1、第第 14 讲讲 电功和电功率电功和电功率(电热电热) 1将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别 接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是( D ) A三个用电器产生的热量一样多 B电风扇产生的热量最多 C电视机产生的热量最多 D电烙铁产生的热量最多 2如图所示，在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水，现将阻值为 R1、 R2的电阻丝(R1R2)分别按图中的四种方式连接放入水槽， 并接入相同电源。 通电相同时间后，水温最高的是( D ) A B C D 3电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因 是 ( D ) A导线的绝
2、缘皮隔热 B导线散热比电熨斗快 C通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻 4小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电 0.5 元的计费标准， 将这三个用电器正常工作 1 小时的用电费用绘制成了如图所示的 柱状图。则下列四个选项中，判断正确的是( C ) A在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高 B在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低 C正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 D在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多 5如图所示电路，电源电压恒为 6V，L1标有“6V 7.2W”，L2标有“6V
3、3.6W”。忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( D ) A仅闭合 S1、S3，L1不亮，L2亮 B仅闭合 S2、S3，电流表读数为 1.2A C仅闭合 S1、S2，电路总电阻为 15 D仅闭合 S3，电路消耗的总功率为 2.4W 6接通电路，加在某玩具电动机上的电压是 U，用手将电动机转轴捏住使其不 转，电动机将电能全部转化为热能，消耗的电功率为 P1；松手后电动机正常工 作， 消耗的电功率为 P2， 则电动机正常工作时， 线圈上消耗的机械功率为( D ) AP2P1 BP2 C.P 2 2 P1 DP2P 2 2 P1 7电视上有某品牌空调的广告，称“好空调，一天只需一度电”，在其
4、他媒体 上也有该品牌的广告词，称“空调，最低耗电仅相当于一只 45W 的灯泡”。 考虑到空调实际使用情况及估计等因素， 你认为这两句广告词体现的内容_基本 一致_(填“基本一致”或“完全不一致”)，因为根据其中信息可以计算出一度 电可让该空调运行约_22_小时(结果保留整数)。 8如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，R0和 R 均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知 R202 欧。 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 高温挡 低温挡 200W (1)电烤箱 A、B 触点中连接火线的是_A_触点。 (2)闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于_低温
5、挡_(填 “高温挡”或“低温挡”)。 (3)在额定电压下，电烤箱高温挡工作 2 分钟产生内能_1.452105_焦。 9 全面开展“五星达标 3A 争创”的美丽乡村建设行动是当前绍兴农村工作的 重点。 农村生活垃圾分类处理是能源再利用和减少土壤污染的重要方法。 (1)垃圾焚烧发电是一种有效处理方法，它是利用了储存在垃圾中的_化学_能。 (2)小敏家两次电能表显示如图，他家这 30 天的用电量为_77.4_千瓦时。绍兴 某垃圾发电厂 3 条焚烧线每天能处理 2250 吨生活垃圾，日发电 80 万千瓦时，它 最多可供_31.0_万户类似小敏家庭的日用电。(结果保留一位小数) 10小华在做“测量小灯
6、泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源(电压 恒为 6V)，小灯泡 L(额定电压为 2.5V，灯丝电阻约为 10)，电流表、电压表、 开关、 规格分别为“10 1A”的滑动变阻器 R1和“50 0.5A”的滑动变阻器 R2各一个，导线若干。 (1)请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整； 如图所示： 答图 (2)为了顺利完成实验，小华应选用规格为_R2_(填“R1”或“R2”)的滑动变阻器； (3)连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数， 原因可能是_灯泡(或电压表)短路_； (4)排除故障后，移动滑动变阻器滑片 P 的位置，获得多组对应的电压值和电
7、流 值，绘制小灯泡 UI 图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为_0.625_W。分析 乙中图像发现小灯泡电阻是变化的， 影响其变化的主要原因是_小灯泡的电阻受 温度的影响_； (5)小华打算增加一个阻值为 15 的定值电阻 R0，只利用一只电表，通过操作图 中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率， 图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是_B_。 A两种方案都能 B两种方案都不能 C丙方案能，丁方案不能 D丙方案不能，丁方案能 11在验证焦耳定律(QI2Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图 三种电路连接情况(已知 R甲R乙)
8、。闭合开关，三种电路的电流表指针均发生了 偏转，经过一段时间后观察并记录 2 根玻璃管内液面上升的高度 h，小组实验 报告汇总如下表，请把表格空白处填写完整。 实验 电路 玻璃管内 液面高度 小组结论 你的合理解释与评价 A 液面都不 上升 导体产生的热量跟电 阻无关 (1)_两实验电阻没有接入电 路，无现象，无法验证焦耳定 律中 Q 与 R 的定性关系_ B 液面都上 升， 且 h甲 h乙 电流通过导体时，电 阻越大，产生的热量 就(2)_越多_ 电流和时间都相同， 验证了焦 耳定律中 Q 与 R 的定性关系 C 液面都上 升， 且 h甲 (3)_ _h乙 电流通过导体时，电 阻越小，产生的
9、热量 就越多 (4)_两实验电阻并联，电流 不同，实验现象无法验证焦耳 定律中 Q 与 R 的定性关系_ 12.在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的 电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如图所示的三个电路图。 (1)你认为图_乙_电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是_乙是 串联电路，能控制电流相等_。 (2)小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率 与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是 _电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮_。 13笔记本电脑已进入寻常百姓家庭，岀差旅游时常随身携带。出于安全考虑， 民航局规定，
10、乘客可随身携带 0.16kW h 以下的可充电设备。目前，部分航空公 司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回 答下列问题： (1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量 3 000mAh，输出电压 15V，充满电后，若 工作时的平均电流为 1.5A，可连续工作多少时间？ (2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。 (3)使用发现，电脑工作时会发热，原因是_电流通过导体会产生热量_。当升 温到一定值时，温控开关 S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如 果断开电源总开关 S2，风扇 M 和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点， 下列可能符合散热控
11、温特点的原理图是如图所示中的_B_。 A B C D 解：(1)笔记本电脑电池容量：3 000mAh，平均电流为 I1.5A1 500mA， 工作时间：t3 000mAh 1 500mA 2h； (2)笔记本电脑电池充满电后能量： WUIt15V3A3 600s 162 000J0.045kW h， 因为 0.045kW h0.16kW h，所以该笔记本电脑能带上民航飞机。 14小华家新买了电动自行车，说明书上的部分内容录在如图甲中(注：“电池 容量 10Ah”可理解为“若以 10 安的电流放电可使用 1 小时”)。请回答： 最高车速：25km/h 电池容量：10Ah 一次充电行驶里程：304
12、0km 充电器输入电压：220V 额定电压：36V 频率：50Hz 额定功率：180W 一次充电时间：58h 甲 乙 (1)该电动自行车的额定电流多大？ (2)若该电动自行车行驶的平均车速为 20 千米/时，使用 50%的电池容量(按额定 电流放电，不计放电时能量损失)，能行驶多长路程？ (3)某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座， 于是小华想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在 a、b、c 三处中 哪两处之间安装才合理？_C_。 Aa 和 b Bb 和 c Ca 和 c 解：(1)因为 PUI， 所以电动车的额定电流为 IP U 180W 36V 5A；
13、 (2)电动车行驶的时间为 t10Ah50% 5A 1h， 因为 vs t， 所以电动车行驶的路程为 svt20km/h1 h20km。 15 为延长蔬果保鲜时间， 某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。 装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为 3 伏，R1为热敏电阻，R2阻值为 10 欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度 升高到启动值时，控制电路中电流达到 0.1 安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当 温度降低到设定值后，工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工 作。图丙为工作电路某 1 小时内制冷器功率与时间的关系图。 请完成下列问题： (
14、1)通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。 (2)在图丙所示的 1 小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？ 解：(1)由图可知，R1与 R2串联， 由 IU R可得，该制冷器启动工作的总电阻 R U I 3V 0.1A30， 则 R1RR2301020， 查乙图可知定该制冷器启动工作的温度是 5.6； (2)在图丙所示的 1 小时内工作时间 t15min10min10min10min45min 2 700s， 由 PW t 可得，制冷器消耗的总电能 WPt2 400W2 700s6.48106J。 16一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由 控制电路和工
15、作电路两部分组成，其中 R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高 而减小，开关 S0和 S 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达 到 50 时，电磁铁才会把衔铁吸下，使 B、C 两个触点接通，电热水器处于保 温状态。已知 R144，R22156。求： (1)将电热水器水箱中 2.2kg 的水从 15 加热到 45 ，水吸收的热量；c水 4.2103J/(kg ) (2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率； (3)将 2.2kg 的水从 15 加热到 45 ，需要通电 5min，电热水器的加热效率为 多少； (4)当温度达到 50 后，通电 10min，R2产生的热量。 解：(1)水
16、吸收的热量： Q吸cm(tt0)4.2103J/(kg )2.2kg(45 15 )2.772105J； (2)由题意可知，开关 S0和 S 都闭合时，触点 B 与 A 接通，电热水器处于加热状 态， 则电热水器处于加热状态时工作电路的功率： P加热U 2 R1 （220V）2 44 1 100W； (3)将 2.2kg 的水从 15加热到 45时，水吸收的热量为 2.772105J， 由 PW t 可得，通电 5min 内消耗的电能： WPt1 100W560s3.3105J， 电热水器的加热效率： Q 吸 W 100%2.77210 5J 3.3105J 100%84%； (4)当温度达到
17、 50后，电磁铁会把衔铁吸下，触点 B 与 C 接通，R1与 R2串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，工作电路的电流： I U R1R2 220V 442 1560.1A， 则通电 10min 内 R2产生的热量： Q2I2R2t(0.1A)22 1561060s12 936J。 1一根电热丝的电阻值为 R，将它接在电压为 U 的电路中时，在时间 t 内产生 的热量为 Q。 使用一段时间后， 将电热丝剪掉一小段， 剩下一段的电阻值为 0.5R。 现将剩下的这段电热丝接入电路，则( C ) A若仍将它接在电压为 U 的电路中，在时间 t 内产生的热量为 0.5Q B若仍将它接在电
18、压为 U 的电路中，产生的热量为 Q，所需时间为 2t C若将它接入电压为 0.5U 的电路中，在时间 t 内产生的热量为 0.5Q D 若将它接入另一电路， 在时间 t 内产生的热量仍为 Q， 这个电路的电压为 0.5U 2图甲是一款车载 USB 充电器，工作原理如图乙，闭合 S 后稳压元件两端电压 恒为 U，可为手机等提供稳定的充电电压，汽车电源电压为 U总(U总U)，R 为 定值电阻， 其消耗的电功率为 P， 则下列关于 PU总图像的变化正确的是( A ) A B C D 【解析】 由欧姆定律和 PUI 可得，R 消耗的电功率：PURI U2R R （U总UD）2 R 1 RU 2 总2
19、U D R U总U 2 D R ，显然 R 消耗的电功率 P 随电源总电压 U总 变化关系为二次函数图象，由数学知识知，图象为抛物线，并且开口朝上，故 A 正确，BCD 错误。 3 如图甲所示电路，分别把定值电阻 R1、R2(R1R2)接入 A、B 之间后进行实验， 并根据电流表和电压表示数画出 A、B 之间电阻的 PU 图像，如图乙所示。如 果把 R1和 R2并联后接入 A、B 之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的 P U 图像，则图像所对应的电阻和图像所在的区域分别是( C ) AR1和 BR1和 CR2和 DR2和 【解析】 当两电阻分别接入 A、B 之间后，调节变阻器使它们两端电压
20、相同时， 根据乙图中图像可知，中的功率大于中的功率，即：PP； 根据 PU 2 R 可知，对应的电阻小于对应的电阻， 已知 R1R2，则可知图像对应的电阻是 R2，图像对应的电阻是 R1；故 A、 B 错误； 如果把 R1和 R2并联后接入 A、B 之间进行实验，根据 1 R总 1 R1 1 R2可知，并联之 后 A、B 间的总电阻小于 R2，同时也小于 R1， 同理，根据功率公式 PU 2 R 可知，在 A、B 间电压相同时，两电阻并联后总电阻 最小，那么此时的功率应该最大，则图像应该在的上方，即：图像所在的 区域应在区域；故 C 正确，D 错误。 4小科发明了一种电热课椅，它的电路示意图如
21、图所示。坐垫内的电热丝 R1、 R2的阻值分别为 205、150，脚踏内的电热丝 R3的阻值为 400。闭合开关 S1，调节开关 S2，可以使脚踏和坐垫分别有不同温度挡(不考虑温度的变化对电 阻的影响)。则下列说法中正确的是( D ) A当 S2打到 A 端时，脚踏处于最低温度挡 B当 S2打到 C 端时，坐垫处于最低温度挡 C当脚踏处于中温挡时，10s 内电热课椅产生的热量为 800J D当脚踏处于中温挡时，10s 内坐垫产生的热量为 240J 【解析】 由电路图可知，开关 S1闭合后，当 S2打到 A 端时，电路为 R3的简单 电路，此时通过 R3的电流最大， 由 WUItI2Rt 可知，
22、R3的电功率最大，则脚踏处于最高温度挡，故 A 错误； 开关 S1闭合后，当 S2打到 B 端时，R2、R3串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，此时电路中的电流： I U R2R3 220V 1504000.4A， R2的电功率： P2I2R2(0.4A)215024W； 开关 S1闭合后，当 S2打到 C 端时，R1、R3串联， 此时电路中的电流： I U R1R3 220V 205400 4 11A， R1的电功率： P1(I)2R2 4 11A 2 20527W， 由 P1P2可知，当 S2打到 C 端时，坐垫处于最高温度挡，故 B 错误； 由 II可知，开关 S1闭合后
23、，当 S2打到 B 端时，R2、R3串联，脚踏处于中温挡， 10s 内电热课椅产生的热量： QWUIt220V0.4A10s880J，故 C 错误； 10s 内坐垫产生的热量： Q2I2R2t(0.4A)215010s240J，故 D 正确。 5某班同学在实验室做“测定小灯泡额定功率”的分组实验。 实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电 压恒为 6V)、电流表(00.6A，03A)、电压表(03V，015V)、滑动变阻器 (“20 1A”)、开关各一只，导线若干。 (1)小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数 为 3.8 伏时，
24、小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定 功率为_1.52_瓦。 (2)小丽组同学发现，实验桌上的电压表 015V 的量程已损坏，其他器材完好。 他们经讨论后认为，用该电压表 03V 的量程，通过改变电压表的连接位置也 能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下： 步骤一：按图甲电路先将电压表(03V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动 变阻器的滑片，使电压表的示数为 3 伏。断开开关，拆下电压表； 步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在_滑动变阻器_ 两端； 步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向_左_(填“左”或“右”)移动，直 到电压表示数为_2.2
25、_伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。 (3)反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。 6某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S 为旋转型开关，a、b、 c、d 为触点，通过旋转开关 S 可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换，工 作时先用高挡加热锅内汤料到沸腾，再用低挡持续加热食物，使食物“汤浓味 鲜”。 (1)高挡加热时，开关 S 应旋至触点_cd_(填“ab”“bc”或“cd”)位置。 (2)某次烹饪一共用时 6 小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹 饪共消耗多少电能？ (3)发热电阻 R1和 R2的阻值分别为多少？ (4
26、)生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食 物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力 锅能省电作出简要的解释。 解：(2)某次烹饪一共用时 6 小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，高温 挡工作 1h，低温挡工作(61)h5h， 本次烹饪共消耗的电能： WW1W2P1t1P2t20.44kW1h0.1kW5h0.44kW h0.5kW h 0.94kW h； (3)高挡加热时，R1U 2 P高 （220V）2 440W 110， 低挡加热时，R1R2U 2 P低 （220V）2 100W 484， R2的阻值：R2484110374；
27、(4)电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用 电时间。 7小柯家新添了一台变频空调，部分参数如表所示，当室温和空调的设定温度 相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度； 当室温达到设定温度后，空调的制冷(热)功率随之减小，以维持室温基本不变。 该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的 问题。 (1)空调接入家庭电路后，与其他用电器_并_联。 (2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作 0.5h，使室温降至设定温度。然后， 空调又以某一恒定的功率工作了 2.5h，全过程空调消耗的电能为 1.9kW h。求： 前
28、0.5h 空调消耗的电能。 后 2.5h 通过空调的电流。 型号 功能 冷暖(辅助电加热) 制冷功率 P冷/W 变化范围 1801 600 制热功率 P热/W 变化范围 2001 900 电辅热功率P辅热/W 1 000 电源电压/V 220 解： 由表格数据找到最大制冷功率为 1 600W，所以前 0.5h 消耗的电能： W1P最大制冷t11.6kW0.5h0.8kW h； 全过程空调消耗的电能为 1.9kW h，所以后 2.5h 消耗的电能： W2WW11.9kW h0.8kW h1.1kW h， 功率为：P2W2 t2 1.1kW h 2.5h 0.44kW440W， 由 PUI 可得，
29、后 2.5h 通过空调的电流： I2P2 U 440W 220V2A。 8如图甲是某型号的电热炉，图乙是其电路结构简图，通过控制挡位开关 Sa、 Sb可以获得四挡加热功率，已知电阻丝 R1的阻值为 44，不计温度对 R1、R2阻 值的影响。 (1)当开关 Sb断开，Sa与触点 1 接通时，求通过开关 Sa的电流； (2)当开关Sb断开， Sa与触点2接通时， 电热炉对1kg水加热7min， 水温升高30 ， 求电热丝 R2的阻值。已知消耗的电能有 75%被水吸收，水的比热容为 4.2103J/(kg )。 (3)若开关 Sb闭合时，电热炉的电功率总比 Sb断开时大，请比较 R1、R2阻值的大
30、小关系，并写出分析过程。 解：(1)当开关 Sb断开，Sa与触点 1 接通时，电路为 R1的简单电路， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，通过开关 Sa的电流： Ia U R1 220V 44 5A； (2)当开关 Sb断开，Sa与触点 2 接通时，R1与 R2串联， 水吸收的热量： Q吸cmt4.2103J/(kg )1kg30 1.26105J， 由 Q 吸 W 100%可得，消耗的电能： WQ 吸 1.2610 5J 75% 1.68105J， 由 WUItU 2 R t 可得，电路的总电阻： RU 2t W （220V） 2760s 1.68105J 121， 因串联电路中总电阻等于
31、各分电阻之和， 所以，电热丝 R2的阻值： R2RR11214477； (3)若开关 Sb闭合，当 Sa接 2 时电路为 R2的简单电路，当 Sa接 1 时 R1与 R2并 联，则当 Sa接 2 时电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，即 Pb闭小U 2 R2； 若开关 Sb断开，当 Sa接 1 时电路为 R1的简单电路，当 Sa接 2 时 R1与 R2串联， 则当 Sa接 1 时电路的总电阻最小，电路的总功率最大，即 Pb断大U 2 R1， 因开关 Sb闭合时，电热炉的电功率总比 Sb断开时大， 所以，Pb闭小Pb断大，即U 2 R2 U2 R1，则 R1R2。 *9.如图甲为某型号豆浆机示
32、意图，将黄豆和清水放入杯体，经过如图乙“三次 加热、二次打浆”的工序，可制作可口的豆浆。 (1)若豆浆机“加热”时功率为 1 000 瓦，“打浆”时功率为 200 瓦。则按图乙工 序完成一次豆浆制作，需消耗多少电能？ 解： 由图乙可知，加热时间 t18min2min5min15min900s， 打浆时间 t20.5min0.5min1min60s， 由 PW t 得，豆浆机加热消耗的电能： W1P1t11 000W900s9105J， 豆浆机打浆消耗的电能： W2P2t2200W60s1.2104J， 则完成一次豆浆制作需消耗的电能： WW1W29105J1.2104J9.12105J。 (2
33、)为了防止豆浆过少导致“干烧”和豆浆过多导致“溢浆”，小明设计了如图 丙所示的电路，La、Lb是两个完全相同的电磁铁，Ra和 Rb分别是安装在“防溢 浆”水位和“防干烧”水位下方的压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。只有 当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时，电热丝才能工作。(假设 电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的弹力和重力) 当液面高度为 h0时，闭合电路中的开关 S，电磁铁 La吸住衔铁，此时压敏电 阻的阻值分别为 Ra和 Rb，请比较两者的大小关系：_Ra Rb_。 已知压敏电阻 Ra的阻值随液面高度 h 的变化曲线如图丁所示，请结合 Ra的 变化曲线画
34、出压敏电阻 Rb的阻值随液面高度 h 变化的大致曲线，并在图中横坐 标上标出“防干烧”水位 h1和“防溢浆”水位 h2。 解：当液面高度为 h0时，闭合电路中的开关 S，电阻 Ra、Rb分别与电磁铁 La、 Lb串联后再并联， 电磁铁 La吸住衔铁，说明电阻 Ra所在支路的电流较大，根据 RU I 可知，电阻 Ra所在支路的电阻较小， 因为 La、Lb是两个完全相同的电磁铁，即线圈电阻相同，所以，此时压敏电阻 的阻值的大小关系：RaRb。 当杯体内液面高度 hh1时，豆浆机处于“防干烧”状态，即电热丝所在电路 不工作， 此时压敏电阻的阻值 RaRb，电阻 Ra所在支路的电流较大，电磁铁 La吸
35、住弹 性衔铁，动触点与静触点分离； 当杯体内液面高度 h1hh2时，豆浆机正常工作，即电热丝或电动机所在电路 工作， 此时压敏电阻的阻值 RaRb，电阻 Rb所在支路的电流较大，电磁铁 Lb吸住弹性 衔铁，动触点与静触点接触； 当杯体内液面高度 hh2时，豆浆机处于“防溢浆”状态，即电热丝或电动机所 在电路不工作， 此时压敏电阻的阻值 RaRb， 电阻 Ra所在支路的电流较 大， 电磁铁 La吸住弹性衔铁，动触点与静触点分离； 综上所述，压敏电阻 Rb的阻值随液面高度 h 变化的大致曲线如图所示： 10 三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最 大的水利工程。枢纽控制
36、流域面积为 1.0106km2，占长江流域面积的 56%，坝 址处年平均流量为 Q4.511011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航 运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组 26 台，总装机容量(指 26 台发电机组同时工作时的总发电功率)为 P1.82107kW，年平均发电量约为 W 8.401010kW h。该工程将于 2009 年全部竣工，电站主要向华中、华东电网 供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面。 阅读上述资料，解答下列问题(水的密度1.0103kg/m3，g 取 10N/kg)： (1)若三峡电站上、下游水位差按 h100m 计算，试推导三峡电站将水流的势能 转化
37、为电能的效率的公式，并计算出效率 的数值。 (2)若 26 台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平 均年发电时间 t 为多少天？ (3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为 P04.5104kW，输电线路的 总电阻为 3 欧姆，发电机输出的电压约为 U018kV，若采用此电压输电，则输 电线上损耗的功率为多少？ (4)为减少在输电线上电功率的损失可采取什么措施？ 解：(1)年平均流水量总重 GmgVg1.0103kg/m34.511011m310N/kg4.511015N， 流水年平均做的总功 W水Gh4.511015N100m4.511017J， 年平均发电量 W
38、8.401010kW h3.0241017J， 三峡电站将水流的势能转化为电能的效率为 W W水100% 3.0241017J 4.511017J 100%67.1%； (2)P1.8210 7kW 26 7105kW。 由 PW t 可得，t W 26P 8.401010kW h 267105kW 4 615h192.3 天； (3)据 PIU 得 IP0 U 4.5104kW 18kV 2.5103A。 P损I2R(2.5103A)231.875107W。 (4)由 PI2R 可知，导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关。减小输 电线损失的电功率时，为保障用户的用电器正常工作，I 不能减小，只能减小 R线R线随导线长度的变短而变小，随横截面积变大而变小，还跟材料有关。因 居民楼到供电设备间距离不能变短，所以导线的长度不能变小，减小输电线的电 阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料(例如：铝线换成铜线)，或采取提高输 电的电压从而达到减小输电线损失的功率的目的。
