電學(xué)綜合計(jì)算題

1、電學(xué)綜合計(jì)算題電學(xué)綜合計(jì)算題一、計(jì)算題 :1.(1)如圖所示，已知電源電壓為1 2V,電阻R=60 Q ,燈泡標(biāo)有“ 1 2V 6W ”字 樣，閉合開關(guān),請(qǐng)你用學(xué)過的電學(xué)知識(shí)求出跟燈泡L相關(guān)的三個(gè)物理量.(2) 小亮家新買了一個(gè)電熱水壺，銘牌上標(biāo)有“226V50HZ 900W“的字樣在側(cè)面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量“一;MIN ” MAX小亮對(duì)新電熱水壺很感興趣 ,于是在家里做了實(shí)驗(yàn) .他把水倒入電熱水壺至最小容量 處，用溫度計(jì)測(cè)出水的初溫是20 C ,通電Imin后水燒開了(當(dāng)時(shí)氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓).根據(jù)以上數(shù)據(jù) ,求: 加熱過程中水吸收的熱量.C水=x 1 03J/(

2、kg? 水)=/ 1 03kg/m3 電熱水壺?zé)男?. 若電熱水壺盛水至最大容量時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)等于不盛水時(shí)對(duì)桌面壓強(qiáng)的3倍,電熱水壺的質(zhì)量是多少 (取 g=10N/kg)【答案】(1) 可求得燈泡電阻為24 Q ;燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為;燈泡的實(shí)際電流為；燈泡 兩端的電壓為 ;燈泡消耗的實(shí)際功率為 (任選 3個(gè)回答)(2) 最小容量時(shí)水的質(zhì)量為；水吸收的熱量為x105J;.水壺的質(zhì)量為析】解:(1)解:由功率公式可求得燈泡L的電阻：R L=;燈泡 L 正常發(fā)光時(shí)通過的電流 I=;由歐姆定律可得通過燈泡的實(shí)際電流 :I=;燈泡兩端的電壓 U L=IR L= x 24 Q =;燈泡 L 消耗

3、的實(shí)際功率 P=U L I= x =( 以上任選其三作答即可).(2) 加至最小容量時(shí)水的質(zhì)量為m= p V MIN= x 103kg/m3 xx 100n3=;加熱過程水吸收的熱量 Q=mc(t2 - t1)= xx 103J/(kg? C ) x (100 C- 20 C) =x 105J;電熱水壺加熱過程消耗的電能 :W=Pt=900W x 4x 60s= x 105J;電熱水壺?zé)男?n =%;設(shè)電熱水壺底面積為S,質(zhì)量為mO,最大容量時(shí)水的質(zhì)量 m2= p水V max由 P= 得 :不盛水時(shí)水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng) P1=盛最大容量水時(shí) ,電熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 :P2=依題意得 :P2

4、=3P1則=3解得 :mO=;答:(1)可求得燈泡電阻為24 Q ;燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為燈泡的實(shí)際電流為；燈 泡兩端的電壓為 ;燈泡消耗的實(shí)際功率為 (任選 3 個(gè)回答)(2)最小容量時(shí)水的質(zhì)量為；水吸收的熱量為X105J;.水壺的質(zhì)量為2如圖所示,燈泡L標(biāo)有“ 6V,3W ”字輸動(dòng)變阻器的最大值為12 Q ,當(dāng)開關(guān)S1 、S2 閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片 P 滑到最右端時(shí) ,小燈泡恰好正常發(fā)光。求 :(1) 燈泡的電阻(2) 電源電壓(3) 當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，求燈泡的功率【答案】(1) 12 Q(2) 6 V(3)【解析】解決此題的關(guān)鍵是能看懂電路圖 ,會(huì)利用

5、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析電路中的 電壓、電流變化情況 ,結(jié)合歐姆定律公式 I=U/R 和電功率的公式 P=I I2R=u2/R進(jìn)行計(jì)算 .此題是個(gè)電學(xué)綜合題目 ,要在理解電路圖的情況下結(jié)合公式進(jìn)行求解.3. 電動(dòng)汽車越來越受到人們的青睞。電動(dòng)版朗逸是大眾汽車首款完全在中國開 發(fā)的車型。它已在北京車展上合世人見面。朗逸電動(dòng)車由安裝在車頭部位的電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng),電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為 85kW, 持續(xù)輸出功率為 50 kW; 該車具有出色的動(dòng)力 表現(xiàn),從靜止加速到1OOkm/h用時(shí)11s,運(yùn)動(dòng)路程165m。電池系統(tǒng)是由鋰離子電 池單元組組成，容量為kWh,充滿電連續(xù)行駛里程60km/h等速狀態(tài)下)為1

6、50km; 電池可以通過家用220V電源直接充電，充滿電所需時(shí)間為6h。請(qǐng)根據(jù)以上信息，求：(1) 電池在家用電源上的充電電流 ;(2) 電動(dòng)汽車充滿電連續(xù)行駛的時(shí)間 ;(3) 電動(dòng)汽車從靜止加速到 100km/h 的過程中的平均速度 ;(4) 在持續(xù)輸出功率下 ,當(dāng)電動(dòng)汽車以 100km/h 的速度勻速行駛時(shí) ,電動(dòng)機(jī)所提 供的牽引力?！敬鸢浮?1)20A( 或(2)(3) 15m/s(4) X 103N【解析】(1)已知 W、U、t,由W=Ult求充電電流.已知s、v,由t=求電動(dòng)汽車充滿電連續(xù)行駛的時(shí)間.(3)已知運(yùn)動(dòng)路程s,加速時(shí)間t,由平均速度公式可求出平均速度.已知車的輸出功率P,

7、行駛速度v,由F=求車的牽引力.解:(1) 電池容量即為電池所儲(chǔ)存的電能 ,由題意知 :電池的容量 W=?h= X 104W?h, 充電電壓U=220V,充電時(shí)間t=6h,由W=UIt得:充電電流 ：l= 20A.(2) 已知路程s=150km,速度v=60km/h,由v=得:汽車連續(xù)行駛的時(shí)間t=.(3) 已知路程s=165m,加速時(shí)間t=11s,由v=得:汽車的平均速度:=15m/s(4) 汽車持續(xù)輸出功率 P=50kW=5 X 104W, 電動(dòng)汽車速度 v=lOOkm/h, 汽車勻速行駛時(shí)的牽引力 F=1800N.本題考查的知識(shí)面很廣 ,力學(xué)知識(shí)以及電學(xué)知識(shí) ,學(xué)生必須對(duì)綜合知識(shí)做到融會(huì)

8、 貫通.4. 小麗家電熱淋浴器的額定功率為 2000W, 水箱最多可容納 50kg 水,注滿水的 淋浴器連續(xù)正常加熱40min,淋浴器上溫度示數(shù)由22 C上升到42 C。求：1 )此過程中水箱中水吸收的熱量 ;2)該電熱淋浴器加熱時(shí)的熱效率?！敬鸢浮?1) X 106J (2)%【解析】(1)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫 ,利用吸熱公式 Q 吸 =cm t 求水箱內(nèi)的水吸收的熱量 ;(2) 上面求出水吸收的熱量為有用能量 ,知道電熱淋浴器的電功率 ,利用 W=Pt 求 出消耗的電能 (總能量 ),再利用效率公式求電熱淋浴器的熱效率 .解:(1)水吸收的熱量 (有用能量 ):Q 吸=

9、cm t= x 103J/(kg? C ) x 50kg x (42 C- 22 C )= x 106J;(2)加熱水消耗的電能 (總能量 ):W=Pt=2000W x 40 x 60s= x 106J;電熱淋浴器加熱時(shí)的熱效率 :n = x 100%= x 100%=%.答:水箱中水吸收的熱量為x106J;(2)電熱淋浴器加熱時(shí)的熱效率為 %.本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合計(jì)算題 ,考查了熱量的計(jì)算、電功的計(jì)算、電熱 淋浴器的效率的計(jì)算 ,要注意區(qū)分哪些是有用能量 (被水吸收的 )、哪些是總能量 (消 耗的電能 ).5. 一小燈泡額定電壓為 ,小燈泡電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示 ,將它連入如圖

10、乙所示電路中 ,電源電壓為 6V 且保持不變。求 :( 1 )小燈泡的額定功率 ;(2) 為保證小燈泡正常發(fā)光 ,此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻大小 ;(3) 當(dāng)電流表的示數(shù)為時(shí) ,滑動(dòng)變阻器在 1min 內(nèi)消耗的電能?！敬鸢浮?2) Q (3)【解析】(1) 先從圖甲中找出電壓 U= 時(shí)對(duì)應(yīng)的電流 (額定電流),然后根據(jù)公式 P=UI 就 可以算出小燈泡的額定功率 ;(2) 當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí) ,小燈泡正常發(fā)光 ,根據(jù)這一點(diǎn)我們可以先確定小燈泡的電壓應(yīng)為,然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓 ,再用滑動(dòng)變阻器的電壓除以燈泡的額定電流 (串聯(lián),通過燈泡電流等于滑動(dòng)變

11、 阻器的電流 ),這樣就算出了滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻大小 ;(3) 要求滑動(dòng)變阻器在 1min 內(nèi)消耗的電能是多少 ,根據(jù)公式 W=Pt 可知,就需要 先算出滑動(dòng)變阻器消耗的功率是多少 .要求滑動(dòng)變阻器消耗的功率是多少 ,根據(jù)公式P=UI 可知 ,就需要先算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是多少 (題中已經(jīng)告訴電流為 ).而 要算此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是多少 ,就不能用公式 U=IR 去計(jì)算了 ,因?yàn)榇藭r(shí)滑 動(dòng)變阻器連入的阻值我們并不能直接算出來 .這就需要我們換個(gè)思路去分析 :因?yàn)閳D 甲是小燈泡的電流 -電壓關(guān)系圖象 ,那我們就可以先從圖甲上找出當(dāng)電流等于 時(shí) ,對(duì) 應(yīng)的燈泡電壓是多少 ,然后根據(jù)

12、串聯(lián)電路電壓規(guī)律再算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,從而最終就可以求出滑動(dòng)變阻器在 1min 內(nèi)消耗的電能 .解:(1)由圖甲可知小燈泡的額定電流為 I L = , 所以小燈泡的額定功率為 : P 額=U 額 I 額=x =;(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí) ,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為 : U R =U-U L = , 滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián) ,所以通過滑動(dòng)變阻器的電流 I R =I L = , 由歐姆定律 , 滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為 := R U VR I A; (3) 當(dāng)電流表的示數(shù)為 時(shí),小燈泡兩端的電壓為 ,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為 :U R ' =U L ' =6V =,滑動(dòng)變阻器的電功率為：P=U R 'I R Im'in =內(nèi)消耗