题目内容
家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率.某同学对家用电器进行了相关的观察和研究,记录了有关数据,如下表:
假设电水壶的电阻保持不变,请你利用这位同学在活动中获得的有关资料,求:
(1)允许他家同时工作的用电器最大功率;
(2)电水壶工作时的实际电功率;
(3)该同学家的实际电压.
| 观察对象 | 有关记录和相关活动 |
| 观察电水壶铭牌 | U额=220V P额=1210W |
| 观察电能表的铭牌 | 220V 20(40)A 50Hz 3600r/kw?h |
| 用电水壶加热一壶水 | 关闭家里其它用电器,只将电水壶接入电路中烧水,同时观察电能表,观察到表盘3min转了180转. |
(1)允许他家同时工作的用电器最大功率;
(2)电水壶工作时的实际电功率;
(3)该同学家的实际电压.
分析:(1)“220V”是说这个电能表应该在220V的电路中使用;20A是这个电能表的标定电流,所以根据这两个数据利用电功率公式P=UI即可算出允许他家同时工作的用电器的最大功率;
(2)本题中,该同学用电能表和手表测出了电水壶工作时的实际电功率,所以要算电水壶的实际功率,我们就需要用电功率的定义公式P=
进行分析计算.我们先根据电能表的参数3600r/kW?h和表盘转的转数180转算出电水壶在3min钟内消耗的电能,然后再根据公式P=
就可以算出电水壶工作时的实际电功率;
(3)上一问中,我们已经算出了电水壶的实际电功率,那么要算该同学家的实际电压,我们就需要选择一个合适的公式,这个公式里应该包括电压和电功率,而包括电压和电功率的公式有两个:P=UI和P=
.那么选择哪个公式进行分析计算更简便呢?如果用第一个公式计算,我们除了要知道实际功率以外,还需要知道实际电流,而要算实际电流,根据欧姆定律我们还是得先知道实际电压,所以这又绕回去了,显然我们不应该用P=UI这个公式去分析.而第二个公式里包含有电阻R,这就让我们想到了电阻是一个不变的量,与导体两端的电压无关,所以我们可以先根据电水壶的额定电压和额定功率,用公式R=
算出电水壶的电阻,然后再根据实际电功率和电阻,用公式P=
的变形公式U2=PR就可以算出该同学家的实际电压.
(2)本题中,该同学用电能表和手表测出了电水壶工作时的实际电功率,所以要算电水壶的实际功率,我们就需要用电功率的定义公式P=
| W |
| t |
| W |
| t |
(3)上一问中,我们已经算出了电水壶的实际电功率,那么要算该同学家的实际电压,我们就需要选择一个合适的公式,这个公式里应该包括电压和电功率,而包括电压和电功率的公式有两个:P=UI和P=
| U2 |
| R |
| U2 |
| P |
| U2 |
| R |
解答:解:(1)他家同时工作的用电器最大功率:P总=UI=220V×20A=4400W;
(2)电水壶在3min内消耗的电能:W=
=0.05kW?h,
电水壶工作时的实际电功率:P实=
=
=1kW=1000W;
(3)电水壶的电阻:R=
=
=40Ω,
由P=
得:U2=PR,
则该同学家的实际电压:U实=
=
=200V.
答:(1)允许他家同时工作的用电器最大功率是4400W.
(2)电水壶工作时的实际电功率是1000W.
(3)该同学家的实际电压是200V.
(2)电水壶在3min内消耗的电能:W=
| 180r |
| 3600r/kW?h |
电水壶工作时的实际电功率:P实=
| W |
| t |
| 0.05kW?h | ||
|
(3)电水壶的电阻:R=
| U额2 |
| P额 |
| (220V)2 |
| 1210W |
由P=
| U2 |
| R |
则该同学家的实际电压:U实=
| P实R |
| 1000W×40Ω |
答:(1)允许他家同时工作的用电器最大功率是4400W.
(2)电水壶工作时的实际电功率是1000W.
(3)该同学家的实际电压是200V.
点评:本题考查了电功率的计算和电能表参数的理解与电能的求法,所涉及的电功率公式有三个:P=UI,P=
,P=
,在一道题中同时考查了学生对这三个公式的应用,本题确实是一道好题.
解答本题要注意的是:第(1)问中要清楚20A所表达的含义,它对应的就是电能表所允许接的最大总功率,而40A是短时间内允许通过的最大电流,所以不能用40A去计算;第(2)问中要清楚“3600r/kW?h”的含义,要会根据转数和参数计算用电器消耗的电能,在计算实际功率的过程中要注意电能单位和时间单位的统一;第(3)问中要清楚电阻是不变的量,要会根据数据去选择合适的公式进行计算.
| W |
| t |
| U2 |
| R |
解答本题要注意的是:第(1)问中要清楚20A所表达的含义,它对应的就是电能表所允许接的最大总功率,而40A是短时间内允许通过的最大电流,所以不能用40A去计算;第(2)问中要清楚“3600r/kW?h”的含义,要会根据转数和参数计算用电器消耗的电能,在计算实际功率的过程中要注意电能单位和时间单位的统一;第(3)问中要清楚电阻是不变的量,要会根据数据去选择合适的公式进行计算.
练习册系列答案
相关题目