2014中考物理专题复习提高题训练-电功和电功率(计算题)

2014中考物理专题复习提高题训练--电功和电功率（计算题）七、(6分)近年来，我国每年从4月中到9月中实行夏时制，约150天。如果由此平均每天减少照明时间半小时，每户照明用功率按80瓦算，一个有20万户居民的城市．由于实行夏时制，仅家庭照明一项，每年为国家节约多少电能?答案：1.2×106kwh八、(6分)有甲、乙、丙、丁四个标有“llOVIOOW”的灯泡，要把它们接在220伏特的电路中使用。图(a)和图(b)哪一种接法好?试说明理由。答案：图好五、有一个理发用的电吹风机，由于说明书遗失，只知道它的额定电压是220伏特，没有其它数据。请你利用一般家庭用的电度表和一只钟表，设计一种简便方法，测定这个电吹风机的功率。要求：1．写明测量步骤；2．用字母代表所涉及的物理量，导出计算电功率的公式。答案：参考解答1．测量步骤(l)将电度表所接其它用电器关闭，只接电吹风机。(2)利用钟表测量电吹风机工作时电度表的圆盘转过N转所用的时间t。2．导出计算电功率的公式以n表示每千瓦时的电表盘转数，电吹风机所耗电能W就是八、楼道里的灯常常彻夜通明，因而极易损坏。给它串联一个电阻后再接到电路里，虽然亮度略有降低，寿命却可以大大延长。现在欲使“220V、25W”的灯炮在实际使用时消耗的功率约是额定功率的80％，应该串联多大的电阻？这个电阻消耗的电功率是多大？答案：P实=P额×80％=25×0.8=20电阻消耗的功率P阻=U阻I=23.2×0.1016=2.36五、电烙铁使用前需要一定的预热时间，因而若暂时不用也要接在电源上，这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。所以，有时采用如图8所示电路，在暂不需要焊接时，断开S，使电烙铁处于预热状态；当需焊接时，闭合S，就能很快达到焊接温度。现用“220V25W”的电烙铁，若灯炮在预热状态时的电阻为800Ω，则预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦？整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分之几？答案：P1′=12.5瓦；P／P1=70.8%八、下面为照明电路中使用的电度表表面示图；(1)说明表面上3000RkWh的含意。(2)若单独接入一电炉，2分钟内电表盘转了50转，这个电炉的电功率是多大？(3)此电炉通电2小时放出了多少热量？用了多少度电？_________________kWh01682单相电度表DD10220V5(10)A50Hz3000RkWh________________答案：(1)3000R／kWh字样表示电流每做1千瓦时的功，转盘转动3000转。(2)电炉的电功率消耗的电能：W=Pt=0.5×2=1或W=Pt=500×2×3600=3.6×106=1度答：这个电炉的电功率是500瓦特；通电2小时放出8.57×105卡的热量；用了1度电。七、将一个标有“220V400W”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。答案：水吸收的热量Q2=cm△l=1.0×500×(100-20)=40000=168000(3)八、某家的电度表表盘如图所示。室内安装了60瓦的电灯4盏，90瓦的电视机一台，105瓦的音响一台，另有一台电冰箱，铭牌上的功率值看不清。为了测出这台电冰箱的功率，先停止使用其它电器，然后将电冰箱接在电压为220伏的电源上，开机工作4分钟，电度表的转盘转过13圈，请求出这台电冰箱的功率值。如果这个家庭平均每天使用电灯、音响、电视机各2小时，而冰箱有1／4的时间处于开机工作状态，则一个月耗电多少度？将月底的表盘数填入图中。答案：电冰箱消耗电能W=13转÷=13÷［1950/(1000×3600)］=24000(焦)(1)其它用电器总功率P其=n灯P灯+P视+P响=4×60+90+105=435=0.435(3)一月消耗的电能W总=P其t其+P冰t冰四、可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。1．画出电路图2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？答案：1．因为直流电源的输出额定电压为36V，远大于两节被充电池的电压，所以需串联一个阻值适宜的电阻才能充电。其电路图如下：两节电池串联时的电压是2.6V，不论充电电池是一节还是两节，其电压都远小于电源电压，可以忽略，因此充电流I为：把U=36V和R=200欧姆、510欧姆……分别代入上式，得：I=360×10-3A、70×10-3A、36×10-3A、16×10-3A……符合充电电流20mA～40mA范围内的电阻是1000欧姆，所以应选用1000欧姆的电阻与其串联。2．如果通往充电电池的两条导线短路，则电阻器消耗的电功率为：答：充电电池短路时，电阻器消耗的电功率是1.3瓦特。六、一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌如图7和图8所示。测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒。求此时加在电热壶上的实际电压。答案：电热水器的电阻R=32.2欧121秒所做的电功W=1.5×105焦实际功率P＇=1240瓦U＇=200伏(7)五、小明家有一个标有“220V，800W”的电炉，在额定电压下用10分钟能烧开一壶水。一天他用这个电炉在相同环境下烧开同样一壶水却用了12分钟，请你帮助小明算一算他家当时的电源电压约为多大。你在计算过程中使用了哪些近似条件？答案：两种情况下水所获得的热量相等：QQ(1)又QURt(2)QURt(3)解出：UUtt代入数据，得U伏近似条件：电炉的电阻不随温度改变；热量散失忽略不计五、有一个瀑布，每分钟有60米3的水从50米高处落下，想利用它建设小水电站。若水的机械能有70%转化为电能，送电电压为10000伏特，导线上的电流是多少？答案：1分钟内势能转化成其他形式能的数值：Ep=ρVgh2分势能转化的功率Pp=ρVgh／t2分发电功率：Pe=0.7ρVgh／t1分代入数值，得：I=35安1分七、有两种灯泡，分别标有和，把它们接入家庭照明电路中。能不能各取一只串联使用？请说明原因。若把两种灯泡在同一电路中混合使用，并使它们都能正常发光，最少应各使用多少只，如何连接？这时总电功率是多少？答案：不能各取一只串联使用。60瓦灯的电阻R1=瓦伏60)110(2121PU=201.7欧25瓦灯的电阻R2=瓦伏25)110(2222PU=484欧串联后，25瓦灯的电压为U2，根据串联分压，2122RRRUUU2=212RRUR代入数据，解得：U2=155伏，超过了灯的额定电压。设使用60瓦的灯m只，使用25瓦的灯n只，分别并联后再串联使用，各分压110伏时，才能正常发光，此时有：nRmR215124.27.201484mn。故使用5只60瓦的灯并联后，再与12只并联的25瓦的灯串联即可。此时总功率为W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。七、淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10安，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？答案：流量：f=10升／分=1.67×10-4米3／秒温差△T=30℃用水时间t=4分=240秒水的比热容c=4.2×103焦／水的密度ρ=1.0×103千克／米3①一定时间△t内电流的焦耳热：Q1=IU△t(1)这段时间内水温上升△T所需的热量：Q2=(f△t)c△T(2)假设焦耳热全部用来使水升温，则有Q1=Q2(3)解出代入数值，得I=96安(5)如果考虑到热量散失，实际电流会比这个数值更大，目前家庭电路所能承载的最大电流很少有超过10安培的，所以这种设计不适合家庭淋浴。②水箱的水量m=ρt=40千克(6)使水箱中的水温升至50℃所需的热量：Q2=mc△T(7)电流在时间△t内提供的焦耳热：Q1=IU△T(8)ηQ1=Q2(9)解出代入数值，得△t=2.86×103秒=48分(11)五、(15分)用10盏220V、l00W的白炽灯每晚7：00到次日早6：00为一个地下过街通道照明．原方案为始终将10盏灯并联后接在220V的电源上．为节约用电，小强设计了一个改进方案：将10盏灯分为A、B两组，每组内的5盏均为并联．每晚7：00-11：00将两组灯并联后接在220V的电源上；晚11：00至次日早6：00将两组灯串联后接在220V的电源上．1．请按小强设计的方案连接图中所示电路：当双刀双掷开关S接在左侧时两组灯并联后接在电源上；接在右侧时两组灯串联后接在电源上2．已知串联时每盏灯的电阻为并联时电阻的2/3，按小强的方案，每天用多少度电?与原方案相比，每月(30天)节约多少度电?答案：1．答案如图．2．(1)每晚7：00～11：00用电W1=4千瓦时两组电灯串联时每盏灯两端的电压变为额定电压的一半，电阻变为原来的2／3．由p=U2/R知，每盏灯的功率不再是100瓦，而变为37．5瓦．这样，每天晚上11：00到次日早上6：00用电W2=2．63千瓦时每天共用电W=W1+W2=4千瓦时+2．63千瓦时=6．63千瓦时。(2)10盏灯始终并联接入电路，每天晚上11：00到次日早上6：00用电为W'=7千瓦时每天多用电△W=4．37千瓦时每月可节电：4．37千瓦时×30=131千瓦时由于冬季供暖系统发生故障，某房间内温度下降。小强在测量后发现，3小时内温度下降50C。后来临时用电热器供暖。耗电功率为2kw，电-热转换效率为80%，这时室内温度恰好保持不变，求室内温度降低10C时大约向外散热多少。你在解决这个问题时所做的主要近似假设是什么？答案：t＝3h＝1.08×104s，P＝2KW，η＝80%3h内电热器散发的热量为：Q＝ηPt＝0.8×2×103×1.08×104＝1.73×107J此热量即室温下降5℃时所放出的热量，故室温每降低1℃所平均散发的热量为：Q’＝Q÷5＝3.5×106J实际上,室内外温差较大时室温每降低1℃所平均散发的热量要多一些，计算时认为在不同温度差时每降低1℃所散发的热量是相同的。这是主要近似假设。六、用10盏220V、100W的白炽灯每晚7:00到次日早6:00为一个地下过街通道照明，原方案为始终将10盏灯并联后接在220V的电源上。为节约用电，小强设计了一个改进方案：将10盏灯分为A、B两组，每组内的5盏均为并联，每晚7:00～11:00将两组灯并联后接在220V的电源上；晚11:00至次日早6:00将两组灯串联后接在220V的电源上。1、请按小强设计的方案连接图中所示电路：当双刀双掷开关S接在左侧时两组灯并联后接在电源上；接在右侧时两组灯串联后接在电源上。2、已知串联时每盏灯的电阻为并联时电阻的2/3，按小强的方案，每天用多少度电？与原方案相比，每月节约多少度电？答案：1、答案如图。2、每晚7:00～11:00用电W1＝P1t1＝100W×10×4h＝4kwh两组电灯串联时每盏灯两端的电压变为额定电压的一半，电阻变为原来的2/3。由于用电器的功率跟电压的二次方成正比，所以每盏灯的功率不再是100W，而变为瓦瓦5.3723211002这样，每天晚上11:00到次日早6:00用电W2＝P2t2＝37.5W×10×7h＝