专题强化七 欧姆、焦耳、电功、电功率的综合计算

专题强化七：欧姆、焦耳、电功、电功率的综合计算A.2:3B.2:1C.4:9D.3:2流表A的示数随两电压表V₁、V₂(电压表V₂未画出)示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是(A.电源电压为5V甲P/WP/W0300500t/s乙A.开关S打到1时电热锅处于保温状态D.加热过程使1kg的水温度升高了70℃,则加热效率约为81%A.两灯的电阻之比RA:Rp=2:1B.两灯的实际电压之比UA:Up=1:2确的是()关S₁时，小灯泡L的实际功率为1W,下列说法正确的是()甲A.只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为400D.再闭合开关S₂后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J产生热量为Q₂,则有()A.W₁<W₂Q=Q₂B.W₁=W₂Q=C.W₁=W₂Q>Q₂D.W<W₂Q₁<Q₂9.(全国·九年级单元测试)某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热，以增强人体舒适度。其等效电路简化图如图甲所示，R、R₂均为加热电阻，R₁>R₂,S为智能开关，可根据实际选择不同电阻接入电路。某段工作过程，加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是()甲乙A.环境温度为25℃时，开关S连接接线柱1和2B.环境温度为35℃时，开关S连接接线柱2和3C.开关S连接接线柱1和2,工作1h产生的热量为0.1kW·hD.开关S连接接线柱2和3,电路总电阻为4840B.水从20℃加热到70℃需要吸收的热量4.2×106JC.若利用中温档加热需要4200s,则电热转化效率为50%D.高温档的加热功率2800W11.(2019-湖南师大附中博才实验中学九年级期末)图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示。加热电阻R₁=66Q、R₂=176Q,S₁是手动控制开关，S₂是可随温度自动跳转的温控开关，Ro特殊限流电阻，热熔器加热时Ro电阻较大，LED指示灯发红光，保温时Ro电阻较小，LED指示灯发绿光。已知LED发光时两端电压保持不变，则下列说法正确的是()图乙A.当S₁、S₂都闭合时，热熔器处于保温状态B.保温状态时加热电路的电功率是200WC.发红光时LED的电流等于发绿光时LED的电流12.(安徽合肥·九年级期末)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R₁:R₂=1:3,下列分析错误的A.当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表的示数之比为4:3B.当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表的示数之比为1:4C.当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，R₁、R₂消耗的电功率之比为1:3D.当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，R₁、R₂在相同的时间产生的热量之比为1:313.(云南昆明·一模)如图甲所示的电路中，R₁为定值电阻，滑动变阻器R₂的最大阻值为60Q,电源电压保持不变。滑动变阻器R₂的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R₁的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是()甲P/WP/WP₁0.6I/A00.2乙A.R₂的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大B.R₁的阻值为40QC.当R₂的电阻为30Q时，滑动变阻器的电功率最大D.电流为0.6A时，1min内电流通过R₁产生的热量是10.8J14.(重庆实验外国语学校三模)图甲所示，电源电压保持不受，小灯泡的额定功率为5W,电压表量程为0～15V,电流表量程为0～0.6A,在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、S,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点，再断开开关S₁,闭合开关S₂,将滑片P从a点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像，下列说法正确的是()甲A.小灯泡的额定电压为5VI/AI/A乙B.电源电压为10VC.只闭合开关S、S₂,滑片P在a点时，定值电阻R₂在5s内产生的热量为8JD.只闭合开关S、S₁,滑动变阻器R₁的阻值变化范围为4Q～32015.(2020·福建泉州·九年级期末)如图所示的电路中，已知定值电阻R₁=8Q,R₂=4Q,灯泡L的额定电压为6V.读出电压表V₁的示数为7V,电压表V₂的示数为5V,灯泡的额定功率为()A.3WB.6WC.9WD.12W二、填空题16.(河南洛阳·九年级期末)如图是一款电加热眼罩手动调节高、中、低三档加热的简化原理图，该款眼罩电源电压U为6V,电热丝R₁阻值为8Q,电热丝R₂阻值为12Q,开关S₃只接a或b,求： (2)中温挡功率; (3)高温挡正常工作时的电流17.(全国·九年级专题练习)如图甲所示为某型号的电烤箱，有“高温”和“低温”两挡，内部结构的电路乙所示，其中R,和R,均为发热电阻：当开关S接1时，电路是 18.(广西梧州·九年级期末)如图是电热饮水机电路原理图，已知R₁=100Ω,R₂=20Q,当开关S、S₂闭合时，饮水机处于状态(选填“保温”或“加热”),饮水机的保温功率与加热功率之比为o19.(江苏南京·二模)某型号电烤箱有“高温”和“低温”两挡.电路如图，开关S接时，是“高温挡”,当开关分 J,若电烤箱处于“低温”挡工作时，Ro的电功率为W。20.(吉林·东北师大附中一模)如图所示，甲是某款电热水龙头，乙是它的电路原理图。R、R₂是电热丝，R₁=202,R₂=40Ω。通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。(1)当开关S接触1、2触点时，水龙头放出的是水。(2)求水龙头在热水档位工作时，通过R的电流和电阻R,的电功率o甲21.(河北·石家庄外国语学校九年级期末)如图是某电热水器电路的简化图，S为挡位开关，其部分参数如下表所示。该热水器挡位开关S接(选填“1”“2”或“3”)时为高温挡，电路中电阻R,的电阻为Ω,当开关S接3时工作10min,消耗电能为J。型号额定电压/V水箱容积/L频率/Hz额定功率/kW低/中/高22.(江苏南通·九年级期末)如图是某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路。已知电源电压为220V,电热丝R,的阻值为121Q,电路处于加热挡时功率为1400W。(1)电热丝R2的阻值为Q,电路处于保温挡时功率为W;(2)在使用电饭煲时，应选用 示灯闪烁640次，则电饭煲处于加热挡与保温挡的工作时间之比为 23.(甘肃·金昌市龙门学校九年级期末)某家用电饭煲的简化电路图如图所示.分两挡加热挡和保温挡，电源电压是220V,R、R₂都是发热电阻。(1)当开关S₁、S₂均闭合时电饭煲处于煮饭状态，功率是880W,当只闭合开关S₁时电饭煲处于保温状态，功率是80W,则电阻R₁,R₂的阻值是多少?额定电压(V)高挡发热功率(W)注水仓最大注水量(kg)3(1)求电热加湿器中R,的阻值；甲乙25.(江苏苏州·二模)某电压力锅额定电压为220V,有加热和保温两个档位，其简化电路图如图甲所示，R₁、R₂都是加热电阻，加热档时只有电阻R₁工作，加热功率为800W;保温档时只有R₂工作，电阻R₂=1210Q,S为温控(2)将2L水从23℃加热到63℃,若压力锅的效率为84%,额定电压下，加热这些水需要多少秒?[Pk=1.0×10³kg/m³,(3)用电高峰期电压会降低，若电路中只让压力锅单独工作600s,图乙中的电能表转盘转了300转，请算出它的甲乙电热电热丝26.(山东济宁·一模)小明家电热吹风机的铭牌如图表格所示，其工作原理如图甲所示。由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，但电动机的性能仍保持不变。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘6min内转过132圈，电能表规格如图乙所示。电热吹风机额定电压/V电热丝功率/W电动机功率/W(1)电吹风机吹热风时的实际功率是多大；(2)氧化电热丝的实际电阻值是多少；(3)为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝，新电热丝的阻值是多少?Hz甲(2)求R、R₂的阻值；参数电源电压/V中温挡功率/W高温挡功率/W容积/L甲乙出),图乙为其简化的电路原理图，开关S断开时，电暖器处于低温档。已知R₂=44Q,请完成下列问题：××牌电暖器额定电压额定功率低温档高温档频率(1)R₁的电阻是多少?(3)若某房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃,设空气的比热容为1.1×10³J/(kg.℃且保持不变，用该电器的“高温”档正常工作10min,放出的热量全部被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃?甲乙29.(广东·深圳市龙岗区金稻田学校)随着我国经济社会发展，人们生活更加美好。我国农村地区也广泛使用了多挡位电热水器，如图甲为某一款多挡位电热水器，内部简化电路如图乙所示，根据电热水器的加热功率可以实现低挡位、中挡位、高挡位三个挡位工作，已知U=220V、R₁=40Q,R₂=502、c水=4.2×103J/(kg·℃)。(1)将50kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量是多少；的水从20℃加热到40℃用时1h,求电热水器此挡位的加热效率；(保留一位小数)(3)求该电热水器高挡位工作时的功率是多少?甲乙30.(江苏·景山中学九年级期末)小波的妈妈买了一台全自动豆浆机。下表是这个豆浆机的主要技术参数。如图甲所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸。图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P-t”图象。请解答下列问题：(1)豆浆机正常加热时的电流是多少?(2)豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少?(3)豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少?SYL-624220V电动机功率加热功率甲乙31.(江西·高安市吴有训实验学校一模)如图所示是某品牌养生壶的简化电路图，该养生壶有高温、中温和低温三种工作挡位，它的部分参数如表所示。(2)满壶水的质量是多少?(3)该养生壶将满壶水从20℃加热至45℃,则水吸收的热量为多少?(4)该养生壶在额定电压下，处于高温挡状态，将满壶水从20℃加热至45℃,用时120s,该养生壶加热效率是多少?电源电压功率低温档中温档高温档容积Q:Q=4:3即由Q=I²Rt可得3Ip²Rat=4Iz²Rzt即3I²×3Rzt=4Iz²Rzt9I²=4Iz²故选A。2.BU=0.5V+3.5V+0.1A×R......①U=0.75V+2.5V+0.25A×R₁......②R₁=50U=4.5VC.由图乙知，电路的最大电流为0.25A,电路的最大功率为D.小灯泡正常发光的电阻为因为R₂的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R₂的电阻可以为0,即R₂=0时，电路的电流为0.25A,此时电路的总电阻为所以再串联一个3Q的电阻后，R₂的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，故D错误。故选B。【详解】A.由图甲可知，当开关S打到1时，只有电阻R,接入电路，当开关打到2时，R₁、R₂串联，根据串联电路特点可知，串联总电阻大于任何一个分电阻，所以，当开关S打到1时，只有电阻R₁接入电路时，电路中的总电阻最小，由可知，电路总功率最大，电热水壶处于加热状态，故A错误；B.电热锅工作时将电能转化为内能，所以电热锅是利用电流的热效应工作的用电器，故B错误：C.由图乙可知，整个工作过程中，加热时间t加=300s,加热过程消耗的电能保温时间保温过程消耗的电能故选D。4.A故D错误。故选A。【详解】A.在额定电压下工作时，通电时间相同时，据W=Pt知，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡的少，但不是在额定电压下工作时，无法比较两灯消耗电能的多少，故A错误；B.电功率是指电流做功快慢的物理量，在额定电压下工作时，电流通过甲灯做功一定比乙灯慢，但不是在额定电压下工作时，无法比较电流通过两灯做功的快慢，故B错误；C.由题意知，两灯的额定电压分别为6V和12V,额定功率分别为3W和6W,据知，两灯的电阻9D.由题意知，两灯正常工作时通过的电流分别为两灯并联时，灯两端的电压相等，最大电压为6V,甲灯正常工作，通过乙灯的电流允许通过干路的最大电流故D错误。故选C。【详解】A.由图乙可知，只闭合S₁时，该电路为灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；已知此时灯L的实际功率为P=UI=1W由图甲可知，此时灯L的电流为I为0.5A,电压为UL为2V,则此时小灯泡L的电阻为B.由图乙可知，闭合Si,再闭合S₂时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；由并联电路的电压特点可知电源电压为则R两端的电压为由图甲可知，此时通过R的电流IR为0.2A,因为并联电路中各个支路之间互不影响，因此电流表示数增加了0.2A,C.再闭合开关S₂时，电路总电流为则电路总功率为P=UI=2V×0.7A=1.4WD.再闭合开关S₂后，在1min内电阻R产生的热量为故D错误。故选C。【详解】已知电阻R跟电动机线圈串联在电路中，闭合开关，电路中电流相等，即I=I,,电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，经过相同时间t,根据焦耳定律Q=I²Rt,产生热量的热量Q₁=Q₂,对电阻R来说，纯电阻电路电流所做的功W=Q,电动机正常工作时是非纯电阻用电器，消耗的电能一部分转化为内能、大部分转化为机械能，则电流所做的功(消耗的电能)大于电流产生的热量，即：W₂>Q₂,所以W₁<W₂,故A符合题意，BCD不符合题意。【详解】由图甲知，两电阻串联，因为串联电路中电流处处相等，所以通过两电阻的电流I₁=I₂=I则图甲电路中R、R,在相同时间内产生的热量之比由图乙知，两电阻并联，因为并联电路中各支路两端电压相等，都等于电源电压，所以两电阻两端电压图乙电路中R₁、R₂在相同时间内产生的热量之比故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【详解】A.环境温度为25℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为100W,功率较大，根据电功率公式知，电路的总电阻较小，观察图甲，智能开关S连接接线柱1和2时，只有电阻R₁接入电路，智能开关S连接接线柱2和3时，R₁和R₂并联接入电路，电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的，还要小，则环境温度为25℃时，应该是智能开关S连接接线柱2和3,故A错误；B.环境温度为35℃时，观察图乙，可知，这时加热功率为44W,功率较小，根据电功率公式可知，电路。的总电阻较大，由A解析可知，只有仅仅电阻R₁接入电路时，电路的总电阻才较大，则智能开关S是连接接线柱C.开关S连接接线柱1和2,只有电阻R₁接入电路，电路的总电阻较大，加热功率较小，为44W=0.044kW,则工作1h产生的热量为Q=W=Pt=0.044kW×1h=0.044kW·h工作1h产生的热量为0.044kW·h,故C错误；D.开关S连接接线柱2和3时，加热功率较大，为100W,电源电压为220V,根据电功率公式可知，电路的总电阻为电路总电阻为484Q,故D正确。故选D。【详解】A.由电路图可知，开关S、S₁闭合，S₂断开，电路中电阻最大，由,功率最小，热水器处水从20℃加热到70℃需要吸收的热量C.由电路图可知，开关S、S₂闭合，S₁断开，电热丝R₂接入电路，根据可知，为中温挡；中温档功率利用中温档加热4200s,需要消耗电能电热转化效率并联，电路的总电阻最小，由,电路的总功率最大，热水器处于高档，低温档的加热功率高温档的加热功率【详解】A.开关S₁和S2都闭合时，加热电路只有R₁工作，加热电阻最小，由可知，热熔器的加热功率最大，处于加热状态，故A错误；B.保温状态时，加热电路中R₁与R2串联，则加热电路的电功率：C.由题可知，热熔器加热时Ro的电阻较大，LED指示灯发红光，保温时Ro的电阻较小，LED指示灯发绿光，因两种情况下LED灯发光时两端电压保持不变，且电源电压为220V不变，所以，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，Ro两端的电压不变，由知，热熔器加热时Ro的电阻较大，电路中的电流较小，即发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流，故C错误；表乙测R₂两端的电压；由串联电路的电流和电阻特点及欧姆定律可知电压表甲的示数Uz=IR₂已知R:R₂=1:3,则甲、乙两电压表的示数之比P:P₂=I²R:I²R₂=R:R₂=1:3故AC正确，不符合题意；BD.当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，该电路为R₁和R₂的并联电路，电流表甲测通过R₂的电流，电流表乙测干路的电流；由并联电路的电压和电流特点及欧姆定律可知电流表甲的示数电流表乙的示数则甲、乙两电流表的示数之比故选D。R₁=300,U=18VC.滑动变阻器R₂消耗的功率为当R₂=R₁=300D.R₁产生的热量故D错误。故选C。【详解】A.从图乙可知，电路中的最大电流为0.5A,而电流表的量程为0~0.6A,小灯泡的额定功率为5W,则小灯泡的额定电压为B.当电流为0.5A,小灯泡的电压为10V,滑动变阻器两端的电压为2V,故电源电压为12V,故B错误；D.当只闭合开关S、Si,滑动变阻器与灯泡L串联，从图像可知，当电压表的示数为2V时，电流表的示数为0.5A,则此时滑动变阻器的阻值为当电压表的示数为8V,电流表的示数为0.25A,则此时滑动变阻器的阻值为C.当断开开关S1,闭合开关S₂,滑动变阻器此时是一个定值，滑动变阻器与电阻R₂串联，电压表测量滑动变阻器左半部分的电压，随着滑片向右滑动，电路中的电流不变，此时电路中的电流为0.3A,则总电阻为定值电阻R₂的阻值为只闭合开关S、S₂,滑片P在a点时，定值电阻R₂在5s内产生的热量为故C错误。【分析】分析清楚电路结构，知道各电路元件的连接方式、两电压表各测哪部分电路电压；由串联电路的特点求出电阻R₁、R₂间的电压关系，两电压表示数表达式，然后求出R₁、R₂与灯泡L两端的电压；由欧姆定律求出灯泡电阻；由功率公式求出灯泡的额定功率。【详解】电阻R、R₂与灯泡L串联，电压表V₁测电阻R₁与灯泡L两端的电压；电压表电阻V₂测电阻R₂与灯泡L两端的电压；串联电路电流处处相等，则两定值电阻的电压之比：则;U₁=2U₂------①;Uv₁=U₁+UL=7V------②,Uv₂=UI+U₂=5V------③;[2]由题知，开关S接1时，电流表的示数为I₁=5A,则电源电压为即220V=5A×R₁当开关接“2”时，此时电路为R₁和R₂的串联电路，电流表测电路中的电流，由题知此时电路中的电流为I₂=2A,则电源电压为U=I₂(R₂+R)即220V=2A(R₂+44Ω)解得R₂=66Q。可知，只接入R₂时，电路中通过的电流更大，由P=UI可知此时电功率更大，因此，当开关S、S₂闭合时饮水机处于加热状态。【详解】[1]开关接1,电路中只有Ro,此时电路的电功率为开关接2,电路中Ro与R串联，此时电路的电功率为电源电压U不变，可知P₁>P₂,即开关接1时为高温档。[2]开关接1时，电流为5A,此时电功率P=UI₁=220V×5A=1100W由知，电阻R的阻值开关接2时，电流为1A,此时电功率P₂=UI₂=220V×1A=220W由R=R₀+R-R₀=220Q-44Q=1760t=10min=600s产生热量Q=W=Pt=1100W×600s=6.6×10⁵JP=I²R₀=(1A)²×44Q=44W【详解】(1)根据,电阻最小，电功率最小，放出的时温水。(2)[1]当在热水档时，两电阻并联[2]电阻R₂的电功率为可知，电路中总电阻越小，总电功率越大。开关S接1时，电路中只有R₁工作；S接2时，电路中R₁与R₂串联；S接3时，电路中R₁与R₂、R₃串联，故挡位开关S接1时为高温档。[2]由题意可知，挡位开关S接1时为高温档，高温档功率为2.2kW,则电阻R₁为挡位开关S接2时为中温档，中温档功率为1.0kW,此时电路中R₁与R2串联，则电阻R₂为[3]当开关S接3时，电路中R₁与R₂、R₃串联，电路为低功率工作，工作10min,消耗电能为W=Pt=0.5kW×10min=500W×600s=3×10⁵J可知，电路的总功率最大，电饭煲处于加热状态。P₂=P加-P保温=1400W-400W=1000W因并联电路各支路两端电压与电源电压相等，所以，电热丝由即则23.(1)605Ω,60.5Q;(2)1.76千瓦时P,=P高-P保=880W-80W=800WP高=880W=0.88kW则工作2h消耗的电能为W=P高t=0.88kW×2h=1.76kW·h答：(1)电阻R₁的阻值为605Q,R₂的阻值是60.5Q;(2)在煮饭状态时，工作2h所消耗的电能是1.76千瓦时。24.(1)121Q;(2)324W;(3)3.6×105J时R₂被短路，只有R₁接入电路，,电源电压一定，由则R₁的阻值(2)用电高峰期，实际电压只有198V,此时“高挡”的实际功率(3)由图乙知，工作30min时，其中高挡工作时间为10min,低挡工作时间为30min-10min=20minR₂=3R₁=3×121Ω=363Ω则低挡的发热功率则加湿器消耗的总电能答：(1)电热加湿器中R,的阻值为1210;(3)加湿器消耗的总电能为3.6×105J。25.(1)60.5Q;40W;(2)500s;(3)600W压力锅的效率为84%,则该过程中消耗的电能为答：(1)R₁的阻值为60.5Q;压力锅的保温功率为40W。(2)将2L水从23℃加热到63℃,若压力锅的效率为84%,额定电压下，加热这些水需要500s。(3)若电路中只让压力锅单独工作600s,图乙中的电能表转盘转了300转，则它的实际加热功率26.(1)440W;(2)110Ω;(3)12100(2)氧化电热丝的实际电阻值是1100;27.(1)开关S₁断开、S₂接A点；(2)R₁=121Q,R₂≈69Q;(3)420s【详解】解：(1)由可知，电源电压不变时，电路中的总电阻越大，电路的电功率越小，由电路图可知，