日常生活中的电功率问题1.docx

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日常生活中的电功率问题1

日常生活中的电功率问题

例1、某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统电压偏高，所用的路灯“220V40W”灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的使用寿命，小明所采取的下列方法切实可行的是（　　）

A．换用一颗“220V60W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

B．换用一颗“220V15W”的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

C．换用两颗“220V40W”的灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用

D．换用两颗“220V40W”的灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用

解：

因灯泡熔断的原因在于楼道内的实际电压高于额定电压，故灯泡的额定电压不变，改变功率都无意义，同样易于熔断，故A、B均错误；

两灯并联后接在电路中，电源电压仍超过两灯的额定电压，故两灯均容易熔断，故C错误；

若将两灯串联，则电路中的总电阻增大，电路中电流减小，则两灯电压将均小于额定电压，故两灯串联后可以使用，故D正确．故选D．

例2、某小区最近一段时间由于楼道灯的供电系统电压偏高，灯丝经常熔断，在电压暂时无法改变的情况下，为了延长楼道灯的使用寿命，小明采取下列方法，可行的是（　　）

A．用额定功率较大的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

B．用额定功率较小的灯泡替换原来的灯泡接入原电路中使用

C．用额定功率相同的两个灯泡串联后替换原来的灯泡接入原电路中使用

D．用额定功率相同的两个灯泡并联后替换原来的灯泡接入原电路中使用

解：

因灯泡熔断的原因在于楼道内的实际电压高于额定电压，故灯泡的额定电压不变，改变功率都无意义，同样易于熔断，故A、B均错误；

两灯串联时，总电阻变大，电路中的电流减小，所以两灯泡两端的电压均小于额定电压，即串后可以使用，故C正确；

两灯并联后接在电路中，电源电压仍超过两灯的额定电压，故两灯均容易熔断，故D错误．

故选C．

例3、某校学生宿舍走廊的路灯，原来用一盏“220V  40W”的白炽灯，每晚亮10小时．同学们发现灯泡容易损坏，需要经常更换．后来，学校电工师傅用两盏“220V  40W”的灯泡串联后代替原路灯．结果，两盏灯的亮度比改装前要暗，但灯泡使用寿命明显延长．

（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗多少电能？

（2）改装后两灯的总功率是多少？

比原来省电还是费电？

解：

（1）改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能W=Pt=0.04kW×10h=0.4kWh．

答：

改装前，一盏路灯每晚需要消耗电能0.4kWh．

（2）灯泡电阻R＝U2／P＝（220V）2／40W＝1210Ω

总电阻R总=1210Ω+1210Ω=2420Ω

改装后两灯的总功率是P总＝U2／R总＝（220V）2／2420Ω＝20W

∵P总＜40W　　　∴省电．

答：

改装后两灯的总功率是20W，比原来省电

例4、育才中学的电工为了延长学生宿舍前路灯的使用寿命，给标有“220V 100W”的灯泡串联一个电阻（如图所示），使灯泡两端的实际电压为200V．请用两种方法计算需串联的电阻R的阻值．

解法一：

先求串联电阻电压，然后由欧姆定律求串联电阻阻值；先求串联电阻电压，然后由欧姆定律求串联电阻阻值；

解法二：

先由欧姆定律求出电路总电阻，然后由串联电路电阻特点求出串联电阻阻值先由欧姆定律求出电路总电阻，然后由串联电路电阻特点求出串联电阻阻值

．

例5、楼道里的灯常常彻夜通明，因而极易损坏．若给它串联一个电阻后再接到电路里，虽然亮度减弱些，但它的使用寿命却可大大延长．现在要使“220V，25W”的灯泡在实际使用时消耗的电功率为额定功率的81%，应串接一个（215）215

欧的电阻，这时灯泡和电阻消耗的总功率为（22.5）22.5

瓦．

例6、一个“220V、100W”的电烙铁，将它与一只白炽灯泡串联，用一个开关与灯泡并联，接入220V电路中．当断开与灯泡并联的开关时，电烙铁的功率是25W．若灯泡的额定电压是220V，则该灯泡的额定功率和使用时的实际功率分别是（不考虑温度对电阻的影响）（　　）

A．100W和50WB．50W和25WC．25W和100WD．100W和25W

例28、一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W．若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，已知导线上损失功率是9W，那么此时电灯实际消耗功率是（　　）

A．91W　　　B．小于91W　　　C．大于91W　　D．条件不足，无法确定

解析：

如果导线电阻忽略时，灯接在恒定电压的电源上功率是100W；

因为导线和灯泡串联，当导线上电阻较大时，即电路中的电阻变大，由P=U2/R可知电路消耗的总功率变小，即小于100W，而导线上消耗的功率为9W，所以灯泡的实际功率只能小于91W．故选B．

例29、一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W．若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，已知灯泡的实际功率是81W，那么此时导线消耗功率是（　　）

A．19WB．大于19W

C．小于19WD．条件不足，无法确定

解：

如果导线电阻忽略时，灯接在恒定电压的电源上功率是100W；

因为导线和灯泡串联，当导线上电阻较大时，即电路中的电阻变大，由：

P=U2／R可知电路消耗的总功率变小，即小于100W，

而灯泡的实际功率是81W，所以此时导线消耗功率只能小于19W．故选C．

例30、一盏电灯直接接在输出电压恒定电源上，其电功率为100W，若将这盏灯串上一个小电阻后，再接入同一电源，小电阻消耗功率8W，则此电灯实际消耗的功率将（　　）

A．小于92WB．等于92W

C．大于92WD．条件不足，无法确定

解：

串上一个小电阻后，电路的总的电阻变大，总的电流就要减小，由P=UI可知，电路的总的功率要减小，要小于100W，由于小电阻消耗功率8W，所以灯泡的功率就要小于92W，所以A正确．故选A．

例31、一只标有“220V  100W”字样的照明用灯泡，把它用导线接到远处工地上．电源电压220V．由于导线电阻较大，所以在导线上消耗了6W的电功率，那么此时小灯泡的实际功率（灯丝电阻不随温度的变化而变化）（　　）

A．大于94W　　　B．等于94W　　　C．小于94W　　　D．仍为100W

解：

如果导线电阻忽略时，即220V的电压全部接在“220V 100W”的灯泡上，灯泡正常发光，功率是额定功率100W；

因为导线和灯泡串联，当导线上电阻较大时，即电路中的电阻变大，由P=U2／R可知电路消耗的总功率变小，即小于100W，而导线上消耗的功率为6W，所以灯泡的实际功率只能小于94W．故选C．

例32、由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ 220-60”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W．则导线消耗的功率（　　）

A．小于5WB．等于5WC．大于5WD．不能确定

解：

如果导线电阻忽略时，即220V的电压全部接在“PZ 220-60”的灯泡上，灯泡正常发光，功率是额定功率60W；

当导线上电阻不忽略时，即电路中的电阻变大，由P=U2／R可知电路消耗的总功率变小，即小于60W，而灯泡实际功率为55W，所以导线上的功率只能小于5W；故选A．

例33、将一灯泡直接接到电源上，功率为100瓦，用长导线将灯泡串联后接到同一电源上，功率为81瓦，则长导线上损失的功率是（　C　）

A．19瓦B．10瓦C．9瓦D．无法计算

例34、如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L消耗的功率为25W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为16W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（　　）

A．1WB．2WC．4W

D．9 W

解：

设灯泡L连接在A、B两点时，电路的电流为I1，则

P1=I12RL=25W--------①

若将灯泡L接C、D两点时，电路的电流为I2，则

P2=I22RL=16W--------②

由①②两式可得：

I1：

I2=5：

4，

若将灯泡L接C、D两点时，电源的功率为：

P3=UI2，

则：

P1：

P3＝UI1：

UI2，即：

P3＝I2P1／I1＝（4／5）×25W=20W

所以导线AC和BC消耗的总功率为：

P=P3－P2=20W－16W=4W．故选C．

例18、如图所示的电路，当闭合开关S时，只有灯泡L1正常发光；当断开开关S时，只有灯光L2正常发光．则下列对两个灯泡的分析，正确的是（　　）

A．L2的额定电压比L1的额定电压大的多

B．L2的额定电流比L1的额定电流大的多

C．L2的额定功率比L1的额定功率大的多

D．L2的电阻比L1的电阻大的多

解：

当闭合开关S时，L2被短路，L1正常发光．说明L1的额定电压是220V．

当断开开关S时，L2、L1串联，L2正常发光，由串联电路电压规律可知，L2的额定电压小于220V．

所以L1的额定电压大于L2的额定电压．故A错误．

当断开开关S时，L2、L1串联，L2的实际功率大于L1的实际功率、又电流相等，根据P=I2R，可知L2的电阻大于L1的电阻．故D正确．

因为L1的额定电压大于L2的额定电压．L2的电阻大于L1的电阻．由P=U2／R

可知L1的额定功率大于L2的额定功率．由I=U／R可知L1的额定电流大于L2的额定电流．故BC错误．故选D．

例12、小明在商场看到外形和容量完全相同，但额定功率分别是800W和1200W两种规格的不锈钢电热水壶，他认为800W的电热水壶功率小，比较省电。

如果从节能的角度来考虑，你认为他的想法合理吗？

请说明道理。

答：

他的想法不合理，因为放出相同的热量，功率小的电热水壶用时多，散热损失也多。

（加热相同质量的水，让它们升高相同的温度，功率大的电热水壶用时少，散热损失小）

例1、饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能．同学们设计了模拟电路，如图所示．当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态．其中不符合上述要求的是（D）

A．

B．

C．

D．

解：

A、开关S1闭合、S2断开时只有R1接入电路，P1=U2／R1；S1、S2都闭合时R1、R2并连接入电路，总电阻R并小于R1，P2=U2／R并．因为R1＞R并，所以P1＜P2，符合题意．

B、开关S1闭合、S2断开时只有R1接入电路，P1=U2／R1；S1、S2都闭合时R1、R2并连接入电路，总电阻R并小于R1，P2=U2／R并．因为R1＞R并，所以P1＜P2，符合题意．

C、开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串连接入电路，P1=U2／R串；S1、S2都闭合时，R2被短路，只有R1接入电路，P2=U2／R1．因为R串＞R1，所以P1＜P2，符合题意．

D、开关S1闭合、S2断开时，R1、R2并连接入电路，P1=U2／R并；S1、S2都闭合时，电源被短路．短路是不允许的，不符合题意．故选D．

例2、饮水机和电饭煲都具有保温和加热功能．小明设计了如图所示的模拟电路，当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态．其中不符合上述要求的是（　　）

A．

B．

C．

D．

分析：

当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态．因为电源电压不变，由P=U2／R可知，加热状态时，电路的功率较大，即电路的总电阻较小；保温状态时，电路的功率较小，即电路的总电阻大．

解：

A、当S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻为两电阻之和；当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路只有电阻R1，符合要求；

B、当S1闭合，S2断开时，电阻中只有电阻R1；当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，并联电路的总电阻小于R1或R2，符合要求；

C、当S1闭合，S2断开时，电阻中只有电阻R1；当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，并联电路的总电阻小于R1或R2，符合要求；

D、当S1闭合，S2断开时，R1、R2并联，并联电路的总电阻小于R1或R2，当S1、S2都闭合时，形成电源短路，不符合要求；故选D．

例58、电热饮水机的铭牌信息和电路原理图，如图17所示．其加热和保温两种工作状态，由机内温控开关S2自动控制．

（1）饮水机处于加热状态时，开关S1、S2工作状态是：

S1、S2均闭合S1、S2均闭合

；饮水机处于保温状态时，开关S1、S2工作状态是：

S1闭合S2断开S1闭合S2断开

．

（2）推算饮水机的电阻元件R1的阻值．

（3）利用原有电路元器件，重新设计电路，实现饮水机的加热和保温两种功能，且由机内温控开关S2自动控制．将电路图画在虚线框内．

分析：

（1）将饮水机处于加热状态时的加热总功率550W和饮水机处于保温状态时的功率比较即可得出答案．

（2）根据额定电压和保温功率求出R2，再根据额定电压和加热总功率求出R总，再利用

1／R总=1／R1+1／R2，即可求出R1，

（3）根据题目要求，要想实现“机内温控开关S2自动控制”只能将R1R2串联，S2并联在R2两端．

解：

（1）当S1、S2均闭合时，R1和R2并联，

此时的加热功率为550W，此时饮水机处于加热状态时；

当S1闭合S2断开时，电流只是通过R2，此时的加热功率为55W；

所以此时饮水机处于保温状态．

故答案为：

S1、S2均闭合；S1闭合S2断开．

（2）R2=U2／P保温=（220v）2／55W=880Ω，

R总=U2／P总=（220v）2／550W=88Ω，

将R2=880Ω，R总=88Ω代入：

1／R总=1／R1+1／R2，解得R1=97.8Ω．

答：

饮水机的电阻元件R1的阻值为97.8Ω．

（3）将R1R2串联，S2并联在R2两端．如图所示

例59、如图所示为某电热饮水机的电路原理图，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时，S1又闭合重新加热． 已知电源电压保持220V不变，电阻R1的阻值为1210Ω，电阻R2的阻值为121Ω．求：

（1）饮水机处于保温状态时的电功率是多少？

（2）饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少？

（3）饮水机将水箱中5L水由300C加热到700C时水吸收的热量是多少？

（C水=4.2×103J/（kg•℃））

例59、如图所示电路是电热水壶的原理图，设电源电压保持不变，发热板R3的额定功率为630W，10R1=R2．当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于正常加热状态；当S1断开、S2闭合时，电热水壶处于保温状态．保温时发热板R3的实际功率是正常加热时候的1/9，则保温状态时，电阻R2消耗的功率为（200）200

W．

例59、某一电饭锅，内部电路如图所示．R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω．煮饭时，接通电源（220V，50Hz）、闭合手动开关Sl，电饭锅处在加热状态．当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合．S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合．则

（1）若接通电源后没有闭合开关S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗？

为什么？

（2）在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S1的自动断电功能不起作用，这是为什么？

（3）在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

（4）若电饭锅电能转化为内能的效率为84%，那么在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开，至少需要多长时间？

例1、星期天，小明和妈妈一起去买电热水器，在眼花缭乱的商品中，售货员极力推荐一种新型的即热式电热水器．售货员介绍说这种即热式电热水器具有体积小、节能的优点．

　　小明和妈妈把这种新型的即热式电热水器和传统的储水式电热水器进行了对比，他们发现传统的储水式电热水器有一个较大的水箱，当水箱内的水达到合适的温度才可以使用．而这种即热式电热水器没有水箱．

（1）售货员介绍的即热式电热水器的优点是否可信？

简要说明理由．

（2）某品牌即热式电热水器的加热器分别由四条阻值为R1、R2、R3、R4（R1＜R2＜R3=R4）的电热丝通过多个档位控制，得到多种不同的连接方式，但每种连接方式下最多只有2条电热丝参与通电工作．现选取其中的四种连接方式如下图所示，在这四种连接方式中，加热功率最小的是：

②②

（只填序号）；若要得到比下图中四种连接方式更大的加热功率，你认为可以采取的连接方式是：

将电热丝R1与R2并联

将电热丝R1与R2并联

（3）小明打算选择最大额定功率为4kW的即热式电热水器用作淋浴．已知一般淋浴所需热水的流量为4～6L/min，若冬天淋浴需要将水温升高40℃，通过计算说明小明选择的这个热水器是否合适？

[c水=4.2×103J/（kg•℃），

1L=10－3m3]．

类似题：

（2010广东省中考题）

22．（6分）如图23所示是沐浴用的即热式电热水器。

由于即热式电热水器水流过即热，无需像储水式电热水器那样先将水加热至一定温度时方可使用，减少散热造成的能量损失。

所以它具有体积小、节能的优点。

（1）某品牌沐浴用的即热式电热水器的加热器分别由四条阻值为R1、R2、R3、R4（R1＜R2＜R3＝R4）的电热丝通过多个档位控制，得到多种不同的连接方式，但每种连接方式最多只有2条电热丝参与连接。

现选取其中的四种连接如图24所示，在这四种连接中，加热功率最大的是＿＿＿＿＿＿（只填序号）；若要得到比图24中四种连接方式更小的加热功率，你认为可以采取怎样的连接方式：

＿＿＿＿＿＿。

（2）在家庭电路中，所选导线的横截面积应与家用电器的总功率相适应，以确保用电安全。

右表是几种常见铜导线的安全载流量（即长时间通电的最大安全电流）。

小明家现要安装一台最大额定功率为8.5kW的即热式电热水器，该用电器正常工作时的最大电流是＿＿＿＿＿＿A（结果保留一位小数），至少应选横截面积为＿＿＿＿＿＿mm2的专用导线与之配套产。

很难的一题：

三只同样的电阻，额定功率均为10W，现将其中两个并联再与第三个串联使用，若各电阻实际消耗的功率不得超过其额定功率，这个电路允许消耗的最大的功率为（　C　）

A．30WB．20WC．15WD．10W

分析：

（1）设三只同样的电阻的阻值都是R，额定电压为U，则两个并联的总电阻是0.5R；

（2）两个并联再与第三个串联，则第三个串联的电压就是并联部分电压的2倍，若让并联部分的电阻正常工作，则第三个电阻就超过额定电压，所以，只能让第三个电阻正常工作，则并联部分的电压为额定电压的一半；

（3）然后求出并联的两个电阻的功率再加第三个电阻的功率10W，即为电路允许消耗的最大的功率．

很难的一题：

如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W，此电路中允许消耗的最大功率为（　B　）

A．12WB．15WC．16WD．24W

例29、小红发现近来家里的台灯发光越来越暗了，造成这一现象的原因可能是（　　）

A．灯丝变得越来越细了B．灯丝变得越来越短了

C．灯泡两端的电压升高了D．灯泡的实际功率变大了

分析：

灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度，已知家庭电路的电压不变，根据P=UI分析，灯泡变暗是由于通过灯泡中的电流变小，而电路电阻是阻碍电流大小的因素，因此根据影响灯丝电阻的因素进行分析．

解：

因为家庭电路的电压不变，而灯泡的实际功率减小，由P=UI可得，通过灯丝的电流减小，即灯丝的电阻变大；又因为灯丝的材料和长度都不变，所以是由于灯丝的横截面积减小，使灯丝电阻变大的缘故．

故选A．

9．两条等长的电炉丝，均在家庭电路中使用．A的电功率为800 W，B的电功率为500W，现在800W的电炉丝断了一小截，肖强同学利用另一个500W的废电炉丝将残缺部分补接恢复原长，再接入原电路使用时，其发热能力将（　　）

A．大于原800W的电炉丝B．等于原800W的电炉丝

C．小于原800W的电炉丝D．无法判断

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三、解答题（共6小题，满分0分）

10．如图是一个双温电炉的电路，该电炉由两段相同的电阻丝组成发热体，A、B、C为三根引出线，其中A为低温档，B为高温档，并且每秒钟高温档产生的热量是低温档的2倍，试在图中的方框内画出两段电阻丝连接图．（用

表示电阻丝）

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11．电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线都不怎么热，为什么？

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12．从商店买来一个电热毯，使用时感觉到温度太高，现在请你设计一种方法把它改装成为两个档，使电热毯单位时间的发热量既可以为原来数值又可以为原来的一半．说明设计思路，画出电路图．

13．有一个电压值可以任意选择的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝．现把一根电阻丝接在电压值为U的电源上，通电1 min，电阻丝产生的热量为Q，要想使电阻丝产生的热量为3Q，应采取哪三种最简单的不同方法？

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14．一个保温杯内装有质量为0.5 kg，初温为20℃的水，把额定电压为220 V的“热得快”放入这些水中，结果只需2 min 48 s，就能使水温上升到100℃．求：

电热器功率是多少？

[保温杯吸收的热量不计，假设无热量散失．C水=4.2×103J/（kg•℃）]

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15．普通电熨斗工作时可以看成一根电热丝，通电加热即可使用．强强同学把电熨斗串联一只“220 V 40 W”的灯泡，用来调节电熨斗的温度，方便熨烫不同衣物，如图所示．电熨斗的额定电压和额定功率分别为220 V、100 W．

（1）用物理知识分析开关S的通断对电熨斗温度的影响；

（2）计算在开关通断两种状态下电熨斗所消耗的电功率．

11．阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源中，4min可使一杯水烧开，现换用阻值为10R的电阻丝，再接到此电源上，（　）40

min可使同样的一杯水烧开．

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12．某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串连接到电源上时，烧开同样的一杯水需（　）

 30

min．若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要（　　）7.2

min．（设电源电压不变，不计热量损失）

如图所示电路中，已知R1＞R2，电源电压U保持不变，在相同的时间内四个电路中总共放出的热量由多到少的顺序是（　　）

A．甲、乙、丙、丁B．甲、丙、丁、乙

C．丙、丁、乙、甲D．乙、丁、丙、甲

解：

因为甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等，电阻关系为R甲＞R丙＞R丁＞R乙，根据纯电阻电路焦耳定律公式Q=（U2/R）t知，相同时间内产生的热量关系为R乙＞R丁＞R丙＞R甲，故选D．

窗体底端

《15.3电热器电流的热效应》2010年达标训练

一、选择题（共5小题，每小题4分，满分20分）

1．阻值为R的电阻丝，接到电源上6min烧开一壶水，现在用两根同样的电阻丝串联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是（　　）

A．12min

B．4min

C．8min

D．6min

2．一只电炉接在220伏的电路上时，用10分钟可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是（　　）

A．10分钟

B．20分钟

C．30分钟

D．40分钟

3．如图所示，A、B、C、D四段电阻丝，粗细都相同，长度为A=C＜B=D，当电路两端电压相同时，在相同的时间内产生热量多的是（　　）

A．A电阻丝

B．B电阻丝

C．C电阻丝

D．D电阻丝

4．有两根导线，第一根是2