电学综合计算题--精选-(含答案).doc
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电学综合计算题--精选-(含答案).doc
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电学综合计算题(含答案)
1、如图所示,电源电压U=12V,R1为定值电阻,阻值为100Ω,R为滑动变阻器,R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”,小灯泡上标有“6V3W”字样,小灯泡的U—I关系如右图所示,求:
(1)灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少?
(2)S闭合,S1、S2都断开时调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压为4V时,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)S、S1、S2都闭合时,移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的阻值为多少时,整个电路消耗的总功率最大?
最大总功率是多少?
2、保温箱的简化电路如图所示,A为温度传感器,它的作用相当于开关,达到设定温度时自动断开电路;低于设定温度时,自动接通电路。
S是保温箱的温度设定开关,它一共有三个挡,分别为60℃、50℃和40℃,加热功率分别为90W、72W和45W。
电源电压为36V,R1、R2、R3都是发热体。
(1)当S拨至1位置时,加热功率是多少?
R1的阻值是多少?
(2)当S拨至位置3时,电路中的电流是多少?
(3)当S拨至2位置,R2的阻值是多少?
3、小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。
求:
⑴若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤1000s,该电烤箱消耗的电能是多少?
⑵电路中R1的阻值是多少?
⑶在低温档正常工作时,电路中的电流和R1的功率分别是多少?
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50Hz
4、图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω.煮饭时,接通电源(220V 50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态.当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合.(已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃);铝的熔点为660℃)请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅的内胆是否会熔化?
为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
5、某电热设备专供大棚菜在冬季里供暖用,其额定电压为220V。
它正常工作一个完整的周期为20min,分成三个阶段:
电阻丝制热、电机送风和间歇阶段,电热器在额定电压下工作时,电功率随时间变化的关系如图19所示。
试问:
(1)第10~15min,设备处于吹风阶段,电路的电流为多大?
(2)电热器正常工作1h消耗的电能是多少?
(3)小红用标有“1200r/kW.h”字样的电能表测量电热器的实际耗电情况,关闭所有用电器,当只有电热器处于加热阶段,电能表转盘1min内转过了20转。
此时电路的实际电压是多大?
6、电热加湿器工作原理:
加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。
下表是某同学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现关、低、高档的转换。
(1)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少千克?
(不计热损失,c水=4.2×103J/(kg·℃),结果保留两位小数);
(2)加湿器在低档时的发热功率;(3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出一条改进的建议。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40~60m2
7、下图是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V,当居民楼内消耗的功率为44kW时,求:
(1)通过输电线的电流为多少安?
(2)若输电线的总电阻为0.1Ω,供电设备的输出电压是多少伏?
(3)当居民的用电器的额定功率由44kW增加到88kW,所有用电器均正常工作时,输电线路损失的功率增加了多少?
8、在探究“家用电器”的综合实践活动中,小明与同学合作,在爸爸的协助下,以家里的电水壶为研究对象,记录了如下表中的有关数据。
根据上表中的记录,请解答下面的问题。
(1)求通电2min壶中的水吸收的热量;
(2)求电水壶中发热体正常工作时的电阻值;
(3)求2min内电水壶消耗的电能和实际功率
电学综合计算题(答案)
1、解:
(1)正常工作时通过灯丝的电流,由图可知当UL=6V时,IL=0.5A或
(2)S闭合,S1、S2都断开时,L、R串联,由图可知当UL’=4V时,IL’=0.4A,
(3)S、S1、S2都闭合时,R1、R并联当I=0.6A时,电路消耗的总功率最大
2、解:
(1)当S拨至1位置时,电路电阻最小,功率最大,P1=90W
由得。
(2)当S拨至3位置时,电阻最大,功率最小P3=45W。
由P=UI得
(3)当S拨至2时,R1、R2串联,总功率为72W
由得
∴R2=3.6Ω
3、解:
(1)电烤箱在高温挡正常工作1000s所消耗的电能
W=P高t=1100W×1000s=1.1×106J…………………………………(2分)
(2)由P高=UI,得I===5A……………………………(2分)
由欧姆定律知,R1的阻值为R1===44Ω…………………………(1分)
(3)设电烤箱在低温档正常工作时,电路中的电流为I/,则
由P低=UI/,得I/===2A……………………………(2分)
所以,电烤箱在低温档正常工作时,R1的功率为P1=(I/)2R1=(2A)2×44Ω=176W…
4、
(1)不会熔化;当接通电源后,加热电阻工作,当锅内温度达到80℃时开关S2会自动断开,但是开关S1继续接通,当锅内温度103℃时,开关S1会自动断开,电热锅处于保温状态,而铝的熔点为660℃,所以不会熔化
(2)
(3)
5、
(1)∵P=UI ∴I=P/U=220W/220V=1A
(2)W总=W电+W风=P电t电+P风t风=1.21kw×0.5h+0.22kw×0.25h=0.66kw•h
(3)∵P=U2/R ∴R电热丝=U额2/P电热丝=(220V)2/1210W=40Ω
∵W实=20r/1200(r/kw•h)=(1/60)kw•h t=1min=(1/60)h
∴P实=W实/t=(1/60)kw•h / (1/60)h=1kw=1000w
∵P实=U实2/R电热丝
∴U实2=P实R电热丝=1000W×40Ω
即U实=200V
6、解:
(1)不计热损失,有:
Q1=Q2
P1t=cm(t2-t1) =400W×3×60s=4.2×103J/(kg·℃)×m×(100℃-20℃) m=0.21kg
(2)P2=0.5P1=0.5×400W=200W
(3)可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可
7、解:
将实际问题转化为电路图,见右图.
(1)已知U0=220V P0=44Kw=4.4×104W
I===220A
(2)U=U线+U0=IR线+U0 =220A×0.1Ω+220V=240V
(3)I′===400A
P线′=I′2R线=(400A)2×0.1Ω=16000W
增容前:
P线=I′2R线=(200A)2×0.1Ω=4000W
△P线=P线′-P线=16000W-4000W=12000W
8
(1)通电2min壶中水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t-t0)=8.82×104J
(2)
3)
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