电学计算专题

电学专题

1．如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8A。求：

（1）电源的电压U；

（2）滑动变阻器的最大阻值R1；

（3）当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.2A，求此时R2的电功率。

【答案】(1)6V (2)20Ω (3)0.4W

【解析】（1）当开关S1、S2都闭合，滑片P置于b端时，R1与L并联，电流表测电路中的电流，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，电源的电压U=U L=6V；

（2）根据P=UI可得，通过灯泡的电流：I L=P L/U L=3W/6V=0.5A，

根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，

通过R1的电流：I1=I-I L=0.8A-0.5A=0.3A，

根据欧姆定律可得：R1 =U/I1=6V/0.3A=20Ω；

（3）当开关S1闭合、S2断开时，滑片P置于a端时，灯泡被短路，R1与R串联，此时电路的总功率为P=UI′=6V×0.2A=1.2W，

滑动变阻器消耗的电功率：P1 =（I′）2×R1 =（0.2A）2×20Ω=0.8W，

所以P2=P-P1=1.2W-0.8W=0.4W。

2．如图所示电路，灯泡L1、L2、L3分别标有“6V 3W”、“6V 3．6W”、“10V 5W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）．

（1）只闭合开关S1时，要使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大电压是V，通电1min灯泡L2产生的热量是J．

（2）如果电源电压为2．4V，要使电流表示数最大，则应闭合开关，电流表示数为A．【答案】（1）11 150 （2）S1、S2、S3 0．32A

【解析】试题分析：解：（1）由P=UI可得，

要使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，则电路中的电流为0．5A；

由可得：

由可知，电源电压：U=IR总=0．5A×（12Ω+10Ω）=11V；

通电1min灯泡L2产生的热量：Q=I2R2t=（0．5A）2×10Ω×60s=150J；

（2）根据欧姆定律可知，要使电流表示数最大，则电路中的总电阻最小；由串并联电路中电阻的规律可知，当灯泡并联时，电路中的总电阻较小，因此当S1、S2、S3都闭合时，灯泡L1、L3并联，电路总电阻最小，电流表示数最大；

由可得：

并联电路中的总电阻：

电流表的示数：

【考点定位】欧姆定律电功率

3．如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“1 5 V 45 W”，且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“0～0．6 A”和“0～3 A"，滑动变阻器尺的规格分别为“25 Ω 2 A’和“1 0Ω 3 A”。

（1）将电源电压调到1 8V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光。求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率。

（2）将电源电压调到l 5 V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置（可能重新选择了电表最程和变阻器R）。然后将P 从A移到最左端B，两表示数的I-U关系如图20所示。通过计算判断所用变阻器的规格。【答案】（1）5Ω；7．2W；（2）“25 Ω 2 A”。

【解析】试题分析：（1）由I=U/R及P=UI，可得灯丝的电阻R L=，

当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流，通过变阻器的电流大于2A，所以R为“1 0Ω 3 A”的变阻器；又由于L与R串联，电路中的电阻最大时，电流最小，

所以灯泡消耗的功率最小；（2）由题意和图示可知，P在中点A时，U A=10V，电流可能为2A或0．4A；当I A2=2A

时，变阻器；当I A1=0．4A时，变阻器

；故可知所用滑动变阻器规格为“25 Ω 2 A”。【考点定位】欧姆定律；滑动变阻器；动态路的分析

4．下图是某型号家用洗碗机的外形图，其部分参数如下表所示。这种洗碗机的工作过程是：先打开进水阀使水箱内进水，再通过电加热管将水箱内的水加热至设定温度，然后电动机带动水泵将水箱中的热水抽出，通过喷水管冲洗洗碗机内的餐具。己知该洗碗机一次标准洗涤程序的耗水量是9kg，耗电量是0.7kW·h，所需时间是125min。

（1）若某次标准洗涤时进水阀中水温为20℃，25分钟后即加热到设定的水温，则水箱中水吸收的热量是多少？电加热管的加热效率是多少？

（2）试通过计算说明洗碗机内的电动机功率大约是多少？

【答案】（1）略（2）略

【解析】（1）水箱中水吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×9kg×（70℃-20℃）=1.89×106J，

由P=W/t可得，电加热管通电时消耗的电能：

W1=P1t′=1400W×25×60s=2.1×106J，

则电加热管的加热效率：η=Q吸/W1×100%=1.89×106J/2.1×106J×100%=90%；

（2）洗碗机总共消耗的电能：W总=0.7kW•h=2.52×106J，

电动机工作时消耗的电能：W2=W总-W1=2.52×106J-2.1×106J=4.2×105J；

电动机功率：P2=W2/t2=4.2×105J/(125−25)×60s=70W

5．如图所示，电源用4节干电池供电，电压表的示数V1是3V，电压表V2的示数是5V 则：

（1）这是一个什么电路？

（2）求每盏灯两端的电压各是多少？

【答案】

【解析】试题分析：（1）由图示分析可知，这是三个灯泡是串联的；（2）由电路图可知：灯 L 1、L 2、L 3串联，总电压U=U 1+U 2+U 3= 6V ，又因为电压表V 1测灯 L 1、L 2的电压，V 2测灯 L 2、L 3的电压，所以U V1=U 1+U 2=3V ，U V2=U 3+U 2= 5V ，联解得：U 1= 1V ，U 2=2V ，U 3=3V 。

考点：串联电路中的电压

6．电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S 0自动控制），已知R 1的阻值为121Ω，从说明书上收集到如下表的部分参数和如图所示的电路原理图．求：

(1) R 1的功率；

(2) R 2的阻值；

(3) 若将水箱内装满20℃的水，需要工作25min 才能加热到86℃.求该电热饮水机的加

热效率．[c 水＝4.2×103J/（kg·℃）]

【答案】（1）400 （2）1210 （3）84%

【解析】解：（1）闭合开关S 0，电阻R 1、R 2

R 1的功率

（2）由题，闭合开关S 、S 0，电阻R 1、R 2并联，因为并联总电阻小于并联各支路的电

440W ，所以电阻R 2的功率P 2=P-P 1=440W-400W=40W ，则R 2

（3）箱内水的质量3333m ρV 1.010/2102kg m m kg -==⨯⨯⨯=，

水所吸收的热量()350cm t 4.210/28620 5.54410Q t J kg kg J =-=⨯⨯⨯-==⨯吸℃（℃℃）， 烧水过程中，饮水机所消耗的电能W=Pt=440W×25×60s=6.6×105J ，

答：（1）R 1的功率为400W 。（2）R 2的阻值为1210Ω。（3

）该电热饮水机的加热效率