九年级物理电工电功率综合计算.docx
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九年级物理电工电功率综合计算
1.当加在白炽灯两端的电压与其额定电压相比变化不大时，可认为灯丝的电阻保持其正常工作时的电阻值不变．我们知道，在用电高峰期时，尤其是农村，家庭电路的白炽灯比正常发光时要暗些．
（1）请你分析发生上述现象的原因．
（2）一个标有“220V40W”的白炽灯泡，它正常工作时，灯丝电阻是多少？
2.小芳利用电阻值分别为R1=121Ω、R2=60.5Ω的两根电阻丝，两个开关（S1、S2）和若干电线，设计一台有低、中、高三档不同的电功率的电取暖器，简化后的电路图如图9所示．求：
（1）电取暖器工作于低档时，S1、S2的断开或闭合情况是怎样的？
此时电路的电流的电功率多大？
（2）电取暖器工作于高档时，S1、S2的断开或闭合情况是怎样的？
此时电路的干路电流和电功率多大？
3小明家用的电能表及上月月初、月末的两次读数如图13甲、乙所示．求：
（1）小明家在上月用电多少kW·h?
（2）小明家接有“220V200W”电视机一台，“220V1000W”电热水器一台，“220V800W”电饭煲一个，问最多还能接“220V40W”的电灯多少盏?
（3）小明将家中其他的用电器关闭，只让电热水器正常工作30min，问该电能表的转盘应转多少周?
4.电动摩托车实用、环保、污染少，很受人们的喜爱．现有某型号的电
动摩托车的一些性能参数如表2所示：
表2
整车净重
80kg
最高车速
45km／h
蓄电池的电压
48V
轮胎能承受的最大压强
2×105Pa
蓄电池类型
高能免维护铅酸型
车轮直径
40cm
一次充电储存的电能
3.5×lO6J
行驶噪声
62dB
（1）若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1.5×10-2m2，那么其载重量最大不能超过多少kg?
（取g=10N／kg）
（2）若该车以10m／s的速度匀速行驶时，受到的阻力为50N，电能转化为机械能的效率为80％，求该车充一次电后，以所述情况行驶时，最多能行驶多远?
此过程中摩托车的工作电流是多大?
5.2005年福建省节能宣传周的主题是：
科学用电，共建节能型社会。
提倡居民夏季期间空调温度设定在26℃~28℃。
为响应倡导，小明将家中的一台额定电压为220V，制冷额定功率为1000W的空调，温度设定从原来24℃改为28℃，仅此一项措施，家中的电能表平均每天少走2.5kW·h。
求：
（1）这台空调正常制冷时，工作电流是多少?
（计算结果保留一位小数）
（2）这台空调一个月（按30天计算）可节约电能多少kW·h?
（3）若某边远山区的“希望小学”，每间教室仅有两盏“220V40W”电灯，那么小明家中的这台空调一个月所节约的电能，可供这两盏电灯正常发光多少小时?
电热水器
额定电压
220V
额定功率
2000W
容量
50L
6.电给我们生活带来了极大的方便，但使用不当也会造成危险小明家电能表的几个重要参数如图12所示，家中铺设电路所用的电线允许通过的最大电流为15A，家中已有用电器的总功率为2200W,最近又准备购买一台电热水器，性能指标如右表所示。
这种电热水器是否适合他家使用呢?
小明对这个问题进行了认真地研究。
（1）添置这么大功率的用电器，是否超过电能表的负荷?
请你通过计算写出你的看法。
（2）如果安装了这台电热水器，家中所有用电器同时工作时的最大电流将达到________A，家中电路所用的电线________承受（选填“能，，或“不能”）。
（3）通过对以上问题的研究，你认为如果他家购买了这台电热水器，在使用时应该采取什么措施?
请你为他家提出建议。
（要求正确提出一条建议即可）
（4）请你算一算；按照当地lkW．h的电费为0．55元的标准，如果这台电热水器每天正常工作1h，小明家一个月需交纳多少元电费?
（每月按30天计算）
7.夏天常拉闸限电，给生活和学习带来很多不便。
聪明的王磊就想：
电动自行车上有36V的电瓶，不是可以用它来当电源提供照明吗？
他找来“6.3V0.2A”和“4.5V0.3A”两种规格的小灯泡各10个。
你认为应选用多少个、哪种规格的灯泡、如何连接、才能使灯泡都能正常发光？
电路的总电阻是多少？
连入电路中的灯泡的总功率是多少？
8.如图所示，小宇做了一个可以调节亮度的迷你型夜灯，小灯泡上标有“6V3W”字样，电源电压为9V，变阻器的调节范围是0～30Ω。
问：
（1）小灯泡的电阻为多大?
（2）闭合开关，变阻器的电阻调至多大时，小灯泡会正常发光?
（3）闭合开关，当变阻器接人电路中的阻值为15Ω时，电路中消耗的总功率为多少?
9.在图16所示电路中，灯泡L标有“6V3W”字样，滑动变阻器最大阻值R1＝12Ω，先闭合S1，将滑动变阻器滑片P滑至左端，此时灯泡L正常发光．问：
（1）电源电压是多大？
灯泡L正常发光时的电阻是多大？
（2）再闭合S2，电流表示数为0.8A，此时R2的电功率是多大？
（3）断开S2，当滑片P滑至右端时，灯泡L的实际功率是多大？
10.如图13所示电路，已知电源电压为6V，R1的阻值为2Ω，R2的阻值为3Ω，R3的阻值为6Ω。
求
（1）S1、S2都闭合时电流表的示数；
（2）S1、S2都断开时电路的总功率。
11.某电热杯的铭牌如下表所示。
在某次烧水过程中，加在电热杯两端的实际电压只有额定电压的0.9倍，烧开这杯水的时间为5min。
设电热杯的电阻不变，请你求出：
（1）这次烧水过程中电热杯的实际功率是多少?
（2）如果电热杯在额定电压下工作，那么烧同样多的开水需通电多长时间?
（设烧开这杯水需要吸收的热量不变且不计热量损失）
XX牌电热杯
额定电压220V
额定功率700W
频率50Hz
容量0.5L
用电器
额定电压
额定功率
数量
每个电器每天平均用电时间
日光灯
220V
40W
2只
3h
节能灯
220V
5W
4只
3h
电视机
220V
150W
1台
4h
电饭煲
220V
750W
1个
40min
电冰箱
220V
150W
1台
8h
12.某电水壶的铭牌如下表所示。
（1）电水壶在额定电压下工作时的电流是多少?
（2）此电水壶正常工作5min消耗多少电能?
（3）若实际电压只有110V，则电水壶的实际功率是多少?
（不考虑温度对电阻的影响）
13.如图所示的电路中，电源电压保护不变，没有变阻器的最大阴值是40Ω。
闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P置于端时，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为6V。
求
（1）电阻R1的阻值是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片置于a端时，电流表和电压表的示数分别是多少？
（3）滑动变阻器的滑片在a、b两端点处时，R1消耗的功率之比。
【解】①当滑片在b端时，Ib=0.3AU=6V
②当滑片在a端时，
6—U1=2U1U1=2V
③滑片在b端时R1消耗功率Pb=IbU=0.3A×6V=1.8W
滑片在a端时R1消耗功率Pa=Ia2·R1=（0.1A）2×20
=0.2W
答：
略。
17.【2005锦州课改】随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。
据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。
在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。
如图14所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。
设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7kW。
在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供12A的电流，请你求出：
（1）在这种情况下电动机消耗的电功率是多大?
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75％，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180N，则在1min钟内这辆车行驶了多少米?
【解】
（1）电动机消耗的电功率：
P=UI=160V×12A=1920W
（2））由
得：
W电=Pt=1920W×60s=115200J
由题意W机=W电η=115200J×75%=86400J
又由W=Fs得：
汽车行驶的距离
答：
电动机消耗的电功率为1920W；汽车在1min钟行驶了480m。
（注：
计算题其他方法合理也可得分）
非课改试题
18.【2005年安徽】小明总爱在家里做些课外小实验·在学习了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置。
他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率．当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在l0s内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A.已知钩码的质量为50g.求：
（1）电动机在钩码匀速上升的l0s内消耗的电能．
（2）在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率约为多少？
【解】
W＝UIt＝0.2×3×10（J）＝6J
W有＝Gｈ＝mgh＝0.05×10×0.6（J）=0.3Ag
19.【2005年安徽】垃圾是城市生活的“副产品”．据统计2000年我国城市垃圾总量约1.5亿吨，并且每年以8%的速度在增长。
如何处理这些垃圾已成为人们关注的热点问题．现在，人们处理生活垃圾的方法通常有两种：
一种是集中填埋；另一种是利用垃圾中的可燃物质进行燃烧发电研究表明：
生活垃圾的平均热值为6.27×l06J/kg。
利用垃圾作为燃料建立发电厂，每燃烧1吨生活垃圾可以发电240kW·h。
安徽省某人大代表提议，在合肥市郊区兴建一座规模为2台1.2×104kW发电机的垃圾处理发电厂。
问：
（1）若每天工作12小时，请估算该发电厂建成后每天可以处理多少吨生活垃圾？
（2）请你从环保、节能、经济等角度简述兴建垃圾发电厂的意义．
【解】
（1）1天可发电
W＝Pt＝2×1.2×104×12（kWh）＝2.88×105kWh
每吨垃圾可发电240kW·h
K＝240kW·h/t
m＝
＝
（t）＝1.2×103t
（2）本题是开放性试题，要求从环保、节能、经济三个方面答题，所答合理均可得分；
以下内容供评卷时参考：
①可以通过回收垃圾使废弃物成为二次能源②可以减少对土壤、空气、水等环境污染
③可以减少垃圾堆放所侵占的耕地，节约用地
④可以带动垃圾处理产业，发展当地经济
20.【2005莆田】有一种车床用的照明灯泡（如图），它的
额定电压是36V，正常工作时灯丝的电阻36Ω，求：
（l）该灯泡正常工作时的电功率。
（2）灯泡连续正常工作10h消耗多少千瓦时的电能。
【解】
（1）P=U2/R=36Vx36V/36Ω=36W
（2）W=Pt=36x10-3kwx10h=0.36kwh
21.【2005兰州】如图18所示电路，灯L的额定电压是8V。
当滑片P在中点C时，灯L恰好正常发光，其功率为PL；当P在b端时，灯L消耗的功率为PL’，且PL：
PL’=16：
9，求：
（1）电源电压．
（2）P在b端时，电压表的示数．
【解】
（1）U=12V
（2）6V
22.【2005兰州】如图19所示电路，电源电压不变，当只闭合S1时，R1的电流为I1；
当只闭合S2时，R2的电流为I2，此时R2消耗的功率是20W，I1：
I2=3：
2；当只闭合S3时，R3消耗的功率是15W。
求：
（1）只闭合S1时，R1消耗的功率；
（2）只闭合S3时，R1消耗的功率。
【解】
（1）90W
（2）10W
用电器
额定功率
数量
照明灯
40W
8盏
彩电
100W
1台
洗衣机
150W
1台
电冰箱
100W
1台
电饭煲
750W
1个
闸刀开关上保险丝的熔断电流为10A
电能表上标有“220V10A”
23.【2005广东】炎热的夏天到了，
小军的父亲想添置一台1000W的空调机，他要小
军从安全用电方面考虑，帮助解决这一问题.为
此小军对家中的用电情况进行了调查，记录如右表.
（1）试通过计算说明小军家中原有电路上再
安装这样一台空调是否安全？
（2）为了保证小军家能安装这台空调机，请你
从安全用电的角度考虑，帮助小军提出合理的解决办法.
【解】
（1）电能表允许负载最大功率
P最大=UI=220V×10A=2200W
现有用电器总功率：
P现有=40W×8＋100W＋150W＋100W＋750W=1420W
如果再装上空调机，总功率为1420W＋1000W=2420W＞2200W，超过电能表允许负载最大电功率，所以不能再安装一台1000W的空调机.
其它方法正确合理同样给分.
（2）
换用允许通过电流更大的电流表；
另外拉一对电线供空调机专用；
换用熔断电流更大的保险丝，同时应考虑电线的安全性.
24.【2005北京顺义】如图22所示，电源电压恒为9V，小灯泡L标有“6V3W”字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～20Ω，电阻R2的阻值为30Ω.
（1）当开关S1与a点接通，开关S2断开时，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路部分的电阻是多大?
（2）当开关S1与b点接通，开关S2闭合时，调节滑动变阻器至电阻最大值，试问电流表的示数及R2通电1min产生的热量各是多少?
【解】
（1）6Ω,
（2）0.75A，162J.
25.【2005佛山】班级筹备毕业联欢晚会，小麴从家里带来40只规格为“10V
0.5W”的彩灯，请你替他计算，最多能将多少只彩灯接在220V的照明电路中并能正常工作？
应该怎样连接？
如果晚会开了5h，那么，这些彩灯一共消耗了多少ＫW·h的电能？
【解】∵彩灯额定电压U1=10V远远小于总电压220V
∴彩灯应串联连接。
n=U/U1=220V/10V=22（只）
P总=nP1=22×0.5W=11W=0.011KW
W总=Pt=0.011KW×5h=0.055KW·h
答：
用22只彩灯串联，消耗的电能是0.055KW·h
26.【2005梅州】如图10所示电路中，小灯泡L标有“6V6W”字样，R2＝3Ω，当S1、S2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R1的阻值
（3）当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率
【解】
（1）当S1、S2都闭合时，R2短路，R1与L并联接入电源两端
∵L正常发光∴电源电压U＝UL＝6V
（2）∵PL＝ILUL。
∴IL＝
＝
＝1A
R1＝
＝
＝
＝30Ω
（3）当S1、S2都断开时，R2与L串联在此电路中RL=
=
=6Ω
IL＝I＝
＝
＝
＝
A
PL＝IL2RL=
×6Ω=2.67W
答：
（1）电源电压U等于6V
（2）电阻R1的阻值为30Ω（3）小灯泡L消耗的功率为2.67W
27.【2005江西】如图13所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为”6V3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0-3A．
（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大?
在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?
．
（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少?
R2的电功率的变化范围是多少?
【解】
（1）解：
（1）Sl、S2断开时，L与R串联，L正常发光
I=0．5ARL=12ΩR总=24Ω
R1=12ΩQ=1．8×103J
（2）解：
S1、S2闭合时，L被短路，R1与R2并联U1=12V
I1=lA为使电流表安全使用，必须有I总≤3A
I2大=6Ω
即变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω
P2大=24WP2小=12W
R2的功率范围是：
12W到24W
28.【2005河南】一天，小明妈妈要用电吹风机时，发现家里的电吹风只能吹冷风不能吹热风．经检查，原来是机内的电热丝已经烧坏了．小明想用一根阻值相同的电热丝来替换，为此：
（1）他从铭牌上查到电吹风机的额定功率为600W；又认真研究了电吹风机的电路（如图16），弄清了当选择开关放在“冷’时，就把—连入了电路，当选择开关放到“热”时，就把连入了电路．
（2）小明关掉家中的所有用电器，只打开电吹风机，观测出家中的电能表2min内转了20转．结合电能表铭牌上的"3000r/kW·h"字样，他求出了吹风机吹冷风时的功率为＿W.
（3）在上述基础上，小明算出了应选配的电热丝的阻值，修好了电吹风机．他为自己能运用所学知识解决实际问题而感到高兴．请你写出电热丝阻值的计算过程．
【解】
（1）电动机电动机和电热丝
（2）200W
（3）电热丝的功率应为：
P丝＝P总－P电动机＝600W－200W＝400W
电热丝的电阻为：
29.【2005襄樊】张可最近注意到家中的灯泡比平常亮，他猜测可能是电压超过了220V。
为了证实猜想，他做了如下的实验，关闭家中其它电器，只开一只“220V100W”的电灯，观察家中标有“3000R／KW·h”的电能表在20min内转了121转。
求：
⑴这只电灯的电阻多大？
⑵在20min内这只电灯消耗的电能是多少？
⑶张可家此时的实际电压多少？
⑷为了使这只灯正常发光，应串联一个多大的电阻？
（5分）
【解】⑴484Ω⑵1.452×105J⑶242V⑷48.4Ω
30.【2005吉林】在《电工手册》中这样写到，通过人体的电流超过30mA将会造成生命危险。
在如图3所示的家庭电路中，闭合开关S后，测得灯泡中的电流为0．2A。
求：
（1）灯泡的功率；
（2）若灯丝断了，站在地面上的小明更换灯泡时忘记断开开关，不慎碰到了图中绝缘皮破损的A点，如果小明的平均电阻为2000Ω，他是否安全?
请计算说明。
【解】
（1）P=UI=220V×0．2A=44W
（2）I=U/R=220V/2000Ω=0．11A或I=110mA
因为110mA>30mA所以小明不安全
31.【2005南京】一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作．
（1）在求电动机正常工作1min所消耗的电能时，有以下两种不同的解法
小明解：
W=UIt=2V×0.8A×60s=96J
小华解：
W=I2Rt=（0.8A）2×1Ω×60s=38.4J
你认为哪位同学做得对，请作出判断并说明理由．
（2）求电动机正常工作1min所转化的机械能是多少？
【解】
（1）小明对
因为电动机工作时电能没有全部转化为内能，大部分电能转化为机械能，所以电动机工作时电功大于电热（或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律）
（2）1min内这台电动机所转化的机械能
W/＝W－Q
＝96J－38.4J＝57.6J
32.【2005苏州】一盏白炽灯上标有“220V 100W”字样．
（1）求这盏白炽灯正常工作时的电流．
（2）若用长导线把这盏白炽灯接到远处的电源上，该电源的供电电压恒为220V，这时白
炽灯实际消耗的电功率仅为81W，求导线上损耗的电功率．（设灯丝的电阻不变）
（第32题解答要求：
要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果）
【解】
（1）
A=0.45A
（2）
＝198V
=
A
P线=
=9W
33.【2005宿迁】如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路
中的电阻，S是控温开关。
电热毯标牌上标有“220V40W”字
样。
问（不考虑温度对电阻值的影响）：
⑴、要使电热毯处于低温挡时，开关S应处于什么状态？
⑵、发热电阻丝R0的阻值是多大？
⑶、当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则
在10s内电阻丝R0产生的热量是多少？
【解】⑴开关应处于断开状态……………………………………………………………①
⑵R0=
=
=1210（
）……………………………………………………②
⑶电阻丝10s内产生的热量Q=I2R0t=（0.1A）2×1210
×10s=121J……③
型号
JL—88
水容量/L
80
自身质量/kg
40
34.【2005泰州】星期天，小明根据课本中有关“综合实践活动”的要求与提示，对家用
电器进行相关观察和研究.他以一只电热水壶为观察、研究对象，有关记录如下表：
观察对象
有关活动与相关记录
观察电热水壶铭牌
额定电压：
220V额定功率：
1kW
观察电能表铭牌
有关参数：
220V10（40）A50Hz300r/kW•h
在电热水壶烧水时观察电能表
关闭家里其他用电器，只将电热水壶接入电路烧水.观察电能表，表盘在2min内转过了9r.
请你就小明在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题.
（1）若不考虑温度对电热水壶中电热丝电阻的影响，求电热丝的电阻值.
（2）在电热水壶烧水过程中，根据电能表表盘的转动情况，求2min内电热水壶消耗
的电能和电热水壶的功率.
（3）将问题
（2）的求解结果，与小明在活动中记录的有关数据进行比较，提出一个有待进一步研究的新问题.（注：
只提出问题，不要求作说明或解答）
【解】
（1）R=48.4Ω
（2）W=0.03kW·h（或1.08×105J）
P=900W
（3）为什么计算的电功率小于（或“不等于”）电热水壶的额定功率？
或计算的功率变小（或“计算的功率不等于热水壶额定功率”）的原因是什么？
或计算的电功率变小（或“不等于热水壶的额定功率”）是由于热水壶不正常工作吗?
（围绕计算的功率与额定功率所提出的问题，只要基本合理就得分,其他毫不相干的问题不得分）
35.【2005镇江】）如图反映了一只“220V100W”的白炽灯正常工作时能量转化情况.
（1）在图中空白括号内填上适当的能量名称.
（2）求白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率.
（3）求白炽灯连续正常工作10h消耗的电能.
【解】
（1）光能
（2）电能转化为光能的效率：
η=10/100×100%=10%
（3）白炽灯连续工作10h消耗的电能
W=Pt=0.1×10kWh=1kWh
36.【2005镇江】在一次科技小组的活动中，同学们按照如图所示的电路在AB之间接入一根细铜丝，闭合开关S后，调节滑动变阻器，使电流表的读数保持3A不变，过了一会儿，细铜丝熔断.在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝，再调节滑动变阻器到某一固定值，经较长时间粗铜丝没有熔断，在此过程中，电流表的读数保持3A不变.小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题：
造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么？
（设电源电压保持不变）
（1）你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么？
（请简述理由）
答：
（2）若粗铜丝电阻为0.01Ω，求：
在5s内粗铜丝共产生的热量.
（3）如果你家准备安装一台“220V1500W”的电热水器，你应该选用（较粗/较细）的铜导线作用连接线比较安全.
【解】
（1）细铜丝的电阻较大，根据焦耳定律，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，所以细铜丝熔断.
（2）5s内粗铜丝产生的热量Q=I2R1t=32×0.01×5J=0.45J
（3）细铜丝的电阻值R2=U/I=3/3Ω=1Ω
（4）较粗.
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