教科版九年级上册物理习题课件 期末提分练案 第4讲 第2课时 技巧训练 电功率综合计算中的常用技巧（34张）

第4讲 电功率
JK版 九年级上
期末提分练案
第2课时 技巧训练
电功率综合计算中的常用技巧
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1．【2019·泸州】小明家电热水器铭牌标识为“220 V　1 000 W”。由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示。问：
(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少？
解：电能表指示灯闪烁了242次，消耗的电能
该电热水器的实际电功率
(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？
解：该电热水器氧化电热丝的实际电阻值
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？
解：电热水器铭牌标识的功率对应的电阻
为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，由并联电路中电阻的规律可得
即 解得R并＝1 512.5 Ω。
2．【2020·广东】某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)，某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示。求：
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能。
解：由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484 W，加热时间为t＝5 min＝300 s，饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484 W×300 s＝1.452×105 J。
(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流。
解：当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据 可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态。根据图乙知保温挡的功率为44 W；由P＝UI知，保温挡时通过R1的电流为
(3)R2的阻值。
解：电热饮水机处于加热状态时电阻丝R2的电功率：P2＝P加热－P1＝P加热－P保温＝484 W－44 W＝440 W，由 可得，电阻R2的阻值：
3．【2020·青岛】某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。求：
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比。
解：由图乙知，加热功率为P1＝1 600 W，保温功率为P2＝400 W；根据P＝UI可知，该电热水壶加热和保温时的电流之比为 I热:I温＝P1:P2＝1 600 W:400 W＝4:1。
(2)电阻R2的阻值。
解：当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，根据 可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热挡；加热状态时电路中的电阻：
保温时电路的总电阻为：
R2的阻值：R2＝R串联－R1＝121 Ω－30.25 Ω＝90.75 Ω。
(3)给1.2 kg的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
解：水温从20 ℃升至80 ℃需要吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝3.024×105 J；由 可得需要的加热时间：
4．【中考·遵义】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、低三挡，已知电热丝R1＝55 Ω，高挡加热功率为1 100 W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)将2 kg水从20 ℃加热到75 ℃需要吸收多少热量？
解：水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(75 ℃－20 ℃)＝4.62×105 J。
(2)用高挡将2 kg水从20 ℃加热到75 ℃需要多长时间？
解：需要消耗的电能
需要加热的时间
(3)只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少？
解：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，电热水器处于高挡，此时电热丝R1的功率
因为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＝1 100 W－880 W＝220 W；
只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以此时电热水器的电功率为220 W。
5．【中考·岳阳】图甲是某家用电熨斗，电路原理如图乙所示，R1、R2为发热体，R1的阻值为110 Ω，通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220 V，电熨斗消耗的最大功率为660 W。
(1)只闭合S1，求通过R1的电流。
解：只闭合S1时，通过R1的电流
(2)只闭合S2，求R2在60 s内产生的热量。
解：闭合S1、S2时R1消耗的电功率P1＝UI1＝220 V×2 A＝440 W；
只闭合S2时，只有R2接入电路，
R2消耗的电功率P2＝P－P1＝660 W－440 W＝220 W；
R2在60 s内产生的热量Q2＝W2＝P2t＝220 W×60 s＝13 200 J。
(3)为适应更多衣料，小明对电路进行了改造，如图丙所示。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%～100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？
解：R2的电阻：
因为P1>P2，所以R2为低温挡发热电阻；
低温挡R2的发热功率为最大功率25%时的实际功率为
P2实＝25%×220 W＝55 W，
通过R2的实际电流为
此时R2与滑动变阻器串联，滑动变阻器两端的实际电压U变＝U－U2实＝220 V－110 V＝110 V，I变＝I2＝0.5 A；滑动变阻器的最大电阻至少为
6．【2019·恩施】如图所示的为某电热器的电路图。R1和R2为电热丝，其中R1的规格为“220 V　110 W”且阻值不随温度变化而变化，电源电压保持220 V恒定不变。
(1)当S闭合时，10 min内电热器产生的热量是多少焦？
解：当S闭合时，电路为R1的简单电路，此时R1的功率P1＝110 W，
则10 min内电热器产生的热量Q＝W＝P1t＝110 W×10×60 s＝6.6×104 J。
(2)当S断开时，R1的实际功率为39.6 W，则此时电热器的总功率为多大？
解：由 可得，R1的阻值
当S断开时，R1与R2串联，因为串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流
此时电热器的总功率P＝UI＝220 V×0.3 A＝66 W。
7．【2020·深圳】如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6 V　3 W”的字样(灯丝的电阻不随温度变化而变化)。当只闭合开关S1时，小灯泡恰好正常发光；当同时闭合S1和S2时，电流表的示数为0.8 A。求：
(1)只闭合S1时，电流表的示数。
解：只闭合S1时，只有灯泡L接入电路且灯泡正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝6 V，由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流，即电流表的示数为：
(2)R0的阻值。
解：当开关S1、S2都闭合时，R0与L并联，电流表测干路电流，通过L的电流不变，通过R0的电流：I0＝I－IL＝0.8 A－0.5 A＝0.3 A；由
可得R0的阻值：
(3)同时闭合S1和S2时，通电1 min电路产生的总热量。
解：当S1、S2都闭合时，通电1 min电路产生的总热量：
Q＝W＝UIt＝6 V×0.8 A×60 s＝288 J。