Preguntas y respuestas sobre cálculo de energía eléctrica
9. (2010. Laiwu) Actualmente hay dos componentes del circuito, a saber, la resistencia constante R1 y el termistor R2 (la resistencia cambia con la temperatura y es muy sensible a la temperatura en ambos extremos de ellos). El voltaje es como se muestra en la Figura a. Conecte estos dos elementos del circuito para formar un circuito como se muestra en la Figura B. El voltaje de la fuente de alimentación es de 6 V. Cuando la lectura del amperímetro sea 70 mA, encuentre: (6544) (2) la corriente a través del termistor R2; (3) la resistencia de R2 (4) la potencia total de la fuente de alimentación.
Solución: (1) (Toma cualquier punto de la imagen y haz un ejemplo de cálculo:)
Comprueba la imagen correctamente. Cuando el voltaje en R1 es U1 = 2 V, la corriente i1 = 20 ma = 0,02 a.
(2)La corriente que pasa por R1 es
El agua que fluye por R2 es
(3) Compruebe el diagrama de relación I-U de R2. Cuando la corriente a través de R2 es de 10 mA, U2=4V…1.
Resistencia de R2 en este momento.
(4) La corriente total en el circuito es I = 70 Ma = 0,07a.
La potencia total de la fuente de alimentación es
5. (2010. Jingmen) En una actividad extracurricular, Xiaohua realizó observaciones e investigaciones relevantes sobre la cocina de inducción en casa y registró la relación. entre la cocina de inducción y ella Los datos relevantes del contador de energía eléctrica se muestran en la tabla de la derecha. (Capacidad calorífica específica del agua c= 4,2×103J/(kg?c). Resuelva el problema durante este período basándose en la información relevante obtenida por Xiaohua durante la actividad:
(1) Calor absorbido por agua;
p>(2) La potencia real de la cocina de inducción
(3) La eficiencia de la cocina de inducción en agua hirviendo
(1) )
(2)2. ) Energía eléctrica consumida en 5 minutos
o
(3)
6. Jinhua) La posición del interruptor no se puede ver por la noche, por lo que Xiao Ming diseñó el circuito que se muestra en la figura. Cuando el interruptor unipolar de doble tiro S se gira a B, la luz de iluminación se enciende y la luz indicadora se apaga para evitar el desperdicio de energía eléctrica. Cuando S gira a A, la luz de iluminación se apaga y la luz indicadora se enciende, indicando la posición del interruptor (S solo puede estar en estos dos estados). Completó el circuito de conexión entre la luz indicadora y el cable de resistencia en el cuadro de la imagen. La especificación de la luz indicadora es "10V, 1W".
(1) ¿Cuál es la resistencia de la lámpara cuando funciona normalmente?
(2) Si la iluminación funciona normalmente durante 6 horas, ¿cuánta electricidad consume la iluminación durante este período?
(3) Para que la luz indicadora brille normalmente, ¿qué cable de resistencia se debe conectar?
(1)P importe=U importe I importe=U2 importe/R
r = U2/P =(220v)2/100 w = 484ω
(2)W = Pt = 100 W×6h = 600 W = 0.6kwh
(3) La lámpara de iluminación y el cable de resistencia están conectados en serie, por lo que la corriente que fluye a través de la lámpara de iluminación es igual a la corriente que fluye a través del cable de resistencia.
La lámpara de iluminación brilla con normalidad y alcanza la potencia nominal.
I=Pfoto/Ufoto=1W/10V=0.1A.
La serie de cables de resistencia de la industria eléctrica es U resistencia = U- U iluminación = 220V-10V = 210V.
R= Resistencia U/I = 210V/0.1A = 2100ω
7. (2010. Wenzhou) El gobierno municipal de Wenzhou planea construir 40 pilas de carga de vehículos eléctricos este año para abastecer a Wenzhou. Eléctrico Proporcionar instalaciones de apoyo para un mayor desarrollo de los automóviles.
Construcción de instalaciones. La siguiente tabla son algunos datos relevantes de una determinada marca de vehículos eléctricos:
(1) Cuando el vehículo está descargado, si el área total de contacto entre las ruedas del vehículo eléctrico y el suelo es de 400cm2, ¿qué ¿Cuál es la presión del vehículo sobre el suelo? (g = 10N/kg)
(2) Si el automóvil conduce a una velocidad constante de 40 km/h durante 2,5 horas, ¿cuántos kilovatios-hora de electricidad se consumirán?
(3) Los vehículos eléctricos funcionan con baterías de hierro. Como se muestra en la figura, las curvas de descarga de baterías de hierro y baterías de zinc-manganeso cuando alimentan el mismo aparato eléctrico. ¿Cuáles son las características de las baterías de hierro en comparación con las de zinc-manganeso? (Escribe dos puntos).
(1) Solución: p = f/s =(1600kg×10n/kg)/400×10-4m = 4×105 pa.
(2)S = v . t = 40k m/h×2.5h = 100Km W = 100Km×0.12kWh/Km = 12kWh
(3) El tiempo de descarga es largo , El voltaje es mayor durante la descarga.
28. (2010. Guilin) Xiaohua compró un secador de pelo doméstico, como se muestra en la Figura a. Su circuito simplificado se muestra en la Figura B, y los principales parámetros técnicos se muestran en la tabla de la. bien.
Responda las siguientes preguntas:
(1) Cuando el secador de pelo sopla aire frío, ¿cuánta electricidad consume durante 5 minutos de funcionamiento normal?
(2) Cuando se gira el interruptor selector hacia dónde, ¿cuál es la potencia máxima del secador de pelo para un funcionamiento normal? ¿Cuál es la corriente total en el circuito en este momento?
(3) Cuando el voltaje de alimentación del circuito es de 200 V, ¿cuál es la potencia eléctrica real del cable calefactor del secador de pelo?
(El resultado del cálculo se redondea a un decimal)
Solución: (1) Cuando el secador de pelo sopla aire frío, P=W/t:
El consumo de energía es: w = pt = 120 w×5×60s = 3,6×104j.
(2) Cuando se gira el interruptor selector a los puntos B y C, el secador de pelo tiene la máxima potencia eléctrica.
Por: P=UI
La corriente en el circuito I = P/U = 1000 W/220 V = 4,5A.
(3) Potencia nominal del cable calefactor eléctrico: P = 1000 W-120 W = 880 W.
De: P=UI y I=U/R:
Resistencia del cable calefactor: reheat=U2/P=(220V)2/880W=55.
La potencia real del cable calefactor eléctrico: P real = U real 2/R calor = (200V)2/55 = 727,3 w.
Respuesta: Cuando el secador de pelo sopla aire frío, la energía consumida por el secador de pelo durante 5 minutos de funcionamiento normal es 3,6 × 104J cuando el interruptor selector se gira a los puntos B y C, el secador de pelo; tiene la máxima potencia eléctrica. Cuando la corriente es de 4,5 A y el voltaje real en el circuito es de 200 V, la potencia real del secador de pelo es de 727,3 W.
34. (2010. Jixi) Xiaohuajia quiere comprar un calentador de agua eléctrico instantáneo. (comúnmente conocido como "calentador de agua sobrecalentado") reemplaza el calentador de agua eléctrico tipo caja original, que puede hacer que la temperatura del agua alcance la temperatura adecuada en unos segundos.
⑴En la placa de identificación de esta "agua sobrecalentada" se lee "220V, 6000 W". ¿Cuál es la corriente que fluye a través de él durante el funcionamiento normal?
(2) ¿La tarifa de electricidad doméstica en la ciudad de Jixi es de 0,5 yuanes/kilovatio? h, el precio de la entrada a los baños locales es de 4 yuanes. Si se baña con este "sobrecalentamiento", el tiempo acumulado de encendido es de 10 minutos cada vez. Calcule cuánto dinero ahorra cada vez que se baña. (El costo del agua se calcula en 0,1 yuanes).
⑶ Dado que el ambiente de trabajo "sobrecalentado" es relativamente húmedo y fuerte, ¿a qué debe prestar atención durante la instalación y el uso?
(Se sabe que la corriente nominal máxima marcada en su interruptor de aire es 20 A)
Recientemente, Xiaohua descubrió que muchos vecinos están usando calentadores de agua "solares". Si fueras una florecita, ¿elegirías "energía solar" o "sobrecalentamiento"? Indique la base de su elección.
Respuesta: (1)
(2)
¿0,5 yuanes/kilovatio por kilovatio hora? alto×1kW? H = 0,5 yuanes
Ahorro de costes: 4 yuanes-0,5 yuanes-0,1 yuanes=3,4 yuanes.
(3) Por razones de seguridad, se debe instalar un dispositivo de protección contra fugas (también se pueden usar enchufes de tres orificios y enchufes triangulares
Realizar modificaciones en el circuito (responda las preguntas específicas); método de modificación, o indicar si la corriente nominal máxima del aparato eléctrico no coincide con el circuito original, también se puede calificar)
(4) Los calentadores de agua solares son limpios, no contaminan y ahorran energía. , renovable, con bajas emisiones de carbono y relativamente seguro; el "sobrecalentamiento" se calienta más rápido y se utiliza Conveniente, pequeño, ahorra espacio y no se ve afectado por el clima (si elige entre "solar" y "sobrecalentamiento", puede puntuar). siempre que el motivo sea razonable).
22. (2010. Escuela secundaria Bengbu No. 2) Como se muestra en la figura, se desconoce el voltaje de la fuente de alimentación y la resistencia fija R1 es una caja de resistencia con un rango de ajuste suficientemente grande. Los valores de R2 y R3 son 3R y 6R respectivamente. Después de cerrar el interruptor S, la lectura del amperímetro es 0 cuando el valor de resistencia de la caja de resistencia se ajusta a r, y es 0 cuando el valor de resistencia de la caja de resistencia se ajusta a 6R.
Descubra: (1) Cuando el valor de resistencia de la caja de resistencias se ajusta a R, calcule la potencia eléctrica de R3.
(2) El voltaje de la fuente de alimentación y el valor de resistencia; de la resistencia de valor fijo RX;
(3) Si se conecta un voltímetro entre el punto A y el punto B en el circuito y la resistencia de la caja de resistencia cambia continuamente, una serie de lecturas del voltímetro y Se obtendrá el amperímetro. Por favor dibuje cualitativamente las gráficas reflejadas por las lecturas del voltímetro y amperímetro en el sistema de coordenadas U-I de la Figura b.
22.⑴
⑵
⑶
(Si el gráfico puede reflejar: ① lineal ② función de resta, es correcto si no se extiende a los dos ejes de coordenadas))
(2010. Yantai) Xiao Ming usa tres medidores de electricidad (voltímetro o amperímetro), dos bombillas pequeñas, un interruptor, cables y una fuente de alimentación conectados para formar el circuito que se muestra en la figura. Después de encender el interruptor, ambas bombillas se encienden y Xiao Ming registra las siguientes lecturas de los tres medidores de electricidad:
6V;
(1) Dibuje el diagrama del circuito experimental e indique las lecturas de los tres instrumentos A, B y C respectivamente.
(2) Calcular la resistencia de Ll y la potencia total consumida por el circuito.
Solución: (1) Vea la imagen (la secuencia de conexión del diagrama del circuito debe ser consistente con el diagrama físico).
a es un amperímetro con una lectura de 1,5A
b es un amperímetro con una lectura de 0,5A
c es un voltímetro con una lectura de 6V .
(2) Según la ley de Ohm, I=U/R
r 1 = U/I 1 = 6V/0.5A = 12ω
Según P= UI
Total = UI = 6V× 1.5A = 9W
(2010.Suzhou) En el circuito que se muestra en la figura, R1=10, R2=20, la indicación del amperímetro después de cerrar el interruptor.
0.3A Encuentre:
(1) El voltaje a través de la resistencia R1;
(2) La corriente a través de la resistencia R2;
(3)La potencia total consumida por el circuito.
Solución: (1) Resistencia r 1 u = I 1r 1 = 0.3a×10ω= 3v.
(2) Corriente I2 a través de la resistencia R2 = U/R2 = 3V/20ω = 0,15A.
(3) La potencia total consumida por el circuito P = UI = U(I 1+I2)= 3v×(0.3A+0.15A)= 1.35 w.
(2010. Guangzhou) Una plancha eléctrica tiene dos cables calefactores R1 y R2. Su circuito simplificado se muestra en la Figura 24. Puede funcionar con un voltaje de 220 V o 110 V.
Funcionamiento normal. : Para 110 V, configure S en 1, para 220 V, configure S en 2. En ambos casos, el hierro tiene el poder de la electricidad.
Ambas son de 1100 W.
(1) ¿Cuánta electricidad consume la plancha cuando funciona normalmente durante 5 minutos?
(2) ¿Cuál es la corriente de funcionamiento normal de una plancha eléctrica a 220 voltios?
(3) ¿Cuál es la relación de resistencia de los dos cables calefactores?
Solución: (1) Porque la plancha eléctrica funciona normalmente,
(2) Desde,
(3) Desde,
Por lo tanto
(2010. Jiaxing) La Exposición Mundial 2010 utilizará plenamente un nuevo tipo de lámparas de bajo consumo, llamadas lámparas LED. El uso de luces LED ahorra un 90 % de energía en comparación con las bombillas antiguas y el color de la luz cambia con el voltaje (consulte la tabla a continuación). La imagen B es la mascota de la exposición: "Haibao". Bajo la iluminación de luces LED, puede mostrar diferentes colores por la noche y la imagen es muy linda.
(1) Según los datos de la tabla, cuando la luz LED emite luz roja, consume 0,036 vatios de energía eléctrica.
(2) Conecte la luz LED al circuito que se muestra en la Figura A arriba. Se sabe que el voltaje de alimentación es de 5 voltios y permanece constante, y que la resistencia R es de 90 ohmios. Cuando el interruptor está cerrado, el miliamperímetro (un amperímetro más preciso que un amperímetro) lee 20 mA. ¿Calculando qué color de luz emite la luz LED en este momento?
(3) Hay un Haibao con una masa de 2,0×103kg, colocado en el suelo horizontal, con un área de contacto de 0,4m’. Encuentre la presión de este tesoro marino sobre el suelo (tome g = 10N/kg).
Solución: (2) De I = u/r, ur = IR = 0,02a× 90ω = 1,8V.
Uled = 5v-1.8v = 3.2v.
La luz LED del reloj es de color azul.
(3)f = g = mg = 2,0×103kg×10n toneladas/kg = 2,0×104 ganado.
Respuesta: (2) En este momento, la luz LED emite luz azul. (3) La presión de este "tesoro marino" sobre el suelo es de 5×104 Pa.
(2010. Zhanjiang) La abuela Xiao Ming vive en la zona rural de Xuwen. Las bombillas del pasillo de su casa se queman fácilmente en mitad de la noche. Para resolver este problema, Xiao Ming diseñó el circuito como se muestra en la imagen. Tanto L1 como L2 son "220V40W". Responda las siguientes preguntas: (Suponga que la resistencia de la bombilla permanece constante e ignore los cambios en el voltaje de la fuente de alimentación)
(1) ¿Cuál es la resistencia de la bombilla B? Cuando los interruptores S y S1 están cerrados, L1 emite luz normalmente. ¿Cuál es el consumo de energía después de trabajar durante 5 horas?
(2) Apague S1 y encienda S, de modo que ambas bombillas brillen y la bombilla no se queme fácilmente en medio de la noche. Calcule el voltaje en L1 en este momento.
(3) Calcule la potencia total consumida por el circuito cuando ambas bombillas están encendidas.
Solución: (1) La resistencia de la bombilla B R = U2/P = (220v)2/40w = 1210ω.
¿La energía eléctrica consumida por L1 cuando trabaja normalmente durante 5 horas es W=Pt=0.04kW×5h=0.2 kW? h
(2) Cuando S 1 está apagado y S está encendido, ¿la corriente I=U/R? Total = 220v/(1210ω+0210ω)= 1/11A.
El voltaje en L1 = IR 1 = 1/11a×1210ω= 110V.
(3) Cuando ambas bombillas están encendidas, la potencia total consumida por el circuito es p total = UI = 220v×1/11A = 20w.
Respuesta: Omitido
11, (2010. Luzhou) Los vehículos eléctricos solares funcionan con células solares. La imagen de la derecha es un diagrama simplificado de su circuito. La energía luminosa se convierte en energía eléctrica y se almacena en células solares para proporcionar la energía necesaria para la rotación del motor. La velocidad del motor se puede ajustar cambiando la resistencia reguladora de velocidad. Como todos sabemos, el voltaje de la celda solar es de 600 voltios. Responda las siguientes preguntas:
(1) Cuando el control deslizante P de la resistencia de regulación de velocidad está en el extremo derecho, la resistencia. de la resistencia reguladora de velocidad conectada al circuito es 10ω. Cuando el interruptor S está cerrado, el voltaje es de 500 V. ¿Cuál es la potencia eléctrica del motor en este momento?
(2) Cuando el control deslizante P de la resistencia reguladora de velocidad se desliza hacia el extremo izquierdo, la potencia eléctrica del motor alcanza los 18 KW. ¿Cuáles son los representantes actuales?
11. Solución: (1) Cuando el control deslizante P está en el extremo derecho, el motor y la resistencia reguladora de velocidad están conectados en serie. El voltímetro mide los dos voltajes de carbonilo del motor. El voltaje a través de la resistencia reguladora de velocidad es U-U = 600 V. -500 V = 100 V.
I = U/R = 100V/10ω= 10A.
Potencia eléctrica del motor P= U máquina I=500V×10A=5kW.
(2) Cuando el control deslizante P del motor regulador de velocidad está en el extremo izquierdo, solo el motor está conectado al circuito. En este momento, el voltaje a través del motor está.
u máquina 1 = u = 600 v.
La corriente representada por P= U máquina 1×I es: I=P/ U máquina 1=18000W/600V=30A.
Respuesta: Cuando el control deslizante P está en el extremo derecho, la potencia eléctrica del motor es de 5 kW. Cuando el control deslizante P está en el extremo izquierdo, el amperímetro indica 30 A.
26. (2010. Nanjing) El diagrama del circuito muestra que el reóstato deslizante está marcado como "50ωlA", el voltaje de la fuente de alimentación es constante a 6 V, el rango del amperímetro es 0-0,6 A y el rango del voltímetro. es 0-3V. Cuando el interruptor S está cerrado y el control deslizante del reóstato deslizante se mueve a una determinada posición, la indicación de corriente es 0,2 A y la indicación de voltaje es 2 V. Buscar:
(1) El valor de resistencia de la resistencia R1
(2) La potencia consumida por el reóstato deslizante en este momento
(3) En orden Para garantizar la seguridad del circuito, el rango de disipación de potencia permitido de la resistencia R65438 es +0.
26. Solución: (1)r 1 = u 1/I = 2v/0.2a = 10ω.
(2)U2=U-U1=6V-2V=4V
P2=U2I=4V×0.2A=0.8W
(3) Cuando Cuando la representación del voltaje es de 3 V, la potencia consumida en R1 es la mayor.
p 1da =(u 1da)2/r 1 =(3v)2/10ω= 0.9w.
Cuando la resistencia del reóstato deslizante es mayor, la potencia consumida en R1 es la menor.
La corriente mínima I en el circuito es pequeña = U/R total = 6V/60ω = 0,1A.
P1pequeño=Imínimo2r1=(0.1A)2×10ω= 0.1W.
El rango de consumo de energía permitido de R1 es 0,1W-0,9W-0,9w.
Respuesta: El valor de resistencia de la resistencia R1 es 10ω y la potencia consumida por el reóstato deslizante es 0,8 W. Para garantizar la seguridad del circuito, el rango de consumo de energía permitido de la resistencia R1 es 0,1. W-0,9W.
24. (2010.Shanghai) En el circuito que se muestra en la Figura 13 (a), el voltaje de la fuente de alimentación es de 6 V y permanece sin cambios, y el reóstato deslizante R1 está marcado con "100ω2A". Después de apagar la tecla S, las indicaciones de los amperímetros A1 y A2 son respectivamente.
(1) La resistencia de la resistencia R2.
(2) Cuando la corriente se energiza durante 10 segundos, el trabajo realizado por la corriente a través de la resistencia R2.
(3) ¿Es correcto mover el control deslizante p del reóstato R1?
Existe un ángulo que hace que las agujas de los dos amperímetros se desvíen de la escala cero.
¿La misma situación? Si está presente, en este momento se solicita el reóstato R1.
Consumo de energía p 1; si no existe, explique el motivo.
Solución: (1)I2 = I-I 1 = 1.2a-0.4a = 0.8a.
R2 = u/I2 = 6V/0.8A = 7.5 ohmios
(2) W2 = UI2t = 6V× 0.8A× 10 segundos = 48 Julios.
(3) Si el rango de medición del amperímetro A1 es 0~0,6 A y el rango de medición del amperímetro A2 es 0~3 A, entonces cuando los punteros de los dos amperímetros se desvían de la escala cero exactamente el mismo ángulo, hay :I? =5 yo 1?
¿Yo 1? +yo 2=5 yo 1?
¿Yo 1? +0,8 A = 5i1?
¿Yo 1? = 0,2 amperios
P1=U I1? = 6V × 0,2A = 1,2W.
Respuesta: La resistencia de la resistencia R2 es de 7,5 ohmios. El trabajo realizado por la corriente a través del resistor R2 es de 48 julios. En este momento, la potencia consumida por el reóstato R1 es de 1,2 vatios.
18. (2010. Wuhu) Los electrodomésticos a menudo no alcanzan el voltaje y la potencia nominal cuando están en funcionamiento.
Un compañero hizo el siguiente experimento en casa: Primero revisó su medidor de energía eléctrica, el cual estaba marcado "3600 r/kW?h"; luego apagó todos los aparatos eléctricos de la casa, dejando solo uno marcado "220V, Llene el 1210W"; ” Hervidor eléctrico con agua y seguir trabajando. Al mismo tiempo, observó que la plataforma giratoria del medidor de energía giraba 180 veces en 3 minutos. Suponiendo que la resistencia del hervidor eléctrico permanece sin cambios, pregunte:
(1) La resistencia del hervidor eléctrico;
(2) La potencia eléctrica real del hervidor eléctrico cuando está funcionando;
(3) El voltaje real de la casa del compañero de clase.
Solución: (1) Multiplicar la cantidad de P = la cantidad de U2/R
La resistencia de la tetera es R = U2 = (220v)2/1210w = 40ω.
(2)t=3min=180s
La energía eléctrica consumida por el hervidor eléctrico en el tiempo t w = 180/3600 = 0,5 (kW?h)=1,8×105J
La potencia eléctrica real P del hervidor eléctrico es W/T = 1,8×105/180 = 1000(W).
(3) El voltaje real de la casa del compañero, U = = 200 (V)
Respuesta: La resistencia del hervidor eléctrico es 40ω, y la potencia eléctrica real del El hervidor eléctrico cuando está funcionando es de 1000 W. El voltaje real en casa es de 200 V.
26 (2010. Weifang) En 2010, la construcción económica de la Zona de Desarrollo Económico de Bohai alcanzó un nivel estratégico nacional. . Weifang respondió al llamado del país para desarrollar una economía baja en carbono y construyó plantas de energía eólica en las zonas costeras, como se muestra en la imagen. La siguiente tabla muestra la potencia de cada aerogenerador a diferentes velocidades del viento. (Los resultados se redondean a dos decimales.
)
(1) Si la velocidad del viento es de 6 m/s dentro de un cierto período de tiempo y un generador funciona durante 1 hora, la electricidad generada se puede utilizar para el aire acondicionado (220 V 5 A) y la olla arrocera de Xiaoming. (220v40ω) para trabajar al mismo tiempo ¿Cuántas horas?
(2) Si la velocidad media anual del viento en la zona costera de Weifang es de 8 m/s, ¿cuántas toneladas de carbón pueden quemarse completamente con 50 turbinas eólicas de este tipo en un día? (El poder calorífico del carbón es 3× 103 J/kg)
Respuesta: (1) Energía eléctrica generada por turbina eólica: W = Pt = 16kW×1h = 16kwh,
Aire acondicionado La potencia es: p 1 = UI = 220v×5a = 1100 w = 1,1kW,
Potencia de calefacción eléctrica:
El tiempo de trabajo es:
(2 )La capacidad de generación de energía por día es: W = Pt = 3.8×104 W×50×24×3600s = 1.6416×1011J,
La masa de carbón quemado es: