專題訓(xùn)練 電功率的綜合計(jì)算

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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，一方面考慮電流表平 安工作時(shí)滑動(dòng)變阻器的取值

2、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U2RU2R、R2+2RR滑+R 2 =R_R2+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

3、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12021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，

4、只開一盞220 V 100 W的電燈，觀察 到家中標(biāo)有3000 r/kWh)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006 A，電壓表的量程為 03 V，電源電壓為45 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。R的最大電功率為多少。圖 5-ZT-13如圖5

5、-ZT-2所示，電源電壓為8 V，電阻R=10 Q，電流表的量程是03 A，電壓表的量程是015 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-24“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

6、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)。該電路的最大電功率和最小電功率。圖 5ZT3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-41電熱水壺的電阻。2將一壺水從25 C加熱到100匸時(shí)， 水吸收的熱量。c X103 J/kgC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

7、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，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 在20 min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能為W=1213000XX106 JX105 JoW實(shí)際(2)

8、燈的實(shí)際功率是P=丁=錯(cuò)誤！ =121實(shí)際 tW，這盞燈的電阻為R=%=220W2=484Q；由公式P=變形得實(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 VR實(shí)際P_ 100 W_5 _UR_-220 V22 V，r=u=220V=11 A；R一廠22 V011=48.4 Q，所以應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值為48.4 Q的電阻。2 -由題可知，電流表的量程為00.6 A， 電壓表的量程為03 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

9、最大電流I =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I2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 V221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03 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=UU =4.5 V-3 V=1.5 V， 1大U 1 5 VR1中的電流：I=R=5r=03 A；通過 R2的電流：I小=I=0.3 A，R

10、2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410 Q;電壓表的示數(shù)變化范圍是23 V；電流當(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 13 -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

11、 A=1.07 AR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 1q，電路的最小電功率：p小= =*48 Q 2=總3 W。5 由P=U2可得電熱水壺的電阻：R=U2P(220V 21000 WQ。(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(10X103J/(kgC)X 1.5 kgX(100 C25 C)=X105 J。(3) 電熱水壺消耗的電能：W=Pt = 10

12、00 WX10X60 s=6X105 J，電熱水壺的熱效率：n=錯(cuò)誤!=7&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 V2=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R2220 V210 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