電學綜合計算

2022-12-13 15:27:07 字數 4794 閱讀 3501

知識點一. 電路綜合分析計算

例題【例題1】. ☆☆☆如圖所示電路,電源電壓恆定不變。當s1閉合、s2斷開時,電壓表的示數為3v;當s1斷開、s2閉合時,電壓表的示數為9v,則r1∶r2為 ,則r1與r2的功率之比為通電相同時間後,r1與r2消耗的電能之比是

【例題2】. 如圖,r1為12ω,r2為6ω,則的示數之比為

.r1與r2的電功率之比為

r1 r2若通點時間相同,r1與r2消耗的電能之比為

隨堂練習

【練習1】. ☆☆☆如圖示,r1=5ω,r3=20ω,它們與r2串聯,接在電壓為u的電源上,電壓表v1的示數為10v,v2的示數為25v,求:(1)電源的電壓是多少?

(2)求r1,r2,r3電功率之比?(3)若通電10分鐘,則電路消耗的總電能為多少度?

知識點二. 電熱綜合

1. 熱學公式

1 密度公式

2 熱量計算公式

3 吸熱:

4 放熱:

2. 電學公式

a. 電功

規定:電流在某段電路上所做的功,等於這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。

計算公式:w=uit =pt(適用於所有電路)

對於純電阻電路可推導出:w= i2rt= u2t/r

①串聯電路中常用公式:w= i2rt w1:w2:w3:…wn=r1:r2:r3:…:rn

②併聯電路中常用公式:w= u2t/r w1:w2= r2:r1

③無論用電器串聯或併聯。計算在一定時間所做的總功常用公式w= w1+w2+…wn

單位:國際單位是焦耳(j)常用單位:度(kwh) 1度=1千瓦時=1 kwh=3.6×106j

b. 電功率

計算公式:p=ui=w/t(適用於所有電路)

對於純電阻電路可推導出:p= i2r= u2/r

①串聯電路中常用公式:p= i2r p1:p2:p3:…pn=r1:r2:r3:…:rn

②併聯電路中常用公式:p= u2/r p1:p2= r2:r1

③無論用電器串聯或併聯。計算總功率常用公式p= p1+p2+…pn

單位:國際單位瓦特(w) 常用單位:千瓦(kw)

c. 電熱

計算公式:q=i2rt (適用於所有電路)對於純電阻電路可推導出:q =uit= u2t/r=w=pt

①串聯電路中常用公式:q= i2rt 。q1:q2:q3:…qn=r1:r2:r3:…:rn

併聯電路中常用公式:q= u2t/r q1:q2= r2:r1

②無論用電器串聯或併聯。計算在一定時間所產生的總熱量常用公式q= q1+q2+…qn

例題【例題1】. ☆☆☆電熱水壺上標示有下列資料**,它裝有1.6 kg的50℃的溫泉水.電熱水壺正常工作7min後,在1標準大氣壓下的水被加熱至沸騰.求:

[ 已知: c水= 4.2×10 3 j/(kg·℃) ]

(1)水吸收的熱量

(2)電熱水壺消耗的電能

(3)電熱水壺的效率

【例題2】. ☆☆☆如圖26是某種有保溫功能的家用電熱水壺及銘牌。內部電路如圖27所示,當s閉合時,接通電源,電熱水壺正常工作。

當水燒開時,開關s會自動斷開,電熱水壺自動進入保溫狀態,調節開關p,可調節不同的保溫功率。

求:(1)加熱電阻絲的電阻r1的阻值。

(2)當調節p使保溫電熱水壺的保溫功率為55w時,保溫電阻絲r2接入電路中的有效電阻阻值和保溫電阻絲兩端的電壓。

隨堂練習

【練習1】. ☆☆☆如圖同學們常見的家用飲水機,它的銘牌上標有:額定電壓220v,頻率50hz,加熱功率350w。將它接在220v的電壓下,

(1) 當它處於保溫狀態時,飲水機中的電流為0.1a,這時飲水機消耗的電功率是多大?

(2)當它處於加熱狀態時,如果消耗的電能全部用來加熱水,它能使熱水罐中0.5kg,20℃的水的溫度公升高到90℃要多少時間?

【練習2】. ☆☆☆如圖是一條電熱毯電路的示意圖,r0是發熱電阻絲,r是串聯在電路中的電阻,s是控溫開關。電熱毯標牌上標有「220v 40w」字樣。

問(不考慮溫度對電阻值的影響):

⑴、要使電熱毯處於低溫擋時,開關s應處於什麼狀態?

⑵、發熱電阻絲r0的阻值是多大?

⑶、當電熱毯處於低溫擋時,電路中的電流為0.1a,則在10s

內電阻絲r0產生的熱量是多少?

【練習3】. 有一種電飯鍋(如圖甲),它上面的銘牌如圖乙所示,內部電路如圖丙所示。r1是加熱電阻,r2是限流電阻,r2的阻值為484ω。

煮飯時接通220v電源,閉合手動開關s1,電飯鍋處在加熱狀態。當鍋內食物溫度達到103℃時,開關s1會自動斷開,斷開後若無外力作用則不會自動閉合。s2是乙個自動溫控開關,當鍋內食物溫度達到80℃時會自動斷開,溫度低於70℃時會自動閉合。

問:(1)若接通電源後沒有閉合開關s1,那麼電飯鍋能將飯煮熟嗎?為什麼?

(2)在乙個標準大氣壓下若用這種電飯鍋燒水,則開關s1的自動斷電功能不起作用,這是為什麼?

(3)在加熱情況下,求r1的阻值。

(4)在保溫情況下,電飯鍋消耗的電功率是多少?

知識點三. 電力綜合

1. 力學和運動學公式

1 速度公式

2 重力公式

3 壓強公式

4 固體壓強公式

5 液體壓強公式

6 機械功

7 機械功率

2. 電學公式

1 電功

a. 規定:電流在某段電路上所做的功,等於這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。

b. 計算公式:w=uit =pt(適用於所有電路)

c. 對於純電阻電路可推導出:w= i2rt= u2t/r

①串聯電路中常用公式:w= i2rt w1:w2:w3:…wn=r1:r2:r3:…:rn

②併聯電路中常用公式:w= u2t/r w1:w2= r2:r1

③無論用電器串聯或併聯。計算在一定時間所做的總功常用公式w= w1+w2+…wn

d. 單位:國際單位是焦耳(j)常用單位:度(kwh) 1度=1千瓦時=1 kwh=3.6×106j

2 電功率

a. 計算公式:p=ui=w/t(適用於所有電路)

b. 對於純電阻電路可推導出:p= i2r= u2/r

①串聯電路中常用公式:p= i2r p1:p2:p3:…pn=r1:r2:r3:…:rn

②併聯電路中常用公式:p= u2/r p1:p2= r2:r1

③無論用電器串聯或併聯。計算總功率常用公式p= p1+p2+…pn

c. 單位:國際單位瓦特(w) 常用單位:千瓦(kw)

3  電熱

a. 計算公式:q=i2rt (適用於所有電路)對於純電阻電路可推導出:q =uit= u2t/r=w=pt

①串聯電路中常用公式:q= i2rt 。q1:q2:q3:…qn=r1:r2:r3:…:rn

併聯電路中常用公式:q= u2t/r q1:q2= r2:r1

②無論用電器串聯或併聯。計算在一定時間所產生的總熱量常用公式q= q1+q2+…qn

例題【例題3】. ☆☆☆圖23是某「汽車超載記錄器」原理圖。控制電路中,電源電壓u=6v,壓敏電阻的阻值隨壓力變化關係如圖24所示,繼電器線圈電阻r0=10ω。

當通過線圈的電流達到0.2a以上時,繼電器的銜鐵被吸下,工作電路中的電控照相機工作,拍攝超載車輛。

(1)質量超過多少噸的車輛經過壓敏電阻時才會被拍照?

(2)閉合開關s,控制電路每分鐘至少消耗電能多少焦?

(3)請指出汽車超載的危害(一種即可)。

【例題4】. ☆☆☆為保護鼓浪嶼清靜幽雅的人居環境,倡導低碳環保的交通方式,鼓浪嶼上只允許使用電動觀光車。下表為某電動觀光車的技術引數:

根據以上技術引數,解答下列問題:

(1)設乘員質量平均為60kg,求滿載時車對水平路面的壓強;

(2)若電動觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力為1.2×103 n,則電動觀光車在水平路面以20km/h的速度勻速行駛3km,牽引力所做的功多大;

(3)在②情況下,電動觀光車消耗的電功多大。

隨堂練習

【練習4】. ☆☆☆醫院裡利用高溫高壓蒸汽消毒鍋對器械進行消毒,不同的器械所要求的溫度、壓強不同.如圖為自動測量鍋內溫度、氣壓的電路原理圖(虛線框內為鍋內部分電路).電源電壓恒為4.5v.

(1)若對總質量為5kg、初溫為15℃的鋼製器械進行消毒,消毒溫度須達到115℃時,器械共吸收多少熱量?[c鋼=0.46×103j/(kg·℃)]

(2)壓強感測器r1(阻值隨所受的壓強大小發生變化的可變電阻)置入鍋內,其受壓面積為2cm2,如果r1表面能承受的最大壓力為70n,則鍋內允許的最高氣壓是多少?

(3)a1為顯示鍋內氣壓大小的儀表(實質是電流錶),當鍋內氣壓不高於1標準大氣壓時,a1顯示氣壓值都為0,此時r1阻值為200ω,求:氣壓表零刻度線應標在電流錶al刻度盤多少毫安處?

(4)熱敏感測器r2(阻值隨溫度發生變化的可變電阻)置於鍋內,a2為顯示溫度的儀表(實質是電流錶);r2的電阻與溫度的關係如下表所示:

當電流錶a2示數為60ma時,鍋內的溫度為多少?

【練習5】. ☆☆☆如圖是一種測量小汽車油箱內油量裝置的原理圖.壓力感測器r的電阻會隨所受壓力大小發生變化,油量表(由電流錶改裝而成)指標能指示出油箱裡的油的多少.

已知:壓力感測器r的電阻與所受壓力的關係如下表所示.

若壓力感測器r的上表面面積為5cm2,汽油熱值為4.6× 107j/㎏,汽油密度為0.7×

103㎏/m3,電源電壓為6v.請回答:

(1)當油與箱總重為600n時,壓力感測器r受到的壓強是多大?

(2)若油箱內油為10㎏時,汽油完全燃燒能放出的熱量是多少?

(3)如果空油箱的質量為5.8㎏,油量表指標指向2×10-2m3時,電路中電流是多少?

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