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专题训练 电功率综合计算
1．如图所示电路，电源电压保持6V不变，灯泡上标有“6V 3.6W”字样，滑动变阻器的最大阻值为20Ω（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。求：
（1）灯丝电阻；
（2）灯泡最暗时，滑动变阻器消耗的功率。
2．2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能；
（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。
3．如图甲是某品牌的足浴盆，图乙是足浴盆的简化电路图，相关参数如表，请根据这些信息完成下列问题：
型号 B25
额定电压 220V
加热功率 1000W
电动机功率 22W
（1）加热电阻正常工作时的阻值为多少？
（2）在足浴盆中加入5kg水，在加热状态下加热了500s，水温从20℃升高到40℃，则足浴盆的加热效率为多少？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（3）启动按摩功能时，通过电动机线圈的电流是多少？
4．如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡L标有“3V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响）。当断开S1，闭合S2、S3，此时灯泡刚好正常发光，电流表示数为2A。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）只闭合开关S1，灯泡L的电功率。
5．梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%~60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计（由小量程电流表改装而成）指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲所示，R0为1kΩ的定值电阻，电源电压恒为6V，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当电路电流为2mA时：
（1）计算此时R0两端的电压；
（2）若空气湿度不变，求3min内湿敏电阻消耗的电能；
（3）求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。
6．如图甲所示某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风挡”、“热风挡”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求：
（1）电吹风工作时，通过电动机的电流；
（2）电热丝的的阻值；
（3）电吹风在热风挡正常工作1min，所消耗的电能。
7．洗碗机是自动清洗餐具的机器，如图甲所示是某洗碗机的简化电路图。其工作程序为：首先给水箱注水，一分钟后停止注水并自动加热，水温上升到45oC即停止加热，洗涤程序启动，热水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。图乙为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像，水的比热容为4.2×103J/（kg oC），设水箱中水的初温为15oC，加热效率为80%。
（1）该洗碗机正常洗一次碗加热过程中消耗的电能是多少焦？
（2）不计水的电阻，发热电阻R的阻值是多少欧？
（3）利用该洗碗机洗碗，一次需要用水的质量是多少千克？
8．如图甲，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R为滑动变阻器。当S1闭合，单刀双掷开关S2接a，滑片P位于变阻器的最右端时，灯泡L正常发光，电流表示数为0.8A。灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）滑动变阻器R的最大电阻值；
（3）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电压表示数为4.5V时，求变阻器在1min内消耗的电能；
（4）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电路中的电功率最小，其大小为多少？
9．如图所示，电源电压恒定，定值电阻R1的阻值为15Ω，R2为滑动变阻器，小灯泡L标有“6V 2.4W”，它两端的电压不能高于额定电压的20%，设小灯泡的电阻不变，当只闭合开关S1、S3时，小灯泡正常发光；断开开关S3，将R2滑片P置于中点，再闭合开关S2时，电压表的示数比原来减小了1.5V。（不考虑温度对灯泡电阻的影响）求：
（1）灯泡的电阻、电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）电路消耗的可能最大电功率。
10．冬天为解决汽车坐垫冰冷的问题，某兴趣小组设计了简易汽车加热坐垫，其电路如图所示。定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b、已知电阻R2=220Ω，所加电源电压为220V。当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22W。
（1）求R1的阻值；
（2）S1断开、S2接a的情况下电路的发热功率；
（3）S1闭合、S2接b的情况下电路的发热功率。
11．如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6V 3W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为1.5A。
（1）求小灯泡的额定电流；
（2）求电阻R0的阻值；
（3）闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，求电路总功率的最小值和最大值。
12．小明家新买了一个电水壶，原理图如图甲所示，其额定电压为220V，R1和R2是电热丝，该水壶有高温挡、中温挡和保温挡，其中额定保温功率为242W。图乙是一种新型插座，它能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等。将该水壶单独插在该插座上，用中温挡加热一段时间后，屏幕两次显示如图丙。（电费单价：0.5元/kW·h，忽略温度对电阻的影响，S2是单刀双掷开关）[不计热量损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：
（1）电阻R1和R2的阻值各多大？
（2）该电水壶的中温挡额定加热功率是多大？
（3）若在丙图所示电压下，用中温挡将2kg的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？
13．如图甲所示是一款电热杯，可以通过控制开关S实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示，R1、R2、R3均为电热丝（R1＞R2），已知R1＝78Ω，电热杯的部分参数如表，求：
额定电压 220V
高温挡功率 2200W
中温挡功率 880W
低温挡功率
（1）S接1时，电热杯处于什么挡；
（2）R2、R3的阻值是多少？
（3）电热杯的低温挡功率是多少？
14．下表为一台四挡位电热水器的铭牌（从Ⅰ挡到Ⅳ挡，额定功率逐渐增大，且有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1、R2和R3均为电热丝，R1XX牌电热水器
额定电压 220V
额定功率 Ⅳ挡
Ⅲ挡 1100W
Ⅱ挡 440W
Ⅰ挡 110W
电源频率 50Hz
（1）Ⅲ挡正常工作10分钟产生的热量；
（2）Ⅳ挡正常工作时的额定电流；
（3）R2的阻值。
15．如图甲所示，是一款家用多功能涮烤一体锅，既可以单独涮火锅、烧烤，又可以同时涮、烤，且火锅加热的功率可以根据实际需要进行调节。其内部简化电路如图乙所示，其中R1、R2均为电热丝，滑动变阻器R的最大阻值为70Ω，下表为铭牌上的部分参数。求：
多功能涮烤一体锅
额定电压/V 220
额定功率/W 火锅最大功率 1210
烧烤 2000
涮锅容量/L 2
额定频率/Hz 50
（1）R2的阻值？
（2）仅在火锅状态下，电热丝的最小功率。
（3）若一体锅在火锅状态下的加热效率为80%，当涮锅中盛满20℃的水时，将水在一标准大气压下烧开至少需要多少秒？【c水=4.2×l03J/(kg·℃)，计算结果保留整数】
（4）若滑动变阻器滑片始终位于最左端保持不动，在某次涮、烤过程中，电路中的电流随时间变化如图丙所示。15~25min消耗的电能为多少焦耳？
参考答案
1．（1）10Ω；（2）0.8W
2．（1）2A；（2）2.64×105J；（3）6×104Pa
3．（1）48.4Ω；（2）84%；（3）0.1A
4．（1）3Ω；（2）0.75W
5．（1）2V；（2）1.44J；（3）50%，人体感觉舒适
6．（1）0.4A；（2）100Ω；（3）3.432×104J
7．（1）1.26×106J；（2）48.4Ω；（3）8kg
8．（1）12Ω；（2）20Ω；（3）为81J；（4）1.5W
9．（1）15Ω，12V；（2）50Ω；（3）5.76W
10．（1）2200Ω；（2）20W；（3）242W
11．（1）0.5A；（2）6Ω；（3）1.4W，6W
12．（1）40Ω、160Ω；（2）1210W；（3）672s
13．（1）高温；（2）R2、R3的阻值分别为33Ω和22Ω；（3）484W
14．（1）6.6×105J；（2）7A；（3）330Ω
15．（1）24.2Ω；（2）160W；（3）694s；（4）1.926×106J

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