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功率
某家用电能表的表盘上标有“600r/kW•h”的字样,在电路中只接入一个用电器且正常工作时,电能表转盘在1min内转了10转,则该用电器的额定功率是( )
A、3600W
B、1000W
C、500W
D、100W
考点:
电能表参数的理解与电能的求法.
专题:
应用题.
分析:
已知消耗1kw•h的电能,电能表的转盘转动600转,可求转10转消耗的电能,根据公式P=Wt可求该电器的额定功率.
解答:
解:
转10转消耗的电能W=1600kw•h×10=160kw•h,
该电器的额定功率P=Wt=160kw•h160h=1kw=1000W.
故选B.
点评:
本题考查电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算.
两条电阻丝的电阻之比是1:
2,通过的电流强度之比是3:
1,要产生相同的热量,它们通电时间的比是( )
A、2:
3
B、3:
2
C、9:
2
D、2:
9
考点:
电功计算公式的应用.
分析:
本题要算通电时间之比,就必须先找好等量关系,也就是相同的热量.再根据题干条件,找出合适的公式代入,便可计算出时间之比.
解答:
解:
由W=I2Rt,得
由产生的热量相同,
I12R1t1=I22R2t2
代入数据得,
t1:
t2=2:
9
故选D;
试题
如图所示电路,当开关S闭合后,电路中消耗的电能将( )
A、增大
B、减小
C、不变
D、无法确定
考点:
电功计算公式的应用.
专题:
推理法.
分析:
开关闭合时R2被短路,电路中的电阻变小,由公式W=UIt=U2Rt分析得出答案.
解答:
解:
当开关S闭合后,电路中总电阻(由R1+R2变为R1)减小,由W=U2Rt,当电源电压和通电时间相同时,电阻变小,消耗的电能(电功)将变大.
故选A.
点评:
理解开关闭合时与之并联的被短路,会用W=U2Rt比较,用电器并联或接在同一电源上消耗电能的多少.
(2011•荆门)如图所示,当开关闭合时,电压表V1、V2的示数分别为10V和4V,已知电动机M的线圈电阻为1Ω,R是阻值为4Ω的定值电阻,下列结论正确的是( )
A、R两端的电压为6V
B、通过电动机的电流为6A
C、电阻R消耗的电功率为144W
D、电动机消耗的电功率为6W
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用.
分析:
由电路图可知,电阻R和电动机串联,电压表V1测电源的电压,V2测电阻R两端的电压;根据串联电路的电压特点求出电动机两端的电压,根据欧姆定律可知电路中的电流,再根据P=UI可知电阻R和电动机消耗的电功率.
解答:
解:
由电路图可知,电阻R和电动机串联,电压表V1测电源的电压,V2测电阻R两端的电压;
所以UR=4V,UM=U-UR=10V-4U=6V;
电路中的电流为I=IM=IR=URR=4V4Ω=1A;
电阻R消耗的电功率为PR=URIR=4V×1A=4W;
电动机消耗的电功率PM=UMIM=6V×1A=6W.
故选D.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是电压表的正确使用.
将阻值分别为5Ω和10Ω的甲、乙两电阻并联在同一电路中,在相同时间内,甲、乙两电阻消耗的电能之比为( )
A、:
1
B、2:
1
C、1:
2
D、4:
l
考点:
电功的计算.
分析:
本题考查电阻并联电路的特点:
电压相等.因为电压相等,在求电功比时就要注意选择含用电压的电能公式.
解答:
解:
因为两电阻是并联,所以两电阻上的电压相等.在纯电阻电路中我们可以由公式w=U2Rt求解.
w1=U2R1t;w2=U2R2t所以:
w1w2=R2R1=21
故选B.
点评:
在电能的计算中,首先要分清纯电阻还是非纯电阻,对于纯电阻电路:
U2Rt,I2Rt,UIt都可以应用.对于求比值的题目,找一个不变的量是关键,本题中题目已明确给出U这一不变量.所以我们选择了U2Rt.
一只“220V45W”的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是( )
A、45J
B、220J
C、2700J
D、9900J
考点:
电功的计算;电热.
分析:
已知额定电压和额定功率,还有时间,可求消耗的电能,产生的热量就等于消耗的电能,因为电路是纯电阻电路.
解答:
解:
Q=W=Pt=45×60J=2700J.
故答案为C.
点评:
本题考查电功的计算和电热问题.关键是判断是否为纯电阻电路
表示电流做功快慢的物理量是( )
A、电压
B、电功
C、电功率
D、电阻
考点:
电功率.
分析:
由电压、电功、电功率、电阻的物理意义进行选择.
解答:
解:
电压是形成电流的原因;
电功是表示电流做功多少的物理量;
电功率是表示电流做功快慢的物理量;
电阻是指导体对电流的阻碍作用;
故选C.
点评:
对电学物理量的物理意义要了解,属于基本概念.
在物理课外小组的活动中,小刚同学用如图的电路测量滑动变阻器的功率,R1=9Ω,电源电压U不变,调节滑动变阻器的滑片P,测出一些数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
电压表示数(V)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
电流表示数(A)
0.18
0.24
0.28
0.34
0.38
0.44
0.50
0.56
变阻器的功率w
0.81
0.96
0.98
1.02
0.95
0.88
0.75
0.56
请根据实验数据,回答以下问题:
(1)滑动变阻器功率的大小变化情况如何?
(2)滑动变阻器的滑片P是如何滑动的?
(3)计算出电源电压约为多少?
考点:
电功率;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.
专题:
计算题;信息给予题.
分析:
要解答本题需掌握:
①表格中最后一行数据是先变大后变小,即滑动变阻器功率先变大后变小.
②串联电路中电压的分配和电阻成正比,即电阻越大分的电压越大.
③在串联电路中,电源电压等于各用电器两端的电压之和,即U=U1+U2.
解答:
解:
(1)观察表中的数据可知:
滑动变阻器的功率是先变大,后变小.
(2)在串联电路中,电压的分配和电阻成正比,观查表中电压表示数逐渐减小,由此可知滑动变阻器连入电路中的阻值也逐渐减小.
(3)在串联电路中,电源电压等于各用电器两端的电压之和,串联电路中各处的电流都相等,即通过定值电阻和滑动变阻器的电流相等.可根据实验数据中的任何一组求出电源电压.
根据欧姆定律的推导公式得:
U1=IR1=0.18A×9Ω
故U=U1+U2=0.18A×9Ω+4.5V=6.12V
答:
(1)先变大,后变小.
(2)滑动变阻器的滑片P是从b向a的.
(3)电源电压约为6V.
点评:
本题是一道难题,考查学生分析实验数据的能力,以及对串联电路中电流和电压的特点的掌握
用1kW•h的电能可供标有“220V40W”的灯泡正常工作
25
h.如果将这盏灯接在110V电源上,它的实际功率是
10
W.
考点:
电功率与电能、时间的关系;影响电阻大小的因素;实际功率.
专题:
计算题.
分析:
已知消耗的电能和额定功率,可利用公式t=WP计算正常工作的时间,“220V40W”表示照明灯泡的额定电压是220V,额定功率是40W,可根据公式R=U2P求出灯泡的电阻值,已知实际电压,再根据公式P实=U实2R求出灯泡的实际功率.
解答:
解:
∵W=1kW•h,P=40W=0.04KW,
∴t=WP=1kW•h0.04KW=25h,
又∵U=220V,P=40W,
∴灯泡的电阻值为:
R=U2P=(220V)240W=1210Ω,
而U实=110V,
∴灯泡的实际功率为:
P实=U实2R=(110V)21210Ω=10W.
故答案为:
25,10.
点评:
本题考查了利用电功的变形公式计算时间,已知用电器的额定功率、额定电压,求实际电压的功率时,要抓住电阻不变这一关键点
(2011•哈尔滨)同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”.以下观点不正确的是( )
A、实验要选取规格不同的灯泡
B、实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同
C、将滑动变阻器串联在于路中可以完成实验
D、将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验
考点:
电功率与电压、电流的关系;并联电路的电压规律;滑动变阻器的使用.
专题:
实验探究题;控制变量法.
分析:
先分析电路图,灯泡的连接方式是串联,两灯泡所在支路两端的电压相等.
每个支路都有电流表,根据公式P=UI、I=UR,我们判断电流和电功率的关系就要用到电阻这个物理量,所以实验要选取规格不同的灯泡.
根据滑动变阻器串联在干路中,起到减压的作用,判断能否完成实验.
根据串联电路的特点,通过电器的电压不同,无法完成实验.判读能否完成实验.
解答:
解:
实验目的是研究电功率与电流的关系.所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同,故A观点正确.
由图可知,两灯泡的连接方式是并联.在并联电路中,各支路两端的电压都相等.故B观点正确.
根据欧姆定律,把滑动变阻器串联在电路中,要用滑动变阻器改变被测小灯泡两端的电压.依据通过电灯泡的电压和电流,可以计算电路相应的电阻,所以可以完成实验,故C观点正确.
根据电功率公式P=UI,如将电路改为串联,两灯泡各支路两端的电压不同,无法完成实验,故D观点错误.
故选D.
点评:
本题考查了电功率与电压、电流的关系,这三个之间的关系是一个难点,实验能帮助我们很好的理解这一关系.
李敏同学家的自动电水壶铭牌如表所示,请问:
万和牌自动电水壶
产品型号
DSB-051
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
880W
容量
8L
(1)电水壶正常工作时的电流是多大?
(2)电水壶正常工作时电热丝的电阻是多大?
(3)若电水壶正常工作时,烧开一壶水需用时15min,则它消耗的电能为多少千瓦时?
(4)家庭电路的电压在用电高峰时段,有时会降低到200V,在此电压下该电水壶的实际功率是多少?
(保留一位小数)
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;实际功率.
专题:
计算题;信息给予题.
分析:
(1)由电水壶铭牌信息可知额定电压及额定功率,则由功率公式P=UI可求得电水壶正常工作时的电流;
(2)由上式求得的额定电流,利用欧姆定律的变形式可求得正常状态下的电阻;
(3)由电功公式W=Pt可求得15min内消耗的电能;
(4)根据实际电压值利用功率公式P实=U2R即可求得.
解答:
解:
(1)电水壶正常工作时的电流是:
I=PU=880W220V=4A,
(2)电水壶正常工作时电热丝的电阻是R=U2P=(220V)2880W=55Ω,
(3)因15min=0.25h
它消耗的电能:
W=Pt=0.88Kw×0.25h=0.22Kwh,
(4)电水壶的实际功率是:
P实=U2R=(200V)255Ω=727.3W.
答:
(1)电水壶正常工作时的电流为4A;
(2)电水壶的电阻为55Ω;(3)15min内消耗的电能为0.22度;(4)电水壶的实际功率是727.3W.
点评:
本题考查功率公式及电功的计算,方法较多,可以尝试不同的方法求解,从而加深对公式的理解,同时注意实际电压变化时,电水壶的实际功率也随之变化,但电水壶的阻值可按不变处理.
(2009•兰州)电炉丝断了,去掉15后,仍然接在原来的电源两端,则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )
A、5:
4
B、1:
5
C、5:
1
D、4:
5
考点:
电功与热量的综合计算;并联电路的电压规律;影响电阻大小的因素;电功的实质.
专题:
计算题;推理法.
分析:
电炉丝断了,去掉15后,电阻变为原来的45,知道仍然接在原来的电源两端,所加电压不变,利用Q=W=U2Rt分析判断.
解答:
解:
∵电炉丝断了,去掉了15,
∴现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系:
R现在:
R原来=45R:
R=4:
5,
∴通过R1与R2的电流I相等,
∵电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能,
∴Q=W=U2Rt,
∵仍然接在原来的电源两端分,所加电压相等,
∴在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比:
Q现在:
Q原来=U2R现在t:
U2R原来t=R原来:
R现在=5:
4,
故选A.
点评:
本题考查了学生对焦耳定律、并联电路的电压关系、影响电阻大小的因素的了解和掌握,为防止因颠倒而出错,记住规律:
在并联电路中,除了电压相等外,各电阻的电流、电功、电功率、电热都与电阻成正比.
(2009•常德)电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220V60W”字样,它们都在额定电压下工作相同时间,产生热量最多的是( )
A、一样多
B、电风扇
C、电动机
D、电烙铁
考点:
电功与热量的综合计算;电功的实质.
专题:
推理法.
分析:
根据电风扇、电烙铁和电动机这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断.
解答:
解:
电风扇和电动机工作时消耗电能,大部分转化为机械能,少部分转化为内能;电烙铁工作时把电能全转化为内能;
∵它们都在额定电压下工作
∴P=P额,实际功率P相同,
∵W=Pt,
∴工作时间相同时,三个用电器消耗的电能相同,
又∵只有电烙铁把电能全转化内能,
∴电烙铁产生的热量最多.
故选D.
点评:
注意生活中常用电器的能量转化情况:
一消耗电能全转化为内能的:
电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅;二消耗电能转化为内能和机械能的:
电风扇、电吹风、电动机
(2008•宿迁)人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯泡,实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同.有关数据如下表:
(1)请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点:
①
发光效率高、节能降耗
;
②
或响应时间短、环保、额定电压低(安全电压)以上任意写出两点均可
.
(2)LED灯正常工作时的电流是
0.5
A,每天正常工作10小时,使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为
0.88
kW•h,这么多能量可将
9.43
kg的水从20℃加热到100℃.(c水=4.2×103J/(kg•℃),结果保留两位小数)
考点:
电功与热量的综合计算.
专题:
应用题;简答题;信息给予题.
分析:
(1)阅读题目中的文字和表格可以发现,LED灯电压低,功率小,响应时间短,故可从以上几点进行分析其优点.
(2)由功率公式可求出工作电流,由两灯的功率之差可求出10小时节约的电能,由比热可求出能将多少水加热到100℃.
解答:
解:
(1)阅读题目中的文字和表格可以发现,LED灯和白炽灯相比有明显的优点:
在光照强度相同的情况下,LED灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化光能,因而发光效率高;LED灯的额定电压低,人直接接触不会触电;LED灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短;LED灯额定功率小,节约能源.故优点可从发光效率高、节能降耗,响应时间短、环保、额定电压低(安全电压)以上任意写出两点均可
(2)由P=UI得:
I=PU=12W24V=0.5A.
白炽灯功率比LED灯功率高△P=P2-P1=100W-12W=88W,则10小时节约的电能为W=△P×t=88W×10h=0.88KW•h=3.168×106J.
如果用来烧水的话:
由W=mc△t可得:
m=WC△t=3.168×106J4.2×103J/(kg•℃)×(100℃-20℃)=9.43Kg.
故答案为:
(1)发光效率高、节能降耗,响应时间短、环保、额定电压低(安全电压)以上任意写出两点均可
(2)0.5A,0.88KW•h,9.43Kg.
点评:
随着科技创新,传统的红绿交通信号灯逐渐被发光二极管(LED)灯所替代.如果同学们仔细观察会发现,现在一些手电筒的灯泡也被LED灯所取代.LED灯是怎样发光的?
使用LED灯有什么优点?
等等问题相信很早就萦绕在你的心头,通过本题会帮助你解开一些谜团.你也可以在生活中寻找还有哪些用电装置可以用来节约电能
(2010•宿迁)小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度t时,S1又闭合重新加热.饮水机的铭牌数据与电路原理图如下:
热水箱水量
额定电压
加热时功率
保温时功率
2kg
220V
440W
40W
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求正常加热时通过饮水机的电流;
(3)在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min.加热一次消耗的电能是多少?
重新加热前的水温t是多少?
(不计能量损失,c水=4.2×103J/(kg•℃))
考点:
电功与热量的综合计算.
专题:
计算题;应用题;信息给予题.
分析:
(1)已知额定电压和保温时的功率,根据公式R=U2P可求保温时的电阻.
(2)已知加热时的功率和额定电压,根据公式I=PU可求通电电流.
(3)已知加热时的功率和加热时间,根据做功公式W=Pt可求加热一次消耗的电能,消耗的电能就等于水吸收的热量,根据热量公式W=cm(t0-t),可求水的初温.
解答:
解:
(1)R1=U2P保=(220V)240W=1210Ω.
答:
电阻R1的阻值为1210Ω.
(2)I=P加U=440W220V=2A.
答:
正常加热时通过饮水机的电流为2A.
(3)W=P额t=440W×5×60s=1.32×105J,
因为W=cm(t0-t),
所以1.32×105J=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(92℃-t),
t≈76.3℃.
答:
加热一次消耗的电能是1.32×105J,重新加热前的水温t是76.3℃.
如图为一种电热器的电路,它可以按要求变换成两档不同的电路,已知R1是“220V800W”的电阻丝.
(1)电阻丝R1的阻值多大?
(2)当开关S闭合后,电热器15min内产生的热量是多少?
(3)当开关S断开时,若R1的实际功率是50W,则电阻丝R2的实际功率是多少?
考点:
焦耳定律的计算公式及其应用;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电功率的计算.
专题:
计算题.
分析:
(1)由电阻丝的规格可知其额定电压及额定功率,则由功率公式P=U2R可得出电阻丝的阻值;
(2)开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1接入,则由焦耳定律可求得15min内产生的热量;
(3)开关S断开时,两电阻串联,则由功率公式可求得R1两端的电压,由串联电路的电压规律可求得R2两端的电压,则再由功率公式可求得R2的实际功率.
解答:
解:
(1)由P=U2R可得:
R1=U2P=(220V)2800W=60.5Ω;
(2)由焦耳定律可得:
15min内的发热量:
Q=I2R1t=U2R1t=(220V)260.5Ω×15×60s=7.2×105J;
(3)当S断开时,R1与R2串联
由P实=U实2R1可得:
U实=P实R1=50W×60.5Ω=55V;
由欧姆定律可得,电路中的电流I=U实R1=55V60.5Ω;
由串联电路的电压规律可得,R2两端的电压U2=U-U实=220V-55V=165V;
则R2消耗的功率P2=U2I=165V×55V60.5Ω=150W;
答:
(1)R1的阻值为60.5Ω;
(2)15min内R1的发热量为7.2×105J;(3)R2消耗的实际功率为150W.
点评:
本题考查欧姆定律、功率公式及焦耳定律的计算,在第三问中求电流时,为了保证结果的准确,电路中电流用分数表示,若化成小数则在此处就会出现误差,从而导致结果出现更大的误差
(2005•临沂)小磊学习了电学知识后.与同学小光一起对他们住宅楼的用电情况作了调查.通过调查得知住宅楼内所有用电器功率(如表所示),同时还观测到:
在用电高峰时,用电器两端电压达不到220V,最低时电压只有210V;在用电低谷时,电压又略高于220V,最高达225V.
(1)当住宅楼内的所有用电器同时正常工作时,通过输电线的总电流是多少?
(2)当用电高峰电压最低时,处于工作状态的白炽灯泡的实际功率为其额定功率的百分之几?
(假设灯泡的电阻不变)
考点:
实际功率;电功率的计算.
专题:
应用题.
分析:
所有用电器同时正常工作,说明用电器两端的电压为额定电压,功率为额定功率,可用公式I=PU求,用电高峰电压最低时,白炽灯泡两端的电压低于额定电压,因此通过白炽灯泡的电流也发生了变化,但灯泡的电阻不变,可用公式P实=U实2R求.
解答:
解:
(1)用电器全部正常工作时输电线中的电流I,
∵家庭电路中所有用电器都是并联,
∴P=P1+P2+P3+P4=4KW+18KW+13KW+9KW=44KW=44000W,I=PU=44000W220V=200A,
故答案为:
200A.
(2)白灯泡的实际功率为额定功率的百分之几,
∵灯泡的电阻不变,∴P实=U实2R,P额=U额2R,
则有P实P额×100%=U实2RU额2R×100%=U实2R×RU额2×100%=U实2U额2×100%=(210V)2(220V)2×100%=91.1%,
故答案为:
91.1%.
点评:
本题考查的知识点是,用电器正常工作时,如何求电流的多少,以及用电器两端的电压不是额定电压时,如何比较实际功率和其额定功率的大小关系.
如图所示,灯泡L标有“12V6W”的字样.当开关S闭合时,灯泡L正常发光;当开关S断开时,流过灯泡L的电流为0.25A.求:
(1)S断开时灯泡L的实际功率.
(2)电阻R的阻值.
考点:
实际功率;欧姆定律的应用;电阻的串联.
专题:
计算题.
分析:
分析当开关闭合(电路中只有灯L)和断开(灯和电阻R串联)时的电路中的各已知量,利用欧姆定律电功率的公式求解
解答:
解:
S闭合时,灯L正常发光,故电源电压等于灯L的额定电压即U=12V
灯的电阻RL=U2P=(12V)26W=24Ω
S断开时,PL实=I2RL=(0.25A)2×24Ω=1.5W
电阻R=R总-RL=UI-RL=12V0.25A-24Ω=24Ω
答:
(1)S断开时灯泡L的实际功率为1.5W;
(2)电阻R的阻值为24Ω.
点评:
电路动态分析:
开关闭合时与之并联的被短路不连入是本题关键
(2011•呼和浩特)一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是484Ω.问
(1)它的额定功率是多少?
(2)在额定电压下如果每天使用2h,一个月消耗的电能是多少kW•h?
(按30天计算)
考点:
额定功率;电功的计算;电功率的计算.
专题:
计算题.
分析:
(1)已知额定电压及电阻,则由功率公式P=U2R可求得电烙铁的额定功率;
(2)由电功公式W=Pt可求得一个月消耗的电能.
解答:
解:
(1)由功率公式可得:
电烙铁的额定功率:
P=U2R=220V2484Ω=100W;
(2)一个月使用的时间t=30×2=60h;
则一个月消耗的电能:
W=Pt=0.1KW•60h=6KW•h;
答:
(1)电烙铁的额定功率为100W;
(2)一个月消耗的电能为6Kw•h.
试题
(2008•赤峰)如图是一种测电阻的实验电路,R1是电阻箱,电源电压保持9V不变.
(1)当开关掷向1时,电压表示数为3V,此时电阻箱的电阻为6Ω,求R2上电流在1min内产生的热量是多少?
(2)当开关掷向2时,灯泡恰好正常发光,电
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- 关 键 词:
- 功率