内容正文:
河北中考考点二十讲
$$
第16讲 电能 电功 电功率
命题点1 电能表的相关计算
1.(2016·河北)小明家新买了一个电热水器,刚接入电路,家里的空气开关就断开了.他猜想造成空气开关断开的原因是:①连入电路中的用电器总功率过大:②电热水器或插头处短路.于是他请电工师傅检修后,将空气开关复位,只让电热水器单独工作,家里标有“2 000 r/kW·h”电能表的转盘3 min内转了100转,电热水器的功率为1000 W.小明猜想②(填序号)是正确的.(己知电热水器接入电路前,小明家正在使用的用电器的总功率约为3 200 W,空气开关允许通过的最大电流为40 A)
2.(2013·河北)小明去打开水,水未开,此时观察到温度计示数为77 ℃,电能表示数为08640;水开时,温度计示数为97 ℃,电能表示数为08654,电热水器消耗了5.04×106__J的电能.第二天小明又去打水,发现水仍未开,水的温度为t,等到水开时温度计示数为98 ℃,这段时间内电热水器消耗的电能为2.1 kW·h,则 t=68 ℃.两天水开时的温度不同,是由于液体的沸点与液面上的气压大小有关. [c水 = 4.2×103 J/(kg·℃),电路中只有电热水器,且水的质量相等,不计热损失]
3.(2012·河北)小明家有额定功率均为40 W的电风扇和白炽灯,它们正常工作相同的时间,白炽灯产生的热量多.小明家还有一个“220 V 1 500 W”的电热水器,将其单独连接在电路中,发现电能表(如图所示)上的铝盘121 s内转了125转,电热水器消耗了1.5×105 J的电能,他家的实际电压为200 V.(电热水器内电阻丝的阻值不变)
命题点2 动态电路综合分析
4.(多选)(2016·河北)如图所示,电源电压不变.下列说法正确的是(ACD )
A.只闭合S1,将P向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
B.只闭合S1,将P向左移动,R1消耗的功率增加
C.开关都闭合,将P向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变小
D.开关都闭合,将P向左移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变小
命题点3 电功率综合计算
5.(2016·河北)如图甲所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15 V 45 W”,且灯丝电阻不随温度变化.电流表量程为“0~0.6 A”和“0~3 A”,滑动变阻器R的规格分别为“25 Ω 2 A”和“10 Ω 3 A”.
甲 乙
(1)将电源电压调到18 V,闭合开关,移动P,使灯泡正常发光.求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率.
(2)将电源电压调到15 V,用定值电阻R0替换灯泡,滑片P置于中点A,闭合开关,电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表最程和变阻器R).然后将滑片P从A移到最左端B,两表示数的I-U关系如图乙所示.通过计算判断所用变阻器的规格.
解:(1)由
得:灯丝电阻R1==5 Ω,PL)=
灯泡正常发光时,通过的电流I1=)2×5 Ω=7.2 W)2RL=(=3 A通过变阻器的电流大于2 A,所以R为“10 Ω 3 A”的变阻器.因为灯泡L与变阻器R串联,所以灯泡消耗的功率最小时,电路中电流最小,电阻最大,则P1最小=I′RL=(=
(2)由题意和图可知,P在中点时,UA=10 V,电流可能为2 A或0.4 A
①当LA1=2 A时,变阻器R1最大==5Ω=2×
②当IA2=0.4 A时,变阻器R2最大=2=25 Ω=2×
由题意可知,所用变阻器的规格为“25 Ω 2 A”
6.(2013·河北)如图甲所示,L上标有“6 V 3 W”字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V,变阻器R的最大电阻为100 Ω.只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为Ra.电流表示数为Ia.只闭合S2,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示;当滑片P置于b点时,电压表示数Ub=8 V,电流表示数为Ib.已知Ra∶R0=12∶5,Ia∶Ib=3∶5.(灯丝电阻不随温度变化)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压;
(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,变阻器连入电路的最小电阻为多少;只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少?
解:(1)因为I==12 Ω,P额)= P=UI,则小灯泡的电阻:RL=
(2)只闭合S2,R与R0串联,滑片P置于b点时,Ub=8 V,由图可知电阻Rb=16 Ω,
则电流Ib==0.5 A=
电源电压:U=Ib(Rb+R0)=0.5 A×(16 Ω+R0) ①
只闭合S1,R与L串联,当滑片P置于a点,由于Ia∶Ib=3∶