第6节 电能（电功率）复习学案（无答案）

第十讲 电功率计算
学习目标：电功率分析计算的掌握
重点：电热计算 电功率的计算与分析
类型一.电热计算
额定电压 220V
电机功率 100W
加热功率 1100W
净重 20N

例1.（18江干一模）某自动豆浆机工作时，电热管加热与电动机打浆过程交替进行，工作过程均不计热量损失，其部分参数如下表[取c 豆浆= 4 103J/ kg℃ ]；





空豆浆机放在水平桌面上，接触面积为 4cm2，求对水平面的压强为多少？
计算加热管正常工作 80s，可使 1kg 豆浆温度升高多少摄氏度？
若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为 017kW·h，加热与打浆的时间之比为
3:1，则打好一次豆浆需要多少时间？








变式1.（杭州一模）图甲是一个豆浆机的实物图，豆浆机的中间部位是一个电动机，电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转，从而将原料粉碎打浆；刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P-t图像。求：
额定电压 220V
频率 50Hz
电动机输入功率 110W
加热功率 1000W




（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少？
（2）在8～11分钟的时间内，设豆浆质量为1.5kg，比热恒为4×103J/（kg·℃），加热管产生的热量全被豆浆吸收，到第11分钟时豆浆温度恰好为100℃，则第8分钟时豆浆温度为多少？
（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40Ω，则电动机输出的机械功率是多少？




变式2.（18一模）图示的陶瓷电热水壶的工作电路如图甲所示，R0恒为10Ω，RT是热敏电阻，它的电阻值与温度的关系如图乙所示。21教育名师原创作品
（1）用此电热水壶将2kg的水从20℃加热到100℃，水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/（kg?℃）]
（2）当温度为100℃时，图甲电路消耗的总功率是多少？
（3）该电热水壶在水烧干后，未切断电路的情况下，不会过热的原因是什么？








变式3.（下城一模）如图所示是某品牌智能座便器，它集温水洗净、按摩、暖圈和夜光等多项功能于一身。下表为它的部分技术参数和相关信息。

（1）当智能座便器电路发生短路时，家庭电路中的空气开关断开，起到保护的作用。空气开关要安装在 （选填“火”或“零”）线上。
（2）在该智能座便器的电路中，温水洗净功能中的电热丝与暖风干燥功能中的电动机能独立工作，则它们是 （选填“串联”或“并联”）连接的。
（3）即热型是指在使用温水洗净功能时，要求水温能在1秒内由0℃加热到32℃。则加热功率至少为多少【c水=4.2×103J/（kg·℃）】










额定电压 120V
额定功率 600W
容积 1L

变式4.（育才模拟）小欣的家人从海外带回来一个旅行电热壶，下表是说明书。
（1）大军说这个壶在中国不能直接使用，请你解释其原因？
（2）小欣提出可以将此壶串联一只电阻使用，
请你帮他计算出该电阻的阻值？
（3）若此壶正常工作，至少需多长时间才能将一壶20°C的水在标准大气压下烧开？
（C水=4.2×103焦/千克°C）




变式5.如图，电热水器有加热和保温两种状态（由机内温控开关S2自动控制），
水箱容量 2L
额定电压 220V
加热时总功率 605W
保温时总功率 55W

（1）开关S1、S2均闭合时，热水器处于哪种工作状态？
（2）电阻R1、R2的阻值分别是多少？
（3）利用原有电路元件，设计出另一种能够实现加热和保温两种工作状态的实用电路（由机内温控开关S2自动控制）。画出设计的电路图，算出加热时总功率和保温时总功率。


作业1小徐为了保健买了一个养生壶，比普通热水壶多了许多功能，她研究了养生壶铭牌：
型号 电压/频率 功率 容量
RSD﹣830 220V/50Hz 800W 1.5L
重量1.55 kg 产品类型：I类
执行标准：GB4706.1﹣2005 GB4706.19﹣2008
广东荣事达电器股份有限公司




使用后才发现不同的功能只是加热时间不同。正常工作时，如果把水烧开只需要加热
10分钟，他很有兴趣的计算了下列物理量（结果保留一位小数）
（1）电热水壶的正常工作电流
（2）此过程中消耗的电能
（3）若养生壶热效率90 %，求水的初温






类型二 电路分析计算

1.图表类

例1.如图甲所示是某兴趣小组在做“伏安法测电阻”实验中分别作出R1、R2的U﹣I图象。小枫利用R1、R2两个电阻设计了如图乙所示的实验电路，闭合开关，电流表示数为0.6A，则下列说法正确的是（　　）

A．此时电路中R1消耗的功率为3W
B．此电路1min内R1、R2消耗的电能之和为360J
C．若将R1、R2串联接入6V的电源两端，则电路中消耗的功率为2.4W
D．若将R1、R2并联接入5V的电源两端，则电路中消耗的功率为2.5W

变式1.(拱墅二模)小明设计了一个多档位电加热器，其工作原理如图所示。其中R1、R2为发热电阻，两个灯泡L是发热电阻相应的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器能有多档功率，现已知此电热器最大发热功率为300W，当只闭合S1时，发热功率为100W，则( )2·1·c·n·j·y

A．此电热器只有两档不同的功率
B．两个发热电阻的阻值之比R1:R2=1:2
C．只闭合开关S2，电加热器在该档位正常工作时的电流约为1.36A
D．在最大档位正常工作5小时，产生的热量为5.4×106J

变式2.（18萧山一模）有一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图所示。已知电源电压为12V，R0=20Ω，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。g取l0N/kg。
（1）物品在传送带上运动，先加速后与传送带一起匀速，物品加速运动时，受摩擦力方向
（选填“向左”或“向右”），当物品随传送带匀速运动时，物品 （选
填“受”或“不受”）摩擦力。

（2）当检测区上没有物品时，电路总电功率多大？
（3）该装置能剔除质量小于多少千克的物品？
（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将 （选填“增大”或“减小”）。


变式3.如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，电路的最大总功率是　 　W，滑动变阻器的最大阻值是　 　Ω。

变式4.甲、乙两灯的额定电压均为9V，测得其电流与电压变化的关系图像关系图像如图所示，则甲灯的额定功率为______W；若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中，通电10s，两灯消耗的总电能为______J。






类型二 电路分析计算
例1.如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（　　）

A．10W B．19W C．9W D．15W

变式1.小明学习了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率，他的做法是打开标有“220V，1210W”的热水器，断开其他所有用电器，测的电能表（标有1800转/千瓦时）的转盘转过200转时所用的时间是400秒，（热水器的电阻丝电阻不变），试分析：
（1）热水器的实际功率为多少？热水器两端的实际电压是多少？
（2）图是小明家的供电电路图，已知此时供电站输出的电压是220V，则供电站距离小明家的距离大小是多少？（已知每千米的导线电阻为5欧姆）

变式2.如图所示的电路，电路连接及各元件均完好，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时会出现
A．电压表V1与电压表V2的示数之和不变
B．电压表V2与电流表A的示数之比不变
C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大
D．电流表A的示数变小，电压表V1的示数不变



变式3.如图分别是小明家上月初和月末的电能表的表盘，表盘上“1600imp/kW?h”表示每消耗1kW?h的电能，指示灯闪烁1600次，下列选项中正确的是（　　）

A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家上月消耗的电能为911kW?h
C．小明家干路中的电流不得超过10A
D．断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2min，指示灯闪烁32次，此时电饭锅的功率为600W


变式4.（2017?绍兴）如图电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片移到滑动变阻器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20焦；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏。下列结果正确的是（??? ）
1
A.?电源电压为14伏?????????????????????????????????????????????????B.?滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C.?滑片在b端时，电流表示数为0.75安????????????????????D.?电路先后两次消耗的总电功率之比为2：3


变式5..两只灯泡A和B额定电压都是110 V，A的额定功率为60 W，B的额定功率为100 W，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(? )
A.??????????????????????????????????B.?
C.??????????????????D.?
变式6.如图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样．当开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1.0A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗的电功率P为（　　）

A.?3V 1.5W????????????????????????????B.?3V 0.75W??????????????????????????C.?6V 1.5W?????????????????????????D.?6V 0.75W

变式7.标有“PZ110﹣100”的灯泡 L1 和“PZ110﹣40”的灯 L2，将两灯分别按甲、乙方式接于 220V 的电路中，如图所示，则（　　）

A．两电路中，L1、L2 均不能正常发光
B．两电路中，L1、L2 均能正常发光，甲电路消耗的总功率小
C．两电路中，L1、L2 均能正常发光，乙电路消耗的总功率小
D．甲电路 L1、L2 能正常发光，乙电路 L1、L2 不能正常发光


类型三 范围分析
例1.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω1A”，灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）

A．电路中电流变化的范围是0.18A～0.5A
B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
C．灯泡的最小功率是0.162W
D．该电路的最大功率是2.25W


变式1.如图电路，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，只闭合开关S1，S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1，S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是（　　）

A．电源电压为20V
B．只闭合S1，S2时，为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是16Ω﹣72Ω
C．只闭合S1，S2时，灯泡的最小功率为0.375W
D．R2的阻值为76Ω
变式2.如图 所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡 L标有“8V 3.2W”，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，R1＝18Ω．（l）求小灯泡L的电阻值。（2）S、S1、S2均闭合时，电压表的示数为9V，求R1上消耗的电功率。（3）断开S1、S2，闭合S，若此时电压表量程改为3V，电流表的量程为0.6 A，为保证电压表和电流表不超过量程，且小灯泡的实际电压不超过其额定电压，求滑动变阻器阻值的变化范围。

变式3.在图23所示的电路中，小灯泡上标有“6V、6W”字样，当变阻器的滑片P移到b端时，干路中的电流为1.5安培，则在电路中变阻器的电阻值变化范围是（电源电压不变） ( )
　A．0～6欧姆。　B．0～12欧姆。C．0～18欧姆。 D．0～24欧姆。

变式4..一同学设计了如图所示的调光电路，若电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端的过程中，小灯泡的亮度变化是( )

逐渐变亮
B.逐步变暗，直至熄灭
C.光变暗，然后变亮
D.光变亮，后变暗直至熄灭
变式5.在如图4所示的电路中，电源电压恒定，R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器．开关S闭
合后，当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中，电压表的示数最大为4 V，电阻
R1的电功率变化范围是0.8 W～0.2 W，则电源电压是 （ ）
A．4V　 B．6V C．8V D．10V




作业

1.为了响应“节能减排”的号召，小王家买了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热。它的铭牌如表格所示。他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s·m2），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J。请你与小王一起，对热水器进行研究与计算。（g=10N/kg）21cnjy.com
x? x牌热水器
型号HM﹣20 集热管数28支 额定频率50HZ
水箱容积150L 集热管管长180cm 额定电压220V
防水等级A 系统承压3.0MPa 额定功率4000W
自身质量50kg 采光面积2.0m2 ?


（1）太阳的巨大能量来自于太阳内部的 反应。
（2）当热水器内蓄满水时，热水器每天接受的太阳辐射能使水温升高多少℃？
（3）当热水器内蓄满水时，热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间为多少？




2.如图1是带烘干功能的滚桶洗衣机，工作电压为220V．并联在电源上的电动机和电热丝是洗衣机中两个重要的能量转换部件，受电脑芯片的控制，它们在洗涤、脱水、烘干环节的电功率是不同的，其具体的工作情况如图2所示，其中电热丝只在烘干环节工作．求：

（1）烘干时电热丝的电阻是多大？
（2）这次洗衣过程中，洗衣机的最大工作电流是多少？
（3）若每度电0.5元，这次洗衣共花电费多少钱？（不计其他部件耗电）







3..如图是一款壁挂式电热水的内部简化电路图，R1和R2为相同的发热丝，开关S1可分别于触点a、b接触，电热水器有低、中、高三个档位的发热功率．已知用高档加热时，可在5min内将1L水从20℃加热到80℃．那么：
求：（1）1L水从20℃升温到80℃，需要吸收多少热量？
（2）若没有热损失，电热水器高档时的功率为多少W？
（3）试求出电热水器低档时的功率？







4.（17绍兴）在我们使用电器的时候，按一下遥控器的待机键，电器即进入等待开机的状态，即为待机模式．有的电器虽然没有待机按钮，可如果没有切断电源，也相当于处在待机状态．下表是常用家用电器在220V电压下的工作功率和待机功率．
?电器种类 ?空调 ?电视机 ?机顶盒 ?洗衣机
?工作功率（瓦） 2600 150 15.4 500
?待机功率（瓦） ?1.1 ?0.2 ?15.2 ?0.03

请回答：
(1)在家庭电路中，机顶盒和电视机________（选填”串“或”并“）联在火线和零线上．
(2)根据表中数据，电视机的工作电流为________安．（精确到0.01安）
(3)若机顶盒每天处于待机状态的时间为20小时，计算1个月（以30天计）机顶盒在待机状态下消耗的电能．





5.某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。

水位（米） 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
压敏电阻RF阻值（欧） 300 200 125 90 70 65 62 60 59

(1)当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。

6.如图所示，电源电压恒定，R1=18Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是24Ω，小灯泡L上标有“6V、3W” 字样，电流表的量程为0~3A。
（1）当开关S2闭合，S1、S3断开，滑动变阻器的滑片P滑至中点时，灯泡L恰好正常发光，则电源电压U为多大?
（2）当开关S1闭合，S2、S3断开时，通电5分钟，电流通过灯泡L所做的功是多少?
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时调节滑动变阻器的滑片P，在电流不超过电流表量程的情况下，电路中用电器总功率的最大值和最小值分别是多少?






7.如图所示利用小型发电机给工厂中的电动机和灯泡供电，发电机的输出功率为1kW，输电电压
为250V，发电机与工厂之间距离为为400m，发电机与工厂之间两根输电导线总电阻为7.5Ω，其
它导线电阻忽略不计，在该电路中灯泡的实际功率为110W，电动机线圈电阻4Ω．试求：
（1）工厂用电器两端的电压是多少？
（2）输电效率为多少？（工厂获得的电功率与发电机输出电功率的比值）
（3）电动机的电功率以及输出功率？



8.如图所示的电路中，电源的电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，滑片P向右移动时，则（　　）
A． 电流表A的示数变大 B． 电压表V的示数不变
　 C． 电路消耗的总功率增大 D． R1消耗的电功率减小


9.如图10所示电路中，电源电压恒定，R 为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自a向b移动的过程中，电压表V1的示数____，电压表V2的示数与电流表A的示数之比____，电路消耗的总功率____。（填“变大”、“变小”或“不变”）









10.如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“1A 10Ω”的字样。当滑动变阻错的滑片P在最右端时闭合开关S，通过灯泡L的电流为0.5A，移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B．滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C．R1消耗的电功率范围是1.5W-3W
D．电路消耗的总功率范围是2.4w～4.5w




11.如图所示，电源电压保持不变，R1：R2：=1：4．只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2 时，R0消耗的功率0.4W，R2消耗的功率为P2，且P1：P2=9：4．则下列结果正确的是（　　）
A．电源电压为24V
B．R0的阻值为80Ω
C．R2的阻值为320Ω
D．R0先后两次消耗的功率之比为9：4

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