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(2121PU=201.7欧25瓦灯的电阻R2=瓦伏25)110(2222PU=484欧串联后,25瓦灯的电压为U2,根据串联分压,2122RRRUUU2=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:nRmR215124.27.201484mn。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=560瓦+1225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=