專(zhuān)項(xiàng)（八）電功、電功率和電熱的計(jì)算類(lèi)型一文字類(lèi)的計(jì)算1.有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，線圈的電阻為0.5Ω，把電動(dòng)機(jī)接入2V電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是1A，試求:（1）正常工作1min時(shí)消耗的電能；（2）正常工作1min時(shí)產(chǎn)生的熱量；（3）正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率。類(lèi)型二電路、圖像類(lèi)的計(jì)算2.（2023北京廣渠門(mén)中學(xué)月考）如圖甲所示為某款新型電飯煲。如圖乙所示為該電飯煲的工作原理圖，R1和R2為阻值不等且不變的電熱絲，S是手動(dòng)開(kāi)關(guān)，S1是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。該電飯煲的額定電壓是220V，在它正常工作30min內(nèi)，它的電功率隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。 （1）請(qǐng)畫(huà)出該電飯煲在保溫和加熱時(shí)的等效電路圖；（2）求出電熱絲R1的阻值；（3）在不考慮熱損失的條件下，當(dāng)用電高峰期實(shí)際電壓為200V時(shí)，求出該電飯煲從開(kāi)始工作到開(kāi)關(guān)S1第一次自動(dòng)斷開(kāi)需要的時(shí)間。3.（2022江蘇蘇州中考）在如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，R的阻值為8Ω，燈泡L的電流隨電壓變化的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)，燈泡L兩端的電壓為8V。求:（1）電源電壓；（2）將圖甲中的R換成和L一樣的燈泡，10s內(nèi)一個(gè)燈泡消耗的電能；（3）將圖甲中R和L由串聯(lián)改為并聯(lián)，整個(gè)電路的電功率。 4.（2023北京師范大學(xué)附中月考）如圖所示為某型號(hào)電暖氣及其工作原理的簡(jiǎn)化電路圖。電暖氣的額定電壓為220V，工作狀態(tài)分為高、低溫兩擋。其中R1和R2可視為阻值不變的電熱絲，R1的阻值為96.8Ω，高溫?fù)醯墓β蕿?00W。（1）求高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)通過(guò)電暖氣的電流（保留1位小數(shù)）；（2）請(qǐng)分析說(shuō)明當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電暖氣處于高溫?fù)踹€是低溫?fù)酰唬?）求電阻絲R2的阻值（保留1位小數(shù)）。類(lèi)型三電路、銘牌類(lèi)的計(jì)算5.（2023北京五十七中期中）小萱家有一只多功能電煮鍋，表中列出了該電煮鍋的部分技術(shù)參數(shù)。求:品名多功能電煮鍋額定電壓220V頻率50Hz五檔可調(diào)節(jié)額定功率140W；280W；420W；560W；700W（1）該電煮鍋在最大功率擋正常工作1min所產(chǎn)生的熱量Q；（2）該電煮鍋分別在最小功率擋和最大功率擋正常工作時(shí)，電路的電阻R與R'之比。6.（2023北京朝陽(yáng)一模）如圖甲所示為一款儲(chǔ)水式電熱水器，它的實(shí)際電路如圖乙所示，簡(jiǎn)化電路如圖丙所示，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S可以使電熱水器分別在兩個(gè)不同狀態(tài)下工作，主要參數(shù)如表所示。[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃]求:額定電壓220V額定容量50L額定頻率50Hz速熱功率2000W額定最高溫度75℃標(biāo)準(zhǔn)功率800W（1）畫(huà)出電熱水器在標(biāo)準(zhǔn)功率下工作時(shí)的等效電路圖；（2）發(fā)熱器R2的阻值；（3）將額定容量的水從35℃加熱到額定最高溫度需要的最短時(shí)間。7.近來(lái)網(wǎng)上熱賣(mài)的空氣炸鍋，可以不用或少用油制作炸制食品。實(shí)際就是利用風(fēng)扇將電熱管產(chǎn)生的熱量吹向食品進(jìn)行加熱，形象一點(diǎn)就是在鍋里放了一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)，用熱風(fēng)吹食物。其內(nèi)部電路原理如圖，相關(guān)參數(shù)如表。試求:額定電壓220V電源頻率50Hz熱風(fēng)功率1210W冷風(fēng)功率110W（1）熱風(fēng)加熱時(shí)電路中的總電流；（2）正常工作時(shí)電熱管的電阻；（3）圖中電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10Ω，1min內(nèi)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量。8.（2023北京海淀期末）圖甲為小海家使用的某品牌電火鍋，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2為阻值一定的電熱絲，且R1<R2。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S1、S2的斷開(kāi)或閉合狀態(tài)，可以讓電火鍋在不同擋位工作，該電火鍋銘牌的部分參數(shù)如表所示。??牌電火鍋額定電壓220V額定功率低溫?fù)?00W中溫?fù)?000W高溫?fù)?500W（1）求電火鍋在高溫?fù)豕ぷ?min所消耗的電能；（2）電火鍋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，開(kāi)關(guān)S1、S2分別處于什么狀態(tài)?（3）若家庭電路的電壓是220V，某插座的額定電流是5A，用該插座僅給該電火鍋供電，在安全用電的前提下，為了使加熱更快，應(yīng)選擇哪個(gè)擋位?請(qǐng)說(shuō)明理由。

專(zhuān)項(xiàng)（八）電功、電功率和電熱的計(jì)算答案全解全析1.解析（1）電動(dòng)機(jī)正常工作1min時(shí)消耗的電能W=UIt=2V×1A×60s=120J；（2）電動(dòng)機(jī)正常工作1min時(shí)產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=（1A）2×0.5Ω×60s=30J；（3）電動(dòng)機(jī)正常工作1min轉(zhuǎn)化的機(jī)械能W機(jī)=W-Q=120J-30J=90J，則正常工作1min轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率P機(jī)=W機(jī)t=90J60s2.解析（1）由電路圖和P=U2R可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，只有定值電阻R1此時(shí)電路中的電阻最大，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，其保溫的等效電路圖如圖所示。由電路圖和P=U2R可知，S、S1閉合，定值電阻R1和R2并聯(lián)在電路中，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，其加熱等效電路圖如圖所示。（2）由圖丙可知，電飯鍋在保溫狀態(tài)時(shí)，只有R1接入電路中，此時(shí)電功率為110W，則R1的電阻R1=U2P保溫=(220V)2110W=440Ω。（3）由圖丙可知，當(dāng)實(shí)際電壓為200V時(shí)，加熱的實(shí)際功率P實(shí)際=U實(shí)2P額U額=(200V)2×990W(220V)2≈818.18W，電飯鍋正常加熱10min消耗的電能W=3.解析（1）由圖乙可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓UL=8V時(shí)，IL=0.5A，根據(jù)U=IR可知此時(shí)電阻R兩端的電壓UR=ILR=0.5A×8Ω=4V，根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律可知電源電壓U=UL+UR=8V+4V=12V。（2）將R換成L后，根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律可知燈泡L兩端的電壓UL'=U2=12V2=6V，由圖乙可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為6V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流IL'=0.45A，根據(jù)W=UIt可知一個(gè)燈泡10s內(nèi)消耗的電能WL'=UL'IL't=6V×0.45A×10s=27J。（3）將電阻R與燈泡L并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路中的電壓規(guī)律可知，燈泡L兩端的電壓為12V，由圖乙可知，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流IL″=0.6A，由歐姆定律得，通過(guò)電阻R的電流IR=UR=12V8Ω=1.5A，根據(jù)并聯(lián)電路中的電流規(guī)律可知，總電流I=IL″+IR=0.4.解析（1）高溫檔工作時(shí)通過(guò)電暖氣的電流I=P高U=900W220V≈4.1A；（2）由圖知只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，只有R1接入電路中，此時(shí)電路中的總電阻R最大，且電源電壓U=220V不變，由P=U2R可知，此時(shí)電暖氣處于低溫檔；（3）當(dāng)處于高溫檔時(shí)，通過(guò)R1的電流I1=UR1=220V96.8Ω≈2.3A，則通過(guò)R2的電流I2=I-I1=4.1A-2.3A=1.8A，則電阻絲5.解析（1）由表可知，電煮鍋的最大功率擋P大=700W，則該電煮鍋在最大功率擋正常工作1min所產(chǎn)生的熱量Q=W=P大t=700W×1×60s=4.2×104J；（2）電煮鍋在最小功率擋工作時(shí)的功率P小=140W；電煮鍋兩端的電壓不變，根據(jù)P=U2R可知，該電煮鍋分別在最小功率擋和最大功率擋正常工作時(shí)，電路的電阻R與R'之比為6.解析（1）由圖丙和P=U2R可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，只有電阻R1接入電路，電路的電阻較小，此時(shí)電路消耗的功率較大，電熱水器處于速熱擋；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R1和R聯(lián)接入電路，電路的電阻較大，此時(shí)電路消耗的功率較小，電熱水器處于標(biāo)準(zhǔn)擋；標(biāo)準(zhǔn)擋的等效電路圖如圖所示。（2）電熱水器在速熱功率下工作的電阻R1=U2P速熱=(220V)22000W=24.2Ω，電熱水器在標(biāo)準(zhǔn)功率下工作的總電阻R=U2P標(biāo)準(zhǔn)=(220V)2800W=60.5Ω，由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律知發(fā)熱器R2的阻值（3）額定容量水的質(zhì)量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg，將額定容量的水從35℃加熱到額定最高溫度需要吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×40℃=8.4×106J，需要的最短時(shí)間t=WP速熱=Q吸7.解析（1）由表格可知，熱風(fēng)加熱時(shí)功率P=1210W，根據(jù)P=UI可得熱風(fēng)加熱時(shí)電路中的總電流I=PU=1210W220V=5.5A；（2）正常工作時(shí)，由表格可知，冷風(fēng)功率P2=110W，根據(jù)P=UI可得通過(guò)電風(fēng)扇的電流I2=P2U=110W220V=0.5A，則通過(guò)電熱管的電流I1=I-I2=5.5A-0.5A=5A，則電熱管的電阻R=UI1=220V5A=44Ω；（3）由（2）可知通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.5A，根據(jù)焦耳定律可得1min內(nèi)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生