《專題訓(xùn)練 電功率的綜合計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《專題訓(xùn)練 電功率的綜合計(jì)算（18頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題訓(xùn)練（五）電功率的綜合 計(jì)算 專題訓(xùn)練〔五） ［電功率的綜合計(jì)算］ 專題概述 電功率的綜合計(jì)算題往往是中考的壓軸題, 題型特點(diǎn)是難度大、綜合性強(qiáng)、知識(shí)考查角度全。 主要包括含電能表的電功率綜合計(jì)算、電功率的 極值問題、電功率的效率問題。 1?對(duì)于含電能表的電功率綜合計(jì)算題，解答 時(shí)以電能表提供的信息為線索，求出消耗的電能 或電功率，在此根底上再求用電器的電阻或用電 器兩端的實(shí)際電壓。 2?電功率的極值問題：此類問題主要包括電 路平安問題的取值情況和電功率的取值問題。 〔1〕電路平安問題的取值情況：解答時(shí)可以根 據(jù)“用電器〃銘牌求出用電器的電阻、額定電流 等。對(duì)于“滑動(dòng)變阻器〃

2、，一方面考慮電流表平 安工作時(shí)滑動(dòng)變阻器的取值范圍，另一方面還要 考慮電壓表平安工作時(shí)滑動(dòng)變阻器的取值范圍， 也就是分析清楚所求得的電阻值是該種情況下 的最大值還是最小值；最后結(jié)合兩種情況下的電 阻值得到一個(gè)正確的取值范圍，即根據(jù)電流或電 壓的極值考慮變阻器連入電路的最大值或最小 值。〔2〕電功率的取值問題：對(duì)于這類問題，應(yīng) 該看所求的是哪局部的電功率，對(duì)于定值電阻來 說，由公式P=I2R可知，當(dāng)電路中流經(jīng)該電阻 的電流值最大時(shí)，其值最大。對(duì)于滑動(dòng)變阻器來 說，由于 P = I2R =〔口化〕2R = 滑 滑 R十R 滑 滑 U2R U2R ?、 R2+2RR滑+R 2 =〔R_R〕2

3、+4RR ，所以當(dāng) 滑 滑 滑 滑 〔R-R 〕2=0時(shí)，P最大，即當(dāng)滑動(dòng)變阻器 滑 滑 接入電路的阻值等于其余定值電阻阻值之和時(shí)， 其電功率最大。對(duì)于整個(gè)電路來說，由于P=UI， 電源電壓是恒定的，只要通過電路中的電流最 U2 大，電路總功率就最大，也可以用公式P=R、 P=I2R求解，視題中具體條件靈活運(yùn)用。求電 功率的最小值與之相反。 3.電功率的效率問題：這類問題一般考查的 是豆?jié){機(jī)制作豆?jié){、飲水機(jī)燒水、電飯鍋?zhàn)鲲埖?過程中的效率，解答時(shí)求出豆?jié){、水吸收的熱量, 然后再求出消耗的電能，吸收的熱量與消耗的電 能之比即為效率。 ?類型一 含電能表的電功率綜合計(jì)算 1?

4、2021?淮安模擬一天，小明注意到家中的燈 泡比平常亮，猜想可能是電壓超過了 220 V。為 了證實(shí)猜想，他做了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)閉家中其他用 電器，只開一盞"220 V 100 W〃的電燈，觀察 到家中標(biāo)有"3000 r/〔kW?h)"字樣的電能表 在20 min內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了 121 r。問：〔不計(jì)溫度對(duì) 燈絲電阻的影響) 〔1〕在20 min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能為 多少？ 〔2〕小明家此時(shí)的實(shí)際電壓是多少？ 〔3〕為使這盞燈能正常發(fā)光，應(yīng)串聯(lián)一個(gè) 多大的電阻？ ?類型二電功率的極值問題 2?如圖5-ZT-1所示叫為5 Q的定值電 阻，電流表的量程為0?0?6 A，電壓表的量程為 0?3

5、 V，電源電壓為4?5 V變阻器R2上標(biāo)有 "20 Q 0.5 A〃字樣，在電路平安的情況下，求： (1)電壓表和電流表的變化范圍；變阻器 連入電路阻值的變化范圍。 ⑶R］的最大電功率為多少。 圖 5-ZT-1 3?如圖5-ZT-2所示，電源電壓為8 V， 電阻R］=10 Q，電流表的量程是0?3 A，電壓 表的量程是0?15 V，滑動(dòng)變阻器R2允許通過的 最大電流為2 A ； R2的最大阻值為30 Q。在不 損壞電路元件的情況下，求滑動(dòng)變阻器電功率的 變化范圍。 圖 5-ZT-2 4?“賽龍舟"是端午節(jié)的傳統(tǒng)節(jié)目，小安同 學(xué)自制了一個(gè)卡通龍舟，她想用亮度可調(diào)節(jié)的 紅、綠燈

6、做它的眼睛。她選用規(guī)格為“ 12 V 6 W〃的紅燈和“12 V 12 W"的綠燈及“24 Q 2 A"的滑動(dòng)變阻器等元件設(shè)計(jì)了如圖5-ZT- 3所示的電路。當(dāng)閉合開關(guān)S、S］、S2,且滑動(dòng) 變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈都正常發(fā)光， 求：〔電源電壓不變，不考慮燈絲電阻的變化) 〔1)電源電壓。 (2〕兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)。 ⑶該電路的最大電功率和最小電功率。 圖 5—ZT—3 類型三 電功率的效率問題 5.2021?玉林如圖5-ZT-4所示是某款電熱 水壺，其銘牌的局部參數(shù)如下表，當(dāng)電熱水壺正 常工作時(shí)，求： 圖 5-ZT-4 〔1〕電熱水壺的電阻。 〔2〕將

7、一壺水從25 °C加熱到100匸時(shí)， 水吸收的熱量。［c X103 J/〔kg?C〕］ 水 〔3〕假設(shè)將一壺水從25 C加熱到100 C 所需時(shí)間為10 min，電熱水壺的熱效率是多少。 6.2021?威海某生態(tài)園設(shè)計(jì)了模擬日光和自 動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明、保溫和加熱的功能，其 原理如圖5-ZT-5 所示噸源電壓恒為220 V， R］和R2是兩根電熱絲〔不考慮溫度對(duì)電阻的影 響廠R2=30 Q』是標(biāo)有“220 V 160 W〃的 照明燈泡，白天有日光的時(shí)候，只開啟該系統(tǒng)的保溫功能并連續(xù)工作10 h，此時(shí)尺］與R2的電功 率之比為1：3,晚上溫度較低的時(shí)候，需開啟 加熱和照明功能

8、，燈泡正常發(fā)光，此狀態(tài)下系統(tǒng) 也需連續(xù)工作10 ho q X107 J/m3，請(qǐng)解答以 沼氣 下問題： 〔1〕晚上工作時(shí)電路的總功率是多大？ 〔2〕假設(shè)一天中工作的20 h內(nèi)電熱絲放出 的熱量完全由該生態(tài)園自產(chǎn)的沼氣提供，其熱效 率為50%，那么每天需要完全燃燒多少立方米 的沼氣？ 圖 5-ZT-5 詳解詳析 1 ?⑴在20 min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能為 W= 121 3000 XX106 JX105 Jo W 實(shí)際 (2)燈的實(shí)際功率是P =丁=錯(cuò)誤！ =121 實(shí)際 t W，這盞燈的電阻為R=%=〔220W〕2=484 Q； 由公式P= 變

9、形得實(shí)際電壓: U = P~~ =. 121 WX484 Q=242 V。 實(shí)際 實(shí)際 (3)假設(shè)使燈泡正常發(fā)光燈泡兩端的電壓應(yīng) 為220 V，需串聯(lián)一個(gè)電阻R； 加在R兩端的電壓為UR=U —U=242 V R 實(shí)際 P_ 100 W_5 ▲⑺_UR_ -220 V—22 V，r=u=220V=11 A；R一廠— 22 V 0 11 =48.4 Q，所以應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值為48.4 Q 的電阻。 2 -⑴由題可知，電流表的量程為0?0.6 A， 電壓表的量程為0?3 V，電源電壓為4.5 V，變 阻器上標(biāo)有“20 Q 0.5 A〃字樣，故電路中最 大電流I

10、=0.5 A；由圖可知，乩與R2串聯(lián)，電 大 12 壓表測(cè)R2兩端電壓，當(dāng)電路中電流最大，即I 2 大 =0.5 A時(shí)，R2接入電路中的電阻最小 R2兩端電壓:U2=U-U1 = U-I R1=4.5 V 2 2 1 大 1 -0.5 AX5 Q=2 V；R2接入電路的最小電阻值: 尺=*心=4 Qo 小廠05A 大 由圖可知，當(dāng)r2接入電路中的電阻越大時(shí)， 電壓表示數(shù)越大，由題可知，電壓表采用0?3 V 量程，故可得電壓表示數(shù)最大為U =3 V；此時(shí) 大 R1 兩端電壓：U=U—U =4.5 V-3 V=1.5 V， 1 大 U 1 5 V R1中的電流：I=R=~

11、5r=0?3 A；通過 R2的電流：I小=I=0.3 A，R2接入電路的最大 阻值：R 大=J大=035VA=10。。 小 所以變阻器R2連入電路的阻值范圍為4? 10 Q;電壓表的示數(shù)變化范圍是2?3 V；電流 ⑵當(dāng)電路中電流I =0.5 A時(shí)的電功率 大 1 最大：P =I 2R,=(O.5 A)2X5 Q= 1.25 Wo 大 大 1 3 -由圖可知，定值定值R1與滑動(dòng)變阻器 r2并聯(lián)，電壓表測(cè)量r2兩端的電壓，電流表測(cè) 根據(jù)歐姆定律可得，通過電阻R1的電流: X=R=10^=0.8 A；由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可 得：U=U=U=8 V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路

12、 的阻值為最大值30 Q時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器的電 流最小I =需~°?27 A，干路電流也 2最小 R 30 Z 最小，I =0.27 A+0.8 A=1.07 A<3 A，各電 干最小 路元件是平安的，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率最 小，那么滑動(dòng)變阻器的最小電功率：p 最小 U2 (8 V〕2 30 Q ~2?13 W。 滑動(dòng)變阻器R2允許通過的最大電流為2 A， 當(dāng)通過變阻器的電流最大為2 A時(shí)，干路中的電 ^流: 1=1[+12 =0.8 A+2 A=2.8 AV3 A，各電 1 2最大 路元件是平安的；此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率最 大，那么滑動(dòng)變阻器的最大電功率：

13、P. =UI2 2最大 2 =8 VX2 A=16 Wo所以滑動(dòng)變阻器電功率的 最大 變化范圍為2.13?16 Wo 4 -⑴由圖可知，S、S]、S2都閉合，滑片P 在b端時(shí)，兩燈并聯(lián)，R]=0，由題可知此時(shí)兩 燈都正常發(fā)光，所以電源電壓U=12 V。 (2)兩燈都正常發(fā)光時(shí)，由P=UI可得，通 P 6 W 過兩燈泡的電流分別為：I紅=#=!2v=0?5 A， ” P 12 W v ▲ 1 綠=U綠=!2V=1 a 由圖可知，兩燈并聯(lián)，由于并聯(lián)電路中干路 電流等于各支路電流之和，那么兩燈都正常發(fā)光 時(shí)電流表的示數(shù)：I=I +I =0.5 A + 1 A = 1?5 紅 綠

14、 Ao ⑶由p=ui知，電壓一定，當(dāng)變阻器連入 電路的阻值最小且兩燈并聯(lián)時(shí)，電路中的電流最 大，電路中的電功率最大，那么兩燈泡并聯(lián)且滑 片P在b端電路中的電功率最大，為P =UI= 大 12 VX1.5 A=18 Wo 當(dāng)滑片P處于a端時(shí),變阻器連入電路的阻 值最大，如果和兩燈中電阻較大的串聯(lián)時(shí)電路中 的總電阻最大，電路中的電流最小，總功率最小; P = (12 W2=12 q U2 〔：W〕2=24 Q>R綠，因此，當(dāng)斷開S］，閉 合S2,滑片滑至a端時(shí)，電路總電阻最大，電路 中的總電阻：R =R +&=24 Q+24 Q=48 總 紅 1 q，電路的最小電功率：p小=

15、< =*^48 Q 2= 總 3 W。 5 ?⑴由P= U2 可得電熱水壺的電阻：R= U2 P (220V〕 2 1000 W Q。 (2) 水的體積為V=1.5 L X10-3 m3，由密度 公式P=等變形得水的質(zhì)量：m = p V= 1X103 kg/m3XX 10-3 m3=1.5 kg， 水吸收的熱量：Q吸=c水加(『—10X103 J/(kg?°C)X 1.5 kgX(100 °C—25 °C)=X105 J。 (3) 電熱水壺消耗的電能： W=Pt = 1000 WX10X60 s=6X105 J， 電熱水壺的熱效率：n =錯(cuò)誤!= 7

16、&75%。 6 - (1)由題知，白天有日光時(shí)，系統(tǒng)處于保 溫狀態(tài)，燈泡不工作，此時(shí)兩開關(guān)應(yīng)斷開，兩電 阻絲垃、R2串聯(lián)，總電阻最大，總功率最??； 由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過兩電阻絲的電流相 等，且R1與R2的電功率之比為1 ： 3，由P=I2R p I2R R 1 可得：”=說=左=3，由題知R2=30 Q，所 以R1=10 Q。晚上系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)，且燈泡 正常工作，由電路圖可知，此時(shí)兩開關(guān)應(yīng)都閉合， 燈泡L與R1并聯(lián)；由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，此 U 2 時(shí) U=U]=220 V，所以 R 的功率：P{=R^~= 220 V〕 2=4840 W，工作電路的總功率：P總 =P +P/=160 W+4840 W=5000 W。 額 1 統(tǒng)在保溫狀態(tài)時(shí)電熱絲的總功率：P 保溫 R^2 220 V〕2 10 Q+30 Q =121° W。由題可知白天和晚上 系統(tǒng)的工作時(shí)間相同，那么一天內(nèi)電熱絲放出的 熱量: Q=W=P1‘+ 保溫 t=(P1/+P 保溫"= (4840 W+1210 W)X 10 X 3600 sX10s J，由沼氣 燃燒的熱效率為50%可得：50%Q =Q， 放 由Q詁=qV可得需要燃燒沼氣的體積：v= 放 放=_^=錯(cuò)誤！ =24.2 m3。 q q 沼氣 沼氣