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专项练习:电功率的计算
一、选择题
1.今年入春以来,某市降水偏少,干旱较为严重。小华家利用晚上时间浇灌麦田,为了照明,他用长导线将电从家中接到田间,所接灯泡型号为220V100W,通电后,发现该灯泡明显比家中相同型号的灯泡暗。他用电流表测得导线中的电流为0.4A,则下列说法正确的是(灯泡电阻不变)( )
A.灯泡的实际功率为100W B.灯泡的实际功率为88W
C.导线的发热功率为10.56W D.导线的发热功率为12W
2.如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大 B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大 D.电路的总功率变小
3.标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是 D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
4.如图所示是牛顿小组自制的测量肺活量装置的电路图。现将一个由电表改装为测量肺活量大小的仪表接入电路。闭合开关后,若肺活量越大,气球胀得越大,电表示数越大,电源电压恒定。下列说法中正确的是( )
A.电表为电压表且与滑动变阻器R2并联 B.电表为电流表且与电阻R1并联
C.肺活量越大,电路中的电流越大 D.肺活量越大,电路总功率不变
5.如图甲所示是小灯泡L的I-U图像,其额定电压为3V,将小灯泡接入图乙所示的电源电压恒定的电路中,将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移至中点时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.小灯泡L的电阻随温度的升高而减小
B.小灯泡正常发光时的电阻为1.5Ω
C.电源电压为6V
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为3.75W
6.图甲是一种温控器的电路图,电源电压恒为12V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻阻值为10Ω,是温度传感器,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,说明此时温度变低
B.当环境温度为40℃时,电路中的电流为0.3A
C.电路最大总功率为8W
D.在电路安全的情况下,温控器达到最高温度时,工作10s内消耗的电能是36J
7.如图甲所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关,将滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯泡正常发光的位置,电流表示数与电压表示数的关系如图乙所示,A、B两点的电功率PA∶PB=1∶8。则下列说法正确的是( )
A.滑片向左移动时,电压表V1的示数变小
B.图乙中的曲线①表示灯泡的电流随电压变化关系
C.电源电压为9V
D.电路消耗的最大电功率为4.8W
8.图所示的是某型号电暖气的简化电路图,其中、为加热电阻丝,,。该电暖气工作时分高、中、低三挡,其铭牌如表格所示。下列说法中正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1980W
中温挡
1100W
低温挡
880W
A.使用“低温挡”正常工作,只需要闭合S2
B.电暖气在“中温挡”正常工作时,接入电路的电阻丝阻值为55Ω
C.电暖气在“高温挡”正常工作5分钟,电路产生的热量为
D.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5∶4
二、填空题
9.小明一家外出旅游,出门前,家里的电能表的示数如图所示;旅游回来,电能表示数变为791.5kW·h,则这段时间内家里消耗的电能是 kW·h。小明关闭家里其它所有用电器,只打开空调,观察电能表转盘在1min内刚好转动了50转,则空调的功率是 W。
10.小明再测量灯泡电阻实验中得到了如图曲线,灯丝电阻改变的原因是 。如果将这个小灯泡与一个10欧的定值电阻串联接入8V的电源中,则此时电路的总功率为 W。
11.现有规格为“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两电灯(不考虑温度对灯丝电阻的影响),串联时 灯较亮,并联时电路两端总电压最大是 V。
12.定值电阻R和小灯泡L中的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示,在图乙所示的电路中,电源电压为4.5V,闭合开关S,电阻R的阻值是 Ω;通电60s电路消耗的电能是 J,小灯泡L消耗的电功率是 W。
13.如图所示电源电压恒定,,只闭合开关时,电路消耗的总功率为;开关都闭合时,电路消耗的总功率为;若把开关与电源的位置对换后,闭合所有开关,电路消耗总功率为,则: ;: 。
14.如图所示,电源电压不变,定值电阻,电流表量程为,小灯泡标有“”字样不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关闭合,、断开,滑动变阻器的滑片从端滑动到某一位置时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小了,电流表示数变化了,此时小灯泡恰好正常发光。则电源电压为 ,当开关、、都闭合时,调节滑片,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器的最大功率是 。
三、计算题
15.如图所示,小灯泡L标有“;”的字样。闭合开关,小灯泡正常发光,电流表的示数为,求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)通过定值电阻的电流;
(3)定值电阻消耗的电功率。
16.如图所示电源电压6V保持不变,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样。在保证电路中原件安全的情况下。求:
(1)滑动变阻器的变化范围;
(2)在此范围内电阻的功率变化范围。
17.小文家新买的电火锅内部电路如图甲所示,其主要由保险装置和加热装置组成(不计保险装置的电阻),加热装置由电阻丝R1和R2组成,通过控制开关S1和S2的状态,可实现高、中、低三挡的调节,图乙是电火锅正常工作一次的“P-t”图像,其工作时先用高温挡将水烧开,再用中温挡煮熟食物,最后用低温挡保温,求:
(1)电火锅中温挡工作时,电路中的电流大小;
(2)电热丝R1的电阻值;
(3)若在标准大气压下,电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水,高温挡正常工作6min将水烧开,则该电火锅的加热效率为多少?[]
18.电梯超载时,报警器(电阻忽略不计)通过的电流超过20mA时就会自动报警,其工作原理如图甲所示。电源电压U=12V,,为力敏电阻,其阻值随压力F大小的变化如图乙所示。求:
(1)电梯正常工作时,力敏电阻的最大承受压力;
(2)电梯升级改造后承载能力增大,力敏电阻的安全承受压力提高到,当电梯正常工作时,需要调整电源电压U为多少?改造后整个电路的最大电功率为多少?
19.如图甲是巴氏低温消毒柜,它有加热和保温功能,其内部简化电路如图乙所示。R1、R2均为电热丝,加热功率为1100W,保温功率为220W。将旋钮开关转动到加热挡对酸奶加热,当温度升高到65℃时旋钮开关自动调到保温状态,使酸奶的温度维持在60℃~65℃之间。求:
(1)R1、R2的阻值是多少?
(2)消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃需要吸收多少热量?
(3)若不计热量损失,把酸奶从15℃加热到65℃需要多长时间?[取c酸奶=4×103J/(kg·℃)
参考答案
1.C
2.D
3.B
4.C
5.D
6.D
7.C
8.C
9.10;1kW
10.灯丝电阻随温度变化;4
11.乙;6
12.5;108;1
13.1:2;1:4
14.12;28.8
15.(1);(2);(3)
16.(1);(2)
17.(1)2A;(2)110Ω;(3)87.5%
18.(1);(2)10V,0.2W
19.解:(1)开关S闭合,旋钮开关接2时,电路为R2的简单电路,此时电路的电阻较小,根据
可知电路的总功率最大,消毒柜处于加热状态;由得,R2的阻值
当旋钮开关接1时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,根据
可知电路的总功率最小,消毒柜处于保温状态,电路中的总电阻
R1的阻值
R1=R-R2=220Ω-44Ω=176Ω
(2)酸奶吸收的热量:
Q吸=c酸奶m(t1-t2)=4×103 J/(kg·℃×0.22kg×(65℃-15℃)=4.4×104J
(3)若不计热量损失,需要消耗的电能
W=Q=4.4×104J
由可得,把酸奶从15℃加热到65℃需要的时间
答:(1)R1的阻值为176Ω,R2的阻值为44Ω;
(2)消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃需要吸收的热量为4.4×104J;
(3)若不计热量损失,把酸奶从15℃加热到65℃需要的时间为40s。
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