初中人教版第2节 电功率当堂达标检测题

这是一份初中人教版第2节 电功率当堂达标检测题，共11页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。
1．某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参效如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计）。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）〕
（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。
（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）
2．图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：
（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。（c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3）
（2）电热丝R2的阻值。
（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温档加热5min，粥升高的温度。（取c粥=4.0×103J/（kg•℃））
3．张强妈妈买了一个新的电饭煲，张强从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求：
（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；
（2）电阻R2的阻值；
（3）某周末的晚饭时，张强想利用自家电能表（如图乙）测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其它所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转。求家庭电路的实际电压。
4．如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为500W.保温功率为60W.R1、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变)，请解答下列问题：
(1)电阻丝R1的阻值是多少？
(2)某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kW⋅h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少？
5．如图所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，电压表的量程为0﹣3V，电流表的量程为0﹣0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“5V 2.5W“字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置，这时通过灯泡的电流为多少？若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路消耗的最大功率为多少？（不考虑灯丝电阻的变化）
6．如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W。求：
（1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min,水所吸收的热量及电热水壶的效率；
（2）电热水壶高温档的额定功率；
（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09KW·h,通过计算判断此时电热水壶是否正常工作？
7．如图所示．电路中电源电压可调，小灯泡L1标有“6V 6W”的字样，小灯泡L2、L3标有“6V 12W”的字样(假设小灯泡电阻不变)
(1) 闭合S2，断开S1、S3，，调节电源电压使电压表V2的示数为6V，求L2的实际功率。
(2)闭合S1、S3断开S2，调节电源电压使电压表V1的示数为3V,求L1的电阻．
(3)闭合S1、S2、S3，画出此时的等效电路图,调节电源电压为18V，求此时L3的实际功率。
参考答案
1．（1）8.4×106J。（2）40Ω；（3）4132s。
【解析】
【详解】
（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）=8.4×106J；
（2）开关S1闭合、S2接b时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热档，根据P=U2R可得，电阻R1的阻值：
R1=U2P慢加热=220V21210W=40Ω；
（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温档，保温档时电路的总电阻：
R串=U2P保温=220V2605W=80Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，可得R2的阻值：
R2=R串﹣R1=80Ω﹣40Ω=40Ω；
开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热档；此时R2的功率为：P2=U2R2=220V240Ω=1210W；
则快加热功率为：P快加热=P慢加热+P2=1210W+1210W=2420W。
加热电阻产生的热量有84%被水吸收，则由η=QW可得，消耗的电能：
W=Qη=8.4×106J84%=1×107J，
用快加热所用的时间：
t快=WP快加热=1×107J2420W≈4132s；
用慢加热所用的时间：
t慢=WP慢加热=1×107J1210W≈8264s；
则用快加热比用慢加热节约的时间：
△t=t慢﹣t快=8264s﹣4132s=4132s。
【点睛】
重点是欧姆定律的应用和电功率，以及吸热公式的应用，熟练应用串、并联电路的特点进行分析，判断出电热水器处于不同档位时电路的连接方式是关键，牢记P=U2R，在纯电阻电路中可以直接使用，计算稍显简单。
2．（1）2.1×105J；（2）110Ω；（3）45℃。
【解析】
【详解】
根据题意知道，1升水的体积是：V水 =1L=1dm3 =1×10-3 m3 ，
由ρ=m/V知道，1升水的质量是：m水=ρ水V水 =1.0×103 kg/m3 ×1×10-3 m3 =1kg，
所以，从20℃加热到70℃水吸收的热量是：
Q吸水 =c水 m水（t-t0 ）=4.2×103 J/（kg•℃）×1kg×（70℃-20℃）=2.1×105 J
（2）根据题意知道，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，此时电热丝R1 的电功率是：P1 =U2/R1=(220V)2/55Ω=880W，由表格数据知道，880W是中温档的电功率，由此说明，当S1、S2 都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，根据P=U2/R知道，电功率最大，电饭锅处于高温档，即功率是：P=1320W，当只闭合S2 时，电路为R2 的简单电路，电饭锅处于低温档，功率是P2 =440W，
所以，由P=U2/R可得，电热丝R2 的阻值是：R2 =U2/P2=(220V)2/440W=110Ω；
（3）当加热时间是t=5min=300s时，电饭锅高温档加热消耗的电能是：W=Pt=1320W×300s=3.96×105 J，
根据题意知道，粥吸收的热量是：Q吸=W=3.96×105 J，
由Q吸=cm△t知道，粥升高的温度是：△t=Q吸/c粥m粥=3.96×105J/4×103J/(kg•℃)×2.2kg=45℃。
【点睛】
本题考查的是密度公式、吸热公式、电功率公式、电功公式，解题的关键是利用P=U2/R准确分析电路并判断用电器的档位，属于电热综合常考题型。
3．（1）0.4A；（2）510Ω；（3）200V
【解析】
【详解】
（1）由电路图知，只闭合S2时两电阻串联，电路中电阻较大，根据P=U2R知功率较小，为保温状态；由表中数据可知，保温功率为88W，由P=UI可得，在“保温”状态下正常工作时的电流：
I保温=P保温U=88W220V=0.4A；
由I=UR可得两电阻串联的总电阻：
R=UI保温=220V0.4A=550Ω；
（2）由电路图知，当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为蒸煮状态，由表中数据知，蒸煮状态时功率为1210W，
由P=U2R可得，R1的电阻：
R1=U2P蒸煮=220V21210W=40Ω
所以电阻R2的阻值：
R2=R﹣R1=550Ω﹣40Ω=510Ω；
（3）“3000revs/kWh”表示每消耗1kWh电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为：
W=50r3000r/kW·h=160kW·h
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为：
P实=Wt=160kW·h160h=1kW=1000W；
根据电饭煲电阻不变，结合P=U2R可得：
R1=U2P蒸煮=U实2P实
解得实际电压为：
U实=U2P实P蒸煮=220V2×1000W1210W=200V。
【点睛】
重点是电功率的计算，以及根据电能表的参数计算电功、电功率，关键是理解3000r/(kW•h)物理意义。牢记公式P=U2R，计算时稍显简单，另外是读懂电路图，知道两个状态对应的开关闭合情况。
4．(1) 110Ω；(2) 405W， 198V。
【解析】（1）由乙图知道，饮水机保温时为R2 的简单电路，饮水机加热时R1 与R2 并联，因为电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，加热时电阻丝R1的电功率是：P1 =P加热 -P保温 =500W-60W=440W，又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由P=U2/R知道，电阻R1 的阻值：R1 =U2/P1=(220V)2/440W=110Ω；
（2）根据题意知道，在加热状态下5分钟消耗的电能是：W=54/1600kW•h=1.215×105 J，
故加热状态下饮水机的的实际功率是：P实际=W/t=1.215×105J/5×60s=405W，
由P=U2/R知道，在加热状态下饮水机的总电阻是：R总=U2/P加热=(220V)2/500W=484/5Ω，
所以，当实际功率是405W时的实际电压是：U实际 =P实际R总=405W×4845Ω=198V。
点睛：本题考查的是电功率、电阻、电压的计算，涉及电能表参数的理解与电能的求法，难点是计算实际电压，有一定难题。
5．0.2A； 1.8W。
【解析】
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由P＝UI＝U2R 可得，灯泡的电阻：RL＝UL2PL＝(5V)22.5W ＝10Ω，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置时，接入电路中的电阻最大，因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，此时通过灯泡的电流：IL′＝I＝URL+R滑＝6V10Ω+20Ω＝0.2A；（2）当电压表的示数UL′＝3V时，通过灯泡的电流：IL″＝UL'RL ＝3V10Ω＝0.3A，因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.3A，此时电路消耗的电功率最大，则P大＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W。
点睛：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI＝U2R 求出灯泡的电阻，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置时接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即为通过灯泡的电流；（2）根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流，然后与电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大，此时电路消耗的电功率最大，根据P＝UI求出其大小。
6．（1）5.88×105J，98%；（2）1000W；（3）电热水壶非正常工作。
【解析】试题分析：（1）电热水壶调至中温档正常加热时，P中=500W，仅R1接入电路，U=220V，则，加热时间t=20min=1200s，将m=2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下），Δt=100℃－30℃=70℃,c=4.2×103J/（kg ·℃）；水所吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ·℃）×2kg×70℃=5.88×105J，电热水壶放出的热量Q=W=P中t=500W×1200s=6×105J，效率为。（2）当电热水壶处于高温档时，R1与R2并联，则额定功率为。（3）若某次电热水壶用高温档加热t0=0.1h，耗电W0=0.09KW·h,则功率P0=W0/t0=0.09KW·h/0.1h=900W，小于1000W，故电热水壶非正常工作。
【考点定位】家庭电路的相关计算与分析。
7．（1）12 W （2）6Ω （3）0 W
【解析】(1)闭合S2，断开S1、S3时，L2、L3两灯串联，U2实=U2额="6V" P2实=P2额="12" W．
(2)闭合S1、S3，断开S2时，L1、L3两灯并联，据题意，小灯泡电阻不变.
R1=U21额/P1额＝=(6V)2/6W=6Ω
(3)S1、S2、S3均闭合时，L1、L3两灯并联，L2短路，等效电路如图所示. 因为L3两端的电压远高于其额定电压，L3烧坏，所以实际功率为0 W
试题分析：首先要根据开关的开关情况判断出电路的类型，根据串联和并联电路的特点及电功率的计算公式进行计算。