功率计算题训练-答案

功率计算题训练-答案功率计算题训练一．计算题（共8小题）1．如图所示是XX型”220V 1000W“电饭煲的原理图．它有高温和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电阻丝．当开关S接高温档时，电路的功率为1000W；当开关S接保温档时，电路的总功率为22W．求：（1）电饭煲在高温档时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在保温时，实际电流多大？保温5min，电热丝R0消耗的电能为多少？2．有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）．求：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少．3．母亲为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图（甲）所示．米糊机的主要结构：中间部分是一个带可动刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热．如图（乙）所示是米糊机正常工作时，做一次米糊的过程中，电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．表格内是主要技术参数．额定容积 1.5L加热功率 1000W额定电压 220V电机功率 130W额定频率 50Hz机器净重 1.9kg整机尺寸 232×174×298cm请问：（1）米糊机正常工作时的电热管中的电流是多大？（计算结果保留两位小数）（2）米糊机正常工作时做一次米棚，消耗的电能是多少？（3）米糊机在正常工作状态下做一次米糊，若各类原料和清水总质量为1.5kg，初温为20℃，米糊沸腾时温度是100℃，电热管的加热效率是多少？（已知原料和清水的混合物的比热容及米糊的比热容均为4.0×103J/（kg•℃），计算结果保留百分数整数）．4．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]额定电压220V 容积30L加热功率2000W 保温功率 800W（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为 kg．（2）R2的阻值为多大？（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量？（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少？5．电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R0为定值电阻，R为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变．（1）当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为 Ω；（2）求P1的值；（3）求R0的阻值．6．已知A灯标着“6V 3W”，B灯标着“6V 6W”，滑动变阻器R规格“50Ω2A”．A灯和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示．则：（1）将A、B两灯并联接在6V电源两端，求30min内电路消耗的电能；（2）将A、B两灯串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，求此时B灯电阻；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，求滑动变阻器的功率．7．如图所示（甲）电路，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（乙）中的AC、BC两直线表示．求：（1）定值电阻R0与变阻器的总电阻（2）电源的电压和电阻r阻值（3）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率．8．如图所示是小明家电饭煲铭牌，有额定功率高、中、低三档，但中、低档已模糊不清．从说明书中的电路图可知，内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为110Ω（设电阻丝阻值恒定不变），中档是一根电阻丝接入电路，低档是两根电阻丝串联接入电路．把电饭煲接在正常的家庭电路中使用．求：定电压220V频率50Hz额定功率高档900W中档低档（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少？当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大？（2）若使用高档，电饭煲正常工作20min，消耗的电能是多少？如图所示是小明家的电能表，在这过程中若小明家只使用电饭煲，则电能表转盘旋转多少圈？（3）晚上，由于是用电高峰期，该电饭煲的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，求利用高档功率把2kg的水从20℃加热到80℃需要多长时间？功率计算题训练参考答案与试题解析一．计算题（共8小题）1．如图所示是XX型”220V 1000W“电饭煲的原理图．它有高温和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电阻丝．当开关S接高温档时，电路的功率为1000W；当开关S接保温档时，电路的总功率为22W．求：（1）电饭煲在高温档时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在保温时，实际电流多大？保温5min，电热丝R0消耗的电能为多少？【解答】解：（1）由P=可知，在电压U一定时，电阻R越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路为R0的简单电路，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温档；（2）电饭煲在高温挡时，电路为R0的简单电路，由P=可得，电热丝R0的阻值：R0===48.4Ω；（3）由P=UI可得，当电饭煲在保温时实际电流：I===0.1A，保温5min，电热丝R0消耗的电能：W0=I2R0t=（0.1A）2×48.4Ω×5×60s=145.2J．答：（1）电饭煲在高温档时，开关S应与2触点连接；（2）电热丝R0的阻值为48.4Ω；（3）当电饭煲在保温时，实际电流为0.1A；保温5min，电热丝R0消耗的电能为145.2J．2．有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）．求：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少．【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J；（2）由η=×100%可得，消耗的电能：W===5.775×105J，由P=可得，需要的加热时间：t′===525s；（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，热水器处于高档，此时电热丝R1的功率P1===880W，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，电热丝R2的功率P2=P高﹣P1=1100W﹣880W=220W；只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电热水器的电功率为220W．答：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收4.62×105J的热量；（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要525s；（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是220W．3．母亲为了给小林增加营养，买了一台全自动米糊机，如图（甲）所示．米糊机的主要结构：中间部分是一个带可动刀头的电动机，用来将原料粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热．如图（乙）所示是米糊机正常工作时，做一次米糊的过程中，电热管和电动机交替工作的“P﹣t”图象．表格内是主要技术参数．额定容积 1.5L加热功率 1000W额定电压 220V电机功率 130W额定频率 50Hz机器净重 1.9kg整机尺寸 232×174×298cm请问：（1）米糊机正常工作时的电热管中的电流是多大？（计算结果保留两位小数）（2）米糊机正常工作时做一次米棚，消耗的电能是多少？（3）米糊机在正常工作状态下做一次米糊，若各类原料和清水总质量为1.5kg，初温为20℃，米糊沸腾时温度是100℃，电热管的加热效率是多少？（已知原料和清水的混合物的比热容及米糊的比热容均为4.0×103J/（kg•℃），计算结果保留百分数整数）．【解答】解：（1）由P=UI可得，米糊机正常加热时的电流：I1===4.55A；（2）由乙图可知：加热时间t1=9min=540s，电动机工作时间t2=2min=120s，加热消耗的电能：W1=P1t1=1000W×540s=5.4×105J，电动机工作消耗的电能：W2=P2t2=130W×120s=1.56×104J，米糊机正常工作做一次米糊总共消耗的电能：W=W1+W2=5.4×105J+1.56×104J=5.556×105J．（3）米糊吸收的热量为：Q吸=cm（t﹣t0）=4.0×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）=4.8×105J；η=×100%=×100%=89%．答：（1）米糊机正常工作时的电热管中的电流是4.55A；（2）米糊机正常工作时做一次米棚，消耗的电能是5.556×105J；（3）电热管的加热效率是89%．4．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]额定电压220V 容积30L加热功率2000W 保温功率 800W（1）开关S跳至　b　触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为　30　kg．（2）R2的阻值为多大？（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量？（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少？【解答】解：（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P=可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，电热水器功率越大，因此当开关S跳至b触点位置时，电路阻值较大，电功率较小，电热水器处于保温状态．已知电热水器的容积V=30L=30dm3=0.03m3，由ρ=可知，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg，（2）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，由P=可知，电阻阻值：R1===24.2Ω，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，由P=可知：P保温=，即800W=，解得R2=36.3Ω；（3）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（55℃﹣25℃）=3.78×106J．（4）由P=可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能W=P加热t=2000W×35×60s=4.2×106J．加热效率η=×100%=×100%=90%．答：（1）b；30；（2）R2的阻值为36.3Ω；（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸3.78×106J热量；（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗4.2×106J电能，加热效率是90%．5．电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R0为定值电阻，R为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变．（1）当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为　60　Ω；（2）求P1的值；（3）求R0的阻值．【解答】解：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）由题知，电阻式传感器的阻值从0变为60Ω，传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为60Ω；（2）当I=0.1A时，P1的值：P1=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W；（3）当电路中的电流I=0.1A时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=可得，电源的电压：U=I（R0+R）=0.1A×（R0+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，当R=0Ω时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流I′=0.5A，则电源的电压：U=I′R0=0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②因电源的电压不变，所以，0.1A×（R0+60Ω）=0.5A×R0，解得：R0=15Ω．答：（1）60；（2）P1的值为0.6W；（3）R0的阻值为15Ω．6．已知A灯标着“6V 3W”，B灯标着“6V 6W”，滑动变阻器R规格“50Ω2A”．A灯和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示．则：（1）将A、B两灯并联接在6V电源两端，求30min内电路消耗的电能；（2）将A、B两灯串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，求此时B灯电阻；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍时，求滑动变阻器的功率．【解答】解：（1）将A、B并联接在6V电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两灯泡两端的电压均为额定电压6V，实际功率和额定功率相等，即P A=3W ，P B=6W，电路的总功率：P总=P A+P B=3W+6W=9W，由P=可得，30min内电路消耗的电能：W总=P总t=9W×30×60s=1.62×104J；（2）将A、B两灯串联接在某电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且A灯恰好正常发光，所以，由图象可知，电路中的电流I=I A=0.5A，由图甲可知，B灯泡两端的电压U B=2V，由I=可知，此时B灯电阻：R B===4Ω；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率是A灯功率的2倍，所以，由P=UI可知，U滑=2U A′，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=U滑+U A′=2U A′+U A′=3U A′=12V，解得：U A′=4V，U滑=2U A′=2×4V=8V，由图象可知，此时电路中的电流I=0.4A，则滑动变阻器的功率：P滑=U滑I=8V×0.4A=3.2W．答：（1）将A、B两灯并联接在6V电源两端，30min内电路消耗的电能为1.62×104J；（2）将A、B两灯串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，此时B灯电阻为4Ω；（3）将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端，当滑动变阻器的功率是A 灯功率的2倍时，滑动变阻器的功率为3.2W．7．如图所示（甲）电路，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（乙）中的AC、BC两直线表示．求：（1）定值电阻R0与变阻器的总电阻（2）电源的电压和电阻r阻值（3）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率．【解答】解：由电路图可知，R0与R、r串联，电压表V1测R0和R两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）滑片右移时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知，r和R0两端的电压变小，则电压表V2的示数变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且r两端的电压变小，所以，R0和R两端的电压之和变大，即电压表V1的示数变大，所以，图乙中，AC表示电压表V2与电流表A示数的关系，BC表示电压表V1与电流表A示数的关系，则当滑片位于右端时，总电阻最大，电路中电流最小，由图象可知，电流表A 的示数I小=0.5A，电压表V1的示数U V1=7.5V，电压表V2的示数U V2=1.5V，此时R两端的电压：U R=U V1﹣U V2=7.5V﹣1.5V=6V，由I=可得，定值电阻R0与变阻器的总电阻分别为：R0===3Ω，R大===12Ω；（2）当R接入电路中的电阻最大时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=U V1+I小r=7.5V+0.5A×r，当滑片位于左端时，总电阻最小，电路中的电流最大，由图乙可知，U V1′=U V2′=6V，电路中的电流I大=2A，则电源的电压：U=U V1′+I大r=6V+2A×r，因电源的电压不变，所以，7.5V+0.5A×r=6V+2A×r，解得：r=1Ω，电源的电压：U=U V1+I小r=7.5V+0.5A×1Ω=8V；（3）设R1=R0+r=3Ω+1Ω=4Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I=，则变阻器消耗的电功率：P R=I2R=（）2R====，当R=R1=4Ω时，变阻器消耗的电功率最大，则P R大===4W．答：（1）定值电阻R0的阻值为3Ω，变阻器的总电阻为12Ω；（2）电源的电压为8V，电阻r阻值为1Ω；（3）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率为4W ．8．如图所示是小明家电饭煲铭牌，有额定功率高、中、低三档，但中、低档已模糊不清．从说明书中的电路图可知，内部有两根电阻丝，每根电阻丝的阻值均为110Ω（设电阻丝阻值恒定不变），中档是一根电阻丝接入电路，低档是两根电阻丝串联接入电路．把电饭煲接在正常的家庭电路中使用．求：定电压220V 频率50Hz 高档900W中档额定功率低档（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是多少？当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率多大？（2）若使用高档，电饭煲正常工作20min ，消耗的电能是多少？如图所示是小明家的电能表，在这过程中若小明家只使用电饭煲，则电能表转盘旋转多少圈？（3）晚上，由于是用电高峰期，该电饭煲的实际工作电压只有200V ，加热效率为80%，求利用高档功率把2kg 的水从20℃加热到80℃需要多长时间？【解答】解：（1）当电饭煲使用中档时，一根电阻丝接入电路，通过的电流：I===2A ，电饭煲使用低档时，两根电阻丝串联接入电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，消耗的电功率：P 低===220W ；（2）使用高档时，由P=可得，电饭煲正常工作20min 消耗的电能：W=P 高t=900×10﹣3kW×h=0.3kW•h ，因600R/kW•h 表示的是电路中每消耗1kW•h 的电能，电能表的转盘转600R ，所以，电能表转盘旋转的圈数：n=0.3kW•h×600R/kW•h=180R ；（3）电饭煲加热时的电阻R===Ω，水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣20℃）=5.04×105J，由η=×100%可得，电饭煲消耗的电能：W===6.3×105J，由W=t可得，需要的加热时间：t′===847s．答：（1）当电饭煲使用中档时，通过它的电流是2A；当电饭煲使用低档时，它消耗的电功率为220W；（2）若使用高档，电饭煲正常工作20min，消耗的电能是0.3kW•h；电能表转盘旋转180R；（3）利用高档功率把2kg的水从20℃加热到80℃需要847s．。