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液化石油气将1kg的水由20摄氏度加热至100摄氏度,水需要吸收多少J的热,知道公式是Q=CmT,求计算
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c＝4200J/（kg·℃）,m＝1kg,△t＝100－20＝80℃
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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： LS A R （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(6 V) 2 U2 【解析】解： （1）RL = = = 12 Ω； 3W PL（2）I 实 =U实 RL==3V = 0.25 A；P 实 = U 实×I 实 = 3V × 0．25A = 0.75 W； 12?（3）R =U实 IR3V = 10 Ω。 (0.55 V? 0.25 A)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=U2 的变形式即可计算出小灯泡的电阻； （2）由于小 R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”两档的使用进试卷第 1 页，总 74 页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：η 1=Q 吸/W1=cm△t1/P1 t；当开关置 于热水档时，说龙头的效率为：η 2=Q 吸/W2=cm /P2 t。整理得，所以效率比为: η 1/η 2= 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； 2 （3）闭合 S，断开 S1，此时 R2 与 L 串联，由 P=I R 可知当 P 移到 b 端时灯泡 L 消耗的功 2 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=I R 求出灯泡 消耗的最小功率． （1）灯泡的电阻为 RL= = =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=UL=12V， IL= = =0.5A，∴I1=IIL=0.9A0.5A=0.4A，试卷第 2 页，总 74 页∴R1===30Ω ；（3）闭合 S，断开 S1，此时 R2 与 L 串联，当 P 移到 b 端时，R2′=24Ω ，灯泡 L 消耗的 功率最小． 电路中的电流为 Imin=2=2==0.25A所以 PLmin'=Imin ×RL=（0.25A） ×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 110 Ω (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： 额定电压 220V (1)当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少? 频率 50Hz (2)当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大? 额定功率 高档 900W (3)若使用高档，电饭煲正常工作 20min，消耗的电能 中档 是多少?如图 12 所示是小明家的电能表， 在这过程中 低档 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？ 4 【答案】25A ，11KW?h ，1.5×10 J 【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 2 及通电时间，由 Q=I Rt 就可计算出线圈产生的热量．P 5.5 ? 103 I? ? A ? 25A （3 分） U 220W=Pt=5.5kw×2h=11KW?h（3 分） Q= I Rt ? (25A) ? 0.4? ?1? 60s ? 1.5 ?10 J （2 分）2 2 46．如图所示，电源电压恒定，R1=10Ω ，滑动 变阻器 R2 的最大阻值为 20Ω ，当 S1、S2 均断开，滑片 P 置于最下端 B 点时。电流表的示数为 0.6A，求：试卷第 3 页，总 74 页（1）电源电压； （2）当 S1、S2 均断开，滑片 P 置于最上端 A 点时，在 5min 内通过 R2 的电流所产生的热 量； （3）当 S1、S2 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 S1、S2 均断开，滑片 P 置于最下端 B 点时。电路中只有的一个电阻 R1 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=I1R1=0.6A×10Ω =6V； （2）当 S1、S2 均断开，滑片 P 置于最上端 A 点时，电路中是两个电阻 R1 和 R2 的最大阻 值串联，故此时电路中的电流为 I ?U 6 =0.2A； ? R1 ? R2 10? ? 20?2 2所以 5min 内通过 R2 的电流所产生的热 量 Q=I R2t=（0.2A） ×20Ω ×5×60s=240J。 （3）当 S1、S2 均闭合，滑片 P 在 A、B 间移动过程中，电阻 R1 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 RPA+RPB=R2 不 变 ， 故 当 RPA×RPB 最 大 时 ， R RPA=RPB=总=RPA RPB 最大，又因为 RPA ? RPB总才最大，根据数学知识可知，只有当R2 10? ? 10? =10Ω 时，RPA×RPB 最大，故并联电路的最大总电阻为 R 总= =5Ω ， 10? ? 10? 2故最小电功率为 P 最小=U 2 （6V) 2 = =7.2W。 5? R总【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：试卷第 4 页，总 74 页额定电压 220V额定加热功率 500W指示灯功率 ≤0.2W袋内充水 1L自动断电温度 65℃（1）请你计算电热水袋中充水的质量。 5 （2）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了 2.1×10 J 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】 3 3 -3 3 试题分析： （1）电热水袋中充水的质量为：m=ρ V =1.0×10 kg/m ×1×10 m =1kg； 5 3 （2）温度变化为 Δ t=Q 吸/cm=2.1×10 J/（4.2×10 J/(kg?℃)×1kg）=50℃， 袋内水的初温是 t0=t-Δ t=65℃-50℃=15℃； 5 （3）10 分钟电流所做的功为：W=pt=500W×600S=3×10 J， 5 5 电热水袋的发热效率是 η =Q 吸/W=2.1×10 J/3×10 J=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 （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=4.2×10 J/(kg? ℃)] 7 【答案】⑴．1.155×10 J （2 分) ⑵．7. 7×103S （3 分) ⑶．85.6%试卷第 5 页，总 74 页【解析】 （1）先计算水的质量，再根据 Q 吸=c 水 m（t-t0）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： 3 3 -3 3 m=ρ v=1.0×10 kg/m ×55×10 m =55kg， 水吸收的热量： 3 7 Q 吸=c 水 m（t-t0）=4.2×10 J/（kg?℃）×55kg×（60℃-10℃）=1.155×10 J； （2）不考虑能量损失时， 7 W=Q 吸=1.155×10 J， 7 t=W/P=1.155×10 J/1500W==7700s； （3）电热水器消耗的电功： 7 W′=Pt′=1500W×（2×s）=1.35×10 J， 热水器的效率：? ? W/W? ? 1.155 ?107J/1.35 ?107J ? 85.6%． 答： （1）热水器中的水一共吸收 1.155×10 J 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”。关于两灯： “220V 100W ” “220V 44W ”7甲乙（1）乙灯正常发光时的电流是多大？该灯的电阻是多大？ （2）把乙灯接入 110V 的电路中，它的实际功率是多大？ （3）张大爷家共有甲、乙灯各一只，56W 的电视机一台，平均每天都使用 2 小时，一 个月按 30 天计算，要消耗多少电能？ （4）这种白炽灯逐渐被节能灯替代，请从能量转化的角度说明白炽灯的缺点。 【答案】 （1）乙灯正常发光时的电流是 0.2A；该灯的电阻是 1100Ω ； （2）把乙灯接入 110V 的电路中，它的实际功率是 11W； （3）要消耗 12kW?h 的电能． （4）白炽灯消耗的电能大部分转化为内能，发光效率低． 【解析】 试题分析： （1）由 P=UI 得： I 额=P 额/U 额=44W/220V=0.2A （1 分） R=U 额/I 额=220V/0.2A=1100Ω （1 分） （2）I 实=U 实/R=110V/1100Ω =0.1A （1 分） P 实=U 实 I 实=110V×0.1A=11W （1 分） （3）P 总=100W+44W+56W=200W=0.2kw 由 P=W/t 得： W=P 总 t=0.2kw×2h=0.4 kW?h （1 分） 一个月 30 天消耗电能为：W 总=0.4 kW?h×30h=12kW?h （1 分）试卷第 6 页，总 74 页（4）白炽灯消耗的电能大部分转化为内能，发光效率低 （2 分） 考点：电功率的计算；欧姆定律的应用；电功的实质． 点评： 本题考查的知识点多， 主要考查电流、 电阻、 消耗电能的计算以及能量转化问题， 是一中档应用题． 10．小满了解到从 2012 年 10 月 1 日起禁止进口和销售 100W 及以上普通照明白炽灯， 推广使用节能灯，于是马上买来“220V 20W”的节能灯（图乙） ，与“220V 100W”的白 炽灯（图甲）做了对比实验，发现两灯发光效果相当。（1）试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比，一年工作 2000h 节约的电能。 （2）若实际电压为 200V，求该节能灯的实际功率。 （结果保留整数） 【答案】 （1） 160kw ?h （2） 16w 【解析】 解： （1） 解法 1： 白炽灯一年消耗的电能为：W h 1 =P 1t=0.1kw ? kw? 节能灯一年消耗的电能为： W2 =P2 t=0.02kw ? 2000h=40kw? h 换用节能灯后一年节约的电能为： W h ? 40kw? h=160kw?h 1 ?W 2 =200kw? 解法 2：换用节能灯后一年节约的电能为：W=（P1 ? P2）t=(0.1kw ? 0.02kw)kw? h（2）解法 1：节能灯电阻为 R=2 U 2 （220V） = =2420? P 20w实际电压 200V 时，实际电流为: I实 =U实 R=200V =0.08A 2420?节能灯的实际功率为： P实 =U实I实 =200V ? 0.08A=16w2 U 2 U实 = 解法 2：节能灯电阻为： R= P P实2 U实2 P （200V） ? 20w P实 = = =16w 2 U (220V)2200 ，实际电流应该是额定电流 220 200 200 200 200 200 ? P= ? ? 20w=16w 的 ，那么实际功率为： P实 = 220 220 220 220 220解法 3：因为节能灯电阻不变，实际电压是额定电压的 本题涉及的知识是电学计算，考查学生分析解答实际问题的能力。 （1）计算节能灯比白 炽灯一年节约的电能，可分别计算白炽灯和节能灯一年消耗的电能，然后相减，也可用 它们的功率差乘以工作时间 （2）在计算实际功率时，可认为灯丝电阻不变，先求出灯试卷第 7 页，总 74 页丝电阻，根据实际电压和电阻求出实际电流，然后求出实际功率。 11．如图所示电路中，小灯泡 L 标有“6V 3W”字样，R2=12Ω ，当 S1、S2 都闭合时，电 流表示数为 0.8A，这时小灯泡 L 正常发光，求：（1）电源电压 U； （2）电阻 R1 的阻值； （3）当 S1、S2 都断开时，小灯泡 L 消耗的功率 【答案】 （1）6V； （2）20Ω ； （3）0.75W 【解析】 试题分析： （1）当开关 S1、S2 都闭合时，灯泡 L 和电阻 R1 并联，电流表测量干路中的电 流，小灯泡正常发光，电源电压 U=6V； （ 2 ） 小 灯 泡 的 额 定 电 流 ： IL ?PL 3W ? ? 0.5 A ， 通 过 电 阻 R1 的 电 流 ： U L 6V U 6V ? ? 20? ； I 1 0.3 AI1 ? I ? I L ? 0.8 A ? 0.5 A ? 0.3A ，电阻 R1 的阻值： R1 ?（ 3 ） 当 开 关 S1 、 S2 都 断 开 时 ， 小 灯 泡 L 和 R2 串 联 在 电 源 两 端 ， 灯 泡 的 电 阻RL ?2 U L 2 (6 V) U 6V 此时电路中的电流：I ? ? ? ? 12? ， ? ? 0.25 A ， RL ? R2 12? ? 12? PL 3W灯泡的实际功率 P ? I ?2 R ? (0.25A)2 ?12? ? 0.75W 。 考点：欧姆定律和电功率的计算 点评：本题考查了串联电路、并联电路特点、欧姆定律及功率公式的应用，注意通过开 关的通断明确电路的结构，同时应明确灯泡正常发光即工作在额定状态下。 12． （6 分）如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电热水器 功率有高、中、低三档．当 S1 断开，S2 接 b 时，其功率为低档，大小为 1000W．（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦． （不必写出推导过程） （2）小林选用某功率档加热水箱里的 50L 水，水温升高 40℃用了 40min，求此过程电 3 热水器的功率． 【水的比热容 c=4.2×10 J/（kg?℃） 】 【答案】 （1）电热水器的高、中档功率分别是 4000W、2000W。 （2）此过程电热水器的 功率为 3500W。 【解析】 试题分析： （1）当 S1 断开，S2 接 b 时，两个电阻丝串联接入电路，功率最小，是低挡。试卷第 8 页，总 74 页S2 接 b，S1 闭合，将一个电阻丝单独接入电路，电功率稍大，是中档。当 S2 接 a，S1 闭U2 合，两个电阻丝并联接入电路，电功率最大，是高温档。由 P ? 可知，电压一定， R电功率与电路的电阻成反比。低档电路中的总电阻为 2R，中档电路中的总电阻为 R，电 路中的总电阻为 R/2，所以电热器的高档功率是 4000W，中档功率是 2000W。 （2）水箱中水的质量 m ? ?V ? 1kg/L ? 50L ? 50kg， 水吸收的热量 Q吸 ? cm?t ? 4.2 ?103 kg/m3 ? 50kg? 40℃ ? 8.4?106 J ，Q吸 8.4?106 J ? ? 3.5?103 W 。 电热水器的功率 P ? t 40? 60s考点：电功率 比热容 13．如图所示，灯 L 上标有“12V 3.6W” ，定值电阻 R1 的阻值为 10 欧，滑动变阻器 R2 上标有“50Ω 1A” 。（1）闭合 S1、S2，灯 L 正常发光。电流表、电压表的量程分别为 0～3A，0～15V，求： ①灯正常发光时的电阻；②滑动变阻器允许连入的阻值范围。 （2） 断开 S1、 S2， 用一个新的电源去替代原来的电源， 电流表、 电压表的量程分别为 0～ 0.6A，0～3V。移动滑动变阻器的滑片过程中，要求两个电表先后均能达到满刻度，且 电路正常工作。求允许替换电源的范围。 【答案】 （1）40Ω 12Ω ≤R 滑≤50Ω （2）6V≤U&9V 【解析】 试题分析： （1）闭合 S1、S2，灯 L、 R2 并联。 ① IL ?P 3.6W ? ? 0.3 A UL 12VRL ?U L 12V ? ? 40? I L 0.3 AU 12V ? ? 12Ω I 2 1A②当滑动变阻器达到允许通过的最大电流 1A 时，电流表是安全的。 所以滑动变阻器允许连入最小值为 R2 ?12Ω ≤R 滑≤50Ω （2）断开 S1、S2，R1、R2 串联。 当电流表示数最大时 I 最大=0.6 安，滑动变阻器阻值为 0 时，电压表示数为零，此时电 源电压最小。 U 最小=I 最大 R 总最小=0.6A×10Ω =6V 当电源电压为 6V 时，电流表示数为 0.6A,移动滑动变阻器的滑片，可以使滑动变阻器试卷第 9 页，总 74 页两端电压为 3V。移动滑动变阻器的滑片过程中，要求两个电表先后均能达到满刻度， 且电路正常工作。符合题意，电源电压最小为 6V. 当 R2 两端电压 U2=3 伏时， I1 ?U2 3V U= U1+U2=10Ω ×0.06A+3V=3.6V， ? ? 0.06A ， R最大 50?此时电流表示数为 0.06A，不可能达到最大，所以电源电压 3.6V 不符合题意。 当 I 最大=0.6AR1 两端电压最大且 U2 最大=3V 时，R2 两端电压最大，最大电源电压为 U′最大= U1+U2=0.6A×10Ω +3V=9V；因题中要求两个电表先后均能达到满刻度，所以最大电压应 不大于 9V。 所以 6V≤U&9V。 考点：串、并联电路电压和电流特点 欧姆定律 电功率的计算 14．如图所示 R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表的示数为 0.3A．（1）通过 R2 的电流是多少？（2）通电 1minR1 产生的热量是多少？ 【答案】 （1）0.15A（2）54J 【解析】 （1）当闭合开关后，R1 与 R2 并联在电路中，电路中各处的电压都相等， 那么 U=U1=U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V，已知：U2=3A，R2=20Ω， 那么 I2=U2/R2 =3U/20Ω =0.15A， （2）通电 1minR1 产生的热量是 Q=W=U2t/R1=(3V)2× 60s/10Ω=54J 15．小亮的妈妈买了一个“半球”牌自动热水壶送给爷爷，其铭牌如表，小亮为了给爷 爷说明电热水壶的使用方法，他接水至 800ml 刻线处，然后把水壶放在加热座上，拨动 开关，5min 后水烧开，水壶自动断电，已知水的初温为 20℃。 自动电热水壶 型号 电源 额定功率 容量 编号 ZDHHz ml H80176643（1）这壶水吸收的热量为多少？[c 水=4.2×10 J/(kg?℃)] （2）烧水时家中电压为 220V，求电热水壶的热效率。 （3）在用电高峰，电路中的实际电压将为 198V，这时电热水壶的实际功率为多大？ 5 【答案】 （1）2.688×10 J； （2）81.5%； （3）891W 【解析】 3 3 试题分析： （1）水的质量 m=ρ V=1g/cm ×800cm =800g=0.8kg， 3 水 吸 收 的 热 量 为 Q 吸 =cm （ t-t0 ） =4.2×10 J/ （ kg?℃ ） ×0.8kg×（ 100℃-20℃ ） 5 =2.688×10 J； 5 （ 2 ） 电 热 水 器 消 耗 的 电 能 是 W=Pt=1100W×5×60s=3.3×10 J ， 其 热 效 率 是 5 5 η =2.7×10 J/3.3×10 J≈81.5%； 2 2 2 (3)电热水壶的电阻 R=U /P=(220V) /1100W=44Ω ，实际功率 P 实=（198V） /44Ω =891W。 考点：电热的计算 16．某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示．迎风板与一轻质 弹簧一端连接，穿在光滑的金属杆上，弹簧由绝缘材料制成，均匀金属杆的阻值随长度 均匀变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆 M 端相连， 右端导线接在迎风板上 N 点并可随迎风板在金属杆上滑动， 两端导线与金属杆均接触良 好．试卷第 10 页，总 74 页已知电源电压恒为 4.5V，定值电阻 R＝1.0Ω ．金属杆接入电路中的电阻 Rx 与迎风板所 承受风力 F 的关系如图所示．(1)若在电路中接人一电压表，使电压表示数随风力的增大而增大，请在图中适当位置 画出电压表； (2)无风时，求电压表的示数和定值电阻消耗的电功率； (3)如果电压表的量程为 0～3V，求该装置所能测量的最大风力． 【答案】(1) 电压表并联在定值电阻两端;(2)1V;1W; (3)720N 【解析】 试题分析： （1）略; （2）无风时， Rx ? 3.5? 电路中的电流 I ?U 4.5V ? ? 1A R 1Ω ? 3.5Ω定 值 电 阻 消 耗 的 电 功 率电 压 表 的 示 数 U ? IR ? 1A ? 1Ω ? 1VP ? UI ? 1A ? 1V ? 1W（ 3 ） 当 电 压 表 的 示 数 为 3V 时 ， 定 值 电 阻 的 电 压 为 1.5V ， 电 路 中 的 电 流I?U 3V ? ? 3A R 1ΩRX ?U X 1.5V ? ? 0.5? I 3A查表得，最大风力为 720N.17． （7 分）某商厦每层楼高 3m，小明看到工作人员将 360kg 的货物在一楼放入载货电 梯内，闭合开关，仅用 25s 的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的 兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示，电梯是通过电动 机带动钢丝绳提升货物的， 电动机线圈电阻为 2.4Ω ， 电梯厢 （含动滑轮） 的质量 140kg， 提升上述货物时电流表的示数为 20A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题 （g 取 10N/kg） ：（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？ （2）电梯工作时消耗的总电能是多少？试卷第 11 页，总 74 页（3）电动机工作时的效率多大？ 5 【答案】 （1）1250N （2）1.1×10 J （3）78% 【解析】 试题分析： （1）货物和电梯厢总重为：G 总=m 总 g=（360kg+140kg（×10N/kg=5000N，滑 轮组由四段绳子吊着物体，所以绳子上的拉力为总物重的四分之一为 0N； 5 （2）电梯工作时消耗的总电能为：W=UIt=220V×20A×25s=1.1×10 J ； （3）电梯工作 2 时，电动机的线圈发热为：Q=I Rt=（20A）2×2.4Ω ×25s=24000J；电动机输出的能量 为： W 输出=000J=86000J， 所以电动机工作时的效率为： 8J=78%。 【考点定位】有关滑轮组的计算 18．(8 分)市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S 是温控开关，R1 是调节电阻，其阻值为 176Ω ，R2 是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如表所示。若 饮水机正常工作的加热效率为 90%，现将质量为 1.5kg，初温为 20℃的水在一标准大气 压下烧开。已知 C 水=4.2 xl03J/(kg?℃)求：（1）需要吸收的热量是多少? （2）需加热多长时间? （3）当饮水机处于保温状态时，它的保温功率是多少? 【答案】（1） Q吸＝Cm?t ） ＝ 5.04 ?10 J5（2） Q放＝5.04 ?105 ? 5.6 ?105 J 90%t?Q放 P＝5.6 ?105 J =509s 1100W（3） R2 ?U 2 (220V)2 ＝ ? 44? P热 1100WU 2 (220 V) 2 ? 220W ＝ R总 ? R1 ? R2＝ 176? ? 44?＝220? ， P温＝ 220? R总【解析】 试题分析： （1） 水吸收的热量为： Q=cm△t=4.2×103J/ （kg℃） ×1.5kg× （100℃-20℃） =5.04×105J （ 2 ） 由 于 加 热 效 率 为 90% ， 所 以 由 W=Q/η 可 知 饮 水 机 放 出 的 热 量 Q 放 =Q/η =5.04×105J/90％=5.6×105J 由 W=Pt 可知需要加热的时间为 t=Q 放/P =5.6×105J/s （3）开关 S 断开时，两电阻串联，所以电路的总电阻为两电阻之和，即 R=R1+R2，当开 关 S 闭合时，R1 短路，所以电路的电阻等于 R2，根据 P=U2/R 可知，当开关 S 闭合时是 加热状态， 当开关 S 断开时是保温状态； 根据加热功率为 1100W 可得 R1 的阻值为 R1=U2/P 2 加热=（220V） / 1100W=44W ，所以此电热饮水机的保温状态时电路的电流为：I 保温=U/R 串==U/(R1+R2) =220V/(44Ω +176Ω )=1A，所以保温功率为 2 2 P 保温=I 保温 R 串=(1A) ×220Ω =220W。试卷第 12 页，总 74 页考点：热量的计算 电功率 19． （8 分） “如图所示，电源电压不变，R0=12Ω ．当在接线柱 A 和 B 之间接入一个“6V 3W” 的小灯泡， 将滑动变阻器的滑片滑到最上端， 闭合开关 S 时， 小灯泡刚好正常发光； 当在接线柱 A 和 B 之间接人一个电流表，将滑动变阻器的滑片滑到最下端，闭合开关 S 时，电流表的示数是 0.5A． （不考虑灯丝电阻的变化）求： （1）电源电压是多少Ⅴ？ （2）小灯泡的电阻是多少 Ω ？ （3）滑动变阻器的最大阻值是多少 Ω ？ （4）当在接线柱 A 和 B 之间接入“6V 3W”的小灯泡，闭合开关 S 后，小灯泡的最小功 率是多少 W？ 【答案】 （1）6V； （2）12Ω ； （3）12Ω ； （4）0.33W 【解析】 试题分析： （1）当在接线柱 A 和 B 之间接入一个“6V 3W”的小灯泡，将滑动变阻器的 滑片滑到最上端时，小灯泡与 R0 并联，灯正常发光，说明电源电压为 6V； （2）灯丝电阻为： RL ?U 2 ? 6V ? ? ? 12? ； PL 3W2（3）当在接线柱 A 和 B 之间接人一个电流表，将滑动变阻器的滑片滑到最下端时，电 阻 R0 被短路，电路中只有滑动变阻器，其最大阻值为： R滑 ?U 6V = =12? ； I 0.5 A（4）若在接线柱 A 和 B 之间接入“6V 3W”的小灯泡，则小灯泡与 R0 并联，再与滑动变 阻器串联， 当灯泡两端电压最小时， 它消耗的电功率最小， 此时滑动变阻器的阻值最大， 为 12? ； 并 联 部 分 的 电 阻 为 ： R并 ?12? U R =6? ， 根 据 串 联 电 路 的 分 压 公 式 1 ? 1 得 ： 2 U 2 R2U滑 R滑 12? 2 ? = = ，则 U并 R并 6? 1U 2 ? 2V ? 1 ? ? 0.33W U 并 = U ? 2V ，小灯泡消耗的最小功率为： Pmin ? RL 12? 32考点：欧姆定律 电功率20．如图所示电路，电源两端电压一定。当开关 S 断开，滑动变阻器接入电 路的电阻 为 Ra 时， 通过电阻 Ra 的电流为 I1， 电阻 R1 和电阻 R2 消耗的功率之和 P1＝10W， 电压表 V1、V2 的示数之比 U1∶U2＝5∶4；当开关 S 闭合，滑动变阻器接入电 路的电阻为 Rb 时，通过电阻 Rb 的电流为 I2，滑动变阻器消耗的功率 Pb＝5W，? ，且 U 2 ? ＝U1。求： 电压表 V2 的示数为 U 2试卷第 13 页，总 74 页（1）电流 I1 和 I2 的比值； （2）电阻 Ra 和 Rb 的比值； （3）开关 S 闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为 Ra 时消耗的功率 Pa。 【答案】 【解析】 试题分析：通过对电路图的观察，结合题意，可分别画出当开关断开和闭合 时电路的等效电路图，再根据功率的公式、欧姆定律等可求出电流之比．再 结合串联电路的分压原理等，求出滑动变阻器的阻值 Ra 和 Rb 之比．求滑动 变阻器消耗的功率，同样要画出等效电路图，再根据电流之比进行求解． （1）开关 S 断开，滑动变阻器接入电路的电阻为 Ra 时，等效电路如答图甲 所示。 开关 S 闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为 Rb 时，等效电路如答图乙所示由甲图 P1=U1I1=10W 由乙图 Pb=U2′I2=5W? ＝U1 由于 U 2解得 I1∶I2=2∶1 （2）U1∶U2＝5∶4 由串联电路电压关系有R1 ? R2 5 ? ，则 5Ra=4R1-R2 R2 ? Ra 4由R1 ? Rb I1 2 ? ? ，得 2Ra= Rb-R1-2R2 I 2 R1 ? R2 ? Ra 1由Rb I1 2 ? ? ，得 Rb= 2R1+2R2 I 2 R1 ? R2 1解得 R1=2 Ra，R2=3 Ra，Rb=10 Ra试卷第 14 页，总 74 页则 Ra∶Rb=1∶10 （3）开关 S 闭合，滑动变阻器接入电路的电阻为 Ra 时，等效电路如图所示。2 Ra ? Ra I 2 R1 ? Ra 1 ? ? ? I 3 R1 ? Rb 2 Ra ? 10Ra 4Pa I 3 Ra 8 ? ? Pb I 2 2 Rb 52解得 Pa=8W考点：此题考查的是电学综合计算。 点评：根据电路的不同变化画出等效电路图，是解决本题的有效途径之一， 这是我们在平时的解题当中应该加强的．同时，本题多为对比值的求解，要 求我们对电路的分析、公式的运用都要相当熟练，而且一定要保证各个物理 量的对应性，是一道很有挑战性的题目．21． 如图所示的装置很有创意它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的 马桶连在一起： 上部是洗衣机 （有关技术参数见铭牌） ， 下部是马桶， 中间设有储水箱． 洗 衣机还设有加热功能， （铭牌上水的加热功率已模糊） ，洗涤前先将水加热到适宜温度， 可以提高洗涤效果．（1）请问这种设计的优点： ． （请至少说出一个观点） （2）求洗衣机脱水时的正常工作电流． （3）某次洗衣时，首次进水量为 20kg，加热时电能的 80%转化为水的内能，正常加热 14min 水的温度升高 10℃就达到设定要求，由于洗衣机铭牌上的加热功率模糊，求：① 3 水吸收的热量，②洗衣机的加热功率[c 水=4.2×10 J/（kg?℃）]． 【答案】 （1）这种设计的优点：用洗衣水用来冲厕可以节水； （2）洗衣机脱水时的正常工作电流为 1.5A； 5 （3）①水吸收的热量为 8.4×10 J，②洗衣机的加热功率为 1250W 【解析】 试题分析： （1）从节水方面分析，洗衣水用来冲厕；洗衣机设有加热功能，提高洗涤效 果； （2）知道脱水功率和正常工作电压，利用 P=UI 求洗衣机脱水时的正常工作电流； （3）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用 Q 吸=cm△t 求水吸收的热量； 由题知，Q 吸=W×80%，求出加热水消耗的电能，再利用 P= 求洗衣机的加热功率 （1）这种设计的优点之一：用洗衣水用来冲厕可以节水； （2）∵P=UI， ∴洗衣机脱水时的正常工作电流：试卷第 15 页，总 74 页I= ===1.5A；（3）水吸收的热量： Q 吸=cm△t 3 5 =4.2×10 J/（kg?℃）×20kg×10℃=8.4×10 J， 由题知，Q 吸=W×80%， 加热水消耗的电能： W= = =1.05×10 J，6洗衣机的加热功率： P= = =1250W考点：电功与热量的综合计算；热量的计算；电功率的计算 点评：这是一道电热综合题，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是温度升高到 和温度升高了，这是两个截然不同的概念 22． （8 分）小华家买了一个电吹风，既可以吹冷风也可以吹热风，其简化电路如图所 示。 已知该电吹风的额定电压是 220V，电动机的额定功率是 110W，吹热风时总电流 是 4.9A。该电吹风接在家庭电路中使用时，通过计算回答：（1）当电吹风吹冷风时，工作 5min 消耗的电能是多少？ （2）当电吹风吹热风时，通过电热丝的电流是多少？ （3）电热丝的电阻是多少？ （4）当电吹风吹热风时，工作 1min 电流通过电热丝产生的热量是多少 J？ 4 【答案】 （1） 3.3×10 J； （2） 4.4A； （3） 50Ω ； （4） 58080J 【解析】 试题分析：⑴t1=5min=300s ，电吹风吹冷风时，工作 5min 消耗的电能 4 W=P1 t1=110W×300s=3.3×10 J；P1 110W ⑵电吹风吹冷风时的工作电流为 I1= U = 220V =0.5A∵电热丝和电动机并联，∴通过电热丝的电流 I2 =I - I1 =4.9A -0.5A=4.4A；U 220V ⑶电热丝的电阻 R2= I 2 = 4.4A =50Ω ；⑷ t2=1min=60s ， 电流通过电热丝产生的热量 2 2 Q2= I2 R2t2=（4.4A） ×50Ω ×60s=58080J。 考点：电功与电热的计算；并联电路的特点 23．家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的， 小明家浴室内浴霸由四只标有“220V 250W”的同规格发热灯组成，小明测得浴室的面 2 3 3 积为 6m ，高为 2.5m，查资料得知当地空气的密度为 1.2kg/m ，比热容为 1.0×10 J/ （kg?℃） ， 当四只灯泡同时正常工作 25min 后， 测得浴室内空气温度从 13℃上升到 28℃，试卷第 16 页，总 74 页求： （1）浴室内空气吸收的热量； （2）浴霸加热浴室内空气的效率． 5 【答案】 （1）2.7×10 J；（2）18% 【解析】 3 试题分析： （1） 空气吸收的热量： Q 吸=cm△t=1.0×10 J/ （kg?℃） ×18kg× （28℃-13℃） 5 =2.7×10 J； （2）∵四只灯泡同时正常工作， ∴四只灯的总功率：P=250W×4=1000W， 6 25mIn 消耗的电能：W=Pt=1000W×25×60s=1.5×10 J，2.7? 105 J ? 100% ? ? 100% ? 18% 浴霸加热浴室内空气的效率：? ? W 1.5? 106 J Q吸考点：热量计算、电功率 24．小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术参数如下表所示． 额定电压 额定频率 加干豆量 220V 50Hz 75g 电机功率 加热功率 加水量 180W 800W 1200ml豆浆机的说明书介绍了制作豆浆的全过程：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中， 经过预热、打浆、加热，断电报警等程序，即可制成熟豆浆，其中打浆和加热是交替进 行的． （1）在预热时，电热器开始加热，若水温从 20℃升高到 40℃，在预热的过程中吸收多 3 少热量？【不计热损失和干豆吸收的热量，c 水＝4.2×10 J/（kg?℃） 】 （2）在额定电压下，打浆时通过电动机的电流是多大？ （3）若在用电高峰时段，家庭电路中的实际电压为 200V，加热 3min，豆浆机消耗的电 能是多少？（不计热损失，加热器的电阻丝的阻值不随温度的变化而变化） 5 5 【答案】 （1）1.008×10 J （2）0.82A （3）1.2×10 J 【解析】 试题分析： （1）由 ? ? m ＝ ρ V （2 分） 水吸收的热量 ＝m 得，水的质量 V1.0 × 10 kg/m3 3×1200×10 m-6 3＝1.2kgQ吸 ? cm(t ? t0 ) ＝4.2×103J/（kg?℃）×1.2kg×（40℃－20℃）＝1.008×105J分） （2）由 P＝UI 得，在额定电压下，打浆时通过电动机的电流是（3I?P 180W ? ? 0.82A U 220V（2 分） （3）由“ I ?U P ”和“ I ? ”得， R U试卷第 17 页，总 74 页U 2 (220V)2 R? ? ? 60.5? P? 800W（2 分） 由“ I ?U 2 ”和“W＝Q＝I Rt”得， R＝2 U实WRt?(200V) 2 ?180s 60.5?≈1.2×10 J5（2 分） 考点：热量的计算；电流的计算；电功率电能的计算； 点评：重要的是相关公式的灵活运用，注意计算热量时代入公式的是质量而不是体积， 关键是第三问中注意根据额定的条件先求出加热器的电阻， 再根据实际电压及电阻不变 计算实际电功率及消耗的电能。 25．在图所示的电路中，电源两端的电压不变。闭合开关 S，当滑动变阻器接入电路中 的电阻为 RA 时，电压表示数为 4V，电流表示数为 I1，电阻 R1 与滑动变阻器消耗的电功 率之和为 P1；当滑动变阻器接入电路中的电阻为 RB 时，电压表示数为 8V，电流表示数 为 I2，电阻 R1 与滑动变阻器消耗的电功率之和为 P2。已知：P1=P2，电阻 R1:R2=1：5。求：R1P R SR2（1）电阻 RA 与 RB 的比值； （2）电源两端的电压 U。 （6 分） 【答案】 （1）1:6（2）12v 【解析】 试题分析：先画出两中情况的电路图；已知两种情况电阻 R1 与滑动变阻器消耗的电功 率之和相等，根据 P=UI 求出两种情况下的电流关系，根据串联电路电阻关系和欧姆定 律结合电压表的示数得出电阻 R1、RA、RB 之间的关系，再电源的电压不变和已知条件 得出 RA、R1 之间的关系，进一步得出电阻 RA 与 RB 的比值。根据串联电路电阻的分压特 点求出电源的电压。 解：闭合开关 S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为 RA 时，等效电路如图甲所示；当滑 动变阻器接入电路中的电阻为 RB 时，等效电路如图乙所示。 R1I1 U1=4V U 甲RA P1R2I2R1U2=8VRB P2R2U 乙（1）由图甲、乙得： P 1 = U1 I1 ， P 2 =U 2 I 2试卷第 18 页，总 74 页∵P 1 ? P 2∴I1 U 2 8V 2 ? ? ? I 2 U 1 4V 1∵ U1 ? I 1( R1 ? RA ) ， U 2 ? I 2( R1 ? RB ) ∴U1 I1 ( R1 ? RA ) 2 ( R1 ? RA ) 1 ? ? ? ? U 2 I 2( R1 ? RB ) 1 ( R1 ? RB ) 2①∴ 3R1 ? 4RA ? RB ∵电源两端电压不变， ∴I1 R1 ? RB ? R2 R1 ? 3R1 ? 4 RA ? 5R1 2 ? ? ? I 2 R1 ? RA ? R2 R1 ? RA ? 5R1 1∴ 2 RA ? 3R1 ② 将②式代入①式解得：RA 1 ? RB 6（2）由图 3 甲得：U1 R1 ? RA 1 ? ? ， U R1 ? RA ? R2 3解得： U ? 12 V 考点：此题考查的是串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律的应用。 点评：本题难点在于公式联立求解上，很多同学最怕这种全是用字母代替的题目，不过 只要能做到思路清晰是可以顺利求解。 26．有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源．此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动 3 机供电，电动机为汽车提供动力．某辆这种类型的环保汽车，总质量为 3×10 kg，汽 2 车轮胎与 地面的总接触面积为 0.1m ．当它在永平路面上匀速行驶时，电动机工作 电流为 50A，工作 电压为 300V，汽车所受阻力为车重的 0.04 倍．(g 取 10N/kg)(1)汽车对路面的压强多大？ (2)若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为 4:5，则该车匀 速前 进的速度多大？ (3)如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池 板的最 小面积．结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议， 已知太阳辐射 26 11 的总功率为 4×10 W，太阳到地球的距离为 1.5 ×10 m，半径为 r 的球其表面积为 2 4π r ．太阳光传播到地面的过程中，设有 29. 35%的能量损耗．该车所用太阳能电池 将太阳能转化为电能的效率为 15%．试卷第 19 页，总 74 页【答案】汽车对路面的压强 3.0×10 Pa；该车匀速前进的速度为 10m/s；所需的太阳能 2 电池板的最小面积 100m ；改进建议：①提高太阳能电池光电转化率、②减小车的质量、 ③提高电动机效率等 3 2 5 【解析】 （1）由题意得，P=F/s=G/s=mg/s=3.0×10 kg×10N/kg/0.1m =3.0×10 Pa； 4 （2）由题意得，电动机电功率 P 电=UI=300V×50A=1.5×10 W，P 机：P 电=4:5，得 P 机=1.2 4 3 ×10 W； 汽车动力与摩擦力为一对平衡力， 则 P 机=F 动 v=f 摩 v=0.04mgv=0.04×3.0×10 kg ×10N/kg×v 解得：v=10m/s； 2 （3） 地球表面单位面积太阳能功率 P 地= （1-29. 35%） ×15%×P 总/4π r = （1-29. 35%） 26 11 2 2 4 2 2 ×15%×4×10 W/4×3.14×(1.5×10 m) =150w/m ， S=P 电/P 地=1.5×10 /150w/m =100m ； 改进建议：①提高太阳能电池光电转化率、②减小车的质量、③提高电动机效率等。 27． （4 分）小华用一根阻值为 10Ω 、额定电压为 6V 的电热丝，制作一台加热器，所用 电源的电压为 9V． （1）为使加热器正常工作，电路中需串联一个电阻，其阻值是多少？ （2）加热器正常工作 1min，电热丝消耗的电能是多少？ 【答案】 （1）为使加热器正常工作，电路中需串联一个电阻，其阻值是 5Ω ； （2）加热器正常工作 1min，电热丝消耗的电能是 216J． 【解析】 试题分析： （1）根据串联电路的总电压等于各串联导体两端电压之和，所以电阻两端电 压为：U2=UU1=9V6V=3V，通过电阻的电流为： I ?5U1 6V ? ? 0.6 A; R1 10?电阻的阻值 R2 ?U2 3V ? ? 5?; I 0.6 A（2）电热丝消耗的电能 W1=U1It=6V×0.6A×60s=216J． 答： （1）为使加热器正常工作，电路中需串联一个电阻，其阻值是 5Ω ； （2）加热器正 常工作 1min，电热丝消耗的电能是 216J． 考点： 欧姆定律的应用，电功的计算 28．小明为了测量家里的洗衣机的电功率，观察了他家标有 3000R/KW.h 的电能表在 30min 内转过了 750 圈，由此他计算出自家洗衣机的功率应为多大？【答案】 【解析】略 29．在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡 L1 的额定电压为 8V，图 12 乙是灯泡 L2 的 U―I 图像。（1）当开关 S 接 a 时，电压表的示数为 1.2V，电流表的示数为 0.3A，求定值电阻 R0 的阻值； （2）当开关 S 接 a 时，调节电源电压，使灯泡 L1 正常发光，此时 R0 消耗的功率为 1W， 求灯泡 L1 的额定功率；试卷第 20 页，总 74 页（3）开关 S 接 b 时，通过调节电源电压使灯泡 L1 正常发光，求电路消耗的总功率。 【答案】 （1）定值电阻 R0 的阻值为 4Ω ． （2）灯泡 L1 的额定功率为 4W． （3）电路消耗 的总功率为 6W． 【解析】 试题分析： （1）定值电阻 R0 ?U 0 1.2V ? ? 4? （3 分） I 0 0.3A（2）开关 S 接 a 时， R0 与灯泡 L1 串联，且灯泡 L1 正常发光， P0 ? 1W 电路中的电流 I 1 ?P0 1W ? ? 0.5A （2 分） R0 4?灯泡 L1 的额定功率 P 1 ? U1 I1 ? 8V ? 0.5A ? 4W （1 分） （3）开关 S 接 b 时， L1 与 L2 串联，且灯泡 L1 正常发光，则有 I ? I 2 ? I1 ? 0.5A 由图像可知， U 2 ? 4V （1 分） 故电源电压 U ? U1 ? U 2 ? 8V ? 4V ? 12V （1 分）电路消耗的总功率 P ? UI ? 12V ? 0.5A ? 6W （1 分） 考点：欧姆定律的应用；电功率的计算． 点评：本题考查了开关断开和闭合对电路的影响，以及串联电路电流和电压的特点，对 欧姆定律及其公式变形和电功率及其公式变形的理解和应用， 解答此题的关键是我们要 能够准确的分析电路的连接情况，并且能够从图象提取有用信息． 30． （8 分）饮水机是一种常见的家用电器，具有加热、保温、制冷三项功能，加热和 保温的工作电路，可简化为如图甲所示，其中 S 是一个温控开关，R 为发热板。当开关 S 接 a 时，饮水机处于加热状态；当水达到一定温度时，开关 S 自动切换到 b，饮水机 处于保温状态。其主要功能技术参数见表格图乙。求：额定电压 220W 总功率 620W 额定频率 50Hz 保险柜容积 16L 加热功率 550W 环境温度 10℃～38℃ 制冷功率 70W 环境温度 ≤90% 制热水能力 ≥90℃ 6L/h 耗电量 1.2kW?h/24h 制冷水能力 ≤15℃ 0.7L/h 防触电类 Ⅰ类 （1）该饮水机正常工作 1 个月（以 30 天计算）用电多少度？ 3 3 3 （2）若水的比热容 c=4.2×10 J/(kg?℃)，水的密度 ρ =1.0×10 kg/m ，若该饮水机将 0.7L 的水从 35℃降至 15℃，则水释放多少焦耳的热量？ （3）若保温时功率为加热时功率的 0.2 倍，电阻 R1 的阻值是多少？ 【答案】 （1）36 度电； （2）58800J； （3）352Ω 【解析】 试题分析： （1）根据表格中的耗电量 1.2kW?h/24h，可知该饮水机每天耗电 1.2kW?h，试卷第 21 页，总 74 页所以该饮水机正常工作 1 个月消耗的电能 W 总=30×1.2kW?h=36kW?h=36 度； 3 3 （2）由ρ =m/V 可得水的质量为：m=ρ V=1.0×10 kg/m ×0.7×10-3m3=0.7kg，水放出 3 的热量为：Q=cm(t-t0)=4.2×10 J/(kg?℃)×0.7kg×(35℃-15℃)=58800J； 2 （3）由电路图可知，当开关 S 接 a 时，电路中电阻最小，处于加热状态，则由 P=U /R 2 2 可得：电阻 R=U /P 加热=（220V） /1100W=88Ω ，当开关接 b 时，两电阻串联，电路中电 2 2 阻最大，处于保温状态，则保温时的总电阻：R 总=U /P 保温=（220V） /110W=440Ω ，因此 R1=R 总-R=440Ω -88Ω =352Ω 。 【考点定位】电学综合计算 31． （6 分） 右表是小明家电热水壶的铭牌。 使用该电热器将 1Kg 水从 20℃加热到 100℃， 正常工作情况下，实际用时 7 分钟，求（1）水吸收的热量是多少？如果这些热量由热 7 值为 4.2×10 J/kg 的煤气获得，至少要燃烧多少 kg 煤气？（2）电热水壶加热水的效 3 率。 〔c 水=4.2×10 J/(kg?℃)〕【答案】 （ 1 ）水 吸 收 的 热 量 是 3.36 × 10 J ，至 少 要 燃 烧 0.008kg 的 煤 气 ； （ 2） 电 热 水 壶 加 热 水 的 效 率 为 80% ． 【解析】 试题分析：知 道 水 的 质 量 、比 热 容 和 温 度 的 变 化 ，根 据 Q 吸 =cm（ t-t 0 ）求 出 水 吸 收 的 热 量 ； 由 题 意 可 知 Q 放 =Q 吸 ， 根 据 Q 放 =mq 求 出 这 些 热 量 由 煤 气 获 得 时 需 要 煤 气 的 质 量 ； 电 热 器 正 常 工 作 时 的 功 率 和 额 定 功 率 相 等 ， 根 据 W=Pt 求 出消耗的电能，利用η =5Q吸 × 100% 求 出 电 热 水 壶 加 热 水 的 效 率 ． W（ 1） 水 吸 收 的 热 量 ： Q 吸 =cm （ t-t 0 ） 3 =4.2 × 10 J/ （ kg ?℃ ） × 1kg ×（ 100 ℃ -20 ℃ ） 5 =3.36 × 10 J ； 5 由 题 意 可 知 ， Q 放 =Q 吸 =3.36 × 10 J ， 由 Q 放 =mq 可 得 ， 需 要 燃 烧 的 煤 气 质 量 ： m′ =Q放 336000 J =0.008kg ； ? q
J / kg（ 2 ） 电 热 水 壶 正 常 工 作 时 的 功 率 为 1000W ， 工 作 7min 消 耗 的 电 能 ： 5 W=Pt=1000W × 7 × 60s=4.2 × 10 J ， 电热水壶的效率： η =Q吸 336000 J ? × 100%=80% ． W 420000 J考点：电热的计算 32．图中所示的电路中，电阻 R1 的阻值为 20Ω 。闭合开关 S，电流表 A1 的示数为 1.5A， 电流表 A2 的示数为 0.6A，求： （1）电源电压； （2）电阻 R2 的阻值； （3）电路消耗的总功率试卷第 22 页，总 74 页R1 R2A2 A1S【答案】 （1）18V； （2）30Ω ； （3）27W 【解析】 试题分析：由电路图知，两电阻 R1 与 R2 并联接在电源两端，电流表 A1 测量干路电流即 流过 R1、R2 的总电流，电流表 A2 测量流过 R2 的电流． （1）在并联电路中，干路电流等 于各支路电流之和，流过电阻 R1 的电流 I1 ? I ? I 2 ? 1.5A ? 0.6A ? 0.9A ；在并联电路 中 ， 各 支 路 两 端 电 压 相 等 ， 且 等 于 电 源 电 压 ， 电 源 电 压 （2） 电阻 R2 的阻值 R2 ? U ? U1 ? I1R1 ? 0.9A ? 20? ? 18V ；U 2 U 18V ? ? ? 30? ； I 2 I 2 0.6A（3）电路消耗的总功率 P ? UI ? 18V ?1.5A ? 27W ．答： （1）电源电压为 18V； （2） 电阻 R2 的阻值为 30Ω ； （3）电路消耗的总功率为 27W． 考点：电功率的计算；欧姆定律的应用；并联电路的电流、电压特点 33．（8 分）下表是小强家电热水壶的部分铭牌，他利用所学的知识进行了以下测量和 操作。电热水壶内装满水，正常工作 5min 水温由 20℃升高到 90℃。请你计算：产品型号：KS-12 最大容量：1kg 额定电压：220V~ 额定频率：50Hz 额定功率：1100W 执行标准：-----（1）水吸收的热量是多少？ （2）电水壶正常工作时的电流多大？ （3）电水壶正常工作 5min 消耗多少电能？ 比较（1）和（3）的计算结果，你有什么发现？并做出简单解释。 （4）按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源连接线不能过长，横截面积不能过小。 小强仔细观察了家里的一些大功率用电器，如空调、电暖气的电源线也有这样的特点， 请结合焦耳定律解释这样规定的原因。 5 5 【答案】 （1）2.94×10 J；（2）5A；（3）3.3×10 J；通过以上计算可知加热水的过程 中，电水壶消耗的电能大于水吸收的热量。这是因为加热过程中，水吸收热量的同时， 容器也要吸收热量，同时还要向外散热，使消耗的电能大于水吸收的热量；（4）电源 连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，在一定时间内电流通过连接线 产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。 【解析】 试题分析：（1）水需要吸收的热量 3 5 Q 吸=cm（t2―t1）=4.2×10 J／（kg?℃）×1kg×（90℃－20℃） =2.94×10 J （2）由 P ? UI 得电水壶正常工作时的电流I?P 1100W ? 5A ? U 220V试卷第 23 页，总 74 页（3）t=5min=300s 由P ?W 得电水壶正常工作 5min 消耗电能 tW ? Pt ? 1100 W ? 300s ? 3.3 ? 105 J通过以上计算可知加热水的过程中，电水壶消耗的电能大于水吸收的热量。这是因为加 热过程中，水吸收热量的同时，容器也要吸收热量，同时还要向外散热，使消耗的电能 大于水吸收的热量。 （4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连 接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，在一定时间内电流通过连接线产 生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。 考点：热量计算 电能 安全用电 34．如图为一台两档式电热水器的内部简化电路，S 为温控开关，当 S 接 a 时，电路中 的电流为 5 A;当 S 接 b 时电路消耗的电功率为 44W，求：（1）R1 的电阻； （2）高温档时电路消耗的电功率； （3）在低温档工作 10 min，电流通过 R2 产生的热量 【答案】(1) 44Ω (2) 1100W (3) 2534J 【解析】 试题分析： （1）当 S 接 a 时，电路为 R1 的简单电路，电热水器处于高温档位， 根据欧姆定律可得：R1=U /I 高 =220V /5A =44Ω ； （2）高温挡时电路消耗的电功率：P 高=UI 高=220V×5A=1100W； （3）当 S 接 b 时，两电阻串联，电热水器处于低温档位， 电路中的电流：I 低=P 低 /U =44W/ 220V =0.2A， 电路中的总电阻：R 总=U/ I 低 =220V /0.2A =1100Ω ， ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和， ∴R2=R 总-R1=1100Ω -44Ω =1056Ω ， 2 工作 l0min 电流通过 R2 产生的热量：Q2=I 低 R2t=（0.1A）2×1056Ω ×10×60s=2534J． 考点：电功率与电能、时间的关系 35． （8 分）世界首次高寒高铁运营最高速度 300km/h 的哈大高铁，正式通车．如图所 示为以哈大客运专线主要车型动车组．（1） 当该动车组用以 100m/s 的速度匀速直线行驶 10min 后， 则该列车行驶了多少公里？ （2） 该动车组的每节车厢上都配有电热水器． 在标准大气压下， 15 分钟内把 10kg、 20℃试卷第 24 页，总 74 页的水烧开．电流至少要做多少功？（c 水=4.2×10 J/（kg．℃） （3）若它工作时的电功率为 4.2kW，则该电热水器的热效率为多少？ 6 【答案】 （1）动车的路程为 60km． （2）电流至少做功 3.36×10 J． （3）电热水器的效 率为 88.9%． 【解析】 试题分析： （1）已知速度与时间，由是公式的变形公式可以求出动车的路程． （2）由热量公式可以求出水吸收的热量，电流做的功至少等于水吸收的热量． （3）根据功率求出电热水器做功，然后由效率公式求出电热水器的效率． 解： （1）t=10min=600s， 由 v= 得：动车的路程： s=vt=100m/s×600s=60000m=60km； （2）在一标准大气压下水的沸点是 100℃， 把水烧开，水吸收的热量为： 3 6 Q=cm△t=4.2×10 J/（kg．℃）×10kg×（100℃20℃）=3.36×10 J， 6 把水烧开，电流至少做功 3.36×10 J． （3）热水器做功时间 t′=15min=900s， 6 热水器做功 W=Pt=4200W×900s=3.78×10 J， 电热水器的效率 η = ×100%= ×100%≈88.9%；3答： （1）动车的路程为 60km． 6 （2）电流至少做功 3.36×10 J． （3）电热水器的效率为 88.9%． 点评：本题考查了求路程、水吸收的热量、电热水器的效率等问题，难度不大，应用速 度公式、热量公式与效率公式即可正确解题． 36．如下图甲、乙分别是某品牌家用电熨斗的实物图和电路原理图。R0 是定值电阻，R 是可变电阻（调温开关） 。该电熨斗额定电压为 220 V，温度最低时的耗电功率为 121 W， 温度最高时的耗电功率为 484 W。（1）求 R0 的阻值； （2）用电熨斗汽烫时需要采用最大功率先预热，使质量为 1 kg 的金属底板的温度从 20℃升高到 220℃，若金属底板利用电热的效率为 80%，求金属底板吸收的热量和预热 时间（ c金属 ? 0.46?103 J /(kg ? ?C) ，计算结果保留整数） ； （3）假定电熨斗每秒钟散发的热量 Q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差△t 关系如 图丙所示，现在温度为 20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度 为 220℃，且保持不变，问应将 R 的阻值调为多大？ 【答案】 （1）R0 的阻值为 100 ? ； （2）金属底板吸收的热量为 9.2?10 J 和预热时间为 238s ；4试卷第 25 页，总 74 页（3）滑动变阻器阻值 10 ? 【解析】 试题分析： 解： （1）当 R 阻值为 0 时，电熨斗耗电功率最大。定值电阻 R0 的阻值为R0 ?U 2 (220 V )2 ? ? 100? P 484 W（2）电熨斗底板吸收的热量 Q吸 ? c金属m?t? 0.46 ?103 J / (kg ??C) ?1kg ? (220?C ? 20?C) ? 9.2 ?104J电熨斗产生的热量W?Q吸??9.2 ? 104 J ? 1.15? 105 J 80%电熨斗预热需要的时间t?W 1.15? 105 J ? ? 238s P 484W（3）电熨斗与环境温差是 ?t ? 220 ?C ? 20?C ? 200 ?C 由图像可知电熨斗每秒散发的热量是 Q ? 440J 电熨斗总电阻发热功率 P实 ? 此时电熨斗总电阻 R总 ?Q 440 J ? ? 440 W t 1sU 2 (220V) 2 ? ? 110? P实 440W? ? 100? ? 10? 滑动变阻器阻值 R ? R总 ? R0 ? 110答： （1）R0 的阻值为 100 ? ； （2）金属底板吸收的热量为 9.2?10 J 和预热时间为 238s ；4（3）滑动变阻器阻值 10 ? 考点：热量的计算、欧姆定律的应用、电功率的计算。 37．如图所示，小灯泡的规格为“6V 6W&，滑动变阻器的最大阻值为 R，大小未知。 电源电压和灯丝电阻均保持不变。（1）求小灯泡的电阻。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接人电路的阻值为R 时，灯泡 4试卷第 26 页，总 74 页的功率为 P1；当滑动变阻器接人电路的阻值为 R 时灯泡的功率为 P2。已知 滑动变阻器的最大阻值 R； （3）假如滑动变阻器接人电路的阻值为 【答案】 （1）6Ω （2）R=48Ω （3）12V 【解析】 （1）RL=P 9 1 ? ，求 P2 1R 时，小灯泡正常发光。求电源电压。 8U 2 (6V ) 2 ? =6Ω P 6W（2 分） ；（2）由P1 9 I 3 ? ，P1=I12RL，得出 1 ? P2 1 I2 1R ）= I2（RL+R） 4（1 分）由于电源电压不变，故有 I1（RL+（2 分）将 RL=6Ω ，I1 3 ? 代入上式，可解得 R=48Ω I2 1（1 分） ，R =6Ω +6Ω =12Ω （2 分） ， 8 P 6W 此时电路中的电流为灯泡的额定电流，I= ? =1A I 6V（3）电路的总电阻 R 总=RL+ 电源电压 U 总=IR 总=1A×12Ω =12V （2 分） （1）由于灯泡的标号是已知的，其含义是当灯泡的两端加 6V 的电压时，功率为 6W， 故由功率 P=U2 的变形式可计算灯泡的电阻； RR 时，一是当滑动变阻器 4（2）电路分两种情况，一是当滑动变阻器接人电路的阻值为接人电路的阻值为 R 时，我们可以将这两种情况中的电流分别设出来，记为 I1、I2，利 用题中已知的电功率关系和电阻关系求出它们的电流关系， 再根据二种情况下电源电压 相等的特点，列出方程从而把将变阻器的电阻求出来； （3）由于变阻器的电阻知道，灯泡的电阻知道，且灯泡又正常发光，故电路中的电流 是可求的，则利用欧姆定律即可求出电源电压来。 38． （9 分）在一次课外探究中，王华观察了他家的某品牌双色电烤箱。看说明书后得 知电烤箱采用双控电路，电路如图所示，S 为总开关，S1 和 S2 为两个温控开关，R1 和 R2 为上、下两层的加热电阻，上、下同时加热时额定功率为 1600W，其中 R1=3R2⑴上、下两层同时正常工作时，R1 消耗的电功率是多少瓦？ ⑵只有 R1 正常工作时，通过 R1 的电流是多少？（计算结果保留一位小数） ⑶王华妈妈总感觉做晚饭时烤熟同一种食物比所用时间比在其他时段要长。 王华决定用试卷第 27 页，总 74 页家中的电能表和手表测量做晚饭时电烤箱的实际功率。 他观察家里电能表和手表测量做 晚饭时电烤箱的实际功率。他观察家里电能表标有“220V 20(40)A 50Hz 3200r/Kw” 的字样。于是，他关闭了家中所有其他用电器，仅让电烤箱单独工作（上、下层同时加 热）30 秒，电能表转盘转过了 32 转 ①电烤箱的实际功率是多大？ ②做晚饭时电烤箱实际功率变小的原因是： 。 【答案】 （1）400W； （2）1.8A； （3）1200W；用电高峰，实际电压小于额定电压，电烤 箱实际功率小于额定功率 【解析】 2 试题分析： （1）由电功率的计算公式 P=U/R ，得 P1：P2=R2：R1=1：3， P1+P2=1600W， 所以可求出 P1=400W； （2）由 P1=UI1，通过 R1 的电流是 I1=P1/U=400W/220V=1.8A； （3）30s 电能表转盘赚了 6 32 转，则 W=32/3200KW?h，所以：P=W/t=0.01×3.6×10 J/30S=1200W；用电高峰，实 际电压小于额定电压，电烤箱实际功率小于额定功率 【考点定位】欧姆定律 电功率的计算 39．如图所示，R1=4Ω ，R2=8Ω ，接在电源上时，电压表的示数为 2V，求电路消耗的总 电功率是多少？ （8 分）【答案】3W 【解析】解：I= U1/ R1=2V/4Ω =0.5A U2=IR2=0.5A×8Ω =4V U= U1＋U2=2V＋4V=6V P= U I=6V×0.5A=3W 40．如图所示，小灯泡 L 上标有“6V 3W”字样，定值电阻 R=6?，当开关 S 闭合时，小 灯泡正常发光。求：(1)小灯泡正常发光时的电流； (2)定值电阻两端的电压； (3)定值电阻 R 在 l0s 内消耗的电能。 【答案】 （3 分）0.5A 3V 15J 【解析】 试题分析：（1）∵ P ? UI ， ∴小灯泡正常发光时的电流 I ?PL 3W ? ? 0.5A ； U L 6V（2）∵ I ?U ， R∴定值电阻两端的电压 UR ? IR ? 0.5A ? 6? ? 3V ；试卷第 28 页，总 74 页（3）定值电阻 R 在 l0s 内消耗的电能W ? UIt ? 3V ? 0.5A ?10s ? 15J ； 考点：电功率与电压、电流的关系；欧姆定律的应用；电功的计算． 点评：本题考查了求电流、电压、电功问题，是一道基础题，熟练应用电功率的变形公 式、欧姆定律、电功公式即可正确解题． 41．某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R 为加热器。 当温度较低时，温控开关 S 处于闭合状态，加热器加热，当水沸腾后，会自动断开进入 保温状态。从而实现了自动温度开关控制。若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且 此时的大气压为 1 标准大气压。则： （1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶 23℃的水在标准大气压下烧开需 3 要多长时间？[c 水=4.2×10 J/（kg?℃）] （3） 当电水壶处于保温状态时， 通过加热器的电流是 1A， 此时电阻 R0 的电功率是多少？额定电压 额定功率 水壶装水质量 频率 220V 4400W 10kg 50Hz【答案】 （1）11Ω ； （2）735s； （3）209W 【解析】 试题分析： （1）由电水壶的铭牌可知，电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是 11Ω ； （2）标准大气压下水的沸点是 100℃，水吸收的热量： 3 6 Q 吸=cm（tt0）=4.2×10 J/（kg?℃）×10kg×（100℃23℃）=3.234×10 J， 6 W=Q 吸=3.234×10 J，加热时间：t=W/P=735s； （3）当 S 断开时，R 与 R0 串联，处于保温状态，R 两端的电压：UR = I R = 1A×11Ω = 11V， R0 的电压：U0 = UUR = 220V11V = 209V， 此时电阻 R0 的电功率：P0 = U0 I = 209V×1A = 209W。 考点：电热综合计算 42．如图所示是小李家的部分电路，灯 L 上标有“220V 40w”．他将电阻丝电阻为 40 欧 的电热水壶插入插座，发现烧开满壶水需要 5min，电热水壶的电阻丝产生的热量为 3×105J．若灯丝和电阻丝的电阻均不随温度变化，求：试卷第 29 页，总 74 页（1）火线与零线间的实际电压为多少？ （2）开关 S 闭合时，灯 L 的实际功率是多少？ 【答案】 （1）200V（2） 33W 【解析】将电阻丝电阻为 40 欧的电热水壶插入插座，发现烧开满壶水需要 5min，电热 水壶的电阻丝产生的热量为 3×105J．根据公式 U＝QR 3 ? 105 J ? 40 Ω =200V 计 ? t 300s算出火线与零线间的实际电压为 200V；开关 S 闭合时，电路两端的电压是 200V，根据灯的额定电压和额定功率计算出灯的电阻，再利用实际电压 200V 和灯的电阻计算灯 L 的实际功率是 33W.解： （1）t=5min=300s ∵Q＝U2 t R∴U＝QR 3 ? 105 J ? 40 Ω =200V ? t 300sU 2额 P额（2）∵R＝∴ P实＝2 2 U 2 U ? P额 （200V ） ? 40W ＝ ＝ ＝33W 2 2 R U 额 （220V ）43． （6 分）小明探究家中一台即热式电热水器的实际功率．他让家中其他用电器都停 止工作，只接通电热水器，观察到家中电子式电能表的指示灯在 1min 内闪烁了 320 次， 该电能表的技术参数如图所示．问：（1）这台电热水器的实际功率多大？ （2）观察铭牌，发现该热水器的实际功率小于其额定功率，造成这一结果的原因可能 是 实际电压小于额定电压 （写出一条即可） ． 【答案】 （1）这台电热水器的实际功率为 6000W． （2）实际电压小于额定电压． 【解析】 试题分析： 解：因为“3200imp/（kW?h） ”表示每消耗 1kW?h 的电能，指示灯闪烁 3200 次，所以闪 烁 320 次，消耗电能： W=1 kW?h×320=0.1kW?h， 3200试卷第 30 页，总 74 页该热水器的电功率： P ?W 0.1kW ? h ? ? 6kW =6000W． 1 t h 60（3）热水器的实际功率小于其额定功率，原因可能是实际电压小于额定电压． 答： （1）这台电热水器的实际功率为 6000W． （2）实际电压小于额定电压． 考点： 电能表的使用、电功率 44．如图甲所示的电路图，电源电压恒定不变，定值电阻 R0=1OΩ ，电阻 R1 与温度 t 的 关系如图乙所示．请据图回答：（1）当电路中电流表的示数为 0.3A 时，电压表的示数为 6V，则电源电压为多少？ （2）这时电路的总功率是多少？ （3）当 R1 的温度为 150℃时，电流表的示数是多少？ 【答案】 （1）9V； （2）2.7W； （3）0.225A． 【解析】 先根据欧姆定律求出定值电阻 R0 两端的电压， 再根据串联电路的电压特点求出 电源的电压；利用 P=UI 求出这时电路的总功率；由图象可知 150℃时 R1 的阻值，利用 串联电路的电阻特点求出总电阻， 利用欧姆定律求出电路中的电流， 极为电流表的示数． （1） （2 分）定值电阻 R0 两端的电压为 U0=IR0=0.3A×10Ω =3V， 电源的电压为 U=U0+U1=3V+6V=9V； （2） （2 分）电路的总功率为 P=UI=9V×0.3A=2.7W； （3） （1 分）由图象可知 150℃时 R1=3OΩ ， （2 分）电流表的实数为 I'=U/ (R0+R′) =9V /(10Ω +30Ω )=0.225A． 45．如图所示，电源电压为 10V．当开关 S1 闭合、S2 接 B 时，电流表的示数为 1A；当开 关 S1 断开、S2 接 B 时，电流表的示数是 0.2A．求：（1）R1、R2 的阻值各是多少？ （2）当开关 S1 闭合、S2 接 A 时，电路消耗的总功率是多少？ 【答案】 （1）10Ω 、40Ω ； （2）12.5W 【解析】 试题分析： （1）当开关 S1 闭合、S2 接 B 时，电路为 R1 的简单电路，电流表测通过 R1 的 电流，由 I=U/R 可得，R1 的阻值：R1=U/I1=10V/1A=10Ω ，当开关 S1 断开、S2 接 B 时，R1、 R2 串联，电流表测电路中的电流， 电路中的总电阻：R 总=U/I2=10V/0.2A=50Ω ，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R2 的阻值：试卷第 31 页，总 74 页R2=R 总R1=50Ω 10Ω =40Ω ； （2）S1 闭合、S2 接 A 时，R1、R2 并联，因并联电路中总电 阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R=R1R2/（R1+R2）=8Ω ，电路 2 2 消耗的总功率：P=U /R=（10V） /8Ω =12.5W。 【考点定位】欧姆定律；电功率 46． （2013?陆川县一模） 某电热水壶外壳及铭牌如图所示，装入 1.5kg20℃的凉水， 3 通电正常工作 6 分钟即被烧开至 100℃．已知水的比热容 c=4.2×10 J/（kg?℃） ，请你 根据图中和题目所提供的信息、完成以下问题：产品型号 额定电压 频 率 额定功率 容 量ELHz L（1）观察壶内水位的玻璃管是利用什么原理来工作的？ （2）该过程中水吸收的热量． （3）电热水壶的效率． 【答案】 （1）观察壶内水位的玻璃管是利用连通器原理工作的； 5 （2）该过程中水吸收的热量为 5.04×10 J； ． （3）电热水壶的效率为 93.3%． 【解析】 试题分析： （1）上端开口、下部相连通的容器叫连通器； （2）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，根据吸热公式 Q 吸=cm△t 计算出 水吸收的热量； （3）已知电热水壶的额定功率和通电时间，根据公式 W=Pt 求出消耗的电能；水吸收的 热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率． 3 已知：m=1.5kg c=4.2×10 J/（kg?℃）△t=100℃20℃=80℃P=1500W t=6min=360s 求： （2）Q=？（3）η =？ 解： （1）观察可知：观察壶内水位的玻璃管是利用连通器原理工作的； （2）水吸收的热量： 3 5 Q 吸=cm△t=4.2×10 J/（kg?℃）×1.5kg×80℃=5.04×10 J． （2）∵P=， 5 ∴电热水壶 6min 内消耗的电能为 W=Pt=1500W×360s=5.4×10 J， 电热水壶的效率： η == ≈93.3%．考点：电功与热量的综合计算 点评：本题为力、热量和电功的综合计算，考查了连通器的应用、吸热公式、电功率公 式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型 47．把一个标有“220V 60W”的灯泡接在家庭电路中正常工作 2 小时，求： （1）灯丝的电阻？ （2）通过灯丝的电流？试卷第 32 页，总 74 页（3）灯泡消耗的电能是多少焦？ （4）1 度电能供这个灯泡正常工作多少小时？ （5）若把该灯泡接在 110V 的电路中，其实际功率是多少？ 【答案】 （1） 807? （2） 0.27A （3）432000J（4） 16.7h （5） 15W 【解析】 （1）电阻： R ?U 额2 P额?(220V)2 ? 807? 60W(2)电流： I 额 ?U额 R?220V ? 0.27A 807?（电流： ） I额 ?P额 U额?60W ? 0.27A 220V（3）t=2h=7200s W1＝P 额 t1＝60W×7200s＝432000J （4）60W＝0.06kWt2 ?W2 1kW ? h ＝ ＝ 16.7h P额 0.06kWU实2 R ? (110V)2 ? 15W 807?（5） P ? 实48．如图所示的电路中，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器．当滑动变阻器两端电压为 4V 时，通过的电流为 0.2A，此时滑动变阻器接入电路的阻值是多大？改变滑动变阻器接 入电路的阻值，当电流为 0.5A 时，滑动变阻器消耗的功率为 0.5W，则定值电阻 R0 的阻 值是多大?【答案】10 Ω 【解析】解：R = U/I = 4V/0.2A = 20 Ω 根据电源电压不变： IR0+U=I’R0+P/I’ 0.2A×R0+4V = 0.5A×R0+0. 5W/0.5A 解得 R0 = 10 Ω 本题涉及的知识是串联电路的特点、欧姆定律和功率。当滑动变阻器两端电压为 4V 时， 通过的电流为 0.2A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 R ?UR 4V ? ? 20? ，当电 I1 0.2 A流 为 0.5A 时 ， 滑 动 变 阻 器 消 耗 的 功 率 为 0.5W ， 滑 动 变 阻 器 两 端 的 电 压 为U?P 0.5W ? ? 1V ，由于电源电压不变，当电流由 0.2A 增大到 0.5A 时，定值电阻 I 2 0.5 A4V ? 1V ? 10? 。 0.5 A ? 0.2 AR0 两端的电压增大 4V－1V＝3V，所以 R0 ?49．图是某简易电加热器的电路图。电源电压是 36V 保持不变，R1、R2 是发热电阻丝， R2 的电阻是 42Ω ， 滑动变阻器的最大电阻是 12Ω 。 开关 S 接“1”时为高温挡、 接“2”试卷第 33 页，总 74 页时为低温挡，且每个挡内的温度是可调的。试求：（1）开关 S 接“1”时，变阻器的滑片在 a 端，R1 的功率是 72W。R1 的电阻是多少？ （2）开关 S 接“2”时，变阻器的滑片在 a 端，电路中的电流是多少？ （3）开关 S 接“1”时，变阻器的滑片在 b 端，R1 的功率是多少？ 【答案】解： （1）开关接“1”，滑片在 a 端，只有 R1 接入电路 由公式 P=UI 和 I=U/R 可得， 2 2 R1 的电阻 R1=U /P 大=（36V） /72W=18Ω （1 分） （2）开关接“2”，滑片在 a 端，R1、R2 串联 则电路中的总电阻 R 总= R1+ R2=18Ω +42Ω =60Ω （1 分） 电路中的电流 I 大=U/R 总=36V/60Ω =0.6A （1 分） （3）开关接“1”，滑片在 b 端，滑变、R1 串联 则此时电路中的电流 I 小=U/（R1+ R2）=36 V/（18Ω +12Ω ）=1.2A （1 分） 2 2 R1 的功率 P 小=I 小 R1=（1.2A） ×18Ω =25.92W （1 分） 答： （1）R1 的电阻是 18Ω 。 （2）电路中的电流是 0.6A。 （3）R1 的功率是 25.92W。 【解析】 （1）欲求 R1 的电阻，则由电源电压和题中已知的电功率即可求出； （2）欲求电 流，则由电源电压和电路中的总电阻即可求出； （3）由电源电压，电路中的总电阻即可 求出电流来，再由电流和电阻求出其功率来。 考点：电路的等效，电阻、电流、电功率的简单计算。 50．如图所示，把 20Ω 的电阻 R1 和 30Ω 的电阻 R2 串联起来，接在电压为 6 V 的电源 上。闭合开关后，求：（1）电流表的示数； （2）电路消耗的总功率。 【答案】 （1）0.12A （2）.72W 【解析】 试题分析： （ 1 ） 根 据 电 路 图 知 道 R1 、 R2 串 联 ， 所 以 ， 电 路 的 总 电 阻 R=R1+R2=20Ω +30Ω =50Ω 由欧姆定律得 I=U／R=6V／50Ω =0.12A，所以，电流表的示数是 0.12A （2）由题意知道电源电压 U=6V，所以，电路消耗的总功率 P=UI=6V×0.12A=0.72W 考点：欧姆定律的应用 电功率的计算 51． （8 分）小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图所示）和手表， 测出一些家用电器的有关数据。试卷第 34 页，总 74 页（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表 1 分钟转了 3 圈，求电冰箱 在这段时间消耗的电能是多少焦耳？ （2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表 1 分钟转 33 圈，求此时电热水壶 的电功率是多少瓦？ （3）如果用此电热水壶把 1kg 的水由 20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒？[不考虑 3 热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为 4.2×10 J/(kg℃)] 3 【答案】 （1）7.2×10 J (2)1200W (3)280s 【解析】 3 试题分析： （1）电冰箱消耗电能为 W 冰=3r×1kWh/kWh=7.2×10 J 4 （2）共消耗电能为 W =33r×1kWh/1500r = 11/50kWh =7.92×10 J 4 3 4 电热水壶消耗电能为 W 热= W-W 冰=7.92×10 J －7.2×10 J = 7. 2×10 J，t=1min=60s 4 电热水壶的电功率为 P= W 热/ t =7. 2×10 J/ 60s = 1200 W 3 (3)水吸收热量为 Q 吸= c m (t－t0) = 4.2×10 J/(kg℃) ×1kg×(100℃－20℃)=3.36 5 ×10 J 5 消耗电能为 W1=Q 吸=3.36×10 J 5 时间为 t= W1/ P =3.36×10 J/1200 W = 280 s. 52．小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“2.2V 0.01A”的发光二极管设 计了如图甲所示的电路．晚间关闭照明灯 L 后，利用二极管 D 发出的光指示开关所在的 位置．S 为单刀双掷开关、R 为限流电阻．（1）关闭照明灯后，为使二极管 D 正常工作，限流电阻 R 的阻值为多少欧？此时，电 路消耗的总功率为多少瓦？ （2）从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关 S 接在照明灯 L 与 间； （3）不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消电能．为节约电能，可以再接入一个 光控开关（光照弱时自动闭合，光照强时自动断开） ，你认为应将光控开关接在图乙中 a、b、c 三处的 处． 【答案】 （1）21780Ω 、2.2W； （2）火线； （3）b 【解析】 试题分析： （1）根据串联分压可知，关闭照明灯后，为使二极管 D 正常工作， 限流电阻 R 的两端的电压为 U R= U C UD=220V-2.2V=217.8V 限流电阻 R 的电流 I R =ID=0.01A 限流电阻 R 的阻值为 R=U R/ I R =217.8V/0.01A=21780Ω 此时，电路消耗的总功率为 P=UI= 220V×0.01A=2.2W试卷第 35 页，总 74 页（2）从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关 S 接在照明灯 L 与火 线间，这样断开开关后，灯泡不会带电； （3）如果将光控开关接在图乙中 a 和 c 处，会造成灯泡断路。所以， 应将光控开关接 在图乙中 b 处． 【考点定位】欧姆定律；电功率 53．某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1 和 R2 均为电热丝 且电阻值恒定．额定电压 220V 正常工作电流 高温档 5A 低温档 2A 根据师生们的设计，求： （1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量． （2）电热丝 R1 的阻值． （3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2 的功率． 【答案】 （1） 66000 J （2） 44? （3） 264W 【解析】 试题分析： （1） 高温档时， 只 R1 接入电路， 由机器铭牌可知， 电流为 5 A ， 电压为 220V ， 则 Q ? W ? UI高t ? 220V ? 5 A? 60s ? 66000J ； （2）高温档时，由欧姆定律得： R1 ? （3）低温档时，两电阻为串联， 低温档总功率 P ? UI低 ? 220V ? 2 A ? 440W ， R1 的功率 P （2 A ）? 44? ? 176W ； 1 ? I低 R ?2 2U 220v ? ? 44? ； I高 5A∴P P
176W ? 264W ． 2 ?P 1 ? 440W 考点：欧姆定律 电功率 54．如图所示电路，电源电压和灯泡 L 的电阻值均保持不变，灯泡 L 标有“12V 6W”字 样，闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 移到中点时，电压表示数为 3V；当滑动变阻器滑 片 P 移到最右端 b 点时，电压表示数为 5V。求：（1）灯泡 L 的电阻值； （2）灯泡 L 正常发光时，灯泡 L 在 6min 内消耗的电能； （3）电源电压和滑动变阻器的最大电阻值。试卷第 36 页，总 74 页【答案】 （1）24Ω ； （2）2.16×10 J； （3）12Ω 【解析】 试题分析： （1）由 P=UI 得，灯泡的额定电流：I 额=P 额/U 额=6W/12V=0.5A；由 I=U/R 得， 灯泡的电阻 R=U 额/I 额=12V/0.5A=24Ω ； （2）由 P=W/t 得，灯泡正常发光时消耗的电能： 3 W=P 额 t=6W×6×60s=2.16×10 J； （3）设电源电压为 U，滑动变阻器的最大阻值为 R，当 P 在中点时，灯泡 L 与 R 串联： （U-3V） ：RL=3V：0.5R① 当 P 在 b 点时，灯泡 L 与 R 串联： （U-5V） ：RL=5V：R② 由①/②解得：U=15V，将 RL=24Ω 代入得，R=12Ω 。 【考点定位】欧姆定律 电功的计算 55．在如图所示的电路中，电流表的量程为 0～0.6A，电压表的最程为 0～3V，R3＝4Ω 。 求：3（1）只闭合开关 S1 时，电路消耗的功率为 4W，则电源电压 U=? （2）只闭合开关 S2 时，灯泡 R,1 正常发光，R3 消耗的功率为 0.64W，则灯泡的电阻 R1=? （3）只闭合开 S3 时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，则变阻器 R2 的取值范 围是多少? 【答案】 （1）4V； （2）6Ω ； （3）4～18Ω 【解析】 试题分析： （1）只闭合开关 Sl 时，等效电路如下图电源的电压为 U===4V（2）只闭合开关 S2 时：等效电路如下图电路中电流为 I1=I3= 此时 R3 两端的电压为 U3== ==0.4A =1.6V电阻 R1 两端的电压为 U1=U-U3=4V-1.6V=2.4V电阻 R1 的阻值为 R1===6Ω试卷第 37 页，总 74 页（3）只闭合开关 S3 时，等效电路如下图①滑片左移时，灯泡正常发光时的电流为 0.4A，所以在不损坏电流表和电灯的情况下 有： 电路中的最大电流为 I=0.4A 此时电路中的总电阻为 R= = =10Ω ， 滑动变阻器接入电路的最小值为 R2=R-R1=10Ω -6Ω =4Ω ； ②当滑片右移时，在不损坏电压表的情况下有： 电压表的示数 U2=3V， R1 两端的电压为 U1′=U-U2=4V-3V=1V，此时通过滑动变阻器的电流为 I2=I1′=== A，滑动变阻器接入电路的最大阻值为 R2===18Ω ；变阻器 R2 的阻值范围是 4～18Ω ． 考点：等效电路；欧姆定律；电功率 56．如图，电源电压为 3V 保持不变，灯泡 L 标有&3V 1. 2W&的字样，R 为阻值未知的 定值电阻.(1)求灯泡正常发光时的电阻； (2)开关 S 闭合、S1 断开，电流表示数为 0.3A，求 1min 内电路消耗的电能； (3)开关 S、S1 均闭合，滑动变阻器的滑片 P 滑至最右端，电流表的示数为 1A，求 R 的 阻值. 【答案】(1)7.5Ω (2)54J (3)5Ω 【解析】 试题分析： （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，功率和额定功率相等， 2 2 灯泡的电阻：RL=U /R=(3V) /1.2W=7.5Ω （2）开关 S 闭合、S1 断开时，滑动变阻器与定值电阻串联， 1min 内电路消耗的电能：W=UIt=3V×0.3A×60s=54J （3）开关 S、S1 均闭合，滑动变阻器的滑片 P 滑至最右端时，灯泡 L 与定值电阻并联， 定值电阻的电流为 IR=IIL=1A0.4A=0.6A， 定值电阻的阻值为 R=U/IR=3V/0.6A=5Ω 。 考点：电功率；电路的分析；欧姆定律 57．如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为 12V，R1 为定值电阻，R2 为标有试卷第 38 页，总 74 页“100Ω 0.5A”字样的滑动变阻器．R3 为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻． （1）当闭合 S、S1、S2 时，电流表的示数为 0.3A，求 R1 的阻值及这种情况下整个电路 可能消耗的最小功率． （2）当闭合 S，断开 S1、S2 时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范 围．【答案】 （1）R1 的阻值为 40Ω ，整个电路可能消耗的最小功率为 5.04W； （2）当闭合 S，断开 S1、S2 时，为保证整个电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围 为 30Ω ～100Ω ． 【解析】 （1）当闭合 S、S1、S2 时，R1、R2 并联，电流表测 R1 支路的电流，R1 的阻值：R1===40Ω ，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率， R1 消耗的电功率 P1=UI1=12V×0.3A=3.6W， R2 消耗的最小为 P2= = =1.44W，电路的总功率 P=P1+P3=3.6W+1.44W=5.04W； （2）当闭合 S，断开 S1、S2 时，R3 允许通过的最大电流 I===0.3A，R2 允许通过的最大电流为 0.5A，所以为保证整个电路安全，电路中的电流为 0.3A， R3= = =10Ω ， = =40Ω ，电路的最小电阻，R 总=滑动变阻器接入的最小阻值相等时， R2=R 总R3=40Ω 10Ω =30Ω ， 所以滑动变阻器接入电路的阻值范围 30Ω ～100Ω ． 58．有一种电水壶的铭牌如下表，右图是电水壶的电路图，R 为加热器，温控器 S 是一试卷第 39 页，总 74 页个双金属片温控开关，当温度较低时，S 处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，S 会自动断开进入保温状态，从而实现自动温度开关控制。若加热器电阻阻值随温度改变 而发生的变化忽略不计，则：（1）若该电水壶产生热量的 80%被水吸收，那么用该电水壶将一壶 23℃的水在标 准大气压下烧开需要多长时间?[c 水=4.2×103J／(kg? ℃)]。 （2）经测定该电水壶正常保温时的保温功率为 44W，求 R0 的阻值。 【答案】 （1）735s（2）176Ω 【解析】 试题分析：解： （1）在标准大气压下烧开需要的时间t?W Q / ? cm?t c?V?t ? ? ? P P P? P??4.2 ? 103 ? 1 ? 103 ? 2 ? 10?3 ? (100 ? 23) ? 735s 1100? 80%U 2 2202 ? ? 44? （2）S 闭合时加热，电路中只有 R： R ? P 1100S 断开时保温，R、R0 串联： U R ? 串联分压：P?R ? 44? 44 ? 44VUR UR R ? ? U 0 U ? U R R044 44 ? 220 ? 44 R0R0 的阻值是 R0=176Ω 考点：此题考查的是电热的计算。 点评：在此题中注意该电水壶产生热量的 80%被水吸收，即电水壶放出的热量没有全部 被水吸收。 59． （9 分）如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电 加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水 的初温是 20℃通电 5 分 50 秒，水烧开（在一个标准大气压下） ，试通过计算，回答下 列问题： 额定电压 220V 额定功率 1210W 最大容量 1L （1）算一算此电水壶啊正常工作时的电流； （2）该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？ 3 （3）水从 20℃烧开所吸收的热量是多少？（水的比热容 c=4.2×10 J/（kg?℃） ） （4）现测得电源电压为 210 伏，算一算此电水壶工作的效率．试卷第 40 页，总 74 页【答案】 （1） 电水壶正常工作时的电流约为 5.5A； （2） 该电水壶电热丝的电阻约为 40Ω ； 5 （3）水从 20℃烧开所吸收的热量是 3.444×10 J； （4）现测得电源电压为 210V，此 电水壶工作的效率约为 89.3%。 【解析】 试题分析：由表中数据可知： （1） （2）电水壶正常工作时的功率为 P=1210W，电压为 U=220V，则此电水壶正常工作时的电流：I=P/U=V=5.5A；电热水壶的电阻： 2 2 R=U /P=（220V） /1210W=40Ω ； 3 3 3 3 （3） 水的体积为 V=1L=0.001m ， 密度为 ρ =1.0×10 kg/m ， 比热容 c=4.2×10 J/ （kg?℃） ， 3 3 3 升高的温度 Δ t=100℃18℃=82℃， 则水的质量为 m=ρ V=1.0×10 kg/m ×0.001m =1kg， 烧开时吸收的热量： 3 5 Q 吸=cmΔ t=4.2×10 J/（kg?℃）×1kg×82℃=3.444×10 J， （4）U 实=210V，电水壶的加热时间：t=5min50s=5×60s+50s=350s，则消耗的电能：W?U实 R2t?（ 210 V） 240?? 350s ? 385875 J，Q吸 W 3.444? 105 J ? 100% ? 89.3% 。 385875 J此时电水壶工作的效率：? ?? 100% ?考点：电功与热量的综合计算 60．学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原 理图如图所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表．额定电压 220V 加热功率 1100W 保温功率 44W 最大容积 3L （1）R1、R2 中哪个是加热电阻？要使电饭锅加热，开关 S 闭合还是断开？ （2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？ （3）电路中电阻 R1、R2 的阻值各是多大？保温时，R1、R2 产生的电热之比是多少？ 【答案】 （1） 、R1 是加热电阻， S 需闭合。 （2） 、 5A （3） 、R1 =44Ω R2=1056Ω 1U24 【解析】 试题分析： （1）由 P =U2 可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，有电路图可知， R2 U2 （ 220V） (3) = = 44W， P 1100 W 加开关 S 闭合时，电路中电阻最小，为 R1，R1 是加热电阻，S 需闭合； （2）由电饭锅的铭 牌内容可知，加热时功率为 1100W，额定电压为 220V， R1 =U U W R1∶R 2 = ∶ = I 2∶ I1P = 当开关 S 断开时，电路处于保温状态，电路消耗功率为 I1 I 2 t44W，电路总电阻为 R总 =2 U2 （ 220V） R2=R 总-R1=1100Ω -44Ω = = 1100W， P保 44W试卷第 41 页，总 74 页=1056Ω ,保温时 P1=I R1, P2=I R2, R1、R2 产生的电热之比是 P1 ∶P2= I R1 ∶I R2= R1∶ R2=44Ω ∶1056Ω =1∶24 考点：电器铭牌参数应用，串联电路中电功率与电阻的关系，P=UI 变式应用，欧姆定 律。 61．灯 L1 标有“6V， 2W” ， 灯 L2 标有“12V， 2W” ，将 L1 和 L2 串联后接入某电源上， L2 恰能正常发光， 求电源电压和 L1 的实际功率? （6 分） 【答案】15V 0.5W 【解析】 试题分析：将灯 L1 和 L2 串联在电路中，L2 恰好正常发光说明此时 L2 两端的电压正好是 它的额定电压 12V，通过回路的电流是它的额定电流，即 I=P/U=2W/12V=1/6A，又由于 2 L1 的电阻 R1=U12/P1= （6V） 所以电源电压 U=U1+U2=IR1+U2=18Ω×1/6A+12V=15V， /2W=18Ω， L1 的实际功率 P 实=I2R1=（1/6A）2×18Ω=0.5W。 考点：电功率 62．如图是某学校食堂电水壶的铭牌和电路图，R 为加热器．温控开关 S 处于闭合状态， 加热器加热，当水沸腾后，会自动断开进入保温状态．气压为 1 标准大气压，加热器加 热， 当水沸腾后， 会自动断开进入保温状态． 气压为 1 标准大气压， 加热器电阻值不变． [c 3 水=4.2×10 J/（kg?℃）]则：2222（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶 23℃的水在标准大气压下烧开需 要多长时间？ （3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是 1A，电阻 R0 的电功率是多少？ 【答案】 （1）11Ω ； （2）735s； （3）209W 【解析】 2 2 2 试题分析： （1）由 P=U /R 得加热电阻 R 的阻值：R=U /P 加热=（220V） /4400W=11Ω ； （2） 3 标准大气压下水的沸点是 100℃， 水吸收的热量： Q 吸=c 水 m （tt0） =4.2×10 J/ （kg?℃） 6 ×10kg×（100℃23℃）=3.234×10 J，因电水壶产生的热量全部被水吸收，所以， 6 消 耗 的 电 能 W=Q 吸 =3.234×10 J ， 由 P=W/t 得 加 热 时 间 ： t=W/P 加 热 6 =3.234×10 /s； （3）保温时两电阻串联，由欧姆定律 I=U/R 得电路中的总电 阻： R 总=U/I=220V/1A=220Ω ，电阻 R0 的阻值 R0=R 总R=220Ω 11Ω =209Ω ，电阻 R0 的电功 2 2 率：P=I R0=（1A） ×209Ω =209W。 【考点定位】电功与热量的综合计算 63．如图所示，当只闭合开关 S1 时，电流表的示数为 1A；再闭合开关 S2 时，电流表的 示为 1.5A。已知电阻 R1=12Ω ，求： （1）电源的电压； （2）电阻 R2 的大小； （3）电阻 R2 的电功率。 【答案】 （1）12V （2）24Ω （3）6W 【解析】试卷第 42 页，总 74 页试题分析：当只闭合 S1 时，电路中只有 R1，所以，电源电压是：U=I1R1=1A×12Ω =12V （2）再闭合 S2 时，R1、R2 并联，所以，I 总=I1+I2=1.5A，即 I2=1.5A-1A=0.5A， 故 R2=U/I2=12V/0.5Ω =24Ω （3）由 P=UI 知道，电阻 R2 的电功率是 P2=U I2=12V×0.5A=6W 考点：欧姆定律及其应用，并联电路的电流规律，并联电路的电压规律，电功率的计算 64．如图所示，电源电压恒定不变，电阻 R1 的阻值为 5Ω ，小灯泡上标有“12V 6W” 字样，闭合开关 S．（1）当开关 S1、S2 都闭合，滑动变阻器的滑片 P 移到最右端时，电流表的读数为 1.7A， 小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。 （2）当开关 S1、S2 都断开，滑动变阻器的滑片 P 在最右端，求滑动变阻器消耗的电功 率。 【答案】 （1）10Ω （2）6.4W 【解析】 试题分析： （1）S1S2 都闭合时，L 与 R2 并联，灯泡正常发光，则 U 实=U 额=12V， 且 U 总=