人教版九年级物理第十八章电功率计算题专项练习Ⅱ(解析卷)

人教版九年级物理第十八章电功率计算题专项练习Ⅱ参考答案与试题解析一、计算题。

1．小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部。

当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。

使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。

电热水器部分参数如表所示：额定电压220 V频率50 Hz保温功率110 W加热功率 1 870 W水箱容量50 L设定温度40℃（1）电热丝R1的阻值是多少？（2）加热时流过电热丝R2的电流是多少？（3）假设将初温为30℃的一满箱水加热至设定温度用了20min，则电热水器的效率是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。

【分析】（1）当开关S1闭合时，热水器处于保温状态，利用P＝求出电热丝的电阻；（2）当两开关都闭合时，两电阻并联处于加热状态，结合保温状态下的功率，求出R2在加热状态时的功率，利用P＝UI求出通过的电流；（3）先利用密度公式求出水的质量，再利用吸热公式求出水吸收的热量；对比消耗的电能求出效率。

【解答】解：（1）当只有S1闭合时，R1单独工作，电热水器处于保温状态，由P＝可得：R1＝＝＝440Ω；（2）当两开关都处于闭合状态时，两电阻并联，电热水器处于加热状态，R2的功率：P2＝P总﹣P1＝P加热﹣P保温＝1870W﹣110W＝1760W，由P＝UI可得，电热丝R2的电流：I2＝＝＝8A；（3）由ρ＝得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，水吸收的热量为：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣30℃）＝2.1×106J；由P＝可得，消耗的电能为：W＝P加热t＝1870W×20×60s＝2.244×106J，热水器的效率为：η＝×100%＝×100%≈93.6%。

答：（1）电热丝R1的阻值是440Ω；（2）加热时流过电热丝R2的电流是8A；（3）电热水器的效率是93.6%。

【点评】此题借热水器的使用考查电路的分析、电功公式的理解、吸热以及效率的计算等，注意分析状态，注意单位统一。

2．在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，下表所示为记录的相关内容。

主要器材微波炉电能表相关资料额定电压220V频率50Hz220V10（20）A50Hz600revs/（kW•h）①取质量为250g的水，测得水的初温为20℃②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作③用微波炉给水加热2min活动记录④测得电能表的转盘在这2min内转了24转⑤加热2min后，水的温度达到60℃在用微波炉给水加热的2min内，求：（1）水吸收的热量。

【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】（2）微波炉实际消耗的电能。

（3）微波炉的实际功率。

（4）微波炉给水加热的效率。

（精确到1%）【分析】（1）根据公式Q＝cm（t﹣t0）可求水吸收的热量。

（2）由电能表的参数和电能表的转数可求消耗的电能。

（3）根据公式P＝可求实际功率。

（4）电磁炉烧水的效率等于水吸收的热量与电磁炉消耗电能的比值。

【解答】解：（1）水的质量m＝250g＝0.25kg，水吸收的热量Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（60℃﹣20℃）＝4.2×104J；（2）微波炉消耗电能W＝kW•h＝0.04kW•h；（3）t＝2min＝h，微波炉的实际功率P＝＝＝1.2kW；（4）W＝0.04kW•h＝1.44×105J，则烧水的效率η＝×100%＝×100%＝29%。

答：（1）水吸收的热量为4.2×104J。

（2）微波炉实际消耗的电能为0.04kW•h。

（3）微波炉的实际功率为1.2kW。

（4）微波炉给水加热的效率为29%。

【点评】本题考查水吸收热量和电磁炉消耗电能的关系，关键是比较二者的大小，释放的热量没有被全部吸收；再就是要学会分析电能表的参数。

3．明明家新购置了一台5.5kW 的速热式电热水器。

已知他家电能表上标有“220V 10（40）A”的字样。

请你通过计算说明：（1）正常使用这台电热水器时，通过它的电流是多少？（2）从电能表使用的角度考虑，明明家的电路是否允许安装这样一台电热水器？（3）每天使用这台电热水器0.5h，一个月（30天）用电多少千瓦时？【分析】（1）已知电热水器的额定功率和额定电压，利用I＝得到正常工作的电流；（2）已知电能表适用电压和允许通过的电流，利用P＝UI得到电能表允许的最大功率，与电热水器额定功率比较，确定是否允许安装；（3）已知电热水器额定功率和正常工作时间，可以得到消耗的电能。

【解答】解：（1）因为P＝UI，所以热水器正常工作时通过的电流为I额＝＝＝25A；（2）电能表允许的最大功率为P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W，因为8800W＞5500W，所以可以安装这样一台电热水器；（3）因为P＝，所以热水器一个月消耗的电能为W＝Pt＝5.5kW×30×0.5h＝82.5kW•h。

答：（1）正常使用这台电热水器时，通过它的电流是25A；（2）允许安装这样一台电热水器；（3）每天使用这台电热水器0.5h，一个月（30天）用电82.5kW•h。

【点评】此题是一道与家用电器、电能表有关的应用题，考查了电功率有关公式及电能表参数的含义，计算过程不复杂，难度不大。

4．某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为220V，最大功率为440W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110Ω，电阻值均不受温度影响。

（1）定值电阻R0的阻值是多大？（2）该电熨斗工作时的最小功率多大？此时通过电路的电流是多大？（3）假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。

【分析】（1）当调温电阻R＝0Ω时电熨斗的电功率最大，根据P＝UI＝求出定值电阻R0的阻值；（2）当调温电阻R＝110Ω时电熨斗的电功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出通过电路的电流，再根据P＝UI求出该电熨斗工作时的最小功率；（3）由乙图可知散热功率分别为440W和220W达到的最高温度即可得出电熨斗工作时温度的调节范围。

【解答】解：（1）当调温电阻R＝0Ω时，电路中电流最大，电熨斗的电功率最大，由P＝UI＝可得，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝110Ω；（2）当调温电阻最大为R＝110Ω时，电熨斗的电功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时通过电路的电流：I＝＝＝1A，电熨斗的最小电功率：P′＝UI＝220V×1A＝220W；（3）由图乙可知：当电熨斗功率最大为440W＝440J/s时，温度最高为200℃；当电熨斗功率最小为220W＝220J/s时，温度最低为90℃；故电熨斗工作时温度的调节范围为90℃～200℃。

答：（1）定值电阻R0的阻值是110Ω；（2）该电熨斗工作时的最小功率为220W，此时通过电路的电流是1A；（3）电熨斗工作时温度的调节范围为90℃～200℃。

【点评】本题考查了电功率公式和欧姆定律、电阻串联特点的灵活应用，关键是会分析电熨斗的最大和最小电功率，难点是知道每秒钟散发的热量即为散热功率并从表中得出最大和最小电功率时对应的温度。

5．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

XX牌电烤箱额定电压220V额定功率高温挡1100W 低温挡440W电源频率50Hz求：（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；（2）电路中R1的阻值；（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率。

【分析】（1）开关S1S2都闭合时，电路中只有电阻R1，电烤箱在高温挡正常工作，根据公式W＝Pt可求消耗的电能。

（2）根据公式P＝UI先求出电烤箱在高温挡正常工作时电路的电流，再根据欧姆定律计算出电路中R1的阻值。

（3）开关S1闭合S2断开时，两电阻串联，电烤箱在低温挡正常工作，根据公式P＝UI 可求电路电流，根据公式P＝I2R1可求R1的功率。

【解答】解：（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能W＝P高t＝1100W×10×60s＝6.6×105J。

答：电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能6.6×105J。

（2）烤箱在高温挡正常工作时电路的电流I1＝＝＝5A，电路中R1的阻值R1＝＝＝44Ω，答：电路中R1的阻值为44Ω。

（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流I＝＝＝2A，R1的功率P1＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W。

答：电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别为2A和176W。

【点评】本题考查消耗电能、电阻和功率的计算以及欧姆定律的应用，关键是公式及其变形的应用，还要学会从所给信息中找到有用的数据。

6．随着生活水平的提高，家用电器在日常生活中已不可缺少。

小明家所有家用电器正常工作时的总功率为2200W。

其中电热水壶的铭牌如图所示，某一天小明在家里用电热水壶烧开水，电热水壶能正常工作。

已知电热水壶的阻值不变。

求：电热水壶的铭牌额定电压220V频率50Hz额定功率880W容积2L（1）市面上常见的空气开关规格有10A，20A，30A。

小明家的空气开关应该选择哪一种？（2）这个电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？（3）这个电热水壶正常工作600秒所消耗的电能为多少焦？（4）若通过电热水壶的实际电流为2A，电热水壶的实际功率多大？【分析】（1）电路总功率等于各用电器的功率之和，由总电压和总功率求出总电流，然后即可做出选择。

熔断器的额定电流等于或稍大于电路正常工作的最大总电流。

（2）由电热水壶的额定电压和额定功率，根据R＝计算电阻。

（3）由额定功率和通电时间，根据W＝Pt计算消耗电能。

（4）由实际电流和电阻，根据P＝I2R计算功率。

【解答】解：（1）由P＝UI得，电路正常工作时允许通过的最大电流：I＝＝＝10A，所以，小明家熔断器的额定电流等于或稍大于10A，则小明家的空气开关应该10A的。

（2）据P＝可知，这个电热水壶正常工作时的电阻R＝＝＝55Ω。

（3）由P＝可得，此时消耗的电能：W＝P2t＝880W×600s＝5.28×105J。