内容正文:
电功和电功率
类型一、电功公式的基本应用
类型二、电能表
类型三、电功率公式的运用
类型四、电学中的比例问题
类型五、多挡位问题
类型一、电功公式的基本应用
1.给手机充电时,是把 能转化为化学能,某手机电池总容量高达,55W快充可以在30min内快速充电80%,则充电电流为 A,充满电时电池储存的电能为 J.
2.图中R1=4Ω,R2=6Ω,把它们并联在U=3V的电路中,则R1和R2并联后的总电阻为 Ω;通电30s,电阻R1消耗的电能为 J。
3.如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图像。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A,若这6只灯泡同时工作10s,整个电路产生的热量是 J;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 Ω。
4.如图所示电路,电源电压恒定不变,电阻,.当断开时,电流表的示数为 ;当闭合时,1分钟内电流通过做的功为 ,电流在1分钟内总共做功 .
5.一台家用电视机待机状态下的电功率大约是,这表示内电流做的功是 .如果这台电视机平均每天待机,那么在待机状态下100天消耗的电能是 .
6.导体两端的电压为6V,通过导体的电流为1A,通电时间为10s,电流做功 J。
7.现有一台电动机如图所示,该电动机线圈的电阻是,当电动机两端加电压时,通过电动机线圈的电流为.则该电动机每分钟消耗 电能,做 机械功.
8.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,电阻为2Ω,电流为10A,正常工作1s消耗的电能为 产生的热量为 .
9.有一阻值为1000Ω的电阻器,通过的电流是0.2 A,它1 min内消耗的电能是 .
10.学生用的语言复读机工作电压为6V,复读机连续工作10min,电流做的功是900J,则复读机的工作电流是 A.若此复读机消耗的电能为500J,其工作的时间为 s.
11.有两个电路元件A和B,通过元件的电流与它们两端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电源 电压为3V的电路中,如图乙所示.闭合开关S,这时电路中流过元件A的电流是 A,元件B在1min内所消耗的电能是 J.
12.如图所示,电源电压为12V,标有“10V、4W”的灯泡与滑动变阻器串联接在电路中.闭合开关S后,调节滑片P使灯泡正常发光,此时灯泡的电阻为 Ω,电路中的电流为 A,2min内电路消耗的电能为 J.
13.将阻值为10 Ω的电阻接在10 V的电源上,通过它的电流是 A,通电5 min电流做的功是 J.
14.一个标有“220 V 500 W”字样的电热器,在额定电压下使用12 min,产生的热量是 J,消耗的电能是 kW·h.
15.一小灯泡发光时通过的电流为0.3 A,工作0.5 min消耗的电能为27 J,则小灯泡两端的电压是 V.
16.某灯泡接在家庭电路中正常工作时,其电流是0.13 A,若通电10 min,有 J的电能转化成了内能和 能.
17.1 kW·h的电能可供一只“220 V 40 W”的灯泡正常发光 h.小寒家的电能表标有“220 V 5 A”的字样,用这只电能表最多能让 只“220 V 60 W”的灯泡同时正常发光.
18.将两节干电池串联在一起给小灯泡供电(每节干电池的电压为1.5V),小灯泡发光时通过的电流为0.3A,则此时小灯泡的电阻为 Ω,工作3min消耗的电功为 J.
19.如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位,图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时,煎饼锅的加热功率为968W,则 Ω;处于低温挡时,煎饼锅的工作电流为1A,通电1min产生热量为 J。
类型二、电能表
20.如图所示是小明家的电能表,他家电路中可以接入用电器的最大总功率为 W。将电视机单独接入电路正常工作6min,电能表转盘转6转,电视机的功率为 W。电视机正常工作1h,消耗的电能为 J。
21.小丽仔观察了自己家的电能表,参数如图所示。她让家中某个用电器单独工作3min,发现电能表的转盘转过90转,则此用电器消耗的电能是 kW∙h,此用电器的电功率是 W。
22.某电水壶工作6min,使图示电能表的转盘转过300r,则电水壶消耗的电能为 kW·h,电功率为 W,这些电能可供一只“220 V,10 W”的节能灯正常工作 h。
23.下课后王老师去关闭微机房的总电闸时,发现如下图所示的电能表转盘在缓慢地转动,此刻电表的读数为 kWh,他利用手表估测了一下,2min转盘转动了5r,那么2min内消耗了 J电能;经检查发现,原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态则一台电脑显示器的待机功率约为 W。
24.如图所示是小明家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。小明让他家的某一用电器单独工作15min,这段时间内,电能表的转盘刚好转了300转,则这个用电器的实际功率为 W。
25.春节时小明家里也挂起了灯笼,他想测量灯笼里白炽灯泡的功率.他关掉家里其他用电器,只让这只灯泡工作,电能表(如图所示)转盘转了30圈,用了10min,这段时间灯泡消耗的电能为 kW,灯泡的实际功率为 W.为了节能,他换用亮度相当的功率是6W的LED灯,该灯工作10min,消耗的电能只为 kW.
26.小芳家中的电能表4月初的示数为, 5月初电能表如图所示,本月她家共使用了 度电.若电价为0.5元/度,她家本月应交的电费为 元,她认真观察了10min,查出电能表的转盘转过600圈,则这10min内她家的用电器消耗的电功率是 KW.
类型三、电功率公式的运用
27.如图所示电路中,R1=R2=10Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.6A,电源电压为 V;若把电流表换成电压表,电压表示数为 V;这两种情况下R2消耗的功率之比为 。
28.如图甲所示,电源电压恒定不变,R1=10 Ω,开关S闭合,电压表V的示数为6 V,电流表A的示数如图乙所示,则R2的功率为 W;通电1 min,R1产生的热量为 J.
29.标着“220V 40W”字样的电灯,其额定电压为 V,额定功率为 W,则该灯正常工作时通过灯丝的电流约是 A,灯丝的电阻是 Ω。
30.一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,那么它的电功率是 w.
31.一个定值电阻两端的电压为10 V时,通过它的电流为2 A,它的电功率为 W.
32.小锋家的电能表上标“220V 10A”字样,那么他家电路所有用电器的总功率不能超过 W;若该电路只接入“220V 40W”的白炽灯,最多可接 盏。
33.把1210Ω的电阻丝接在家庭电路上,电阻丝消耗的功率是 W.
34.一只灯泡两端电压是220V,10min消耗的电能为2.4×104J,则灯泡的功率是 W,通过灯泡的电流是 A,灯丝的电阻是 Ω.
35.某同学家的电炉正常工作时通过电炉丝的电流是5 A,若电炉在220 V电压下正常工作,则该电炉的额定功率为 W.
36.在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中,小红按电路图连接电路,进行实验,测得数据如下表所示。
U/V
1.5
2.5
3
I/A
0.16
0.25
0.28
请你利用小红已获取的信息,计算出该灯泡的额定功率是 W。若小灯泡两端的实际电压为3V,则小灯泡的实际功率 (填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
37.将一个标有“12V 6W”的小灯泡接到电压为18V的电源上正常发光,则需串联一个电阻R,该串联电阻阻值为 Ω,该电阻消耗的功率为 W。
38.有两只灯泡,L1规格为“12V 6W”、L2规格为“12V 12W”,它们的电流随电压的变化关系如图,若将L1、L2并联接在8V的电源上,此时L1、L2的电功率之比为 。
39.如图所示,电源电压不变,灯L标有“6V 6W”字样。当闭合开关S1时,灯L正常发光,它的电阻是 Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表的示数之比为2:3,则电阻R的阻值为 Ω。
40.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,则每个灯泡的电阻为 Ω,实际功率为 W。
41.如图1所示,电压U=12V,灯泡L的额定电压为9V,额定电流为1.5A,其电流与电压的关系如图2所示,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,则灯泡L正常发光时的功率为 W,阻值为 Ω,在调节滑动变阻器的过程中,灯泡L消耗电功率的最小值是 W。
42.如图甲所示电路中,电源电压恒为9V,小灯泡标有“6V 6W”字样,小灯泡的电流随电压的变化如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。当电压表示数为2V时,小灯泡的电功率为 W,10s内电路消耗的总电能是 J。
43.如图甲电路中,电源为电压可调的学生电源,灯泡L的额定功率为2.5 W,闭合开关S,逐渐升高电源电压,直至L正常发光,在此过程中得到如图乙所示的电流表示数随电源电压变化的I-U图像,由此可知L的额定电流为 A,R的阻值为 Ω,当电流表示数为0.6 A时,L的实际功率为 W,此时灯丝阻值为 Ω。
44.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,A的电阻值为 Ω;当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为 V;A和B并联在电压为2.5V的电源两端A、B的电功率之比为 。
45.通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示 . 由图可知,电阻值比较大的是 . 把它们串联在电路中,当甲消耗的电功率为0.2W时,乙消耗的电功率为 W .
46.两个电子元件A和B串联后接入电路,流过元件的电流与其两端电压关系如图所示,当流过元件A的电流为0.4A时,元件A,B两端电压之比为 ,A、B两元件消耗的总功率为 W.
47.甲、乙两灯的额定电压均为6V,测得两灯的电流与电压关系图象如图所示.甲灯正常工作时的电阻是 Ω;当乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是 V;当把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时,电路消耗的总功率是 W.
48.标有“6 V 3 W”字样的小灯泡,它的电流—电压图象如图所示,则它正常工作10 s消耗的电能是 J;将它与一个10 Ω的定值电阻串联在8 V的电路中,则电路消耗的总功率为 W.
类型四、电学中的比例问题
49.两个电阻R1∶R2=2∶3,串联后接在电源上,它们消耗电功率之比P1∶P2= ,若将它们并联起来,接到电源上,消耗的电功率之比P′1∶P′2= ,若保持电源电压不变,则串联与并联消耗的总功率之比P串∶P并= 。
50.两电阻R1∶R2=5∶3,将他们串联在电路中,则U1∶U总= ,消耗的功率之比P1∶P2= 。
51.将分别标有“6V,6W“和“3V,3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端, 灯更亮;若并联接在该电源两端,两灯消耗的功率之比P甲:P乙= .(忽略温度对灯丝电阻的影响)
52.灯泡L1和L2分别标有“220V25W”和“220V15W”的字样,若两灯泡串联起来,接在家庭电路中,则两灯的电压之比是 ,通过的电流之比是 ,消耗的实际功率之比是 ,较亮的灯是 .
53.电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=3∶2,则通过两电阻的电流之比I1∶I2= ,电阻两端的电压之比U1∶U2= ,两电阻消耗的电功率之比P1∶P2= .
54.甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样,把它们串联在220V的电路中.在相同时间内产生热量较多的是 ,将它们并联在电路中,产生热量较多的是 (选填“甲”或“乙”).串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 .
55.将R1=12Ω、R2 =6Ω两电阻串联在某一电源上,R1、R2消耗的功率之比P1∶P2= ,此时电路消耗的总功率为P;再将它们并联后接入同一电源上,电路的总电阻R’= ,此时电路消耗的总功率为P’;则P∶P’= .
类型五、多挡位问题
56.小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图所示。电源两端电压为6V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。
(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是多大?
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是多少?
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是多少?
57.南川的冬天,天气寒冷,许多家庭的老人都需要用电热毯过冬。如图所示为双人电热毯的电路原理图和铭牌参数,R是发热电阻丝,电压控制器的作用是将220V的家庭电路电压降为一半。当只闭合S1时为高温档,只闭合S2时为低温档。求:
(1)R的阻值;
(2)低温档的电功率是多少?
(3)临睡前,父母经常将电热毯开至“低温档”工作1h后再睡觉,低温档工作1h产生的热量是多少J?
xx牌电热毯
额定电压
220V
额定功率
高温档
110W
58.如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,求:
型号
805D
电路
总功率
加热
2100W
电压
220V
保温
用途
暖菜、温奶
风扇功率
100W
(1)内置风扇的电流(保留两位小数);
(2)R1的阻值;
(3)保温状态下工作5min,电热丝产生的热量。
59.某款电热饮水机具有加热和保温两档,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,为温控开关,、为电热丝(阻值不变),某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示。求:
(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能;
(2)饮水机加热电流与保温电流比值;
(3)的阻值。
60.如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,R1、R2均是发热电阻,其中R2=506。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为5A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)当开关置于“1”时,R1的阻值及R1消耗的电功率;
(2)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能;
(3)将壶内500g的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量。[]
61.题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温档工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
62.如图为某品牌电热水器内部简化电路,R1和R2均为电热丝,S1断开,S2接b时,为低温挡,额定功率为440W;S1闭合,S2接b时,为中温挡,额定功率为1100W;S1闭合,S2接a时,为高温挡,额定功率为1833W。
试求:(1)低温挡正常工作时通过R1的电流是多少?
(2)R1的电阻是多少?
(3)高温挡正常工作时R2的功率是多少?
63.小明家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个挡位。小明根据电烤箱的工作情况,跟同学们在实验室组成的模拟电烤箱的实验电路如图所示。电源输出电压稳定为6V,两个发热电阻分别为R1=10Ω,R2=20Ω。单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通。请你参与小明他们的研究,分析和解答以下问题:
(1)两个开关分别处于什么状态时,模拟电烤箱电路处于“低”挡位?为什么?
(2)模拟电烤箱电路处于“中”挡位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)模拟电烤箱电路处于“高”挡位工作时,通电10min,电流产生多少热量?
64.明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态,它的简化电路图如图所示,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
保温功率
242W
容量
2.5L
(1)求该饮水机加热时的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)某一天,小明断开家中其它用电器,使饮水机处于加热状态,发现家中标着“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转了120转,求此饮水机加热的实际功率。
试卷第6页,共15页
试卷第5页,共15页
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参考答案:
1. 电 8.8 123750
【详解】[1][2][3]给手机充电时,是把电能转化为化学能;电池总容量为
55W快充可以在30min内快速充电80%,所充电器为
则充电电流为
充满电时电池储存的电能为
2. 2.4 67.5
【详解】[1]通过的电流
通过的电流
干路电流
和并联后的总电阻
[2]通电,电阻消耗的电能
3. 0.2 12 6
【详解】[1]若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,所以,由的变形式U=IR可知,每只灯泡两端的电压相等,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,每只灯泡两端的电压为
由图像可知,通过灯泡的电流为0.2A。
[2]若这6只灯泡同时工作10s,整个电路产生的热量为
Q=W=UIt=6V×0.2A×10s=12J
[3]若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由图像可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电阻的电流为
IR=I1-IL=1.5A-0.5A=1A
则该电阻的阻值为
4. 36 144
【详解】[1]当断开时,只有R1接入电路,则电路中电流为
;
[2]当闭合时,两电阻并联,通过R1的电流不变,通过R2的电流为
,
1分钟内电流通过R2做的功为
;
[3]干路中的电流为
,
电流在1分钟内总共做功为
W总.
5. 10 20
【分析】根据题中“电流做功和消耗电能”可知,本题考查电功率的计算,根据电功率公式进行计算求解
【详解】[1]内电流通过电视机做的功
[2]电视机平均每天的待机时间为,那么在待机状态下100天消耗的电能
6.60
【详解】根据电功计算公式可知,电流做的功为
7.
【详解】[1] 每分钟该电动机消耗的电能:
W=UIt=220V×50A×60s=6.6×105J
[2] 线圈每分钟产生的热量:
Q=I2Rt=(50A)2×0.4Ω×60s=6×104J
这台电动机每分钟所做的机械功:
W机械=W-Q=6.6×105J-6×104J=6×105J
8. 3800J 200J
【分析】(1)电动机不是纯电阻,知道线圈两端的电压、通过线圈的电流和工作时间,可利用公式W=UIt计算出消耗的电能.
(2)知道线圈的电阻、通过线圈的电流和工作时间,可利用公式Q=I2Rt计算出线圈产生的热量.
【详解】解:(1)∵U=380V,I=10A,t=1s,
∴电动机正常工作1s消耗的电能为:W=UIt=380V×10A×1s=3800J.
(2)∵I=10A,R=2Ω,t=1s,
∴电动机正常工作1s产生的热量为:Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J.
【点睛】本题考查了电功的计算和焦耳定律的运用,注意电动机不是纯电阻的,计算热量选择公式Q=I2Rt,计算电能选择公式W=UIt,都必须用基本公式,公式的变形在这里不能使用.
9.2400J.
【分析】已知电阻阻值、电流与通电时间,由焦耳定律可以求出消耗的电能.
【详解】消耗的电能W=Q=I2Rt=(0.2A)2×1000Ω×60s=2400J,
故答案为2400J.
10. 0.25 333
【分析】(1)知道工作电压、工作时间以及消耗的电能,利用I=,求工作电流;(2)求出了工作电流,再利用t=求消耗500J的时间.
【详解】(1)由W=UIt得复读机的工作电流:I===0.25A;
(2)由W=UIt得复读机的工作时间: ==
11. 0.2 24
【分析】根据串联电流、电压规律,图象中找出满足要求的电流和电压值,由W=UIt计算消耗电能.
【详解】根据A和B串联电流相等,U=UA+UB=3V,通过甲图可以发现,当I=0.2A时,UA=1V,UB=2V,满足要求,所有通过A的电流为0.2A,元件B消耗电能:W=UIt=2V×0.2A×60s=24J.
12. 25 0.4 576
【详解】由图L与R串联,由P=可知,灯泡正常发光时的电阻:R==25Ω,由P=UI可知,电路中电流:I=IL==0.4A,通电t=2min=120s电路消耗的电能:W=UIt=12V×0.4A×120s=576J.
【点睛】已知灯泡额定电压与额定功率,由电功率公式可以求出灯泡正常发光时的电阻,求出灯泡正常发光时的电流,由电功公式可以求出电路消耗的电能.
13. 1 3000
【详解】通过电阻的电流:I= =1A,t=5min=300s,电阻消耗的电能:W=UIt=10V×1A×300s=3000J.
14. 3.6×105 0.1
【详解】电热器在额定电压下使用12 min,产生的热量
Q=W=Pt=500W×12×60s=3.6×105J;
电热器所消耗的电能;
15.3
【详解】电流通过灯泡做的功和其消耗的电能相等,根据W=UIt得出U==3V.
【点睛】1、电流通过灯泡做的功和其消耗的电能相等;2、根据W=UIt的变形公式求出小灯泡两端的电压.
16. 17160 光
【详解】通过灯丝的电流I=0.13A,照明电路的电压U=220V,通电时间t=10min=600s,依据公式W=UIt将以上数字代入可得:
W=UIt=220V×0.13A×600s=1.716×104J.
则有1.716×104J的电能转化成了内能和光能.
17. 25 18
【详解】[1]由公式W=Pt可知,
;
[2]电能表标有“220 V 5 A”的字样,则该电能表允许接的最大功率
P=UI=220V×5A=1100W;
所接标有“220 V 60 W”的灯泡个数
,
灯泡个数取整数18,故这只电能表最多能让18只“220 V 60 W”的灯泡同时正常发光.
18. 10 162
【详解】解答:两节干电池串联在灯泡两端的电压是3V,发光时通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律的变形公式R=U/I=3V/0.3A=10Ω;已知灯泡工作时间t=3min=180s,所以求解电功可结合公式W=UIt=3V×0.3A×180s=162J;
19. 50 13200
【详解】[1]由图乙可知,当开关S1和S2均闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电阻较小,由知电路处于加热状态;由知,电阻R1的阻值
[2]处于低温挡时,煎饼锅的工作电流为1A,通电1min产生热量
Q=W=UIt=220V×1A×60s=13200J
20. 4400 100 3.6×105
【详解】[1]由图可知,电能表额定电压为220V,允许通过的最大电流为20A,所以电路中可以接入用电器的最大总功率为
P=UI=220V×20A=4400W
[2]电能表转盘转6转消耗的电能为
电视机的电功率为
[3]电视机正常工作1h,消耗的电能为
W=Pt=100W×1×3.6×103s=3.6×105J
21. 0.025 500
【详解】[1]电能表的转盘转过90转,则此用电器消耗的电能
此用电器消耗的电能为0.025kW∙h。
[2]此用电器的电功率
此用电器的电功率是500W。
22. 0.1 1000 10
【详解】[1]3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,电能表转盘就转过3000r,电能表的转盘转过300r,电水壶消耗的电能
[2]电水壶的电功率为
[3]由得,这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作时间
23. 82.6 12.5
【详解】[1]如图所示的电能表,最后一位数是小数点后的一位,故读数为82.6kW·h。
[2]电能表每消耗一度电,则电能表转动了600圈,则每转5圈消耗了的电能为
故每转5圈消耗了的电能为。
[3]一台电脑显示器的待机功率约为
故一台电脑显示器的待机功率约为。
24. 4400 800
【详解】[1]由电能表的铭牌标记可知,小明家同时使用的用电器总功率最大值为
[2]用电器单独工作15min消耗的电能
这个用电器的实际功率
25. 0.01 60 0.001
【详解】[1]电能表转盘转了30圈,灯泡消耗的电能为:
W=kW;
[2]灯泡的实际功率为:
P===0.06kW=60W;
[3]功率是6W的LED灯,该灯工作10min,消耗的电能为:
==0.006kWh=0.001kW.
26. 80 40 1.2
【分析】(1)电能表是用来测电功(消耗电能)的仪表,测量电能的方法是月初、月末两次计数器的示数之差.注意最后一位为小数,单位是kW•h(度);知道电价,可求本月应交电费;(2)3000R/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000R,据此求转盘转600R用电器消耗的电能;再利用P=求出用电器的功率.
【详解】(1)这个月她家共用电:W=1978.2kW⋅h−1898.2kW⋅h=80kW⋅h=80度;
应交电费0.5元/度×80度=40元;
(2)3000R/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000R,
电能表的转盘转过600R消耗的电能:W′=kW⋅h=0.2kW⋅h,用电器的总功率:P==1.2kW.
27. 6 3 4∶1
【详解】[1]由图可知,开关S闭合,电阻R2接入电路中,R1被短路,电流表的示数为0.6A,则电源电压
U=IR2=0.6A×10Ω=6V
此时R2消耗的功率
P1=UI=6V×0.6A=3.6W
[2]若把电流表换成电压表,开关S闭合,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端电压,电源电压为6V,电路中的总电阻
R总=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω
则电路中的电流
则R1两端的电压
U1=I'R1=0.3A×10Ω=3V
[3]此时R2消耗的电功率
P2=I'2R2=(0.3A)2×10Ω=0.9W
这两种情况下R2消耗的功率之比
28. 7.2 864
【详解】分析甲图可知,R1、R2串联在电路中,电压表测量R2两端电压,电流表测量干路电流,从图乙可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,即电流表示数为1.2A,所以根据P=UI可知电阻R2的功率P=U2I=6V×1.2A=7.2W;
根据焦耳定律可知:
29. 220 40 0.18 1210
【详解】[1][2]根据铭牌,其额定电压为220V,额定功率为40W。
[3]则该灯正常工作时通过灯丝的电流约是
[4]灯丝的电阻是
30.2200W
【详解】根据得,电动机的电功率:
.
【点睛】需要注意的是,欧姆定律只适用于纯电阻电流,不适用于电动机,所以不可以根据电阻去求电功率.
31.20
【详解】根据题意知道,定值电阻两端的电压为10 V,通过它的电流是2 A,所以,由P=UI知道,这个定值电阻消耗的电功率是:P=UI=10V×2A=20W.
32. 2200 55
【详解】[1]根据电能表铭牌“220V 10A”可知,电路所有用电器的最大总功率
[2]若该电路只接入“220V 40W”的白炽灯,则灯泡盏数
33.40
【详解】由可得,.
34. 40 0.18 1210
【详解】(1)由可得,灯泡的功率
(2)根据P=UI得通过灯泡的电流.
(3)由可得,灯丝的电阻
35.1100
【详解】由PUI得
P=220V×5A=1100W
36. 0.625 大于
【详解】[1]小灯泡的额定电压为2.5V,从表中找出额定电压下的电流为0.25A,所以,灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
[2]因为实际电压3V大于额定电压2.5V,所以,实际功率也大于额定功率。
37. 12 3
【详解】[1]接在18V的电源两端时灯泡正常发光,应串联电阻分压,因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,电阻两端的电压
UR =U-UL =18V-12V=6V
因为串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
I=IL==0.5A
电阻的阻值
R==12Ω
[2]电阻消耗的功率
P=URI=6V×0.5A=3W
38.1:2
【详解】若将L1、L2并联接在8V的电源上,由并联电路的电压规律可知,L1、L2两端的电压为
由图象可知,此时通过L1、L2的实际电流分别为I1=0.4A,I2=0.8A,则L1、L2的电功率之比为
39. 6 12
【详解】[1]灯L标有“6V 6W”字样,当闭合开关S1时,电路中只有灯,灯L正常发光,电源电压为6V,灯的电流和电阻分别为
[2] 再闭合开关S2,灯与R并联,前后两次电流表的示数之比为2:3,则此时干路电流为1.5A,支路R的电流为1.5A-1A=0.5A,则电阻R的阻值为
40. 20 0.8
【详解】[1]3只灯泡串联,每只灯泡两端的电压为
由图像可知,当灯泡两端电压为4V时,通过灯泡电流为0.2A,灯泡电阻为
[2]灯泡的实际功率为
41. 13.5 6 2
【详解】[1]灯泡L正常发光时的功率
[2]由可得,灯泡正常发光时的电阻
[3]由电路图可知,R与L串联,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电流最小,灯泡L消耗电功率的最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电路中各处的电流相等,则有电源电压
即
由图像可知,当电路中的电流为1A,此时灯泡两端电压为2V,满足上述等式,则灯泡的最小功率
42. 6 1 45
【详解】[1]根据得小灯泡正常发光时的电阻为
[2]电压表测小灯泡两端的电压,当小灯泡两端的电压为2V时由图乙可知,流过小灯泡的电流为0.5A,所以此时小灯泡的电功率为
[3]电路是串联电路,电流处处相等,因此10s内电路消耗的总电能为
43. 0.5 10 0.8 5
【详解】[1]由图象可知,灯泡两端电压为5V时正常发光,此时工作电流为额定电流
[2]定值电阻R和灯泡并联,二者电压相等;灯泡正常发光时,R的电流
由欧姆定律可得R的电阻
[3][4]当电流表示数为0.6 A,由图象可知电源此时电压为2V,此时R的电流
灯泡L通过的电流为
此时灯泡L的实际功率
由欧姆定律可得灯丝电阻
44. 5 6 5:4
【详解】[1]由题中的图象可知,当通过A的电流时,A两端的电压,由欧姆定律可得,A的电阻值:
[2]当A和B串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,由题中的图象可知,电路中的电流为0.6A,两元件两端的电压均为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:
[3]A和B并联在电压为2.5V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两元件两端的电压都等于2.5V;由题中的图象可知,通过两元件的电流是,,则A、B的电功率之比:
45. 乙 0.5
【分析】(1)由图象可知,甲乙的I-U图象为正比例函数,则两电阻为定值电阻.读出一组数据,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,比较得出答案.
(2)把它们串联在电路中,当甲消耗的电功率为0.2W时,通过它们的电流相等,根据P= UI =I2R求出甲乙两电阻消耗的电功率之比,进一步求出乙消耗的电功率.
【详解】(1)由图象可知,当U甲=2V时,通过的电流为I甲=0.5A;当U乙=4V时,通过的电流为I乙=0.4A,
根据欧姆定律可得,两电阻的阻值分别为:
,.
所以.
(2)把它们串联在电路中,因为串联电路中各处的电流都相等,根据P=I2R可知,甲乙两电阻消耗的电功率之比:
,
当甲消耗的电功率为0.2W时,则乙消耗的电功率
.
【点睛】本题考查了欧姆定律和串联电路的电压特点以及电功率公式的应用,根据图象得出电压和对应的电流值是关键.
46. 4:5 1.8
【分析】当A、B串联后接入电路,已知通过A的电流,可以从图示中进行判断,当电流为IA时,A两端的电压为多少,再根据串联电路电流的特点,判断通过B的电流,再从图示中进行判断,当电流为IB时,B两端的电压为多少,即可求出电压之比;再根据串联电路电压的特点求出总电压,利用即可求出总功率.
【详解】已知A和B串联,根据串联电路电流处处相等的特点可知:,从图可知,此时UA=2V、UB=2.5V,所以,;A和B串联后的总电压为:;则.
故答案为4:5;1.8.
【点睛】本题考查串联电路的特点和功率的计算,重点是培养学生可以从图示中提取有用信息的能力.
47. 20; 4; 2.1
【分析】(1)由图知,甲灯正常工作时的电压和额定电压相等,根据图象读出通过的电流,再根据欧姆定律求出此时甲灯的电阻;
(2)结合图乙和乙灯的实际功率分析乙灯两端的实际电压;
(3)当把两灯串联在7V电源上时,根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点,确定电路中的电流大小,由P=UI求出电路消耗的总功率.
【详解】由图知,甲灯电压为6V时,电流为0.3A,所以正常发光时的电阻为:
;
当乙灯的实际功率是2.4W时,由图分析得,此时电压为4V,电流为0.6A,即,所以它两端的实际电压是4V;
串联时,电流相等,由图知,当电流为0.3A时,甲、乙两端的电压分别为6V、1V,即此时甲、乙两灯串联接在7V的电源上,所以电路消耗的总功率是:
.
【点睛】重点是欧姆定律和电功率的计算,能根据灯泡的功率,在图像中分析得出灯两端的电压和电流是关键.另外利用好串联电路的电流和电流压特点.
48. 30 3.2
【详解】由于小灯泡标有“6V 3W”,所以由P=W/t知道,灯泡正常工作10s消耗的电能是:WL =PL t=3W×10s=30J;若小灯泡L与一个10Ω的定值电阻R串联在电压为8V的电路中,则由于串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由I=U/R知道,U=UL′+IL R,即8V=UL′+IL′×10Ω,由图象知道,当UL′=4V时、IL′=0.4A符合方程,所以,电路消耗的总功率是:P=UIL ′=8V×0.4A=3.2W.
【点睛】本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用,解题的关键是从图象中读出符合要求的电流和电压,有点难度.
49. 2∶3 3∶2 6∶25
【详解】[1]串联电路各处电流相等,它们消耗电功率之比为
[2]并联电路各支路两端电压相同,它们消耗的电功率之比为
[3]电源电压不变,串联与并联消耗的总功率之比就是串联和并联总电阻之比的倒数,所以,串联与并联消耗的总功率之比为
50. 5∶8 5∶3
【详解】[1]因串联电路中各处的电流相等,且
R1∶R2=5∶3
所以,两电阻串联时,它们两端的电压之比
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以
[2]由P=UI可得,两电阻消耗的功率之比
51. 甲 1:2
【详解】由P=可得,两灯的电阻分别为:R甲==6Ω,R乙==3Ω,若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲>R乙,由P=I2R可得P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯更亮;若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,即U并甲=U并乙,由P=UI=可得,两灯消耗的功率之比:P并甲:P并乙=:===.
52. 3:5 1:1 3:5 L2
【详解】[1]由P=得:
R1==;
R2==;
两灯的电压之比:
U1:U2=R1:R2=:=3:5,
[2] 两灯串联,电流之比:
I1:I2=1:1
[3] 实际功率之比:
P1:P2=U1I1:U2I2=U1:U2=3:5
[4]实际功率大者较亮,故L2亮
53. 1∶1 3∶2 3∶2
【详解】串联电路电流I处处相等,两电阻串联,则通过它们的电流之比I1:I21:1;
∵I,∴UIR,电阻两端电压之比:,
功率之比: .
点睛:根据串联电路特点,应用欧姆定律及电功率公式分析解题.
54. 甲 乙 111:250
【详解】[1]由P=得,电炉的电阻R=,因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率P甲<P乙,所以甲、乙两只电炉的电阻:R甲>R乙,又因为串联电路中的电流处处相等,即通过甲、乙两只电炉的电流:I甲=I乙,根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,故串联时产生热量较大的是甲;
[2]将它们并联在220V电路上,根据并联电路中各支路两端的电压相等,即U甲=U乙=220V,则两电炉的实际功率等于额定功率,即:P甲=500W;P乙=1000W,根据Q=W=Pt可知,在相同时间内产生的热量Q甲<Q乙,故并联时产生热量较大的是乙;
[3]甲电炉的电阻为R甲==96.8Ω,乙电炉的电阻为R乙==48.4Ω,串联在220V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=I实2R甲=()2×R甲=()2×96.8Ω≈222W;当甲电炉并联在220V电路中,P实甲′=P额甲=500W,所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲:P实甲′=222W:500W=111:250.
55. 2∶1 4Ω 2:9
【详解】将R1=12Ω、R2=6Ω两电阻串联在某一电源上,电流处处相等,由P=I2R可知,R1与R2消耗的功率之比
P1∶P2= R1︰R2=12Ω︰6Ω=2︰1;
电路消耗的总功率为
P=U2/(R1+R2).
再将它们并联后接入同一电源上,电路的总电阻
R′=R1R2/(R1+R2)=12Ω×6Ω/(12Ω+6Ω)=4Ω;
电路消耗的总功率为
P′=U2/R′,
则
P∶P′=R′∶(R1+R2)=2∶9.
56.(1)1.5A;(2)9W;(3)250J
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流为
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率为
(3)电源两端电压为6V时,干路电流为
通过R2的电流为
R2的阻值为
电源两端电压为5V时,干路电流为
使用“速热”挡通电10s产生的热量为
答:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流是1.5A;
(2)只闭合开关S1时,R1的电功率是9W;
(3)电源两端电压为6V时,“速热”挡的电功率为36W。若更换成电压为5V的电源,则使用“速热”挡通电10s产生的热量是250J。
57.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)当只闭合S1时为高温档,电路中就只有发热电阻丝R,已知高温档的功率为110W,所以R的阻值为
(2)只闭合S2时为低温档,电压控制器将220V的家庭电路电压降为一半,即110V,此时低温档的电功率是
(3)电热毯开至“低温档”工作1h产生的热量是
答:(1)R的阻值为;
(2)低温档的电功率是27.5W;
(3)低温档工作1h产生的热量是。
58.(1)0.45A;(2)30.25Ω;(3)114285.71J
【详解】解:(1)内置风扇的功率P风扇=100W,电压U=220V,则内置电扇的电流
(2)分析电路图可知,当开关S2的“2”接“4”、“1”接“3”时,R1、R2并联,此时电路总功率最大,为加热状态,总功率P总=2100W,R2的功率
则R1的功率
则R1的阻值
(3)分析电路图可知,当开关S2的“2”接“3”时,R1、R2串联,此时总电阻较大,总功率较小,为保温状态,则总电阻
保温状态下工作时间
电热丝产生的热量
答:(1)内置风扇的电流是0.45A;
(2)R1的阻值是30.25Ω;
(3)保温状态下工作5min,电热丝产生的热量是114285.71J。
59.(1)174240J;(2);(3)110Ω
【详解】解:(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能
(2)由可知,电热饮水机处于保温时电路中的电流为
电热饮水机处于加热时电路中的电流为
加热电流与保温电流之比为。
(3)当闭合时,饮水机处于加热状态,的功率
由可得,通过的电流为
则R2的阻值
答:(1)饮水机处于加热档阶段消耗的电能为174240J;
(2)饮水机加热电流与保温电流比值为11∶1;
(3)R2的阻值为110Ω。
60.(1)44Ω,1100W;(2);(3)
【详解】解:(1)当开关置于“1”时,电路为R1的简单电路,由欧姆定律可知,R1的阻值
由P=UI=12R得,R1消耗的电功率
(2)当开关置于“2”时,电阻R1和R2串联,电路的总电阻
养生壶1min消耗的电能
(3)养生壶加热时,水吸收的热量
答:(1)当开关置于“1”时,R1的阻值为44Ω,R1消耗的电功率为1100W;
(2)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能为;
(3)水吸收的热量为。
61.(1)1.5A;(2)9W;(3)12Ω
【详解】解:(1)由题意可知,电源电压恒为6V,只闭合S1时,电路中只有R1一个用电器,则R1两端电压为6V,R1=4Ω,根据欧姆定律可得
(2)只闭合S1时低温挡工作,电压为6V,则低温档的电功率为
(3)S1、S2都闭合时高温挡工作,R1和R2并联,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,即
则高温档的功率为
电路并联,总功率等于各支路功率之和,即
则R2的电功率为
根据
可得,R2的电阻值为
答:(1)低温挡工作时,通过R1的电流为1.5A;
(2)低温挡的功率为9W;
(3)R2的电阻值为12Ω。
62.(1)2A;(2)44Ω;(3)733W
【详解】解:(1)由题意可知,S1断开,S2接b时,此时R1和R2串联,为低温挡,额定功率为440W,家庭电压为220V,根据公式P=UI可得,低温挡正常工作时通过R1的电流为
(2)当S1闭合,S2接b时,电路中只有R1工作,为中温挡,额定功率为1100W,根据公式可得, R1的阻值为
(3)当S1闭合,S2接a时,R1和R2并联,为高温挡,额定功率为1833W,电路总功率为R1和R2的功率之和,高温挡和中温挡时R1的功率不变,仍是P中=1100W,所以R2的功率为
答:(1)低温挡正常工作时通过R1的电流是2A;
(2)R1的电阻是44Ω;
(3)高温挡正常工作时R2的功率是733W。
63.(1)见解析;(2)1.8W;(3)3240J
【详解】解:(1)当开关S1断开,S2接a时,R1和R2串联,接入电路的电阻最大;根据可知,当电压不变时,电阻最大,电功率最小;电路处于“低”挡位。
(2)当开关S1闭合,S2接a时,只有电阻R2接入电路,电路处于“中”挡位;此时电功率
(3)当开关S1闭合,S2接b时,两个电阻并联接入电路,此时电路处于“高”挡位;电阻R1消耗的电功率
“高”挡位电功率
P高=P1+P2=3.6W+1.8W=5.4W
通电10分钟产生热量
Q=W=P高t=5.4W×600s=3240J
答:(1)当开关S1断开,S2接a时,电路处于“低”挡位,因为此时电路中的电功率最小;
(2)“中”挡位消耗的电功率是1.8W;
(3)电流产生3240J的热量。
64.(1)4A;(2)145Ω;(3)800W
【详解】解:(1)由表格数据可知,饮水机加热时的额定功率P加=880W,额定电压U=220V;由P=UI可知,饮水机加热时的电流
(2)当开关S接a时,只有R1工作,当开关S接b时,电热丝R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联后的总电阻大于各电热丝的电阻,电压一定时,根据可知,当开关S接a时,只有R1工作,此时电路中的电阻最小,电功率最大,为加热状态;电热丝R1的阻值
当开关S接b时,电热丝R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,电功率最小,为保温状态;电热丝R1、R2的总电阻
则
R2=R﹣R1=200Ω﹣55Ω=145Ω
(3)3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转过3000转,则电能表转盘转了120转,饮水机消耗的电能
饮水机加热的实际功率
答:(1)该饮水机加热时的电流为4A;
(2)电阻R2的阻值为145Ω;
(3)此饮水机加热的实际功率为800W。
答案第8页,共23页
答案第7页,共23页
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