(完整版)电功率--计算题100题含答案及解析3

评卷人得分七、计算题（题型注释）1．如图所示的电路中，电源电压为3V，R为阻值未知的定值电阻，小灯泡L的规格为“6 V 3W”，若小灯泡的阻值不随温度变化，闭合开关S后，电流表的示数为0.55A。

求：（1）小灯泡的电阻；（2）小灯泡的实际功率；（3）定值电阻R的阻值。

【答案】（1）12 Ω（2）0.75 W（3）10 Ω【解析】解：（1）R L =2LUP=2(6V)3W= 12 Ω；（2）I实=LRU实=312VΩ= 0.25 A；P实= U实×I实= 3V × 0．25A = 0.75 W；（3）R=RUI实=3(0.55V0.25A)V-= 10 Ω。

答：小灯泡的电阻为12Ω；小灯泡的实际功率是0.75W；定值电阻R的阻值为10Ω。

（1）由灯泡的标号，根据公式P=RU2的变形式即可计算出小灯泡的电阻；（2）由于小灯泡的两端实际电压为3V，其电阻又是不变的，可先求出实际电流来，再通过电功率的计算公式计算出灯泡的实际电功率；（3）先计算出通过小灯泡的电流，然后根据电流表的示数再求出通过电阻R的电流，再根据欧姆定律的变形式求出定值电阻R的大小。

2．（6分）如图甲是电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”。

如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。

它的有关技术参数如下表。

请回答下列问题：（1）开关处于位置2时，它放出的是热水还是温水，请简要说明理由。

（2）开关置于温水档时，每分钟可将14℃的冷水加热至32℃；开关置于热水档时，每分钟可将相同质量的水从14℃加热至50℃，求这两档水龙头的电热效率之比。

（3）根据题中获得的信息，请你从物理学角度就该水龙头“温”、“热”两档的使用进RLSA行对比评价。

【答案】（1）开关处于位置2时，只有R1工作，此时水龙头的电功率小于R1、R2并联时的电功率，因此，它放出的是温水。

（2）7/10（3）①使用热水档比使用温水档的电热效率高，更加节能。

②使用热水档比使用温水档的电流大，安全隐患更大。

【解析】试题分析：当开关置于温水档时，水龙头的效率为：η1=Q吸/W1=cm△t1/P1t；当开关置于热水档时，说龙头的效率为：η2=Q吸/W2=cm /P2 t。

整理得，所以效率比为:η1/η2= P2△t1/ P1△t2=2800W×（32℃-14℃）/2000W×（50℃-14℃）=7/10。

使用热水档时，相同时间内使初温和质量相同的水温度升高的高，放出的热量多，所以热效率高；但是使用热水档时，电功率较大，电路中电流大，安全隐患大。

考点：电路分析热水器效率3．如图所示，L是“12V 6W”的小灯泡，R1是定值电阻，R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变．（1）求小灯泡的阻值；（2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时，小灯泡恰能正常发光，且电流表示数为0.9A，求R1的阻值；（3）闭合开关S，断开开关S1，求在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率．【答案】（1）小灯泡的阻值为24Ω；（2）R1的阻值30Ω；（3）闭合开关S，断开开关S1时，灯泡消耗的最小功率为1.5W．【解析】试题分析：（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=求出小灯泡的阻值；（2）闭合开关S、S1，P在a端时，R2=0Ω，此时R1与L并联，根据灯泡正常发光可知电源的电压，根据欧姆定律可知通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点可知通过电阻R1的电流，再根据欧姆定律求出R1的阻值；（3）闭合S，断开S1，此时R2与L串联，由P=I2R可知当P移到b端时灯泡L消耗的功率最小，先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=I2R求出灯泡消耗的最小功率．（1）灯泡的电阻为R L===24Ω；（2）闭合开关S、S1，P在a端时，R2=0Ω，此时R1与L并联，∵灯L恰能正常发光，∴U1=U=U L=12V，I L===0.5A，∴I1=I﹣I L=0.9A﹣0.5A=0.4A，∴R 1===30Ω；（3）闭合S ，断开S 1，此时R 2与L 串联，当P 移到b 端时，R 2′=24Ω，灯泡L 消耗的功率最小． 电路中的电流为I min ====0.25A所以P Lmin '=I min 2×R L =（0.25A ）2×24Ω=1.5W． 考点：欧姆定律的应用；电功率的计算 点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用；第三问中能判断滑动变阻器的阻值最大时灯泡的实际功率最小是关键．4．(8分)如图11所示是小明家电饭煲铭牌，有额定功率高、中、低三档，但中、低档已模糊不清。

从说明书中的电路图可知，内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为110Ω(设电阻丝阻值恒定不变)，中档是一根电阻丝接入电路，低档是两根电阻丝串联接 入电路。

把电饭煲接在正常的家庭电路中使用。

求：(1)当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少?(2)当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大?(3)若使用高档，电饭煲正常工作20min ，消耗的电能是多少?如图12所示是小明家的电能表，在这过程中若小明家只使用电饭煲，则电能表转盘旋转多少圈?【答案】【解析】无解析5．一台直流电动机的额定电压是220V ，额定功率是5.5KW ，它正常工作电流多大？连续工作2h 耗电多少？若该电动机线圈电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少？【答案】25A ，11KW ·h ，1.5×104J【解析】已知额定电压与额定功率，由I= P/U 可求出电动机正常工作时的电流；已知功率与工作时间，由W=Pt 可求出电动机工作时消耗的电能；已知电流和线圈的电阻以及通电时间，由Q=I 2Rt 就可计算出线圈产生的热量．A A U P I 25220105.53=⨯==（3分）W=Pt=5.5kw ×2h=11KW ·h （3分）Q=J s A Rt I 422105.16014.0)25(⨯=⨯⨯Ω⨯=（2分）6．如图所示，电源电压恒定，R 1=10Ω，滑动 变阻器R 2的最大阻值为20Ω，当S 1、S 2均断开，滑片P 置于最下端B 点时。

电流表的示数为0.6A ，求：额定电压 220V频率 50Hz额定功率 高档 900W中档低档（1）电源电压；（2）当S 1、S 2均断开，滑片P 置于最上端A 点时，在5min 内通过R 2的电流所产生的热 量；（3）当S 1、S 2均闭合，滑片P 在A 、B 间移动过程中（不包括A 、B 两端点），该电路所消耗的最小电功率？ 【答案】（1）6V （2）240J （3）7.2W 【解析】（1）当S 1、S 2均断开，滑片P 置于最下端B 点时。

电路中只有的一个电阻R 1接在电路中，由于此时电路中的电流为0.6A 。

故电源电压为U=I 1R 1=0.6A×10Ω=6V； （2）当S 1、S 2均断开，滑片P 置于最上端A 点时，电路中是两个电阻R 1和R 2的最大阻值串联，故此时电路中的电流为Ω+Ω=+=2010621R R U I =0.2A ；所以5min 内通过R 2的电流所产生的热 量Q=I 2R 2t=（0.2A ）2×20Ω×5×60s=240J。

（3）当S 1、S 2均闭合，滑片P 在A 、B 间移动过程中，电阻R 1被短路，变阻器被分成了两部分，这两部分是并联的关系。

欲使电路中的电功率最小，电路中的电阻应该最大，即R 总=PBPA PBPA R R R R +最大，又因为R PA +R PB =R 2不变，故当R PA ×R PB 最大时，R 总才最大，根据数学知识可知，只有当R PA =R PB =22R =10Ω时，R PA ×R PB 最大，故并联电路的最大总电阻为R 总=Ω+ΩΩ⨯Ω10101010=5Ω，故最小电功率为P 最小=总R U 2=Ω5V )62（=7.2W 。

【考点】欧姆定律，电功率。

7．如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示。

请完成下列各题：额定电压额定加热功率指示灯功率袋内充水自动断电温度220V500W≤0.2W1L65℃（2）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了2.1×105J的热量，袋内水的初温是多少？（3）电热水袋此次在额定电压下通电10分钟指示灯熄灭，则电热水袋的发热效率是多少？【答案】（1）1kg；（2）15℃；（3）70﹪【解析】试题分析：（1）电热水袋中充水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg；（2）温度变化为Δt=Q吸/cm=2.1×105J/（4.2×103J/(kg·℃)×1kg）=50℃，袋内水的初温是t0=t-Δt=65℃-50℃=15℃；（3）10分钟电流所做的功为：W=pt=500W×600S=3×105J，电热水袋的发热效率是η=Q吸/W=2.1×105J/3×105J=70﹪。

【考点定位】电热的有关计算8．（8分）小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。

若自来水的温度是10℃，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。

接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。

请你帮助小明回答下列问题：（1）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水共吸收多少热量？（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？（3）若实际经过2.5h指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？[C水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】⑴．1.155×107J（2分)⑵．7. 7×103S（3分)⑶．85.6%【解析】（1）先计算水的质量，再根据Q 吸=c 水m （t-t 0）求出吸收的热量．（2）不考虑能量损失时，吸收的热量等于消耗的电能，根据t=W/P 计算时间． （3）根据W=Pt 计算出消耗的电能，再与吸收的热量进行比较，就能得出热水器的效率． 解：（1）水的质量：m=ρv=1.0×103kg/m 3×55×10-3m 3=55kg ， 水吸收的热量：Q 吸=c 水m （t-t 0）=4.2×103J/（kg•℃）×55kg×（60℃-10℃）=1.155×107J ； （2）不考虑能量损失时，W=Q 吸=1.155×107J ，t=W/P=1.155×107J/1500W==7700s ； （3）电热水器消耗的电功：W′=Pt′=1500W×（2×3600s+30×60s）=1.35×107J ， 热水器的效率：W/W 1.155107J/1.35107J 85.6%η='=⨯⨯≈．答：（1）热水器中的水一共吸收1.155×107J 的热量； （2）从接通电源到指示灯熄灭需要7700s ； （3）热水器的效率约为85.6%9．下面是《灯的故事》中，甲、乙两白炽灯的“自白”：甲灯说：我“220V 100W”；乙灯说：我“220V 44W”。