第6节 电能 电功率公式的应用（含答案）

关于电功率公式P＝和P=I2R的应用
一、适用范围
两公式只适用于纯电阻电路
电动机的线圈有电阻，我们可以电动机看成一个没有电阻电动机的和一个电阻串联，如图示。显然总电压不是全加在电阻上，所以不能用P＝ 计算电动机的功率。而P=I2R只计算电阻消耗的功率，而不是全电路消耗的功率
一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220V，线圈的电阻为2欧，通过线圈的电流为5A，这台电动机正常工作时，1分钟
（1）消耗的电能为多少焦？
产生的热量为多少焦？
（3）转化为机械能多少焦？.
如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压为110V且保持不变，电路中的电流是5A，重500N的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升，不计各处摩擦，则
电动机工作1秒所产生的电热多少？
电动机线圈的电阻是多少？
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？
二、应用
〈一〉求用电器电功率
1、如图是家庭、宾馆常用的电热水壶及其铭牌、
（1）该电热水壶正常工作时的电阻为多少欧？
（2）该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟，其消耗的电能是多少？
（3）在用电高峰期使用，如果电压只有200伏，这时电热水壶的实际功率有多大？（不考虑电阻的变化）
2、是家用电饭锅的简化电路示意图.S1是限温开关，靠手动闭合.当温度达到103℃时自动断开，不能自动闭合，S2是自动开关，当温度超过80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合.电阻R2的阻值是1886Ω，R1是工作电阻，阻值为50Ω.锅中放好适量的米和水，接入家庭电路，闭合手动开关S1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温.求
（1）加热过程中电饭锅消耗的电功率P1是多大？
（2）保温过程中电饭锅消耗的电功率P2是在哪两个值之间跳动？
3、某电炉的额定功率是1.1kw , 额定电压是22OV ，接入某电路时，测得通过它的电流为4A 。求：(1）电炉的电阻是多少？
(2）电炉的实际功率是多少
4、为改善休闲广场的照明，电力部门要在广场安装一盏规格为“220V 1000W”的碘钨灯，己知电控室的输出电压恒为220V，所需电线总长为400m，所选用电线的电阻为每米1.65×10-2Ω。
(1)电路中电线的电阻为 Ω；
(2)实际电路中，相当于碘钨灯与电阻R串联（如图），则碘钨灯工作时，它的实际功率是多少？
(3)要减少电路中电线的功率消耗，可采取什么措施（写出一点）。
〈二〉比较用电器消耗的功率大小或同一用电器在不同状态下消耗电功率大小
利用公式P＝或P=I2R比较不同用电器消耗功率大小和电阻关系时，要注意比较 的前提条件。
在电压相同时，应用P＝进行比较（2）在电流相等时，应用P=I2R进行比较
原因是在说明一个量跟另一个量关系时，要保持其它量不变
李刚同学想利用两根阻值分别为R1、R2（R1＞R2）的电阻丝制作一个电热器．要使同质量的水升高相同温度所用时间最短，下列四种设计方案中，哪种方案最可行？（ ）
A．两根电阻丝并联
B．两根电阻丝串联
C．单独用电阻为R1的电阻丝
D．单独用电阻为R2的电阻丝
2、两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因可能是（　　）
A灯L1额定功率较大 B灯L2两端电压较
C灯L1的电阻较大 D通过灯L1的电流较大
3、一只标有“PZ220－40”和一只标有“PZ220－100”的灯泡，若：(1)把它们并联在220V的电源上，问哪盏灯亮些？(2)把它们串联在220V的电源上，哪盏灯亮些？
4、电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是 什么？
5、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲＞R乙．现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同的时间内，通过两电炉电阻丝的电流为I甲 _________ I乙，两电炉电阻丝放出的热量Q甲 _________ Q乙
6、在电源两端电压不变情况下，小明为了使电炉在相等的时间内产生的热量尽可能的多一些，在下列措施中可行的是
A．增大电炉中电热丝的电阻
B．在电炉中的电热丝上并联一根电热丝
C．减小电炉中电热丝的电阻
D．在电炉中的电热丝上串联一根电热丝
7、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R 1 和R 2 均为电热丝． 求：(1)当S2断开时，电烤箱在哪挡工作（2）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；（3）电路中R 1 的阻值；（4）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R 1 的功率．
8、电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制）从说明书上收集到如下数据如表，电路原理图如图所示．
（1）温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态
（2）求电阻R2的阻值．
（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流．
（4）求饮水机在保温状态下工作10min所消耗的电能是多少
9、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9 W，那么此时电灯实际消耗功率是
A．91 W B．小于91 W C．大于91W D．条件不足，无法确定
答案
适用范围
1 （1）66000 J （2）3000J （3）63000J
2 （1）550J （2）4 Ω
当电动机被卡住时，此时电路相当于纯电阻电路，电能全部转化为热能，产生的热量多，使线圈温度升高，所以电动机容易被烧掉。
二、应用
〈一〉求用电器电功率
1 （1） 44Ω （2） 330000J （3） 909.1W
2 （1） 968W （2） 25W－968W
3 （1） 44Ω （2） 704W
4 （1）6.6Ω （2） 774.4W
（3）增大输电线的横截面积
〈二〉比较用电器消耗的功率大小或同一用电器在不同状态下消耗电功率大小
1 A
2 C
3 并联时， 标有“PZ220－100”的灯泡亮，串联时标有“PZ220－40”灯泡亮
4 电熨斗和导线是串联的，流过它们的电流相等，导线的电阻比电熨斗小，根据焦耳定律
Q＝I2Rt可知，在相等的时间内，导线产生的热量比电熨斗要小得多，所以电熨斗委烫而导线还不怎么热。
5 小于 小于
6 B C
7 （1） 低温档 （2）660000J （3）44Ω （4）2A 176W
8 （1）温控开关S0断开时，饮水机处于保温工作状态
（2）1210Ω （3）1.82A （4）2400J
9 B