电学综合计算题

三、计算题（泸州）11、太阳能电动车，它由太阳能电池提供动力，右图是它的电路简化图，光能转化为电能储存在太阳能电池中，提供电动机转动需要的动力，可通过改变调速电阻来调节电动机转速。

已知太阳能电池电压为600V 。

请回答以下问题：（1）当调速电阻的滑片P 在最右端时，调速电阻接入电路的阻值为10Ω，闭合开关S ，电压表示数为500V ，此时电动机的电功率是多少？（2）当调速电阻的滑片P 滑到最左端时，电动机电功率达到18KW ，此时电流表示数多大？ 答案：5000W 、30A（烟台）22．某工厂在节能增效活动中，仅2009年下半年就节电5000kW ·1h 一位电视记者在报道这个工厂节约用电的经验时，手举一只理发用的电吹风说：“我这里有一只理发用的电吹风，它的功率是500瓦，也就是0．5千瓦，这个厂半年节约的电力可以开动10000个这样的电吹风．”请你指出这位记者报道中的说法错误之处，并说明错误原因．答案22．报道中的错误：这个厂半年节约的电力可以开动10000个这样的电吹风．(2分) 错误原因：由于该记者不明白电功(电能)和电功率的物理意义．5000kW ．h 表示的是电功(电能)的多少，10000是电吹风的个数，5000kW ·h/0.5kW=10000个是不成立的．(2分) ：（兰州）32．（6分）如图22所示，电源电压U 保持不变，滑动变阻器R 2的最大阻值为50Ω。

当S 闭合、S 1断开，P 在b 端时，灯泡L 的功率为0.4W ，电流表的示数为0.2A ；当S 、S 1均闭合，P 在a 端时，电流表的示数为1.5A 。

求：（1）灯L 的电阻R L 和电源电压；（2）电阻R 1的阻值。

（不考虑温度对电阻的影响）32.（6分）122211110.410(1)(0.2)()0.2(1050)12(2)12 1.2(1)101.5 1.20.3(1)120.3L L L L L L P P W R IA U I R R A V P U V I A R I I I A A A U V R I ===Ω-------------=+=⨯Ω+Ω=----==---------------Ω=-=-=----------==解：（1）当S 闭合，S 断开，在b 点时分分（2）当S 、S 闭合，在a 点时 =分分40(1)A=Ω---------------分（兰州）34.（9分）图24所示的是某型号电热水壶铭牌，壶中装有1.8L 温度为20℃的水，求：（1） 将水烧开，水吸收的热量是多少？〔一个标准大气压下，c 水= 4.2×103J/（kg·℃） 〕（2）若在电热水壶工作时，标有“3000r/kW ·h ”的电能表在1min 内转了50转，电路的实际电压是多少？（3）不计热损失，此时烧开一壶水大约需要多少时间？ 答案：（镇江）26．（8分）如图甲电路所示，电源电压为9V 且保持不变，小灯炮标有 “6V 6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙．求：（1）小灯炮正常发光时电阻为多少欧?（2）当电流表的示数为0.7A 时，小灯泡的电功率为多少瓦?（3）当电压表的示数为2V时，整个电路10s 内消耗的电能是多少焦？甲 乙答案：解：1）R L =U L 2/P L =(6V)2/6W=6Ω 2)P 实=U 实*I 实=3V*0.7A=2.1W 3)电压表示数为2V 时，由图可知此时电路中的电流为0.5A,则： W=UTt=9V*0.5A*10s=45W3333356442 1.010/ 1.810 1.8(14.210/() 1.880 6.04810(2)1250 3.610610(1)30006101000(1)60m V kg m m kg Q cm t J kg C kg C J W J J W J P W tsUR P ρ-==⨯⨯⨯=-----=∆=⨯⋅︒⨯⨯︒=⨯---=⨯⨯⨯=⨯--------------⨯===---------------------=实额解：（1）分）分（） 分分2540(1)1210200(1)6.04810604.8(3)1000WU V W Q J t s P P W==Ω----------------------===----------------⨯====-----------------额实实实（220V ）分分分（重庆）20、周友银同学在课外实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图16所示．灯泡上标有“220V 40W ”，滑动变阻器R 上标有“990Ω 5A ”，设灯泡的电阻不随温度改变，电源电压保持220V 不变，求： (1)灯泡的电阻；(2)灯泡最亮时实际消耗的电功率；(3)灯泡最暗时，求电路中的电流和滑动变阻器每分钟产生 的热量.答案：20．(8分)解：(1)小灯泡的电阻：Ω===121040)220(22WV P U R LL L (2分)(2)小灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P 在A 端时滑动变阻器阻值为0，灯泡最亮，此时灯正常发光：40W P ＝＝额实P (2分)当滑片P 在B 端时滑动变阻器阻值最大Ω=990R ，此时灯泡最暗： A V R R U I 1.0990********1=Ω+Ω=+=(2分)每分钟滑动变阻器产生的热量： (2分) J s A Rt I Q R 59460990)1.0(22=⨯Ω⨯==（盐城）23．（9分）一只开水煲的铭牌如图，内部由开关和电热丝组成．求： （1）正常工作时，通过内部电热丝的电流； （2）内部电热丝的电阻；（3）额定电压下工作5min 消耗的电能．答案：（1）5 A （2）44Ω （3）3.3×105J（南昌）2009年10月1日的国庆联欢晚会上，有一个漂亮的“光立方”，它是由4028棵“发光树”组成的.如图24所示，每棵“发光树”上有168个LED 灯（发光二极管），在得到同样亮度的情况下，其耗电量不到白炽灯的十分之一.(1)若每个LED 灯的功率为0.1W ，则一棵“发光树”正常工作100min 消耗了多少电能？AB 图16(2)若一棵这样的“发光树”正常工作100min 消耗的电能全部用来给水加热，在一标准大气压下可以把质量为多少kg20℃的水烧开？答案：解：(1)W 总=Pt ……………………………………………………………………………(1分)= 0.1W×168×100×60s ＝1.008×105J ………………………………………………(1分) (2)m ＝0(-)Q c t t 吸=0(-)W c t t 总 ……………………………………………………………(1分)=531.00810J4.210J/kg C )(100-20)C⨯⨯⋅⨯（＝0.3kg ……………………………(2分)（宿迁）24．小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S 1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t 时，S 1又闭合重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：⑴求电阻R 1的阻值；⑵求正常加热时通过饮水机的电流；⑶在无人取水情况下，饮水机重新加热一次的时间为5min ．加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温t 是多少？(不计能量损失，c 水=4.2×103J/(kg ·℃))答案：⑴R 1=保P U 2=121040W (220V 2=)Ω （2分） ⑵2A 220440W ===U PI 加（2分）⑶W =P 额t =440W×5×60s=1.32×105J （1分） W =cm (t 0－t )，（2分）1.32×105J =4.2×103J/(kg·℃) ×2kg×(92℃－t ) t ≈76.3℃（2分）（南通）33．(9分)氢是地球上最丰富的元素之一，氢燃烧放出能量，产物是水，不产生污染．氢能源开发是解决能源危机和环境问题的理想途径．某实验室使用的氢燃料电池电压U =220V ，给一照明电路供电，照明电路由若干个“220V 100W ”的灯泡并联组成．图24(1)已知氢气的热值q =1.43×108J/kg ，则完全燃烧m =0.20kg 的氢气释放的热量是多少? (2)每个灯泡正常发光时的阻值是多大?(3)若照明电路中的总电流I =15A ，且灯泡正常发光，则电路中所接灯泡的个数是多少? 答案：本题共9分． 解：(1)氢燃烧释放的热量 Q =mq(2分) =0.20kg ×1.43×108J/kg=2.86×107J(1分) (2)设灯泡正常发光时的阻值为R ，则RUP 2=(1分)Ω==484W100)V 220(22PUR(2分) (3)通过每只灯泡的电流A 115V220W 1000===UP I(2分)接入灯泡的个数330==I I n 盏 (1分)(答33W100A 15V 220=⨯===PUI PP n 电盏，同样给分)（镇江）30．（10分）6月5日是世界环境日，今年我国的主题是 “低碳减排，绿色生活”． 人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是 （ A ） A ．显著增长 B ．平稳增长 C ．稳中有降 D ．显著减少甲 乙 丙（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏．（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成（如图乙）．假如1.2×106kW 的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h ，可提供多少kW ·h 的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×107J/kg, 1kW ·h=3.6×106J ） 解：W=Pt=1.2×106 kW ×1h=1.2×106 k W ·h=4.32×1012 J Q=W=4.32×1012 Jm=Q/q=4.32×1012 J/3.0×107 J/kg=1.44×105kg（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m 2，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J ，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h 可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg 的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×103 J/(k g ·℃).解：Q1=2.52×106 J ×2×3=1.512×107JQ2=50%Q1=1.512×107J ×50%=7.56×106J⊿t=Q2/cm=7.56×106J/[4.2×103 J/(k g ·℃)×100kg]=18℃（荆门）19.在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如右表所示。