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1、1专题训练专题训练( (五五) ) 电功率的综合计算电功率的综合计算类型一 图像类电功率综合计算1实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图 5ZT1 甲所示。a、b是该器件的两个外露接线柱，电阻R1的阻值为 20 ，电阻R2的额定电压为 6 V。科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值，并绘制了如图乙所示的图像。求：(1)电阻R2的阻值。(2)电阻R2的额定功率。图 5ZT122如图 5ZT2 甲所示，电源电压可调，灯泡 L 规格为“15 V 45 W” ，且灯丝电阻不随温度变化。电流表的量程有“00.6 A”和“03
2、 A” ，滑动变阻器的规格分别为“25 2 A”和“10 3 A” 。(1)将电源电压调到 18 V，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光。求灯泡的电阻和灯泡的最小功率。(2)将电源电压调到 15 V，用定值电阻R0替换灯泡 L，滑片P置于中点A处，闭合开关，观察到电流表指针指到满偏刻度的 处(可能重新选择了电流表量程和变阻器R)。然后2 3将滑片P从A处向最左端B处移动，观察两表的示数并绘制了如图乙所示的IU关系图像。通过计算判断所用变阻器的规格。图 5ZT23有A、B两只灯泡，分别标有“6 V 6 W” “6 V 3 W”字样，A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图 5ZT3
3、甲所示。(1)将A、B并联接在 6 V 电源两端，求 1 min 内电路消耗的电能。(2)将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻。(3)将A与一个滑动变阻器(50 2 A)串联接在 6 V 电源两端，如图乙所示。调节滑3动变阻器的滑片，当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时，求滑动变阻器的功率。图 5ZT3类型二 电路变化电功率的计算4如图 5ZT4 所示，电源电压恒定，小灯泡上标有“2 V 1 W”的字样，滑动变阻器R2的最大阻值为 50 。求：(1)小灯泡正常发光时的电阻。(2)断开开关 S1，闭合开关 S、S2、S3，将滑片P移到距a端的长度为总长ab的 位置1 5时
4、，小灯泡 L 恰好正常发光，电源电压是多少？(3)断开开关 S2，闭合开关 S、S1、S3，将滑片P移到a端时，电流表示数为 2 A，此时电压表示数是多少，定值电阻R1的阻值是多少？图 5ZT445如图 5ZT5 所示，电源电压保持不变，电阻R1为 30 ，小灯泡 L 标有“6 V 3 W”字样。闭合 S，断开 S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡 L 恰好正常发光。闭合 S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移动至最左端时，电路的总功率为 3 W。忽略小灯泡电阻随温度的变化。求：(1)电源电压及小灯泡 L 的电阻。(2)滑动变阻器的最大阻值。(3)闭合 S，断开 S1、S2，滑动变阻器
5、消耗的电功率为 0.72 W 时，电流表的示数。图 5ZT55类型三 多挡位电功率的计算6如图 5ZT6 所示是一款多功能洗衣机的简化电路图。此款洗衣机额定电压为220 V，它有两个挡位，当开关置于位置 1 时(电路接入R1和R2)为加热状态，消耗功率为2400 W；当开关置于位置 2 时(电路接入R2和电动机 M)为保温洗涤状态。已知电阻R1的阻值为 22 ，水的比热容为c水4.2103 J/(kg)。(1)在洗衣机内加入质量为 20 kg、初温为 20 的冷水，求加热到 70 时水吸收的热量。(2)求R2的阻值。(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为 240 W，求此时通过
6、电路的总电流。6图 5ZT67如图 5ZT7 所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关 S0。该饮水机的部分参数已知：额定电压为 220 V，加热时的总功率为 880 W，保温时的功率为 40 W，R1、R2为加热电阻丝。(假设它们的阻值不变)求：(计算结果若不能整除，保留一位小数)(1)当 S 和 S0闭合时，饮水机处在什么状态，此时电路中的总电流是多大？(2)在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？(3)傍晚是用电高峰期，若实际电压只有 200 V，饮水机加热的实际总功率是多大？图 5ZT77详解详析详解详析1(1)由题图乙可知，R1、R2的总电阻为R12 4 ，U
7、I6 V 1.5 A由电阻并联公式R12，可求出R25 。R1 R2 R1R2(2)电阻R2的额定功率为P7.2 W。U2 R2（6 V）2 5 2全品导学号：79742075由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡 L 串联，电压表测灯泡 L 两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由P得：RL5 。U2 RU额2 P额（15 V）2 45 W由PUI可得，灯泡的额定电流：IL 额3 A，P额 U额45 W 15 V因串联电路中各处的电流相等，且灯泡能正常发光，所以使用的滑动变阻器的规格是“10 3 A” ，则当滑动变阻器连入电路的阻值为 10 时，电路中的电流最小，灯泡的电功率最小；总电流：I1.
8、2 A，U RLR滑18 V 5 10 灯泡消耗的最小功率：P灯小I2R灯(1.2 A)25 7.2 W。(2)将电源电压调到 15 V，用定值电阻R0替换灯泡，当滑动变阻器滑片P置于中点A处时，根据电阻的串联规律和欧姆定律可得：IA；UR012R8当滑动变阻器滑片P置于B处时，滑动变阻器连入电路的电阻为 0，则根据电阻的串联规律和欧姆定律可得：IB；U R0由图乙可知：IAIB，2 3即 ；UR012R2 3U R0解得RR0；由于滑片P置于中点A处时，电流表指针指到满偏刻度的 处，所以IA的可能值为 0.4 2 3A 或 2 A；根据IAIB可知，IB的可能值为 0.6 A 或 3 A；2
9、 3所以由I 得，R与R0的可能值为R0125 ，R025 ；U RU I115 V 0.6 AU I215 V 3 A根据题干可知，滑动变阻器的规格为“25 2 A” 。3(1)A、B并联接在 6 V 电源两端时，都正常发光，由P 可得，1 min 内电路消耗W t的电能：W总P总t(6 W3 W)60 s540 J。(2)将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光时，由PUI可得，通过A、B的电流：IAIB0.5 A，PB UB3 W 6 V由题图甲知，此时UA2 V，所以RA4 。UA IA2 V 0.5 A(3)当A与滑动变阻器串联接在 6 V 电源两端时，通过它们的电流相等，当两
10、者功率相等时，9根据PUI，UAU变 6 V3 V，1 2由题图甲知，此时IA0.7 A，所以滑动变阻器的功率：PPAUAIA3 V0.7 A2.1 W。4(1)RL4 。UL2 PL（2 V）2 1 W(2)当断开开关 S1，闭合开关 S、S2、S3时，R1被短路，灯泡 L 与R2串联，R2 50 10 ，1 5IIL0.5 A，PL UL1 W 2 VUIR总I(R2RL)0.5 A(10 4 )7 V。(3)当断开开关 S2，闭合开关 S、S1、S3，滑片P移到a端时，灯泡 L 与R1并联，小灯泡两端的实际电压为 7 V，远大于它的额定电压 2 V，所以小灯泡将被烧坏，电压表示数为 7
11、V，此时电路中只有电阻R1在工作，R13.5 。U I7 V 2 A5(1)当闭合 S，断开 S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，只有小灯泡接入电路，此时小灯泡 L 恰好正常发光，电源电压等于小灯泡的额定电压，即UUL6 V；小灯泡的额定电流：IL0.5 A，PL UL3 W 6 V小灯泡 L 的电阻：RL12 。UL IL6 V 0.5 A(2)闭合 S、S1、S2，滑片P移至最左端时，滑动变阻器与R1并联，10P并3 W，U2 R并R并，R1Rm R1Rm代入数据可得，滑动变阻器的最大阻值：Rm20 。(3)闭合S，断开S1，S2，设电流表的示数为I，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R
12、。则：IU RRL6 V R12 滑动变阻器消耗的电功率：PI2R0.72 W联立得，电流表的示数：I10.2 A 或I20.3 A。6(1)水吸收的热量为Qc水m水t4.2103 J/(kg)20 kg(70 20 )4.2106 J。(2)当开关置于位置 1 时，电路的总功率为P2400 W，R1的功率为P12200 W，U2 R1（220 V）2 22 R2的功率为P2PP12400 W2200 W200 W，R2的阻值为R2242 。U2 P2（220 V）2 200 W(3)当开关置于位置 2 时，电路的总功率为PP2P动200 W240 W440 W，通过电路的总电流为11I2 A
13、。P U440 W 220 V7(1)当开关 S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由P可知，电热U2 R饮水机处于加热状态，此时电路中的总电流：I4 A。P加热 U880 W 220 V(2)饮水机保温时电路为R2的简单电路，由P可得，电阻R2的阻值：U2 RR21210 ，U2 P保温（220 V）2 40 W加热时两电阻并联，由P可得，电路中的总电阻：R55 U2 RU2 P加热（220 V）2 880 W，即。1 R1 R11 R21 55 1 R11 1210 解得R157.6 。(3)当电路两端电压为 200 V 时，饮水机在加热状态下的实际功率：P加热727.3 W。U实2R（200 V）255