专题51电功率综合计算（1） （解析版）

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1．（2020 河北）小明在离家不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热
水）接入家中电能表[3000r/(kW•h)]。如图所示。电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为
“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 110r，用时 120s。在电路中单独使用电水龙
头洗漱时，用了 180s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：
(1)电水壶和电水龙头的电阻；
(2)导线的电阻；
(3)在洗漱时，导线上产生的热量。
【答案】(1) 40Ω 和20Ω；(2) 4Ω；(3) 60500J
【分析】
(1)根据公式
2
U
P= R
分别求出电水壶和电水龙头的电阻；
(2)根据电能表表盘转过的数目求出消耗的电能，根据
=W
Pt
求出电水壶和导线的功率；然后根据功率
和电压求出总电阻，根据串联电路的电阻关系求出导线的电阻；
(3)根据导线的电阻和水龙头的电阻求出其总功率；根据焦耳定律求出产生的热量。
【解析】
(1)电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，根据公式 P＝可知，
电水壶的电阻：R壶＝＝＝40 Ω
电水龙头的电阻：R水龙头＝＝＝20 Ω
(2)当电路中单独使用电水壶烧水时，消耗的电能：
W＝＝ kW·h
此时电路的总功率：P实＝＝＝1 100 W
此时电水壶和导线的总电阻：
R总＝＝＝44 Ω
由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻：
R线＝R总－R壶＝44 Ω－40 Ω＝4 Ω
(3)电水龙头和导线的总电阻：
R′＝R水龙头＋R线＝20 Ω＋4 Ω＝24 Ω
此时导线和电水龙头的功率：
P′＝＝＝ W
根据公式 P＝I2R可知 I2＝
专题 51 电功率综合计算 (1)
1
则导线上产生的热量：
Q＝I2R线t＝×4 Ω×180 s＝60 500 J
2．（2020 河南）在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V 3000W”的电热水器。
（1）电热水器中的电热管工作时利用的是电流的_____效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行
温度控制，红外线是_____（选填“可见”或“不可见”）光；
（2）大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有 10A 和16A 两种，通过计算说明该电热
水器应选用哪种规格的插座；
（3）已知该电热水器的加热效率为 90% ，求它正常工作时把 30 L 水从 20 ℃加热到 47 ℃需要的时间。
（ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg∙℃）。
【答案】（1）热 不可见（2）16A （3）1260s
【解析】
（1）电热水器中的电热管工作时，消耗电能，转化为内能，利用了电流的热效应来工作。红外线是
在红光之外的看不见的光，故红外线是不可见光。
（2）由 P=UI 得I===13.64A，故应选择 16A 的插座。
（3）电热水器中水的质量 m=Vρ 水=30×10-3m3×103kg/m3=30kg
水吸收的热量 Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（47℃－20℃）＝3. 402×106J
电热水器消耗的电能：W＝＝＝3.78×106J，
需要的时间： t＝＝＝1260s＝21min。
3．（2020 荆门）“开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中
酒精浓度测试仪的原理图，电源电压 U=12V， R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图
乙所示。气体中酒精浓度大于或等于 20 小于 80mg/100mL 为酒驾，大于或等于 80mg/100mL 为醉驾。测试
仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为 0时，调节滑动变阻器 R2的滑片，使电压表示数 U1=10V，调
零后 R2的滑片位置保持不变。求：
(1)调零后 R2接入电路中的阻值；
(2)当U1=10V 时，R1消耗的电功率；
(3)在某次检测中，电流表示数为 0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？
【答案】(1) 20Ω；(2) 1W；(3) 醉驾
【解析】
解：(1)由图乙可知，当气体中酒精的浓度为 0时，
R1＝100 Ω，此时电路中的电流：
I＝＝＝0.1 A．(1 分)
R2接入电路中的阻值
R2＝＝＝＝20 Ω.(1 分)
(2)R1消耗的电功率
2
P1＝U1I＝10 V×0.1 A＝1 W．(2 分)
(3)当电流表示数为 0.3 A 时，电路的总电阻
R总＝＝＝40 Ω.(1 分)
气敏电阻的阻值
R1′＝R总－R2＝40 Ω－20 Ω＝20 Ω.(1 分)
分析图乙可知，当气敏电阻的阻值为 20 Ω 时，气体中酒精浓度为 80 mg/100 mL，对照相关标准可以
判定，被测司机属于醉驾．(2 分)
4．（2020 黄冈）如图甲所示，电源电压可调，R1､R2为定值电阻，灯泡的额定电压为 2.5V，图乙是该
灯泡的 I-U 图像｡闭合开关 S，把电源电压调到 4V，R2的功率为 0.8W｡求∶
　　
甲 乙
(1)通过 R2的电流｡
(2)若小灯泡正常发光，则 1min 内电流在 R1上做的功是多少？
(3)现把电源电压调到某一值时，通过 R2的电流为 0.1A，灯泡与 R2两端的电压之比为1∶2，则灯泡的
实际功率是多少？
【答案】(1)0.2 A (2)27 J (3)0.2 W
【解析】
(1)由公式 P＝UI 可得，通过 R2的电流：I2＝＝＝0.2 A；
(2)由图乙可知：当小灯泡正常发光时，U灯＝2.5 V，此时 I灯＝0.30 A
R1两端的电压：U1＝U－U灯＝4 V－2.5 V＝1.5 V
通过 R1的电流：I1＝I灯＝0.30 A，1 min 内电流在 R1上做的功：
W＝U1I1t＝1.5 V×0.30 A×60 s＝27 J；
(3)由公式 P＝可得：R2＝＝＝20 Ω
R2两端的电压：U2′＝I2′R2＝0.1 A×20 Ω＝2 V
由＝可得，U灯′＝U2′＝×2 V＝1 V
由图乙可知，当 U灯′＝1 V，此时 I灯′＝0.20 A
灯泡的实际功率：P灯′＝U灯′I灯′＝1 V×0.20 A＝0.2 W。
5．（2020 乐山）如图所示，已知电源电压保持不变，灯泡 L标有“6V　 6W”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 2.5A．求：
(1)电源电压；
(2)电阻 R1的阻值；
(3)只闭合开关 S1，灯泡 L的电功率。
3
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