中考物理专题复习提高题训练电功和电功率计算题.docx
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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？
_________________
kWh
01682
单相电度表
DD10220V5（10）A50Hz
3000RkWh
________________
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：
（1）又
（2）
（3）解出：
代入数据，得
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=
=201.7欧
25瓦灯的电阻R2=
=484欧
串联后，25瓦灯的电压为U2，根据串联分压，
U2=
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：
。
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3
①一定时间△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
这样，每天晚上11:
00到次日早6:
00用电W2＝P2t2＝37.5W×10×7h＝2.63kwh
每天共用电W＝W1＋W2＝4kwh＋2.63kwh＝6.63kwh
10盏灯始终并联接入电路，每天11:
00到次日早6:
00用电为
W’＝100W×10×7h＝7kwh
每天多用电ΔW＝W’－W2＝7kwh－2.63kwh＝4.73kwh
每月可节电4.73kwh×30＝131kwh
五、由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。
输电导线上消耗的功率约有多大？
你在计算中用到了什么近似？
答案：
正常工作时的电流
安
（1）
（2）
代入数值后解出
I=0.41安（3）
与此类似可以求得
U=
=198伏（4）
输电线上的电压降落
=22伏（5）
输电线上的电流
安（6）
输电线上的功率损失
瓦（7）
以上过程中
（2）式的得出认为电灯灯丝的电阻不随温度改变，这是一种近似。
五、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车．车上电池的太阳能接收板的面积是8m2，它正对太阳时电池能够产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流．电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1．0×103W／m2．求：
1．该车的太阳能电池的效率是多少?
电动机把电能转化为机械能的效率是多少?
2．若太阳辐射的总功率为3．9×1．026W，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28％的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S=4πR2．请根据这些资料计算太阳到地球的距离．
答案：
1．15％；67％；2．1．5×1011米
解析：
1．太阳能集光板接收的功率P1=1．0×103瓦／米2×8米2=8×103瓦
电阻输出的功率：
P2=UI=1．2×l03瓦
电动机线圈的发热功率：
P3=I2R=0．4×103瓦
电池的效率：
η1=15％
电动机的效率：
η2=67％
2．设太阳到地球的距离为R，以太阳为球心，以R为半径的面积：
S=4πR2
太阳的辐射总功率和太阳能电池集光板的面积分别为P0和S’，则有P0=3．9×1026瓦，S’=8米2
R≈1．5×1011（米）
六、（8分）山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来，工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明，所用导线的电阻为每米0.018欧，如果电源两端的电压为220伏，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。
。
答案：
、电路如图的所示．R线为导线的电阻，L1为“220V100W”灯泡，L2为“220V200W”灯泡．
R线
L1 L2
答案第六题图
R线＝×2×250米＝9欧
L1和L2的电阻分别为
欧，
欧
L1和L2的总电阻
RL=1欧/（
）＝161欧
所以，导线上消耗的功率为
P线＝I总2·R线≈15瓦
两灯泡实际消耗的总功率为
PL＝I总2·RL≈270瓦
L1消耗的功率P1＝
90瓦
L2消耗的功率P2＝2P1＝180瓦
六、（18分）课外活动小组的同学设计制作了一个电热孵卵器，他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源，再连入一个电阻R0，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同．若电源两端的电压为U，两丝的额定电压均为UL、额定功率均为PL．
（1）画出孵卵器的电路图．
（2）R0的阻值是多大?
（3）R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?
答案：
（1）见图答4．
P单=P双，
（2）据题意可知
而R=UL2/PL，（R为电热丝电阻值），
（3）
或
七、上题水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220V，2000W”的电热管，并利用一个“6V，1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝，为电热管安装了一个指示灯。
画出电热管及指示灯的电原理图。
在同学们的方案中，小灯泡两端的电压是按5V设计的。
对于指示灯来说，这样设计有什么好处？
按上述设计，电阻丝需截用多长的一段？
安装指示灯后，电热管的实际功率是额定功率的百分之几？
计算中可以认为电热管。
小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变化
答案：
0.057m96%
五、某机床上使用的一台直流电动机，标有“36V，24W”的字样。
用多用电表测得电机的电阻为2Ω。
试计算这台电动机在满负荷工作时的效率。
答案：
96％
解析：
直流电动机满负荷工作时的电流I=P/U
电动机热损失
电动机满负荷工作时，负荷带来的阻力远大于电动机轴摩擦阻力电动机效率
=96％
七、下表摘自一个冰箱的说明书。
依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机平均每天的工作时间。
并回答：
要带着外包装把冰箱搬到室内，屋门宽度不能小于多少？
气候类型
ST
总有效容积
305
冷冻食品储藏室有效容积
70
输入功率
170
除霜功率
140
冷冻能力
10
耗电量
1.6
防触电保护类型
Ⅰ
电源
220V/50HZ
制冷剂
R134a、140g
冷冻室星级
****
外型尺寸
599×702×1653
外包装尺寸
654×799×1768
重量
75
答案：
9．4h；654mm
解析：
由输入功率知压缩机每小时耗电W=Pt=170Wx3600S／n=612×l03J／n
说明书所给每日用电量W’=1．6kw·h=5760×103J
压缩机每日工作时间t=9．4h
门的最小宽度654mm。
四、（7分）手机、数码相机等电器中多使用可充电电池，电池上所标的“电压”和“容量”是两个重要参数。
容量的单位通常为“毫安时”（符号mA·h）。
某种可充电电池所标的电压是1.2V，容量是1300mA·h，请估算这种电池可储存的电能。
答案：
从容量单位的组成看,它是放电电流与放电时间的乘积。
原则上,这种电池应该能够以1300mA的电流放电lh.
放电功率P=IU=13×12W=156W
（1）
放电1h释放的能量E=Pt=l.56W×3600s=5.6×103J
（2）
所以,这种可充电电池可以储存的能量大约是5.6千焦。
评分标准
全题7分。
正确理解"毫安时"的意义给3分.（l）
（2）两式各给2分.
五、（6分）有一只规格为“220V1000W”，的电炉，其发热体是电炉丝。
现想对它稍作改造（不增加其它材料或元件），使它接在110V电源上工作时仍保持1000W的功率。
请画出原理图并说明理由。
答案：
原理图和说明理由各3分
1．见图；
2．原电炉丝电阻R，这样使用时电阻为R／4；原电压为U,现为U／2。
原功率为P1=U2/R,现在功率为P2=（U／2）2／（R／4）=U2/R=P1。
五、为了交通安全，机动车转弯时，要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号，同时车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。
具体地说，当机动车要向右转弯时，前、后两只转向灯D右1、D右2均正常发光，车内的转向指示灯同时也闪亮，而两只左转向灯D左1、D左2不发光。
左转弯与右转弯的情况类似。
如图所示，机动车转向灯电路的四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2以及转向指示灯D尚未接入电路。
已知四只转向灯均为标有“6V，10W”字样的灯泡，转向指示灯D标有“6V，1.5W”字样，电源电压为6V，图中RJ为闪光器，它可以使电路间歇地通、断。
请回答：
按题目要求将四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2及转向指示灯D接入电路，完成机动车转向灯电路图。
四只转向灯的额定功率相同，为什么转向灯电路工作时，总是两只转向灯发光，另外两只转向灯不发光？
请运用你学过的电学知识加以分析、论证。
答案：
1）电路如图所示。
不论转向开关S转至位置1还是位置2，所有的灯都接入了电路。
若车向右转向，则开关S接1，此时D右1和D右2正常发光，而D左1和D左2并联后与D串联。
因为转向指示灯的规格是“6V、1.5W”所以转向指示灯D的电阻为RD＝U2/P＝24Ω。
转向灯规格都是“6V、10W” 所以转向灯的电阻均为R＝U2/P＝3.6Ω。
左两只转向灯和转向指示灯总电阻。
R总＝IRD＋2R＝25.8Ω。
通过转向指示灯D的电流：
ID＝U/R总＝0.23A，所以转向
指示灯D上获得的功率：
PD＝I2R＝1.36W。
由于PD’与转向指示灯的额定功率相差不多，所以此时转向指示灯能发光。
而此时通过左转向灯中每只灯泡上的电流I＝ ID/2＝0.115A，所以每个左转向灯的实际功率为P实＝I2R＝0.052W。
由于左转向灯的P实远小于其额定功率10W，所以左转向灯不能发光。
当车向左转向时，同样的道理，只有左转向灯发光面右转向灯中虽然有电流通过但并不发光。
各10分。
六、图8为一种摩托车转向灯的电路原理图。
其中“RJ开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地通断，D为指示灯。
当S拨至1位置时，RD1、RD2前后两个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时D灯闪亮，向驾驶员显示转向灯正常工作。
左转时道理与右转一样。
若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D用“6V、1.5W”的灯泡，电源两端电压为6V。
试通过计算说明，为什么把S拨至1、2的任何位置时D灯都会发光，而左、右转向灯不同时发光？
答案：
因为灯D的规格是“6V、1.5W”，所以灯D的电阻为
RD=U2/PD=24
转向灯的规格都是V、10W”，所以转向灯的电阻均为R＝U2/P=3.6
左两只转向灯和灯D总电阻：
R总=RD＋R/2＝25.8
当摩托车向右转时，开关S接至位置1，此时右转向灯RD1、RD2两端的电压为6V，正常发光。
而通过灯D的电流：
ID=U/R总=0.23A
所以灯D上获得的功率：
PD’=I2RD=1.3W
由于PD’与灯D的额定功率差不多，所以此时灯D也能发光。
与此同时，通过左转向灯中每只灯泡上的电流：
I＝ID/2=0.12A
所以每个左转向灯的实际功率为：
P实=I2R＝0.052W
由于左转向灯的P实远小于其额定功率10W，所以左转向灯不能发光。
四、当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发现电能表的转盘仍缓慢地转动。
他用手表粗略的估测了一下，1min转盘转动了5r。
检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。
请你算一算1台电脑显示器的待机功率约多大？
答案：
W＝
×3.6×106＝6000J
P＝
＝
＝100W
∴P1＝
＝5W
七、（14分）科技小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V-1OOW”的灯泡进行一项质量检测。
他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值（见下表）。
实
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