×60 s＝0.72 J。 解：根据欧姆定律可知此时电路的总电阻R总＝＝＝3000 Ω，根据电阻串联的特点可知湿敏电阻的阻值R＝R总－R0＝3 000 Ω－1 000 Ω＝2 000 Ω＝2 kΩ，从图乙中可知此时的空气湿度为50%，因人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%～60%，故此时人体感觉舒服。 解：把R放入0 ℃环境中时，由图乙可知，测温探头电阻R0＝2 Ω， 由I＝可得，电路的总电阻R总＝＝＝10 Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝R总－R0＝10 Ω－2 Ω＝8 Ω。 解：把测温探头R放到100 ℃环境中时，由图乙可知，测温探头电阻R＝7 Ω，此时电路中的电流I1＝＝＝＝0.4 A，R消耗的电功率PR＝I12R＝(0.4 A)2×7 Ω＝1.12 W。 解：根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压为U′＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V；滑动变阻器接入电路的电阻为R′＝＝＝7 Ω； 解：仅闭合S1时，R0、R1串联接入电路，串联电路总电阻等于各分电阻之和，加热功率P1＝＝＝24 W①，仅闭合S2时，R0、R2串联接入电路，串联电路总电阻等于各分电阻之和，加热功率P2＝＝＝12 W②，①②两式联立，解得R0＝3 Ω，U＝12 V； 解：全部开关闭合，R1、R2并联接入电路，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，由欧姆定律可得此时通过电路的电流最大，则电路的总功率最大，电路总功率等于各部分功率之和，所以该装置的最大加热功率P＝＋＝＋＝48 W＋16 W＝64 W。 解：根据灯泡铭牌数据可知灯泡正常发光时的电流为IL＝＝＝0.5 A，电流表示数为1.5 A，并联电路干路电流等于各支路的电流之和，根据并联电路的电流特点可知通过R的电流IR＝I－IL＝1.5 A－0.5 A＝1 A，根据欧姆定律可知定值电阻R＝＝＝6 Ω； 解：当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P在中点时，L和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.25 A，根据欧姆定律可知电路中总电阻R总＝＝＝24 Ω，不计温度对灯泡电阻的影响，根据欧姆定律可知灯泡的电阻RL＝＝＝12 Ω，则滑动变阻器的总电阻R滑＝2×(R总－RL)＝2×(24 Ω－12 Ω)＝24 Ω， 电源电压不变，根据P＝UI－可知电路中总电阻最大时，总功率最小，开关S1闭合后，根据串、并联电路的电阻特点可知，当S2断开，且滑动变阻器的阻值全部接入电路中时，总电阻最大，电路中的功率最小，电路中的最小功率为P小＝＝＝1 W。 $$