中考物理专题复习提高题训练--电功和电功率(计算题).doc
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1、 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:1.2106kwh 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
2、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=250.8=20电阻消耗的功率P阻=U阻I=2
3、3.20.1016=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800,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;PP1=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
4、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DD10 220V 5(10)A 50Hz3000R kWh_答案:(1)3000RkWh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=0.52=1或W=Pt=50023600=3.6106=1度答:这个电炉的电功率是500瓦特;通电2小时放出8.57105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
5、的热效率。答案:水吸收的热量Q2=cml=1.0500(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14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=131950/(10003600)=24000
6、(焦)(1)其它用电器总功率P其=n灯P灯+P视+P响=460+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
7、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=36010-3A、7010-3A、3610-3A、1610-3A符合充电电流20mA40mA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
8、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=1.5105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)
9、 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=Vgh2分势能转化的功率 Pp=Vght2分发电功率: Pe=0.7Vght1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
10、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=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
11、温度后再淋浴。加热前的水温以20计。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。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=1.6710-4米3秒温差T=30用水时间t=4分=240秒水的比热容c=4.2103焦水的密度=1.0103千克米3一定时间t内电流的焦耳热:Q1=IUt(1)这段时间内水温上升T所需的热量:Q2=(ft)cT(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
12、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。水箱的水量m=t=40千克(6)使水箱中的水温升至50所需的热量:Q2=mcT(7)电流在时间t内提供的焦耳热:Q1=IUT(8)Q1=Q2(9)解出代入数值,得t=2.86103秒=48分(11)五、(1 5分)用10盏220 V、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7:00-1 1:00将两组灯并联后接在220V的电源上;晚1 1:00至次日早6:0
13、0将两组灯串联后接在220 V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7:001 1:00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23由p=U2/R知,每盏灯的功率不再是100瓦,而变为375瓦 这样,每天晚上11:00到次日早上6:00用电 W2=263千瓦时 每天共用电 W=W1+W2=4千瓦时+263千瓦时
14、=663千瓦时 。 (2)10盏灯始终并联接入电路,每天晚上1 1:00到次日早上6:00用电为 W=7千瓦时 每天多用电W=437千瓦时 每月可节电:437千瓦时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: t3h1.08104s, P2KW,80%3h内电热器散发的热量为:QP t0.821031.081041.73107J此热量即室温下降5时所放出的
15、热量,故室温每降低1所平均散发的热量为:QQ53.5106J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7:0011:00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
16、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7:0011:00用电W1P1t1100W104h4kwh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 W2P2t237.5W107h2.63kwh每天共用电 WW1W24 kwh2.63kwh6.63kwh10盏灯始终并联接入电路,每天11:00到
17、次日早6:00用电为W 100W107h7kwh每天多用电WW W27kwh2.63kwh4.73kwh每月可节电 4.73kwh30131kwh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
18、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4,而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为10103Wm2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391026 W,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=4R2请根据这些资料计算太阳到地球的距离答案:11 5;67;2151011米 解析:1太阳能集光板接收的功率 P 1=101 03瓦米
19、28米2=8103瓦 电阻输出的功率: P2= UI=12l 03瓦 电动机线圈的发热功率: P3=I2R=04103瓦 电池的效率: 1=1 5 电动机的效率: 2=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=4R2 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=391026瓦,S=8米2 R151011(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“220V100W”和一只“220V200W”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
20、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“220 V 100 W”灯泡,L2为“220V 200 W”灯泡R线 L1L2答案第六题图R线2250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2R线15瓦两灯泡实际消耗的总功率为PLI总2RL270瓦L1消耗的功率P190瓦L2消耗的功率P22P1180瓦六、(1 8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
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