浙教版九年级上册353-电功率计算（多档位电功率电容问题）（解析）.docx

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1、电能计算综合(三)一、多挡位电功率计算1.标有“220V100W”的灯泡Li和L3与标有“220V40W”的灯泡L2和按图甲、乙所示方式分别 接入220V电路中，若不考虑温度对灯丝电阻的影响，四只灯泡工作时最亮的是()A. LiB. L?C. L3D. L4【分析】(1)两灯串联接入220V的电路时，根据串联分压的特点分析两灯的实际功率大小；(2)两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V,均能正常发光，实际功率和额定功率相 等，灯泡的亮度取决于其实际功率的大小。【解答】解：(1)已知标有“220V 100W”的灯泡Li和标有“220V 40W”的灯泡L2,由图可知,Li 与L2串

2、联，分别接入220V电路中，根据串联分压的特点可知，两灯两端的实际电压小于它们的额定 电压，Li与L2的实际功率均小于它们的额定功率；(2)将L3、L4并联接入220V电路中，此时两灯两端的实际电压均等于它们的额定电压，L3和L4的 实际功率和它们的额定功率相等，所以四个灯中，实际功率最大的是L3,故L3最亮。故选：Co 串联类2 .某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路图如图所示，RI、R2均为电热丝。下列说法 正确的是A. SI、S2闭合时，电饭锅处于加热状态B. SI、S2闭合时，电饭锅处于保温状态C. S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态D. S1断开、S2闭合时，电饭锅处

3、于保温状态【答案】A3 .电饭煲已经进入千家万户。某品牌电饭煲的工作原理如图甲所示，图乙为它的部分参数。请完成下列 有问题：(1)如将开关S闭合，则电饭煲处于 (选填“加热”或“保温”)状态。(2)正常加热100s,电流通过电饭煲产生的热量。(3) R2的阻值。KXX电饭煲枷定电M 办 220V。冲学保温功率 22W频率50Hztj2【答案解析】【分析】(1)电路电压U一定，由P=旦-可知，电阻越大，电功率越小；电饭煲处于保温状R态，电阻越小，电饭煲功率越大，电饭煲处于加热状态，分析电路图确定电饭煲的状态；(2)知道额定加热功率，利用P=儿计算出正常加热100s,电流通过电饭煲产生的热量；t(

4、3)已知额定加热功率，利用P = L可求出Ri的阻值；已知保温功率，利用P =工匚可求出串联电路的总RR电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值。【解答】解：(1)由电路图可知，当开关S闭合时，R2被S短路，电路中只有R工作，当开关S断开时, R1、R2串联，根据串联电路特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻；所以当开关S闭合时，R2被S短路，电路电阻最小，由P=可知，在电压一定时，电饭煲电功率最大,R处于加热状态；(2)由P=更可知，正常加热100s,电流通过电饭煲产生的热量Q=W=P加热t = 1210WX100s = L21Xl(/j；t由可知，r的阻值RU2_ (220V)2二40

5、 Q；RP 加热 1210V当开关S断开时，R、R2串联，此时电路中的电阻最大，由P=可知，在电压一定时，电饭煲电功率最R小，处于保温状态，由 p=ut可知，R、R2串联的总电阻 R=(22V)2=2200Q,RP保温 22W根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值R2=R-R1 = 2200Q -44Q=2156QO答：(1)加热；(2)正常加热100s,电流通过电饭煲产生的热量为L21X1OJ；(3) R2的阻值为2156Q。4.如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进 入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中从而提高空气湿

6、度。如表是小明 从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R、R2为阻值相同的发热电阻，1、 2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。(1)小明在开始加热前测得水温为20C,电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分 钟，则该电热槽中的水加热到沸腾需吸收的热量为多少？(不计热损失)(2) R的阻值为多少？(3)该加湿器在低档时的发热功率是多少？额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积4060nl2【答案解析】【分析】(1)加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，根据Q=W =Pt求出电热槽中的水加热到沸

7、腾需吸收的热量；(2)由电路图可知，当开关S接在2、3位置，R与R2串联，电路的总电阻较大；开关S接在3、4位置，R2被短路，电路为R的简单电路，电路的总电阻较小，根据P=可知，当开关S接在2、3位置，电路R消耗的功率较小，电热加湿器处于低挡；开关S接在3、4位置时，电热加湿器处于高挡，根据P=求R出R1的阻值，即R2的阻值；(3)当开关S接在2、3位置，电热加湿器在低挡时，Rl与R2串联，根据电阻的串联特点和求出R低温挡时的发热功率。【解答】解：(1)加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，该电热槽中的水加热到沸腾需吸收的热量为：Q=W=Pt=400WX3X60s =

8、7.2X104J；(2)电热加湿器在高温挡时，R2被短路，电路为R的简单电路，则Ri的阻值为：R产止 =(22： ) 2:q；P= 400Vrm(3)当加湿器在低温挡时，Ri与R2串联，R|、R2的阻值相同，即：R2=R1 = 121Q,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低挡时的发热功率为：P低(邛-=200肌 R1+R21210 +1210答：(1)水加热到沸腾需吸收的热量为72000J；(2) R的阻值为121 Q；(3)加湿器在低挡时的发热功率为200W。 并联类5.某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分 的两种电路，如图甲、乙所

9、示。(1)图甲中，当开关S闭合、Si断开时，R和R2的连接方式是 ,此时处于 挡工作状态。(2)若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R的电功率为120瓦，则选用的阻值 应为多少？(3)按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是 多少？甲乙【答案解析】【分析】(1)甲图中，开关s、S1均闭合时，电路为RI的简单电路；开关S闭合、Si断开时R1与Rz串联，根据电阻的串联和P=UI=比较两种情况下电路的总功率，总功率大的处于高温挡，反R之处于低挡位；(2)知道功率和电压用P=UI=工求出R3的阻值；R(3)利用W=Pt计算出暖风机所消

10、耗的电能。【解答】解：(1)甲方案中，开关S、Si均闭合时，电路为Ri的简单电路，电路的总功率P甲1=虫一；Ri开关S闭合、S断开时，Ri与R2串联，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，电路的总功率甲2 =UR +区2Ij2Ij2因 P 甲= P 甲 2 =,R办+区2所以，开关s、S1均闭合时，电热器处于高温挡；开关S闭合、Si断开时，电热器处于低温挡；(2) R3的阻值应为：R3=-=一(2),q；PR 120V(3)暖风机所消耗的电能：W = Pt = 200WX600s = 1. 2X 105Jo答：(1)串联；低温；(2) R3Q；(3)暖风机所消耗的电能为1.2义10)。6.如

11、图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温炳饭，S1为挡位自动 控制开关。RO和R为电热丝，R0的阻值为1210欧，该电饭锅铭牌技术参数如下表所示(低温炳饭 挡额定功率模糊不清)，求：某品牌电饭锅额定电压220 V额定 功率高温烧煮840 W低温炳饭电源频率50 Uz220 Vo(1)电饭锅高温烧煮消耗的电能。(2)电饭锅低温炳饭时的额定功率。(3)电阻丝R的阻值 电动机类7 .有一个玩具电风扇的线圈电阻为2。，接在电压为3V不变的电源上，转动时通过线圈的电流为0.2A。则电风扇转动时，每分钟线圈产生的热量是J,每分钟线圈产生的机械能是Jo【解析】根据焦耳定律可知，线圈

12、产生的热量为Q=/2Ru(0-2A)2x2Cx60s=4.8J线圈产生的机械能为=-2= -2=3 V x 0.2A x 60S-4.8 J=31,2J8 .如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的电流是5A,重500N 的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电阻是多少？mM电动叫d匕m I【答案解析】【分析】已知电源电压和电路中的电流，根据p=ui可得出电动机的电功率；已知物体的重力和上升的速度，根据P=l=Is=Fv可求出电动机的机械功率；t t电动机消耗的电能等于产生的机械能与内能之和，由P=更可知电动机的电功率等于

13、机械功率与热功率之t和，据此求出电动机的热功率，再根据P热=9 =工KnPR求出电动机线圈的电阻。t t【解答】解：由题可知电动机的电功率为：P电=UI = 110VX5A=550肌电动机的机械功率为：P机=y=匹=Fv=Gv = 500N0. 9m/s = 450W,t t电动机消耗的电能等于产生的机械能与内能之和，即电动机的电功率等于机械功率与热功率之和，则热功率为：p热=p电- p机=550W - 450W= 100W,2p.由p热=_=LA = i2r可得，电动机线圈的电阻为：R= 100W=4 0。t tI2(5A)2答：电动机线圈的电阻是4Q。9.如图是一电动机提升物体的示意图，电

14、源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培(g取10牛/千克)。(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热。(2)求电动机线圈阻值。(3)当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？【答案解析】【分析】(I)电动机工作时将电能转化为机械能和内能，由此根据W=UIt和W=Gh=mgh可 计算得到电动机产生热量；(2)由焦耳定律公式计算电动机线圈阻值；(3)当电动机被卡住时，电动机可视为纯电阻，从能量转化的角度分析电动机容易烧坏的原因。【解答】解：(1)由题意可知电动机1s消耗的电能：W=UIt = 120VX5

15、AXls = 600J,消耗电能转化成的机械能对物体做功，所以转化成的机械能:W机=6卜=哂11 = 501* 10N/kgX0. 9m=450J,所以转化成的内能,即产生电热：Q=W-W机=600J- 450J=150J；(2)由Q=Rt可得，电动机线圈阻值：R=6 Q ；I2t (5A)2X 1s(3)电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，通过电动机的电流过大，将电能全部转化为内能， 所以电动机温度过高，所以容易烧坏。答：(1)该电动机工作1秒钟所产生的电热为150J。(2)电动机线圈阻值为6Q。(3)电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，通过电动机的电流过大，将电能全部转化为内能

16、， 所以电动机温度过高，所以容易烧坏。二、电容问题10. (2021 .山东期中)如图所示为华为充电宝，其输出电压和输入电压都是5V,电池容量为lOOOmAh, 关于充电宝下列说法错误的是()A.当给充电宝充电时，充电宝相当于用电器B.当充电宝充满电时，储存了 5kWh的电能C.充电宝给手机充电时，手机发热是电流的热效应D.充电宝同时用两个插孔对外供电，它们是并联关系【答案】B【解析】A.当给充电宝充电时，充电宝消耗电能，所以此时充电宝相当于用电器，故A正确，不符合题思；B.电池容量为1000mAh=lAx3600s,充电宝输入电压是5V,电池容量为1000mAh,当充电宝充满电时，储存的电能

17、为 W=UIt=5V? 1A? 36OOs= 18(XX)J=0.(X)5kW故B错误，符合题意；C.充电宝给手机充电时，手机发热是电流的热效应，故C正确，不符合题意；D.充电宝同时用两个插孔对外供电，两个插孔互不影响，所以这两个插孔是并联的，故D正确，不符合 题意。11. (2022.江苏一模)如图所示是我国“华为”公司研发的“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时,不到半小时就能把手机电池容量充至一半以上，极大地方便了人们的使用。该电池的部分参数如表格电池名称锂离子电池所示。以下说法错误的是()电压容量4400mAhA.充电过程中，手机电池相当于电路中的用电器B.手机电池充电过程中，把电

18、能转化为化学能D.底座的电线比较粗，是为了减少热量的产生【答案】C【解析】AB.在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，相当 于用电器，故AB正确，AB不符合题意；C.电池容量是4400mAh,等于4.4Ah。意思是说，用4.4A的电流放电，在规定容量内，可以放电1个小 时，即4.4Ah,放电时间的长短取决于手机使用的功率大小，而手机内部的电阻与电池容量和电池电压无 关，故C错误，C符合题意；D.导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关。长度材料一定时，底座的电线较粗，其阻值较 小，根据焦耳定律。=尸放，工作电流一定时，导体电阻越小产生热量越少。故D正

19、确，D不符合题意。 12. （2022.福建期末）某型号充电宝自带充电线，输入与输出电压都是5V,有2A、1A两个输出端口，电池容量为lOOOOmAh,关于这款充电宝，下列说法正确的是（）A.当给充电宝充电时，电能主要转化为了内能B.当充电宝充满电时，储存了 的电能C.当充电宝给手机充电时，手机电池相当于电源D.充电宝的两个端口的连接关系是串联【答案】B【解析】A.给充电宝充电时将电能转化为化学能，故A错误；B.此充电宝自身充电时的功率为P = U1 = 5Nxl0000xl0-3A=50W=0.05kW则当充电宝充满电时，储存的电能为W = Pt = 0.05kWxlh=0.05kW-h故B

20、正确；c.在给手机电池充电的过程中，在电路中手机电池消耗电能，所以手机电池相当于用电器，故c错误； D.充电宝给手机充电过程中，各手机间互不影响，所以输出端的连接方式是并联，D错误。13. （2022.安徽期末）小米新款手机电池容量为4500mAh,电池电压为4V,标配30W超级快充技术， 它充满电后，大约储存的电能为 Jo【答案】64800解析】手机电池充满电后储存的电能W=U/仁4Vx4500X 10-3ax3600s=64800J14. （2022江苏二模）图甲是一款便携式电加热养生杯的高、中、低三挡电加热的原理图，电阻R/=4Q, &=8d 开关S2只能接。或江图乙是该杯的相关参数。（

21、1）图甲中，断开开关Si, S2接江 加热电路为 （选填“高”“中”或“低”）温挡；（2）使用中温挡时电功率为 W；使用高温挡工作5min,电热杯消耗的电能为 J；（3）当该电热杯剩余10%的电池容量时开始充电，则充满电至少需要的时间为 ho甲电热杯充电参数充放电电压12V充电电流1000mA电池容量5000m Ah乙【答案】 低 361.62X1040 U2 U2 1 =【解析】(1)图甲中，断开开关S1, S2接。，Q和&串联，根据 R N+& 电阻大时，功率小，此时加热电路为低温挡。(2)当开关Si闭合，S2接近 必被短路，只有R/接入电路，此时为中温挡，功率为；=(i2yr =36W1R4。当开关Si闭合，S2接4R/和必并联，此时为高温挡，功率为= 54Wp f/2_(12V)2 (12V)2G =1=1g R R24。8。使用高温挡工作5min,电热杯消耗的电能为W = . = 54Wx5min=54Wx300s = L62xl()4j (3)电池容量5000mAh,剩余10%的电池容量时开始充电，充入能量为V=L7rx(l-10%) = 12Vx5Ax3600sx90% = 1.944xl05J充电电流1000mA,需要的时间