第18章电功率和焦耳定律计算专题

1 21 22 2 2 1 22 2 2 2 1 2 0 0 0 1 21 2水 1 1 21 21、图是某电饭锅的简化电路图。S 、S 都闭合时是 加热状态，总功率为是 880W；只闭合 S 时是保温 状态，R 的电阻是 1100。家庭电路的电压是 220V。 试求：（1）保温状态时，R 的功率是多少?（2）当开关 S 、S 、S 都闭合，电流表的示数为 2A 时，求 R 消耗的电功率。（3）当开关 S 、S 都断开，S 闭合时，为了确保测 量准确，要求电流表示数不小于其量程的 1/3，求滑 动变阻器 R 接入电路的最大阻值。（2）加热状态时，总电流是多少?（3）加热状态时，电饭锅工作 30min，消耗的电能LS2S1是多少?R1220VSR2S1R1RSA6、小刚同学设计了一个模拟调光灯的电路，如图甲。2、如图所示，把 20的电阻 R 和 30的电阻 R 串 联起来，接在电压为 6V 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。S电源电压恒为 3V，灯泡的额定电压为 2.5V，灯泡 的 IU 关系图像如图乙所示。滑动变阻器上标有 “101A”字样。当灯泡正常发光时，求： （1）灯丝的电阻是多少？（2）滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？ （3）滑动变阻器消耗的电功率是多少？R1R2AI/A3、如图甲所示，电源电压恒定，R 为定值电阻。将 滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中，电压0.30.2表示数 U 与电流表示数 I 间的关系图象如图乙所示。 求：（1）滑动变阻器 R 的最大阻值；（2）R 的阻值及电源电压；（3）当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻 R 消 耗的功率。L甲S0.101 2乙3U/VR0R8.0U/V7、如图所示电路，电源电压不变，灯泡 L 标有“6V 3W”字样，当 S 、S 都断开时，滑片 P 从 b 端滑ab到某一位置 C 时，滑动变阻器 R 连入电路的电阻减VS甲0I/A0.4 1.2乙小 6，电流表示数变化了 0.1A，灯泡恰好正常发 光；保持滑片 P 的位置不变，闭合 S 、S ，电流表 示数又变化了 1.5A，求：4、小华用一电磁炉将质量为 1kg 的水【c =4.2l03J/ （kg。）】从 20加热到 30，水吸收的热量是LR0S2多少 J，若不计热损失，加热时间为 35s，则该电磁 炉的实际功率是多少 W？5、如图所示电路，电源电压恒为 12V，电阻 R 的AS1aPRb阻值为 5，滑动变阻器 R 上标有“10 3A”的字 样，小灯泡 L 上标有“12V 6W”的字样，电流表 的量程为 03A。（1）当开关 S 、S 、S 都闭合时，求小灯泡 L 在 5min 内产生的热量。（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流；（2）电源电压；（3）当 S 、S 都闭合时，调节滑片 P，电路消耗总 功率的最小值。第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 1 / 70 1 0 2 1 2 0 0 2 1 21 1 28、（2015庆阳）如图所示，小灯泡 L 上标有“6V 3W”字样，闭合开关，小灯泡正常发光，电流表示 数为 2A。求：灯泡电阻不受温度影响） LR2（1）小灯泡 L 的电阻是多少？（2）通过 R 的电流是多少？R1SS2（3）电阻 R 消耗的功率是多少？ASAR012、在图甲中的电路中，电源电 压为 9V 且保持不 变，小灯泡上标有“6V，6W”的字样，由于温度变L9、如图所示，电源电压恒为 24V，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻 R 为 24，当 S 闭合，S 、 S 都断开且滑片 P 移到滑动变阻器的中点时，灯 L 正常发光。（1）灯泡 L 的电阻是多少？（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？（3）当开关都闭合时，调节滑动变阻器使整个电路化太大，小灯泡的电阻会发生了明显变化，电流随 小灯泡两端电压的关系成如图乙所示。求： （1）小灯泡正常发光时的电流为多少 A？ （2）当电压表示数为 7V 时，小灯泡两端的电压为 多少 V？电路中的电流为多少 A？此时，小灯泡的 电阻是多少？I/A0.8消耗的总功率最小，这个最小值是多少？L0.6S1PARSV0.40.201 2 3 4 5 6U/VLSS2R1R2甲 乙13 、（2011义乌市）如图所示，电源电压不变，小 灯泡标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大阻值为10、滑动变阻器 R 阻值范围为 050，小灯泡上 标有“2.5V 0.25W”字样，电源电压 6V。 求：（1）当 S 闭合后，变阻器阻值多大时，小灯泡 发光正常？（2）若变阻器接入阻值为 50时，小灯泡实际功 率多大？24 欧。（1）小灯泡正常工作 10 分钟将消耗多少电能？ （2）当滑片 P 在中点时，小灯泡恰好正常发光。则 电源电压为多少伏？LSR0L甲11、如图所示电路中，小灯泡 L 标有“6V 6W” 字样，R =3，当 S 、S 都闭合时，电流表示数为 1.2A，这时小灯泡 L 正常发光，求：（1）电源电压 U。（2）电阻 R 的阻值。（3）当 S 、S 都断开时，小灯泡 L 消耗的功率。（小S14、（2015济南）把一个标有“10V 3W”小灯泡 和定值电阻 R 串联后接在电压为 12V 的电源上（如 图所示），小灯泡恰能正常工作。通过计算回答： （1）通过小灯泡的电流是多少？（2）串联在电路中的定值电阻的阻值多大？ （3）该电路工作 10s，定值电阻产生的热量是多少？第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 2 / 71 2 1 1 2 1 21 1 1 1 2 l l 1 1 2 1 2 15、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡 L 与 电阻 R 串联后接在电源上，开关 S 闭合后，灯泡 L 恰能正常发光，电路消耗的总功率为 10W。 求：通电 1 分钟，电流通过电阻 R 产生的热量。（1）R 的阻值；（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min 消耗的 电能；（3）已知 R 的阻值为 660，当电热毯处于低温加 热状态时，R 的实际功率为多少？RLS16、有两根阻值分别为 R =30和 R =60的电热 丝，以串联和并联两种方式接在 36V 的电源两端，SR2220VR1不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：（1）两电热丝串联时的总电流 I 及并联时的总电串流 I ；并20、（天津）某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的 电阻丝通过 5A 的电流时，每分钟可产生 6.6104J 的热量。求，（1）此时电阻丝的电功率；（2）在 500s 内，串联时 R 和 R 产生的总热量 Q串（2）此时电阻丝的电阻；与并联时 R 产生的总热量 Q 之比。17、如图所示的电路中，电阻 R 的阻值为 10，闭 合开关 s，A 的示数为 0.4A，A 的示数为 0.6A，求： （l）通过 R 的电流；（3）此时电阻丝的工作电压。21 、一只开水煲的铭牌如图，内部由开关和电热丝 组成。求：（2）R 两端的电压；（3）在 60S 内 R 产生的热量。产品名称：开水煲 额定频率：50Hz 额定功率：1100W额定电压：220V 容量：1.2L型号：JKY-12C09CR2（1）正常工作时，通过内部电热丝的电流；R1SAA（2）内部电热丝的电阻；（3）额定电压下工作 5min 消耗的电能。22、一电热水器装有 2kg 的水，通电加热过程中， 水温随时间变化情况如图所示。求：18 、微波炉是一种清洁卫生无污染，效率较高的家 用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为 275ml、初温是 20的水放入该微波炉中用最大功 率加热 1min，取出后测得水温是 40。若水的比热 容为 4.2103J/(kg )。求：（1）加热 2min 水的温度升高了多少？（2）加热 2min 水吸收了多少热量？（3 ）如果电热水器功率为 1000W，则此电热水器 的效率是多少？（为水吸收的热量与电热水器 放出热量的比值）（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？ （2）加热过程中消耗的电能是多少？ （3）加热过程中，水吸收的热量是多少？50T/防触电保护类型：I 类额定容积：20L40型号：NN-S313WF 电源频率：50Hz 额定电压：220V 质量：12kg最大功率：1100W19、一个电热毯的简易电路图如图所示，R 是电热 毯的电热丝，R 是定值电阻。当开关 S 闭合时，电 热毯才处于高温加热状态，额定加热功率为 110W； 当开关 S 断开时，电热毯处于保温加热状态。求：30t/min202 4 623、两电阻串联在电路中，其 R =4，R =6，电 源电压 10V，那么在 1min 时间内电流通过各电阻产 生的热量是多少？总共产生了多少热量？第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 3 / 7水 1 l 3 2 l 2 1 22 l 2 1 2l 2 3 1 2 2 1 2 1 23 1 2 31 23 24、将一个标有“220V 400W”字样的“热得快” 插入体积为 0.5 升、初温为 20的水中，此时由于 是用电高峰，实际电压为 210 伏，在标准大气压下 经过 9 分 10 秒将水加热至沸腾，求“热得快”烧水 时的热效率（不计电阻值随温度的变化）。（1）电饭煲正常工作的电流是多大？（2）电饭煲的电阻是多大？（3）正常工作 30min 消耗的电能是多少 kwh? 30、小华家额定功率为 2000W 的电热淋浴器，装满 30kg 水后连续正常加热 35min。水的温度由 20升25、家用电熨斗的铭牌上标有“220V 880W”的字高到 50。已知 c =4.2103J/（kg），求：样。求：（1）电熨斗正常工作时的电流。（2）电熨斗正常工作 1min 产生的热量。26、R 400，R 20，电源电压 U12V，当 S 、S 断开时，电流表的示数为 0.1A。求：（1）R 的阻值。（2）S 、S 闭合时电流表的示数。（3）S 、S 闭合时，通电 10s 电路产生的热量。（1）加热过程中水吸收的热量；（2）此过程电热淋浴器的热效率。31、如图所示的电路中，电源电压若保持不变。R =4 ，R =6。（1）如果开关 S 、S 都断开时，电流表示数为 0.6A， 那么电源电压多大？（2）如果开 S 、S 都闭合时，电流表示数为 2A， 那么 R 的阻值是多大？R1R3（3）当 S 断开，S 闭合时，1min 电路消耗多少电 能？S1R3S2R1R2AS1R3S27、一种家用电熨斗的规格为“220V 1100W”。在 额定电压下，这种电熨斗工作时的电流是多少? 下作 1min 产生的热量是多少?28 、生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电 功率知识后，小锐同学利用电压为 6V 的电源，两 个阻值不同的定值电阻，设计了如下图所示的电路 来探究电热器多档位的问题。已知 R =10，R =30 ，请计算：（1）S 、S 断开，S 闭合时，电路中 的电流是多少? （2）S 断开，S 、S 闭合时，通电 5min 电路消耗 的电能是多少?（3）S 、S 闭合，S 断开时，电路消耗的总功率是 多少？A32 、如图是某型号电压力锅的工作电路简图。接通 电源后，开关 S 自动闭合，开始加热。当锅内温度 达到 105时，开关 S 自动断开，开始保压，此时 锅内水温不变，且未沸腾，保压时的额定功 率为 220W。把 2.5L 初温为 25的水加入电压力锅中， 将它单独接入家庭电路，使其工作 1min40s，观察 到家中标有“ 220V 3600imp/kWh”字样的电能表 指示灯闪烁 84 次。已知水的比热容为 4.2103J/（kg ），假设电能全部转化为内能。求：（1）保压状态时的电流大小。（2）加热状态时的实际功率。（3）加热多少秒后开始保压？R1S1R2SS2S3R2R1220V29 、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，某 电饭煲的额定电压为 220V，它的额定功率为 1100W （不考虑温度对电阻值的影响）。则33、如图所示，电源电压为 12V，并且保持不变， 滑动变阻器 R 的最大阻值为 20，小灯泡 L 上标有 “6V 3W”字样。（设灯泡的电阻不变）（1）当 S 闭合，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接 入电路中的阻值为多大？第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 4 / 71 2 1 2（2）闭合 S，调节滑动变阻器，求通电 10min 电路 消耗的最少电能是多少？（3）当 S 拨至 1 时，热水器正常工作时电路中的电 流是多少？R 的电阻是多少？（4 ）当 S 拨至 2 时，电热管的实际总功率只有LR1000W，此时的总电压是多少？2minR 产生的热量 是多少？S34 、如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭 牌。（电阻不变）（1）该电热水壶正常工作时的电阻是多少？ （2）该电热水壶正常工作时，烧开一壶水需要 5min， 其消耗的电能是多少？（3）在用电高峰期使用，如果电压只有 200V，电 热水壶的实际功率有多大？（保留一位小数）产品型号：SL-18X45 额定电压：220V额定功率：1100W 容量：1.2L执行标准：XXXXX35、学校宿舍楼里的电热水器的简化电路如图所示， A 为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自 动断开电路，低于设定温度时，自动接通开关。 S 是热水器的功率选择开关。可选择高、低两种加热 功率，R 、R 都是发热电阻器。主要的技术指标如 下表：A220VS12R1R2额定电压（V）输入功率一档 （W）2202420发热电阻类型输入功率二档 （W）电热管1210温度范围（） 2080容积（L）20（1）水加热的过程中，电热水器工作时把电能转化为 能.（2）电热水器中水的质量是多少？第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 5 / 71 21 21 21 2 1 L 1 21 1 10 2 2 20 0 0 1 22 0 0 1 22 32 3 1 21 23 0 3 1 2 2 1 1 参考答案1、44W；4A；1.584106J2、（1）R 、R 串联R=R +R =20+30=50I=U/R=6V/50=0.12A（2）P=UI=6V0.12A=0.72W3、（1）20；（2）1012V；（3）3.6W4、4.2104J；1200W5、（1）1800J；（2）18W；（3）7。6、（1）10；（2）2；（3）0.125W7、（1）由“6V 3W”可知 I =0.5A，R =12额W=Pt=1100W60s=6.6104J；方法二：根据 W=Pt 得，微波炉消耗的电能： W=Pt=1.1KWh0.0183kWh；方法三：W=UIt=220V5A60s=6.6104J （3）2.31104J。19、（1）R 的阻值为 440；（2）该电热毯处于高温加热状态时，10min 消耗的 电能为 6.6104J；（3）已知 R 的阻值为 660，当电热毯处于低温加 热状态时，R 的实际功率为 17.6W20、（1）1100W；（2）44；（3）220V21、（1）5A（2）44（3）3.3105J（2）12V。22、（1）10（2）8.4104J（3）70%（3）保持滑片 P 不动，当 S 、S 都闭合时，L 被短 路，R 与 Rac 并联；Rac=186=12 电流表示数：I=0.5A+1.5A=2A，通过 R 的电流 I =1A。R =12，23、电流在 R 上产生热量：Q =I2R t=（1A）2 60s=240J电流在 R 上产生热量：Q =I2R t=（1A）26 60s=360J总热量：Q =Q +Q =240J+360J=600J总滑片 P 在 b 端时，电路总功率最小；P =20W。最小24、水吸收的热量 Q =cmt=1.05004.2103J/8、（1）小灯泡正常发光时的电流为 0.5A。（2）通过 R 的电流是 1.5A；（3）电阻 R 消耗的功率是 9W。9、12；72；32W10、（1）当 S 闭合后，变阻器阻值为 35时，小灯 泡发光正常；（kg）（100-20）J=168000J；84% 25、（1）I=4A（2）Q=W=Pt=880W60s=52800J 26、（1）S 、S 都断开，R 与 R 串联 R 120串R R -R 120-20100串（2）S 、S 都闭合，R 与 R 并联，R 被短路 R 80；I0.15A并（2）若变阻器接入阻值为 50时，小灯泡实际功（3）QI2R t（0.15A）28010s18J. 并 并率是 0.16W。11、（1）电源电压为 6V；（2）电阻 R1 的阻值为 30；（3）小灯泡 L 消耗的功率为 2.67W。12、（1）1A；（2）2V；0.6A；3.3313 、（ 1 ）小灯泡正常工作 10 分钟消耗的电能27、I=5A；由于电流做的功全部用来发热 Q=W=Pt=1100W60s=6.6104J28、（1）0.15A；（2）360J；（3）4.8W。 29、I=P/U=1100W/220V=5AR=U/I=220V/5A=44W=Pt=1.1kw0.5h=5.5kwhW=Pt=3W1060s=1800J。30、（1）水吸收的热量：Q =cm（tt ）=4.2103吸J/（2）滑动变阻器两端的电压 U =IR =0.5A12滑 滑=6V，（kg）30kg（50）=3.78106J； （2 ）消耗的电能： W=Pt=2000W 35 60s=4.2 所以电源电压 U=U 滑+U 额=6V+6V=12V。106J，14、（1）通过小灯泡的电流是 0.3A；（2）串联在电路中的定值电阻的阻值是 6.7； （3）该电路工作 10s，定值电阻产生的热量是 6.03J。 15、480J16、（1）0.4A；1.8A；（2）7200J；21600J；1：3 17、（1）I =0.2A；（2）U =4V；（3）Q =96J此过程电热淋浴器的热效率：90%31、（1）电源电压为 6V；（2）R 的阻值是 12；（3） 当 S 断开，S 闭合时，1min 电路消耗电能 540J。 32、（1）保压电流 I=1A（ 2 ） 加 热 消 耗 的 电 能 W=8.4 103J 加 热 功 率 P=840W18、解：（1）根据 P=UI 得，1100W/220V=5A； （2）方法一：根据 W=Pt 得，微波炉消耗的电能是：（ 3 ） 水 的 质 量 m= V=1.0 103 10-3m3=2.5kgkg/m3 2.5 第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 6 / 70 0 1 1 21 22 1 2水加热至 105（保压）需吸热：Q=cm（t-t ）=4.2 103J/（kg）2.5kg（105-25）=8.4105J 需要时间 t=1000s33、（1）12（2）2700J灯泡正常发光时，电路中的电流 0.5A此时变阻器两端的电压 6V变阻器接入电路中的阻值 12（2）灯泡的阻值 12当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路消耗的 功率最小，同样时间内消耗的电能最少。通电 10min 电路消耗的最少电能：2700J34.R=U2/P=（220V）2/1100W=44W=Pt=1100W560s=3.3105JP =U 2实 实/R=（220V）2/44=909.1W35（1）变大；内（ 2 ） 因为 V=20L=0.02m3 ， 所以 m= V=1.0 103kg/m30.02m3=20kg，（3）当 S 拨至 1 时，电路中只有 R ，电阻达到最小，由公式 P=U2/R 可知，此时的功率最大，位于一档，因为 U =220V，P =2420W，所以额 额（3）当 S 拨至 2 时，电路中 R 和 R 串联，电阻达 到最大，由公式 P=U2/R 可知，此时的功率最小， 位于二档，因为 U =220V，P =1210W，所以 R=额 额U 2/P =1210W（220V）2=40，又 P =1000W， 额 额 实所以U2=P R=1000W40=40000V2 实，故 U=200V。R 为 40，电路中 R 与 R 串联，所以 R =R 总 总R =4020=20，此时 R 两端的电压为 100 V ， 所以 产生 的 热量 Q=W=U2t/R= （ 100V ） 2 120s/20=6104J.第 18 章 电功率和焦耳定律 计算专题 7 / 7