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专题训练电功、电功率和电热的综合计算 ►类型一 与电能表有关的电功和电功率的计算图11.小华用电能表测量家里的电热水壶的实际功率,他关闭其他用电器,仅让电热水壶烧水15min,他家的电能表盘示数变化如图1所示,那么15min电热水壶消耗的电能为____________kW·h.这个电热水壶的实际功率是________W,小华发现每天早晨比晚上烧开同一壶水所用的时间短,这表明晚上的实际功率比早晨________选填“高”或“低”.2.某家庭用一标有220V的电热水器烧水,该热水器正常工作1min,标有“3000imp/kW·h”的电能表指示灯闪烁了50次,若此热水器正常工作20min可将5kg、初温为20℃的水加热到60℃.求[水的比热容为
4.2×103J/kg·℃]1电热水器的电功率.2电热水器的效率.►类型二 与图像有关的电学计算3.灯泡L上标有“6V 6W”的字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图2甲所示.现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电路电压为10V不变,电流表的量程为0~
0.6A,电压表的量程为0~15V.则下列说法正确的是 图2A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6VB.当电流表示数为
0.4A时,电压表的示数为9VC.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为12W4.[xx·盘锦]如图3所示是电路元件甲和标有“
2.5V
1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图像.若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,电路的总功率是________W;若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,乙的实际功率是________W;若把乙和“3V 3W”的灯泡L灯丝电阻不变串联在电源两端,在保证电路元件安全的情况下,电源电压最大为________V.图35.实验桌上有一个电学元件,该器件由两个定值电阻R
1、R2并联组成,且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内,如图4甲所示.a、b是该元件的两个外露接线柱,电阻R1的阻值为20Ω,电阻R2的额定电压为6V.科技小组同学测得通过该元件的电流I和其两端电压U的数值,并绘制成如图乙所示的图像.1R2的阻值是多少?2电阻R2的额定功率是多少?图4►类型三 与电热器有关的电热计算6.[xx·鄂州]某型号电饭煲有加热和保温的功能,如图5甲所示为其内部电路原理图,当开关S接触点1时,该电饭煲处于________选填“保温”或“加热”状态,图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像,则图中阴影部分面积表示的物理量是________,其大小为________.图57.[xx·广元]小军家里有一款高、低温两挡电烤炉,他查看使用说明书,收集到一些信息如下额定电压220V,低温挡时电功率880W,高温挡电功率1980W,电路原理图如图6所示,R
1、R2代表两根电热丝,S2为温控开关,根据上述信息,解答下列问题图61在高温挡正常工作时,电路的总电流多大?2在低温挡正常工作
1.5h消耗多少度电能?电热丝R1的电阻多大?3若电热丝R2烧毁了,要使电路恢复正常工作,小军用两根“220V 550W”的相同电热丝替代R2,你认为小军的做法能否满足要求请你用计算结果回答.8.[xx·重庆]下表为某电烤箱的铭牌,高温挡额定功率模糊不清.如图7所示虚线内是电烤箱内部的简化电路图.R1和R2均为电热丝,R2=
72.6Ω.电烤箱开关接1时是低温挡,接2时是高温挡.求图71电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功.2R1的阻值.3在某用电高峰期,若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作,发现标有“3000imp/kW·h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min,求此时家庭电路两端的实际电压. 1.
0.3 1200 低 2.13000imp/kW·h表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁3000次,则指示灯闪烁50次消耗的电能W=kW·h=kW·h=×
3.6×106J=6×104J,t=1min=60s,用电器的功率P===1000W.2水吸收的热量Q吸=cmΔt=
4.2×103J/kg·℃×5kg×60℃-20℃=
8.4×105J,由P=可得消耗的电能W′=Pt′=1000W×20×60s=
1.2×106J,电热水器的效率η=×100%=×100%=70%.3.B 4.
1.2
0.4 45.1由该元件的电流I和其两端电压U的关系图像可知当U=6V时,通过其电路I=
1.5A,由并联电路的电压特点可知此时U=U1=U2=6V,由欧姆定律可得,当a、b两端电压为6V时通过电阻R1的电流I1===
0.3A,由并联电路中电流特点可得,通过电阻R2的电流I2=I-I1=
1.5A-
0.3A=
1.2A,所以R2的阻值R2===5Ω.2电阻R2的额定电功率P=UI2=6V×
1.2A=
7.2W.6.加热 电功
4.8×105J 7.1由P=UI可得,在高温挡正常工作时电路的总电流I===9A.2由P=可得,在低温挡正常工作
1.5h消耗的电能W=P低温t=880×10-3kW×
1.5h=
1.32kW·h=
1.32度;由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最大,由P=UI=可知,电路中的总功率最小,电烤炉处于低温挡,则电热丝R1的电阻R1===55Ω.3由电路图可知,开关S
1、S2闭合时,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,电烤炉处于高温挡,因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以,R2的电功率P2=P高温-P低温=1980W-880W=1100W,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值R2===44Ω,一根“220V 550W”电热丝的电阻R===88Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,两根“220V 550W”电热丝并联时的总电阻R并===44Ω,因R2=R并,所以,用两根“220V 550W”的相同电热丝替代R2,能使电路恢复正常工作.8.1由P=可得,电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功W=P低t=400W×10×60s=
2.4×105J.2由图可知,开关接1时,R1与R2串联,总电阻最大,由P=可知总功率最小,电烤箱处于低温挡;开关接2时,只有R1接入电路,电阻较小,由P=可知电功率较大,电烤箱处于高温挡.处于低温挡时,电路的总电阻R===121Ω;则R1的阻值R1=R-R2=121Ω-
72.6Ω=
48.4Ω.3指示灯闪烁81次,电烤箱消耗的电能W=81×kW·h=
0.027kW·h,工作时间t=2min=h,则电烤箱在高温挡的实际功率P′===
0.81kW=810W;根据P=可得,此时家庭电路两端的实际电压U′===198V.。