電功電功率電功電功率大題優練6優選例題優選例題例1．如圖甲所示是一種家用電熨斗的原理圖（額定電壓為220V），R0是定值電阻，R是可變電阻（調溫開關），其電阻值均不受溫度影響；(1)該電熨斗溫度最低時的耗電功率為121W，溫度最高時的耗電功率為484W，求R0的阻值及R的阻值變化范圍；(2)假定電熨斗每秒鐘散發的熱量q跟電熨斗表面溫度與環境溫度的溫差關系如圖乙所示，現在溫度為20℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220℃，且保持不變，問應將R的阻值調為多大？【解析】(1)溫度最低檔SKIPIF1<0，即SKIPIF1<0溫度最高檔SKIPIF1<0，即SKIPIF1<0解得：R0＝100Ω，Rmax＝300Ω所以變阻器阻值范圍是0到300Ω。(2)此時電熨斗表面溫度與環境溫度之差Δt＝220℃－20℃＝200℃由圖像知電熨斗每秒鐘散發的熱量q＝440J，要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率P＝440W由SKIPIF1<0解得R＝10Ω所以應將R調至10Ω。例2．電動轎車是未來小轎車發展的趨勢，某輕型電動轎車，質量(含載重)m＝200kg，蓄電池組電動勢E＝200V，內阻r＝0.05Ω，直接對超導電動機(線圈為超導材料，電阻為零)供電，供電電流I＝100A，電動機通過傳動效率η＝90％的傳動裝置帶動車輪轉動。保持電動機功率不變，假設轎車在運動過程中所受摩擦及空氣阻力大小之和恒為f＝653N，g＝10m/s2。(1)若轎車在6s內由靜止在水平路面上加速到v＝72km/h，則這6s內轎車的位移大小為多少？(2)已知某斜坡路面的傾角為θ，轎車所受摩擦及空氣阻力大小不變，則轎車在上坡過程中能達到的最大速度為多少？(sinθ＝0.2585)【解析】(1)電源輸出電壓：SKIPIF1<0電動機功率：SKIPIF1<0由動能定理：SKIPIF1<0解得：SKIPIF1<0。(2)當轎車加速度a＝0時，速度達到最大，此時轎車牽引力：SKIPIF1<0又SKIPIF1<0解得：SKIPIF1<0。模擬優練模擬優練1．如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內阻r＝0.8Ω，電路中另一電阻R＝10Ω，直流電壓U＝160V，電壓表示數UV＝110V。試求：(1)通過電動機的電流；(2)輸入電動機的電功率；(3)若電動機以v＝1m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量。(g取10m/s2)【解析】(1)由電路中的電壓關系可得電阻R的分壓UR＝U－UV＝(160－110)V＝50V流過電阻R的電流IR＝eq\f(UR,R)＝eq\f(50,10)A＝5A即通過電動機的電流，IM＝IR＝5A。(2)電動機的分壓UM＝UV＝110V輸入電動機的功率P電＝IMUM＝550W。(3)電動機的發熱功率P熱＝Ieq\o\al(2,M)r＝20W電動機輸出的機械功率P出＝P電－P熱＝530W又因P出＝mgv，所以m＝eq\f(P出,gv)＝53kg。2．利用電動機通過如圖所示的電路提升重物，已知電源電動勢E＝6V，電源內阻r＝1Ω，電阻R＝3Ω，重物質量m＝0.10kg，當將重物固定時，理想電壓表的示數為5V，當重物不固定，且電動機最后以穩定的速度勻速提升重物時，電壓表的示數為5.5V，求：(不計摩擦，g取10m/s2)(1)串聯入電路的電動機內阻；(2)重物勻速上升時的速度大小；(3)勻速提升重物3m需要消耗的電能?！窘馕觥?1)當將重物固定時，電壓表的示數為5V，則根據閉合電路歐姆定律得電路中電流為I＝電動機的電阻RM(2)當重物勻速上升時，電壓表的示數為U＝5.5V，電路中電流為I'＝電動機兩端的電壓為U故電動機的輸入功率P＝根據能量轉化和守恒定律得U代入解得，v＝1.5m/s(3)勻速提升重物3m所需要的時間t＝則消耗的電能W＝EI't＝6J3．如圖所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內阻rA＝2Ω，當S1閉合，S2、S3斷開時，電流表示數為6A；當S2閉合，S1、S3斷開時，電流表示數為5A，且電動機的內阻rM＝1Ω；當S3閉合，S1、S2斷開時，電流表示數為4A。求：(1)電爐子的電阻及發熱功率；(2)電動機的機械效率；(3)在電解槽工作時，電能轉化為化學能的功率。【解析】(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得：R＝其發熱功率：P＝I1U＝12×6(2)電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律：I2所以：η＝(3)電解槽為非純電阻元件，由能量守恒定律：P化學＝所以：P化學＝(12×4?42×2)4．用一個標有“12V24W”的燈泡做實驗，測得燈絲電阻隨燈泡兩端電壓變化關系圖象如圖所示。(1)在正常發光條件下，燈泡的電功率為多大？(2)設燈絲電阻與絕對溫度成正比，室溫為300K，求正常發光條件下燈絲的溫度。(3)將一定值電阻與燈泡串聯后接到20V電壓上，要使燈泡能正常發光，串聯的電阻為多大？(4)當合上開關后，需要0.5s燈泡才能達到正常亮度，為什么這時電流比開始時??？計算電流的最大值?！窘馕觥?1)由題圖知，正常發光時R＝8Ω，故電功率為：P＝(2)由題圖知，室溫時電阻R′＝1Ω，由TT'＝(3)電阻的電壓為：U′＝20－12＝8V電阻的電流為：I'＝U串聯電路電阻為：Rx＝U'I'(4)閉合開關后，燈絲溫度升高，電阻增大，電壓不變，因此電流減??；由圖示可知，最小電阻為1歐姆，最大電流：I＝U5．有一個直流電動機，把它接入0.2V電壓的電路時，電動機不轉，測得流過電動機的電流是0.4A；若把電動機接入2.0V電壓的電路中，電動機正常工作，工作電流是1.0A。則電動機正常工作時的輸出功率多大？如果在電動機正常工作時，轉子突然被卡住，電動機的發熱功率是多大？【解析】當電動機轉子不轉時，電動機無機械能輸出，故電能全部轉化成內能，相當于純電阻電路，歐姆定律成立。當電動機轉動時，一部分電能轉化成機械能輸出，但因線圈有電阻，故又在線圈上產生內能，輸入的電功率P電＝P熱＋P機。接U＝0.2V電壓時，電動機不轉，電流I＝0.4A，根據歐姆定律，線圈電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(0.2V,0.4A)＝0.5Ω當接U′＝2.0V電壓時，電流I′＝1.0A，故輸入電功率P電＝U′I′＝2.0×1.0W＝2.0W消耗熱功率P熱＝I′2R＝1.02×0.5W＝0.5W故輸出功率即機械功率P機＝P電－P熱＝(2.0－0.5)W＝1.5W。如果正常工作時轉子被卡住，則電能全部轉化成內能，故其發熱功率P熱′＝eq\f(U′2,R)＝eq\f(22,0.5)W＝8W6．如圖所示電路中，R1＝3Ω，R2＝6Ω，R3＝1.5Ω，C＝20μF，當開關S1閉合、S2斷開電路穩定時，電源消耗的總功率P1＝2W；當開關S1、S2都閉合電路穩定時，電源消耗的總功率P2＝4W。求：(1)電源電動勢E和內阻r；(2)當S1閉合，S2斷開，電路穩定后，電容器所帶的電量；(3)當S1、S2都閉合電路穩定時，電源的輸出功率及電容器所帶的電量?！窘馕觥?1)S1閉合、S2斷開電路穩定時，電源消耗的總功率SKIPIF1<0S1、S2都閉合電路穩定時，R1、R2并聯，SKIPIF1<0電源消耗的總功率SKIPIF1<0聯立解得：E＝4V，r＝0.5Ω。(2)當S1閉合，S2斷開，電路穩定后，外部總電阻SKIPIF1<0干路上總電流SKIPIF1<0