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电学计算
电学计算
1.(09一模)(7分)目前,节能灯逐渐取代白炽灯。
已知“220V12W”的某节能灯与“220V60W”的白炽灯在正常工作时的亮度相同。
试求:
(1)“220V60W”的白炽灯正常工作半小时电流所做的功是多少?
(2)若每年某照明灯的工作时间为2000h,用“220V12W”的某节能灯取代“220V60W”的白炽灯,每年可节约多少度电?
(3)已知白炽灯的发光效率只有8%,则节能灯的发光效率是多少?
2.(09二模)(7分)额定电压为220V的简易电吹风的电路如图9所示。
电阻为55Ω的电热丝通电后可以发热,额定功率为22W的电动机通电后可以送风。
试求:
(1)吹冷风时,通过电动机的电流是多少?
(2)吹冷风时,通电5min,电流做的功是多少?
(3)吹热风时,电路消耗的总功率是多少?
3.(09中考)(7分)图8是某电饭锅的简化电路图。
S1、S2都闭合时是加热状态,总功率为是800W;只闭合S2时是保温状态,R2的电阻是1100Ω。
家庭电路的电压是220V。
试求:
(1)保温状态时,R2的功率是多少?
(2)加热状态时,总电流是多少?
R1的电阻是多少?
(计算结果保留小数点后两位)
(3)加热状态时,电饭锅工作30min,消耗的电能是多少?
4.(10一模)(6分)图9是一种太阳能公路照明灯。
太阳能电池板的面积是O.5m2,假设每小时、每平方米太阳能电池板接收的太阳辐射能为N,N=4×106J/(h·m2)。
太阳光照8h产生的电能恰好可供“220V40W”的灯泡正常工作10h。
试求:
(1)太阳能电池板工作8h吸收的太阳能是多少?
(2)照明灯正常工作10h消耗的电能是多少焦耳?
(3)太阳能公路照明灯利用太阳能的效率是多少?
5.(10二模)某高温高压蒸汽消毒锅的简化电路图如图10所示。
其中A是温度表(可等效为一只电流表),用来指示锅内的温度;R0为5Ω的定值电阻;Rx为热敏电阻,用来探测锅内的温度,其阻值与温度的关系如下表。
锅内温度T/℃
50
65
80
95
110
125
140
…
Rx/Ω
50
30
20
15
10
7
5
…
试求:
(1)当锅内温度为80℃时,电路中的电流是0.24A。
则电源电压是多少?
(2)当锅内温度为110℃时,电路中的电流是多少?
热敏电阻Rx的电功率是多少?
6.(10中考)(6分)小明制作了一个简易电加热器,其电路图如图10所示。
R1、R2是发热电阻,开关S接“1”时为高温挡、接“2”时为低温挡,在每个挡内温度都是可调的。
电源电压是12V,变阻器R的最大电阻是10Ω,R2的电阻是32Ω。
试求:
(1)开关S接1时,变阻器的滑片在a端,R1的功率是8W。
则R1的电阻是多少?
(2)开关S接2时,变阻器的滑片在b端,则R1和R2的总功率是多少?
7.(11一模)(7分)某工厂产品计数装置的示意图如图7甲所示。
P为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值变小),a、b两端接“示波器”(示波器对电路无影响),定值电阻R2为400Ω,电源电压为6V。
水平传送带匀速运动,每当传送带上的产品通过激光束时,激光束会被产品挡住,示波器荧光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图象如图7乙所示。
试求:
(1)激光照射R1时,R1的阻值是多少?
(2)激光被产品挡住时,R1、R2消耗的总功率是多少?
(3)从0时开始计时,经过1min,传送带上通过计数装置的产品是多少个?
8.(7分)图10是某实验小组设计的加热器的简化电路图。
R1、R2是发热电阻,R2阻值是15Ω,电源电压是12V。
该加热器有高温和低温两个挡位,低温挡的电功率是6W。
试求:
(1)低温挡时,电路中的电流是多少?
(2)R1的电阻是多少?
(3)高温挡时的电功率是多少?
9.(11中考)某家用电饭煲的简化电路图如图7所示。
电源电压是220V,R1、R2都是发热电阻。
试求:
(1)只闭合S1时为保温状态,保温功率是44W,则电阻R1的阻值是多少?
(2)在保温状态时,工作2h所消耗的电能是多少千瓦时?
(3)S1、S2都闭合时为加热状态,加热功率是550W,则电路中的总电流是多少?
10.(12一模)(6分)某实验小组自制电加热器时,设计的电路图如图11所示。
、
都是电热丝,
的电阻是20Ω,电源电压是30V。
只闭合S3,是低温挡,加热器的功率是18W;只闭合S1、S2,是高温挡。
试求:
(1)低温挡时,电路中的电流是多少?
(2)
的电阻是多少?
(3)高温挡时,加热器的功率是多少?
11.(12二模)(6分)图10是居民楼供电线路的示意图,供电站输出的电压始终是220V,如果该居民楼正在工作的用电器的总功率是12.9kW,此时居民楼进户线的实际电压是215V。
试求:
(1)通过输电线的电流是多少?
(2)两根输电线的总电阻是多少?
(计算结果保留小数点后两位)
(3)两根输电线因发热损失的总功率是多少?
12.(12中考)(6分)图9是某电吹风的简化电路图。
M是电动机,R是发热电阻,S是选择开关。
S接B、C时吹冷风,接C、D时吹热风。
吹冷风时,通过电动机的电流是O.2A;吹热风时,R的电功率是440W。
电源电压是220V。
试求:
(1)吹冷风时,5min内电流所做的功是多少?
(2)吹热风时,R的电阻是多少?
(3)吹热风时,干路的电流是多少?
13.(13一模)(6分)某电饭锅铭牌上标有“22OV1000W”字样,当其正常工作时,把质量为2kg、温度为25℃的水加热到75℃,用时10min。
[c水=4.2×1O3J/(kg·℃)]。
试求:
(1)加热过程中,水吸收的热量是多少?
(2)电流做的功是多少?
(3)电饭锅烧水的效率是多少?
14.(13一模)(6分)图11是某实验小组设计的调光台灯电路图,小灯泡的额定电压为12V,电源电压保持不变。
闭合开关S,滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,小灯泡两端的电压变化范围是3~12V,因为灯丝电阻随温度升高而增大,所以小灯泡的电流变化范围是1~2A。
试求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)滑动变阻器的最大电阻是多少?
(3)当滑动变阻器的电阻为5Ω时,电路的总功率是14.4W,此时滑动变阻器消耗的功率是多少?
15.(13二模)(6分)某电子天平原理图如图12所示,A为托盘,R为滑动变阻器,滑片P通过一个连杆固定在弹簧上。
当托盘中放上物体时,滑片向下滑动到某位置,从质量表上可读出所放物体的质量。
当托盘中不放物体时,滑片在R的最上端。
已知R0=5Ω,R的最大阻值为25Ω,电源电压为3V且保持不变,图中的质量表相当于电流表。
试求:
(1)当所测质量达到最大值时,电路中的电流是多少?
(2)不测质量时,通电5min,滑动变阻器R消耗的电能是多少?
16.(13中考)(6分)图10是某简易电加热器的电路图。
电源电压是36V保持不变,R1、R2是发热电阻丝,R2的电阻是42Ω,滑动变阻器的最大电阻是12Ω。
开关S接“1”时为高温挡、接“2”时为低温挡,且每个挡内的温度是可调的。
试求:
(1)开关S接“1”时,变阻器的滑片在a端,R1的功率是72W。
R1的电阻是多少?
(2)开关S接“2”时,变阻器的滑片在a端,电路中的电流是多少?
(3)开关S接“1”时,变阻器的滑片在b端,R1的功率是多少?
答案:
1.解:
(1)P=W/t(1分)
W=P白t=60W×1800s=1.08×105J(1分)
(2)E白=W白=P白t年=6×10-2kW×2000h=120kW·h(1分)
E节=W节=P节t年=1.2×10-2kW×2000h=24kW·h(1分)
△E=E白-E节=120kW·h-24kW·h=96kW·h(1分)
(3)η白P白=η节P节(1分)
η节=η白P白/P节=8%×60W/12W=40%(1分)
答:
(1)电流所做的功是1.08×105J。
(2)每年可节约96kw·h电。
(3)节能灯的发光效率是40%。
2.(7分)解:
(1)P=UI(1分)
I冷=P冷/U=22W/220V=0.1A(1分)
(2)因为P=W/t(1分)
所以W冷=P冷t=22W×300s=6600J(1分)
(3)P=UI,I=U/R(1分)
P热=U2/R热=(220V)2/55Ω=880W(1分)
P总=P冷+P热=22W+880W=902W(1分)
答:
(1)吹冷风时,通过电动机的电流是0.1A。
(2)吹冷风时,通电5min,电流做的功是6600J。
(3)吹热风时,电路消耗的总功率是902W。
3.(7分)解:
(1)P=UII=U/R(1分)
P2=U2/R2=(220V)2/1100Ω=44W(1分)
(2)I=P/U=800W/220V≈3.64A(1分)
I2=U/R2=220V/1100Ω=0.2A(1分)
R1=U/I1=U/(I-I2)=220V/(3.64A—0.2A)≈63.95Ω(1分)
(3)P=W/t(1分)
E=W=Pt=800W×1800s=1.44×106J(1分)
答:
(1)保温状态时,R2的功率是44W。
(2)加热状态时,总电流是3.64A,R1的电阻是63.95Ω。
(3)加热状态时,电饭锅工作30min,消耗的电能是1.44×106J。
4.(6分)
解:
(1)E=4×106J/h·m2×0.5m2×8h(1分)
=1.6×107J(1分)
(2)P=W/t(1分)
W=Pt=40W×10×3600s=1.44×106J(1分)
(3)η=W/E(1分)
=1.44×106J/1.6×107J=9%(1分)
答:
(1)太阳能电池板工作8h吸收的太阳能是1.6×107J。
(2)照明灯正常工作10h消耗的电能是1.44×106J。
(3)太阳能公路照明灯利用太阳能的效率是9%。
5.解:
(1)I=U/R,Rx和R0串联(1分)
U=I(Rx+R0)=0.24A×(20Ω+5Ω)=6V(1分)
(2)I′=U/(Rx′+R0)=6V/(10Ω+5Ω)=0.4A(1分)
Ux′=I′Rx′=0.4A×10Ω=4V(1分)
Px′=Ux′I′(1分)
=4V×0.4A=1.6W(1分)
答:
(1)电源电压是6V。
(2)电路中的电流是0.4A;热敏电阻Rx的电功率是1.6W。
6.(6分)
解:
(1)S接1时,变阻器滑片在a端,变阻器接入电路的电阻为0Ω
P=UI,I=U/R,R=U2/P----------------------------------(1分)
R1=U2/P1=(12V)2/8W=18Ω-----------------------------(1分)
(2)S接2时,变阻器滑片在b端,R1、R2、R串联
R总=R1+R2+R=32Ω+18Ω+10Ω=60Ω-------------------------(1分)
I=U/R总=12V/60Ω=0.2A-----------------------------------(1分)
R12=R1+R2=18Ω+32Ω=50Ω(1分)
P12=I2R12=(0.2A)2×50Ω=2W(1分)
答:
(1)R1的电阻是18Ω
(2)R1和R2的总功率是2W。
7.(7分)解:
(1)R1与R2串联。
有激光照R1时,由图象可得U1=2V(1分)
U2=U-U1=6V-2V=4V(1分)
I=U2/R2=4V/400Ω=0.01A(1分)
R1=U1/I=2V/0.01A=200Ω(1分)
(2)R1无激光照时,由图象可得U1′=4V
U2′=U-U1′=6V-4V=2V
I′=U2′/R2=2V/400Ω=0.005A(1分)
P=UI′=6V×0.005A=0.03W(1分)
(3)由图象可知:
每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置。
n=60s/(0.6s/个)=100个(1分)
答:
(1)激光照射Rl时,Rl的阻值是200Ω。
(2)激光被产品挡住时,Rl、R2消耗的总功率是0.03W。
(3)从0时开始计时,经过1min,传送带上通过计数装置的产品是100个。
8.(7分)解:
(1)低温挡:
S2不闭合,R1、R2串联
P=UI(1分)
I=P1/U=6W/12V=0.5A(1分)
(2)I=U/R(1分)
R=U/I=12V/0.5A=24Ω(1分)
R1=R-R2=24Ω-15Ω=9Ω(1分)
(3)高温挡:
S2闭合,R2被短路
P=UI,I=U/R
P2=U2/R1(1分)
=(12V)2/9Ω=16W(1分)
答:
(1)低温挡时,电路中的电流是0.5A。
(2)R1的电阻是9Ω。
(3)高温挡时的电功率是16W。
9.解:
(1)保温状态,R1工作。
P=UI,I=U/R,P=U2/R(1分)
R1=U2/P=(220V)2/44W=1100Ω(1分)
(2)P=W/t(1分)
E=W=P1t=O.044kW×2h=0.088kW·h(1分)
(3)加热状态,Rl、R2并联。
I=P2/U(1分)
=550W/220V=2.5A(1分)
答:
(1)电阻R1的阻值是1100Ω。
(2)工作2h所消耗的电能是0.088kW·h。
(3)电路中的总电流是2.5A。
10.(6分)解:
(1)P=UI(1分)
I低=P低/U=18W/30V=0.6A(1分)
(2)低温挡时,R1与R2串联
由I=U/R(1分)
R低=U/I低=30V/0.6A=50Ω
R2=R低-R1=50Ω-20Ω=30Ω(1分)
(3)高温挡时,R1与R2并联
I1=U/R1=30V/20Ω=1.5A
I2=U/R2=30V/30Ω=1A(1分)
P高=UI高=U(I1+I2)=30V×(1.5A+1A)=75W(1分)
答:
(1)低温挡时,电路中的电流是0.6A。
(2)R2的电阻是30Ω。
(3)高温挡时,加热器的功率是75W。
11.(6分)解:
(1)P=UI(1分)
I=P/U=12900W/215V=60A(1分)
(2)两根导线总电压
U导线=U总-U用户=220V-215V=5V(1分)
I=U/R(1分)
R导线=U导线/I=5V/60A≈0.08Ω(1分)
(3)P导线=U导线I=5V×60A=300W(1分)
答:
(1)通过输电线的电流是60A。
(2)两根输电线的总电阻是0.08Ω。
(3)两根输电线因发热损失的总功率是300W。
12.解:
(1)吹冷风时
W=UI1t(1分)
=220V×0.2A×300s=1.32×104J(1分)
(2)吹热风时
∵P=UII=U/RP=U2/R(1分)
∴R=U2/P=(220V)2/440W=110Ω(1分)
(3)I2=U/R=220V/110Ω=2A(1分)
∵电动机与发热电阻R并联
I=I1+I2=0.2A+2A=2.2A(1分)
答:
(1)吹冷风时,5min内电流所做的功是1.32×104J。
(2)吹热风时,R的电阻是110Ω。
(3)吹热风时,干路的电流是2.2A。
13.(6分)
解:
(1)Q吸=c水m(t-t0)(1分)
=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75℃-25℃)
=4.2×105J(1分)
(2)P=W/t(1分)
W=Pt=1000W×10×60s=6×105J(1分)
(3)Q放=W
η=Q吸/Q放(1分)
=4.2×105J/6×105J=70%(1分)
答:
(1)水吸收的热量是4.2×105J。
(2)电流做的功是6×105J。
(3)电饭锅烧水的效率是70%。
14.(6分)
解:
(1)滑片P在b端时,可知电源电压U=12V,电流I=2A
P=UI(1分)
=12V×2A=24W(1分)
(2)滑片P在a端时,UL=3V,IL=1A
I=U/R(1分)
R最大=UR/IL=(U总-UL)/IL=(12V-3V)/1A=9Ω(1分)
(3)P=UI
I=P/U=14.4W/12V=1.2A(1分)
I=U/R,P=UI
PR=I2R=(1.2A)2×5Ω=7.2W(1分)
答:
(1)小灯泡的额定功率是24W。
(2)滑动变阻器的最大电阻是9Ω。
(3)滑动变阻器消耗的功率是7.2W。
15.(6分)
解:
(1)测最大质量时,滑片P在R的最下端
I=U/R(1分)
=3V/5Ω=0.6A(1分)
(2)不测质量时,滑片P在R的最上端,R与R0串联
R总=R+R0=25Ω+5Ω=30Ω(1分)
I串=U/R总
=3V/30Ω=0.1A(1分)
W=UIt,I=U/R(1分)
变阻器消耗电能E=W=I串2Rt=(0.1A)2×25Ω×5×60s=75J(1分)
答:
(1)当所测质量达到最大值时,电路中的电流是0.6A。
(2)不测质量时,通电5min,滑动变阻器R消耗的电能是75J。
16.(6分)
解:
(1)开关接“1”,滑片在a端,只有R1接入电路
P=UI,I=U/R(1分)
R1=U2/P大=(36V)2/72W=18Ω(1分)
(2)开关接“2”,滑片在a端,R1、R2串联
R总=R1+R2=18Ω+42Ω=60Ω(1分)
I大=U/R总=36V/60Ω=0.6A(1分)
(3)开关接“1”,滑片在b端,滑变、R1串联
I小=U/(R1+Rab)=36V/(18Ω+12Ω)=1.2A(1分)
P小=I小2R1=(1.2A)2×18Ω=25.92W(1分)
答:
(1)R1的电阻是18Ω。
(2)电路中的电流是0.6A。
(3)R1的功率是25.92W。
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