1. 一台25寸电视机工作时功率为120 W,若一天正常工作6 h,耗电kW·h。其余时间电视机处于待机状态,待机耗电功率6 W,一天待机消耗的电能,若全部转化为内能是 kW·h,合J。
答案
解:
1. 正常工作消耗的电能:
已知$ P_1=120W=0.12kW $,$ t_1=6h $
根据公式$ W=Pt $,可得$ W_1=P_1t_1=0.12kW×6h=0.72kW·h $
2. 待机消耗的电能:
待机时间$ t_2=24h-6h=18h $,$ P_2=6W=0.006kW $
同理,$ W_2=P_2t_2=0.006kW×18h=0.108kW·h $
电能全部转化为内能,故内能等于消耗的电能,即$ 0.108kW·h $
3. 单位换算:
因为$ 1kW·h=3.6×10^6J $,所以$ 0.108kW·h=0.108×3.6×10^6J=3.888×10^5J $
答:正常工作耗电$ 0.72kW·h $;待机消耗的电能全部转化为内能是$ 0.108kW·h $,合$ 3.888×10^5J $。
1. 正常工作消耗的电能:
已知$ P_1=120W=0.12kW $,$ t_1=6h $
根据公式$ W=Pt $,可得$ W_1=P_1t_1=0.12kW×6h=0.72kW·h $
2. 待机消耗的电能:
待机时间$ t_2=24h-6h=18h $,$ P_2=6W=0.006kW $
同理,$ W_2=P_2t_2=0.006kW×18h=0.108kW·h $
电能全部转化为内能,故内能等于消耗的电能,即$ 0.108kW·h $
3. 单位换算:
因为$ 1kW·h=3.6×10^6J $,所以$ 0.108kW·h=0.108×3.6×10^6J=3.888×10^5J $
答:正常工作耗电$ 0.72kW·h $;待机消耗的电能全部转化为内能是$ 0.108kW·h $,合$ 3.888×10^5J $。
2. 小鹏同学家的电能表如图15-1所示,则小鹏家已消耗的电能为kW·h,转盘已转过转;他发现家里只使用一只电水壶时,观察到电能表转盘3分钟转过100转,电水壶工作时的实际电功率为W。

答案
解:
1. 由电能表示数可知,小鹏家已消耗的电能为$\boldsymbol{30.0\ \mathrm{kW·h}}$。
2. 已知电能表参数为$2000\ \mathrm{r/kW·h}$,则转盘转过的总转数:
$n = 2000\ \mathrm{r/kW·h} × 30.0\ \mathrm{kW·h} = \boldsymbol{60000\ \mathrm{r}}$。
3. 电水壶工作时消耗的电能:
$W = \frac{100\ \mathrm{r}}{2000\ \mathrm{r/kW·h}} = 0.05\ \mathrm{kW·h}$,
工作时间$t = 3\ \mathrm{min} = \frac{3}{60}\ \mathrm{h} = 0.05\ \mathrm{h}$,
电水壶的实际电功率:
$P = \frac{W}{t} = \frac{0.05\ \mathrm{kW·h}}{0.05\ \mathrm{h}} = 1\ \mathrm{kW} = \boldsymbol{1000\ \mathrm{W}}$。
答:小鹏家已消耗的电能为30.0 kW·h,转盘已转过60000转,电水壶工作时的实际电功率为1000 W。
1. 由电能表示数可知,小鹏家已消耗的电能为$\boldsymbol{30.0\ \mathrm{kW·h}}$。
2. 已知电能表参数为$2000\ \mathrm{r/kW·h}$,则转盘转过的总转数:
$n = 2000\ \mathrm{r/kW·h} × 30.0\ \mathrm{kW·h} = \boldsymbol{60000\ \mathrm{r}}$。
3. 电水壶工作时消耗的电能:
$W = \frac{100\ \mathrm{r}}{2000\ \mathrm{r/kW·h}} = 0.05\ \mathrm{kW·h}$,
工作时间$t = 3\ \mathrm{min} = \frac{3}{60}\ \mathrm{h} = 0.05\ \mathrm{h}$,
电水壶的实际电功率:
$P = \frac{W}{t} = \frac{0.05\ \mathrm{kW·h}}{0.05\ \mathrm{h}} = 1\ \mathrm{kW} = \boldsymbol{1000\ \mathrm{W}}$。
答:小鹏家已消耗的电能为30.0 kW·h,转盘已转过60000转,电水壶工作时的实际电功率为1000 W。
3. 甲灯标有“220 V 40 W”,乙灯标有“110V 40 W”,将它们分别接在电路中,都能正常发光,则甲、乙两灯实际功率之比为,甲、乙两灯通过的电流之比为,甲、乙两灯的电阻之比为。
答案
解:
1. 两灯正常发光时,实际功率等于额定功率,即$P_{甲实}=P_{甲额}=40W$,$P_{乙实}=P_{乙额}=40W$,
则甲、乙两灯实际功率之比:
$P_{甲实}:P_{乙实}=40W:40W=1:1$。
2. 根据$P=UI$得$I=\frac{P}{U}$,
甲灯通过的电流$I_{甲}=\frac{P_{甲额}}{U_{甲额}}=\frac{40W}{220V}$,
乙灯通过的电流$I_{乙}=\frac{P_{乙额}}{U_{乙额}}=\frac{40W}{110V}$,
则甲、乙两灯通过的电流之比:
$I_{甲}:I_{乙}=\frac{40W}{220V}:\frac{40W}{110V}=110V:220V=1:2$。
3. 根据$P=\frac{U^2}{R}$得$R=\frac{U^2}{P}$,
甲灯的电阻$R_{甲}=\frac{U_{甲额}^2}{P_{甲额}}=\frac{(220V)^2}{40W}$,
乙灯的电阻$R_{乙}=\frac{U_{乙额}^2}{P_{乙额}}=\frac{(110V)^2}{40W}$,
则甲、乙两灯的电阻之比:
$R_{甲}:R_{乙}=\frac{(220V)^2}{40W}:\frac{(110V)^2}{40W}=(220V)^2:(110V)^2=4:1$。
答:甲、乙两灯实际功率之比为$\boldsymbol{1:1}$,通过的电流之比为$\boldsymbol{1:2}$,电阻之比为$\boldsymbol{4:1}$。
1. 两灯正常发光时,实际功率等于额定功率,即$P_{甲实}=P_{甲额}=40W$,$P_{乙实}=P_{乙额}=40W$,
则甲、乙两灯实际功率之比:
$P_{甲实}:P_{乙实}=40W:40W=1:1$。
2. 根据$P=UI$得$I=\frac{P}{U}$,
甲灯通过的电流$I_{甲}=\frac{P_{甲额}}{U_{甲额}}=\frac{40W}{220V}$,
乙灯通过的电流$I_{乙}=\frac{P_{乙额}}{U_{乙额}}=\frac{40W}{110V}$,
则甲、乙两灯通过的电流之比:
$I_{甲}:I_{乙}=\frac{40W}{220V}:\frac{40W}{110V}=110V:220V=1:2$。
3. 根据$P=\frac{U^2}{R}$得$R=\frac{U^2}{P}$,
甲灯的电阻$R_{甲}=\frac{U_{甲额}^2}{P_{甲额}}=\frac{(220V)^2}{40W}$,
乙灯的电阻$R_{乙}=\frac{U_{乙额}^2}{P_{乙额}}=\frac{(110V)^2}{40W}$,
则甲、乙两灯的电阻之比:
$R_{甲}:R_{乙}=\frac{(220V)^2}{40W}:\frac{(110V)^2}{40W}=(220V)^2:(110V)^2=4:1$。
答:甲、乙两灯实际功率之比为$\boldsymbol{1:1}$,通过的电流之比为$\boldsymbol{1:2}$,电阻之比为$\boldsymbol{4:1}$。
4. 下表为某型号双缸洗衣机的铭牌在额定电压下洗衣时,通过洗衣机的电流为A;若洗衣用20 min,脱水用10 min,则该洗衣机消耗的电能共是kW·h。

答案
解:
1. 计算洗衣时通过的电流:
由 $ P = UI $ 得,$ I = \frac{P_{\mathrm{洗}}}{U} = \frac{330\,\mathrm{W}}{220\,\mathrm{V}} = 1.5\,\mathrm{A} $。
2. 计算洗衣机消耗的总电能:
洗衣时间 $ t_{\mathrm{洗}} = 20\,\mathrm{min} = \frac{20}{60}\,\mathrm{h} = \frac{1}{3}\,\mathrm{h} $,
脱水时间 $ t_{\mathrm{脱}} = 10\,\mathrm{min} = \frac{10}{60}\,\mathrm{h} = \frac{1}{6}\,\mathrm{h} $,
洗衣消耗的电能 $ W_{\mathrm{洗}} = P_{\mathrm{洗}}t_{\mathrm{洗}} = 0.33\,\mathrm{kW} × \frac{1}{3}\,\mathrm{h} = 0.11\,\mathrm{kW·h} $,
脱水消耗的电能 $ W_{\mathrm{脱}} = P_{\mathrm{脱}}t_{\mathrm{脱}} = 0.3\,\mathrm{kW} × \frac{1}{6}\,\mathrm{h} = 0.05\,\mathrm{kW·h} $,
总电能 $ W = W_{\mathrm{洗}} + W_{\mathrm{脱}} = 0.11\,\mathrm{kW·h} + 0.05\,\mathrm{kW·h} = 0.16\,\mathrm{kW·h} $。
答:通过洗衣机的电流为1.5A;洗衣机消耗的电能共是0.16kW·h。
1. 计算洗衣时通过的电流:
由 $ P = UI $ 得,$ I = \frac{P_{\mathrm{洗}}}{U} = \frac{330\,\mathrm{W}}{220\,\mathrm{V}} = 1.5\,\mathrm{A} $。
2. 计算洗衣机消耗的总电能:
洗衣时间 $ t_{\mathrm{洗}} = 20\,\mathrm{min} = \frac{20}{60}\,\mathrm{h} = \frac{1}{3}\,\mathrm{h} $,
脱水时间 $ t_{\mathrm{脱}} = 10\,\mathrm{min} = \frac{10}{60}\,\mathrm{h} = \frac{1}{6}\,\mathrm{h} $,
洗衣消耗的电能 $ W_{\mathrm{洗}} = P_{\mathrm{洗}}t_{\mathrm{洗}} = 0.33\,\mathrm{kW} × \frac{1}{3}\,\mathrm{h} = 0.11\,\mathrm{kW·h} $,
脱水消耗的电能 $ W_{\mathrm{脱}} = P_{\mathrm{脱}}t_{\mathrm{脱}} = 0.3\,\mathrm{kW} × \frac{1}{6}\,\mathrm{h} = 0.05\,\mathrm{kW·h} $,
总电能 $ W = W_{\mathrm{洗}} + W_{\mathrm{脱}} = 0.11\,\mathrm{kW·h} + 0.05\,\mathrm{kW·h} = 0.16\,\mathrm{kW·h} $。
答:通过洗衣机的电流为1.5A;洗衣机消耗的电能共是0.16kW·h。
5. 一盏白炽灯泡铭牌上标有“220 V 40 W”字样,则这盏灯正常发光时的灯丝电阻为Ω。灯泡正常发光1 min,灯丝消耗的电能为J。如果灯丝断了之后重新将灯丝搭上,灯丝电阻变为1100 Ω,通电后灯泡消耗的功率为W。
答案
解:
1. 正常发光时灯丝电阻:
由 $ P = \frac{U^2}{R} $ 得,
$ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(220\,\mathrm{V})^2}{40\,\mathrm{W}} = 1210\,\Omega $
2. 正常发光1min消耗的电能:
$ t = 1\,\mathrm{min} = 60\,\mathrm{s} $
$ W = P_{额}t = 40\,\mathrm{W} × 60\,\mathrm{s} = 2400\,\mathrm{J} $
3. 灯丝搭上后灯泡消耗的功率:
$ P' = \frac{U^2}{R'} = \frac{(220\,\mathrm{V})^2}{1100\,\Omega} = 44\,\mathrm{W} $
答:这盏灯正常发光时的灯丝电阻为1210Ω;灯泡正常发光1min灯丝消耗的电能为2400J;灯丝搭上后通电灯泡消耗的功率为44W。
1. 正常发光时灯丝电阻:
由 $ P = \frac{U^2}{R} $ 得,
$ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(220\,\mathrm{V})^2}{40\,\mathrm{W}} = 1210\,\Omega $
2. 正常发光1min消耗的电能:
$ t = 1\,\mathrm{min} = 60\,\mathrm{s} $
$ W = P_{额}t = 40\,\mathrm{W} × 60\,\mathrm{s} = 2400\,\mathrm{J} $
3. 灯丝搭上后灯泡消耗的功率:
$ P' = \frac{U^2}{R'} = \frac{(220\,\mathrm{V})^2}{1100\,\Omega} = 44\,\mathrm{W} $
答:这盏灯正常发光时的灯丝电阻为1210Ω;灯泡正常发光1min灯丝消耗的电能为2400J;灯丝搭上后通电灯泡消耗的功率为44W。
6. 在家庭电路中,电热水器正常工作的电压为V,它与家中的空调是(填“串联”或“并联”)的,家庭中每月消耗的电能用表计量。
答案
解:
1. 家庭电路的正常工作电压为220V,电热水器正常工作的电压等于家庭电路电压,为220V;
2. 家庭电路中各用电器需独立工作、互不影响,因此电热水器与家中的空调是并联的;
3. 电能表是计量家庭电路中消耗电能多少的仪表,家庭中每月消耗的电能用电能表计量。
答:220;并联;电能。
1. 家庭电路的正常工作电压为220V,电热水器正常工作的电压等于家庭电路电压,为220V;
2. 家庭电路中各用电器需独立工作、互不影响,因此电热水器与家中的空调是并联的;
3. 电能表是计量家庭电路中消耗电能多少的仪表,家庭中每月消耗的电能用电能表计量。
答:220;并联;电能。
7. 下图15-2为小红手拿测电笔检测电路的示意图,其中正确的是图。

答案
解:使用测电笔检测电路时,手必须接触笔尾的金属体,才能形成电流通路,使测电笔正常工作。
甲图中手接触了笔尾金属体,操作正确;乙图中手未接触笔尾金属体,无法正常检测电路。
故正确的是图甲。
答:甲。
甲图中手接触了笔尾金属体,操作正确;乙图中手未接触笔尾金属体,无法正常检测电路。
故正确的是图甲。
答:甲。
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