功率约多大?
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×3.6×10=6000J 3000W6000JP===100W
t60s100∴P1==5W
20答案:W=
(05第十五届)七、(14分)科技小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V-1OOW”的灯泡进行一项质量检测。他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值(见下表)。实验操作可靠、数据无误。 电压U/V 电流I/A 电压U/V 电流I/A 请你回答: (1)试通过计算说明这种灯泡在标称电压下工作时,其消耗的功率是否等于额定功率。 (2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,为使其在标称电压下工作时消耗的功率等于额定功率,其长度为一确定的数值l0实际上这个灯泡钨丝的长度比l0长了还是短了?为什么?
(3)如果要使这种灯泡达到额定功率,加在灯泡上的实际电压应为多大?
提示:可用作图象的方法解答。在图10的坐标纸上作出相关图象,根据图象求得结果。
210 0.458 215 0.462 220 0.467 225 0.471 230 0.475 235 0.479 240 0.482 ??.. ??? 180 0.417 185 0.426 190 0.434 195 0.441 200 0.447 205 0.453
答案:七、(1)P=UI=220V×0.467A=102.74W>100W
U2(2)由R=可知短了
P(3)216V(由P-U图象)
(05第十五届复)四、(16分)李明得到一个国外生首开的电热暖手器,铭牌表示额定值的字样中,能看清楚的只有“24W”这几个字。为了能正确使有该用电器,他把一只标有“600
?,0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来,连接到家庭照明电路中,然后进行
如下实验观察:将开关接通后,电能表转盘转动137圈恰好用了100s;断开开关后,电能表转盘在1min内恰好转了80圈;观察电能表上标有3000r/(kW·h)字样;他在做实验的时间内,家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据,计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?由此导致的计算结果是偏大还是偏小? 答案:接通开关时,电能表测出的是所有用电器在100s内消耗的总电能
W'?137kW?h3000 (1分)
断开开关后,电能表测出的就是李明家其他用电器在60s内消耗的电能
W?80kW?h3000 (1分)
断开开关前后的功率分别为:
137W'3000P'??kW?1644W100t'3600 (1分)
80W3000P??kW?1600W60t3600 (1分)
所以,实验支路的串联(总)功率为:
PW?1600W?44W (2分) 串?P'?P?1644U22202R串????1100?P44串实验支路的总电阻为: (1分)
电热暖手器的电阻为:
R?R串?R定?1100??600??500? (2分)
所以,电热暖手器的额定电压为:
U额?P额R?24?500V?109V (2分)
在上述计算中,忽略了温度对电阻的影晌。在实验测试中,电热暖手器的实际电压为:
U实?U?P串UR定?220V?44?600V?100V220,小于其额定电压 (2分)
由于电流的热效应,温度升高,电阻增大,电热暖手器在额定电压下(正常)工作时,其电阻会大于500?,故其实际的额定电压
U额?P额R也会大于测量值109V,因此忽略温度
对电阻的影响,会导致计算结果偏小。 (06第十六届)四、(6分)李明同学家要买一个烧水用的水壶,超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购,一种是放在液化气灶上用的,另一种是壶内装有电热器的,如图11所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省
钱。他首先进行了调查,得到如下资料、当地居民用电的价格是0.5元/度;瓶装液化气的价格是60元/瓶(每瓶中液化气的质量约为15 kg,液化气的热值为4.2×10J/kg );用液化气烧水的热效率约为30%,用电热水壶烧水的热效率约为90%。根据以上信息,请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。
答案:由题意可知,1元钱可购得2度电或15kg/60=0.25kg液化气
消费1元钱用电烧水得到的有效热量为:2×3.6×10J×90%=6.48×10J
消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为:0.25kg×4.2×10J/kg×30%=3.15×10J 消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多,可见用电热水壶烧水更省钱。
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(06第十六届) 六、(10分)现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片,从而可以方便地进行编辑与加工,保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在电脑上显示出来,或者通过电子邮件传送出去。
右面是一款数码相机的电池的一些资料。
根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍,回答相关问题:
(1)数码相机的电源打开后,就处于待机状态,这时要消耗一定的电能;拍摄时,拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。
假设用一个充满电的电池作电源进行拍照,每5min拍一张照片,相机使用过程中的平均工作电流为0.2A.请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。 (2)对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电,充电的效率多大? 答案:⑴ 电池充满电时储存在电池内的能量
E=UIt=3.7V×2200×10-3A×3600s=29304J
每拍摄一张照片平均消耗的能量 E1= U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222 J? 拍摄照片的张数 n= E/ E1=29304J /222 J=132张
⑵对电池完全充电时,充电器向电池输出的电能
W=U′It′=4.2V×2200×10-3A×2.5×3600s=83160J
充电的效率 η=E/W=29304J /83160J =35.2%
(06第十六届)七、(12分)空调的“匹数”,是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异,为便于比较,空调的效能常以“制冷量”来表示。 在选择空调时,除了制冷量和制热量(对冷热空调而言)外,还要考虑“能效比”。 空调的能效比=
制冷量(W),它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效
输入功率(W)比相差很大,一般在2~3之间,最高的可达到3.5左右,应尽量挑选能效比高的空调。 房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算:制冷量Q冷=S(房间面积)×140W一180 W;制热量Q 热=S(房间面积)×180 W-240 W(此公式适用于层高2.5 m的房间,如果层高偏大,则应适当加大功率)。
下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。
请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书,通过计算回答下面的问题: 1.这台空调的能效比是多少。
2小明家新购买楼房客厅的面积约为30m,层高为2.7 m,他想在客厅内安装上表所示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理。
3.若小明家用此空调器制冷,空调器的压缩机每天实际工作6 h,一个月仅空调一项所支付的电费约为多少?(当地的电价为0.5元/度)
答案:1.这台空调的能效比为 能效比?制冷量?5000W?2.7
输入功率1850W2
2.所需的制冷量为:Q冷=S×140W-180W=30×140W-180W=4020W 所需的制热量为:Q热=S×180W-240W=30×180W-240W=5160 W
查表得:空调的额定制冷量为5000W,额定制热量为5300W,都略大于房间所需要的制冷量和制热量。考虑到楼房的高度2.7m>2.5m,应适当加大功率,故这种选择是合理的。
3.空调一个月内消耗的电能为W=Pt =(8.6×220×)W×6h×30=340.6kW·h, 应支付的电费为340.6kW·h×0.5元/ kW·h =170.3元
其他解法(每月按31天),只要正确,参考上述评分标准给分。
(06第十六届复)六、(14分)利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅,其发热体电阻丝如图5所示。A、B、C为三个接线柱,B是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。
(1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。
(2)如果要求低温发热功率为200 W,那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大? (3)设计一份该火锅的产品铭牌。