电学计算精典例题解析.ppt

电学计算精典例题解析 1，武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利．有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图．坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω．闭合开关S1，调节开关S2，可以使脚踏分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”（不考虑温度的变化对电阻的影响） （1）该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦？ （2）当脚踏处于中温档时，电热课椅在10秒内产生的热量是多少焦？ 解：（1）S2接a触点时， 电路为R3的简单电路，电路中的电阻最小，根据P= 可知，此时脚踏处于高温档位，电热课椅消耗的功率最大； P高温= = =121W． （2）S2接c触点时， R3与较小的电阻R2串联在电路中，脚踏处于中温档； 电热课椅在10秒内产生的热量： Q=W= t= ×10s=880J． 2，电焊是利用电流的热效应产生高温，将焊条熔化而使两者焊接在一起．电焊机时断时续地工作时，电路会产生迅速变化的电流．设电焊机工作输出电压40V，输出功率2600W．焊条熔点为1200℃，比热容为0.4×103J/（kg?℃），环境温度为30℃，电焊机工作时所消耗的电能80%转化为热量且被焊条完全吸收，并使焊条升温，求： （1）电焊机工作时输出的电流是多少？ （2）电焊机工作4s产生的热量可使一根质量为20g的焊条全部熔化吗？ （3）电焊机工作时会对附近人们的生活造成一定的影响，请指出其中的一点． 解：（1）电焊机工作时的电流 （2）电焊机工作4s消耗的电能：W=Pt=2600W×4s=10400J， 产生的热量：Q=W×80%=10400J×80%=8320J，可使焊条升高的温度： △t= = =1040℃ 1040℃+30℃＜1200℃，所以焊条不会全部熔化． （3）①电焊机工作时有强光，会造成光污染； ②电焊机工作时会产生电磁波，被电视机等用电器接收，影响家用电器的正常工作； ③有强大的电流，造成居民家电压不稳定； ④产生噪声，影响正常工作和休息． 3，随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．下表为小军家小汽车的相关数据： （1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生 角度来看，汽油是 不可再生能源；发动机工作时， 做功冲程将内能转化为机械能． （2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用 了水的 比热容较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为 4.2×105J．（c水=4.2×103J/（kg℃）） （3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为 2×105 Pa．（g=10N/kg） （4）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整． （5）假若该车在水平路面上以40kW的功率匀速行 驶10min，消耗汽油1.5kg，求小汽车发动机的效率． （q汽油=4.6×107J/kg） 总质量：1600kg 额定功率：100kW 车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2 水箱容量：5L （5）汽油燃烧产生的热量 Q=mq=1.5kg×4.6×107J/kg =6.9×107j J 汽车行驶所做的功：W = P t = 40kW×600s = 2.4×107J 汽油机的效率：η= = η 4，图中是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I-U关系图象如图所示．（电阻丝AB的阻值不随温度变化） 求：（1）小灯泡的额定功率； （2）电阻丝AB的阻值； （3）当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少． 解：(1)当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V，对应的电流为1A 小灯泡的额定功率： PL=ULIL=6V×1A=6W (2)当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5V，电流如I小=0.5A 由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U丝=6V—1.5V=4.5V 由欧姆定律得电阻丝AB的电阻： R=U丝/I小=4.5V/0.5A= 9? (3)灯泡消耗的功率为： P=I2RL= 将U=6V、R1=2.5?、P=3.W代入上式中， 解得：RL=1.25?或5? 由图可知，灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小=1.5V/0.5A=3? 所以RL =5? 5，小明的奶奶住在徐闻农村，她家的