电功计算公式的应用 知识点题库

 如图所示的电路中,电源电压保持不变.只闭合开关S,电流表的示数为0.1A;再闭合开关S1 , 电流表的示数为0.5A.那么闭合S、S1后,在相同的时间内,电流通过电阻R1、R2所做电功之比  .

 有一款手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1000mAh.给它充电时,是电能转化为 能.充满电后,大约存储了  J的电能

小燕家中的电能表的铭牌如图所示,则小燕家同时使用的用电器总功率不能超过 W.本月初抄表数如图所示,若本月应交电费65元,且电价为0.5元/度,则本月末抄表的示数为 kW•h,若单独将某一用电器接入电路工作时,测得电能表的转盘在6min内转过了30转,在这段时间内该用电器消耗的电能是 J,该用电器的功率是 W.

某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及下图所示的简化电路原理图。

图片_x0020_63

热水箱容量

1L

额定电压

220V

加热功率

1000W

保温功率

44W

  1. (1) 当S闭合,S0断开时,饮水机处于 。(填“加热”或“保温”)状态。

  2. (2) 若烧开一箱水需5分钟,则消耗的电能是 J。

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C=4.2×103J/(kg·℃);查表可知铝的熔点为660℃。请解答下列问题:

  1. (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. (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. (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16分40秒,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?

台州市区在2018年3月份推出了共享汽车,市民可以通过扫码进行注册、认证、租车、还车等一系列操作。共享汽车为纯电动新能源车,它的废气排放几乎为零,而燃油汽车的废气中PM2.5含量比较高。如图是富阳区一款按租用时间收费的电动共享汽车。五一期间,小金一家三口租用该款电动共享汽车去旅游,从租车点一路不停行驶105千米到达目的地,若全程的速度为70km/h。回答下列问题:

甲.     乙.

电池容量(kW·h)

22

车载充电器输入电压(V)

220

车载充电器输入电流(A)

16

电能转化为机械能的效率

70%

  1. (1) 如图所示,租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器即读取卡中的信息,将车解锁。下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是

    A. B. C. D.

  2. (2) 如果燃料汽车的发动机是四冲程汽油机,曲轴转速为1800转/分,每个气缸1秒钟完成个做功冲程。
  3. (3) 大量的PM2.5对人体有很大的危害。材料告诉我们,人体中最先受到PM2.5影响的是系统。
  4. (4) PM2.5颗粒从肺部毛细血管吸入,首先进入心脏四个腔中的
  5. (5) 该电动汽车的部分参数如表中所示。根据表中的数据,将耗完电能的电池充满电,理论上需要时间。
最近我市出现了许多共享电动汽车,这种新型低碳的交通工具,深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答:

电池容量(kW·h)

22

车载充电器输入电压(V)

220

车载充电器输入电流(A)

16

电能转化为机械能的效率

70%

  1. (1) 如图1所示,租车时,租赁者只要将租车的磁卡靠近电动汽车上的感应器,感应器类似于发电机产生电流将车解锁。刷磁卡所用的原理是。   
  2. (2) 某次启动后,汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流,求此时电动汽车的输出功率为多少瓦?
  3. (3) 根据表中的数据,将已经耗完电能的电池充满,理论上需要多少时间?充满电后,该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米,则行驶时该车受到的阻力为多少牛?
养生壶是指以养生保健为目的,类似于电热水壶的家用小电器。某品牌养生壶及其铭牌如图所示。(c=4.2×103J/(kg•℃))

项目

参数

额定电压

220V

低温档功率

275W

中温档功率

550W

高温档功率

1100W

容积

1L

  1. (1) 该养生壶在低温档工作一小时所消耗的电能是多少?
  2. (2) 在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,养生壶的加热效率为80%,求烧开一壶水需要多少时间?
  3. (3) 请用以下电路元件:电源、电阻2个(R1>R2)、开关2个( 图片_x0020_12 )、导线若干,设计电路图,实现高、中、低三档的调节功能,并简单说明实现三档的开关控制方法。
2019年4月15日起,我国正式实施电动自行车新国家标准,小黄买了一辆按新国标生产的电动自行车,右图是该车的简化电路图,调速电阻最大阻值为10欧,部分参数如下表所示。求:

整车质量(含电池)/kg

40

电池电压/V

60

电池容量/A·h

25

最大行驶速度/km·h-1

25

电动机最大功率/W

300

  1. (1) 该电动车充满电后蓄电池储存的电能。
  2. (2) 不考虑能量损失,充满电后该电动车以最大功率、最大速度匀速行驶,可行驶的路程。
  3. (3) 当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,电流表示数为1A,此时电动机的电功率。
我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例,华为“Mate 20 pro"不仅采用4200mAh超大容量电池,并且采用“超级快充"技术,不到半小时可把电池充达一半以上,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。

电池名称.

锂离子电池

电压

3.7V

容量

4200mAh

 

  1. (1) 表格中的电池“容量”,是哪几个物理量进行了怎样运算的结果?
  2. (2) 如图所示的两个充电器,第一个标注“输出5V 600mA”",第二个标注“输出5V4A“,其中   ▲  个(填“第一”或“第二”代号)是快速充电器。假设充电效率为90%, 选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟?
  3. (3) 有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
为创建全国“环保节能模范城市”,新建的小区将普遍安装太阳能路灯。如图甲所示是某型号太阳能路灯,图乙是它的结构示意图,图丙是该太阳能路灯的技术参数。

XX太阳能路灯

太阳能电池:输出功率40瓦

铅酸蓄电池:12伏

电灯:“12伏10瓦”高效节能灯1盏

照明时间:10时/天,最多连续阴天1大

备注:配有太阳能路灯专用控制器(过充及过放保护,光控、声控均可)

  1. (1) 太阳能路灯专用控制器实质上是一个由光、声音和时间控制的单刀多掷开关,如图乙中的S0晚上要让电灯发光,控制器将控制开关S与触点接触:铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命,为了避免铅酸蓄电池过充或过放,控制开关5与触点接触即可。
  2. (2) 铅酸蓄电池最多能储存多少千瓦时的电能?
  3. (3) 如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000焦·(秒·米2-1(每1秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000焦),太阳能电池光电转换率为8%,则太阳能电池板的面积为多大?
智能滚简洗衣机已进入寻常百姓家,其简化等效电路如图所示,此时处于空档位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,实现档位转换,旋至1档时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2档时R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,R1=242Ω,主要参数如下表。

**牌智能滚筒洗衣机

额定电压

220V

加热功率

2400W

设定温度范围

30℃~90℃

电动机功率

240W

防电墙电阻

1×106Ω

  1. (1) 洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热20分钟,此过程消耗电能多少焦耳?
  2. (2) 洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
  3. (3) 洗衣机中的防电墙电阻的作用是保证人的安全。异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的最大电阻为1×105Ω,人体的安全电压不高于36V,通过计算判断防电墙能否保证人的安全。
民航局规定:严禁乘客携带超过 160W·h(瓦·时)的锂电池上飞机,某品牌笔记本电脑的电池铭牌标有“10.8V 10A·h”字样,充满电后,存储的电能kW·h,该笔记本电脑(选填“能”或“不能”)带上飞机。
如图所示为小雅设计的简易洗衣机电路模型,工作电路分为注水系统和洗涤系统。闭合开关S1和S2时,注水系统先开始工作;当水位到达h1时,洗涤系统才开始工作:水位到达h2时,注水系统停止注水,洗涤系统继续工作。其中工作电路电源电压U=220伏,注水系统额定功率为100瓦,洗涤系统额定功率为150瓦,控制电路电源电压U=3伏,水箱底面积为S=500厘米2 , 高度为70厘米,注水系统平均注水速度v=50厘米/秒,当通过电磁铁线圈的电流小于等于10毫安时,衔铁恰好弹开。电磁继电器1、2完全相同,线圈电阻忽略不计。力敏电阻R1、R2分别位于水箱底部,阻值随水位h变化关系如表格所示:

h/厘米

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

R1/欧

262

265

270

280

300

325

354

387

427

475

R2/欧

43

46

55

70

90

115

145

190

240

300

  1. (1) 当水位到达h1时,R1的阻值为M,当水位到达h2时,R2的阻值为N,则MN。(填“大于”、“等于"或“小于”)
  2. (2) 洗衣机从刚开始加水到停止加水的过程中,整个工作电路消耗的总电能为多少焦耳?
  3. (3) 已知力敏电阻R2阻值随水位变化的曲线如图丙所示。若将力敏电阻R2的规格由原来的①换成②,注水系统最高水位如何变化并简述理由。

绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。

  1. (1) 使用灯照明更符合绿色生态理念。
  2. (2) 两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为
人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统,空调自动开启条件是:家中有人且室温等于或高于26℃。S1和S2是控制空调开启的两个智能开关,当家中有人时S1闭合,家中没有人时S1断开;当室温等于或高于26℃时S2闭合,室温低于26℃时S2断开,则控制空调开启的电路图是(选填“甲“或”乙”)。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示,当天8h--12h,14h-18h家中没有人,空调的额定电压是220V,额定功率是1kW,则这台空调当天消耗的电能是kW·h。

在学校创新比赛中,小科设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示,R1 和R2是两根电热丝;旋转开关如图乙所示,内有一块绝缘圆盘,圆盘的边缘共有10个金属触点(触点编号与电路图对应,编号相同的触点用导线连接)。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,可以将相邻的触点连接。

当旋钮上的箭头指向图中位置D,金属滑片将1、2两触点接通,同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档依次递增的加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示:

温度挡位

低温

中温1

中温2

高温

加热功率/W

264

440

660

1100

  1. (1) 旋钮上的箭头指向D位置时,电热丝R1和R2的连接方式是(选填“并联”、“串联”或“无法确定”)。
  2. (2) 当旋钮上的箭头指向A位置时,求加热器工作30min消耗的电能。
  3. (3) 求电热丝R2的阻值。
如图是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为36V,且保持不变。发热电阻R1的规格为“24V 40Ω”,R2为滑动变阻器,闭合开关s,调节滑片P的位置,当R1正常工作时,求:

  1. (1)  电路中的电流
  2. (2) R2的阻值
  3. (3)  育苗箱正常工作5min 产生的热量。
我们每个人都应该传播“低碳”理念,倡导“低碳”生活,那么我们应该怎么做呢?
  1. (1) 小衢所在的学校有 30 个班级,每个教室里有 4 只“220 伏,100 瓦”的电风扇。如果在课间操 30 分钟这段时间,每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较,一个月(按 20 天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时?
  2. (2) 同一壶水,一次性烧开和分两次或者三次烧开,耗能一样吗?于是小衢用自己家里电热水壶进行实验(水的初始温度相同),获得数据如下表甲。通过比较你发现怎样烧开水更加节能?

    水的体积

    1升

    0.5升

    0.25升

    烧开所需时间| |

    3分45秒

    2分15秒

    1 分40秒

  3. (3) 如图乙为电热水壶内温度的电路原理图。其中 R0 为定值电阻,阻值为 50 欧。A为温度指示表(实质是一只量程为 0~3A 的电流表) ,Rx(测温探头)为热敏电阻(其电阻值随壶内温度的变化而变化)。

    关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示:

    壶内的温度值(℃ )

    25

    37.5

    50

    62.5

    75

    87.5

    100

    112.5

    125

    Rx 对应的电阻值(欧)

    500

    360

    277

    216

    170

    155

    110

    78

    ①电压为 220V,当壶内温度为 75℃时,求电流表的示数。

    ②若壶内温度为 125℃ 时,电流表的示数为 2 安,求此时热敏电阻 Rx 的阻值。

小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路,能实现“煮饭时保持高温快煮,快煮后自动保温”。

〖电路简介〗

工作电路:S1为电源开关;S2为定时器开关,其闭合后自动开始计时,计时结束后自动断开,不再闭合;R1为可调电阻;R2为电饭堡内的电热丝。

控制电路:电磁继电器A和B完全相同,Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻,它们的阻值随温度的变化如图乙所示,当温度达到120℃时,La就吸引弹性衔铁使Sa断开,当温度降到110℃时,La释放弹性衔铁使Sa闭合。

〖快煮模式〗闭合开关S、S1、S2 , 电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃~120℃,工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换,其功率随时间变化如图丙所示。

〖保温模式〗开关S2断开后,电饭煲进入保温模式,最后温度维持在60℃~80℃。

  1. (1) 由图丙可知,电饭煲在24分钟快煮过程中,电热丝高功率加热的时间为分钟。
  2. (2) 若R1接入电路的阻值为840欧,R2阻值为40欧,工作电路电源电压为220伏,则电饭煲完成一次快煮,电热R2消耗的电能为多少焦?
  3. (3) 请结合图甲、乙说明开关S2断开后,电饭煲实现自动保温的工作原理。