登录
7.家庭电路的电压是220 V,某家用空调处于制冷状态时的功率$P_1$是2.2 kW,处于送风状态时的功率$P_2$是0.22 kW,制冷和送风是交替运行的。现测得此空调在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。
(1)空调在前5 min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?
(2)在1 h内,空调消耗的电能是多少?
7题图
(1)空调在前5 min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?
(2)在1 h内,空调消耗的电能是多少?
7题图
答案
7. 解:(1)由题图可知,空调在前5 min内,其功率为0.22 kW,此时空调处于送风状态,
通过它的电流:$I_2 = \frac{P_2}{U} = \frac{0.22 × 1000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 1\ \mathrm{A}$;
(2)由题图可知,1 h内空调制冷时间:$t_1 = 40\ \mathrm{min} = \frac{2}{3}\ \mathrm{h}$,
送风时间:$t_2 = 20\ \mathrm{min} = \frac{1}{3}\ \mathrm{h}$,
则1 h内空调消耗的电能:$W = P_1 t_1 + P_2 t_2 = 2.2\ \mathrm{kW} × \frac{2}{3}\ \mathrm{h} + 0.22\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3}\ \mathrm{h} = 1.54\ \mathrm{kW·h}$。
答:(1)空调在前5 min内处于送风状态,此时通过它的电流是1 A;(2)在1 h内,空调消耗的电能为1.54 kW·h。
通过它的电流:$I_2 = \frac{P_2}{U} = \frac{0.22 × 1000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 1\ \mathrm{A}$;
(2)由题图可知,1 h内空调制冷时间:$t_1 = 40\ \mathrm{min} = \frac{2}{3}\ \mathrm{h}$,
送风时间:$t_2 = 20\ \mathrm{min} = \frac{1}{3}\ \mathrm{h}$,
则1 h内空调消耗的电能:$W = P_1 t_1 + P_2 t_2 = 2.2\ \mathrm{kW} × \frac{2}{3}\ \mathrm{h} + 0.22\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3}\ \mathrm{h} = 1.54\ \mathrm{kW·h}$。
答:(1)空调在前5 min内处于送风状态,此时通过它的电流是1 A;(2)在1 h内,空调消耗的电能为1.54 kW·h。
解析
【分析】
首先观察电功率随时间变化的图像，根据前5分钟的功率判断空调状态；利用电功率公式$P=UI$计算电流，注意单位转换。对于1小时内消耗的电能，需从图像中分别提取制冷和送风的总时间，再根据电能公式$W=Pt$，分别计算两种状态的电能后求和。
【解析】
(1) 由题图可知，空调在前5 min内的功率为0.22 kW，对应送风状态。
根据电功率公式$P=UI$，可得通过空调的电流：
$I_2 = \frac{P_2}{U} = \frac{0.22 × 1000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 1\ \mathrm{A}$。
(2) 由题图可知，1 h内空调制冷时间$t_1 = 40\ \mathrm{min} = \frac{2}{3}\ \mathrm{h}$，送风时间$t_2 = 20\ \mathrm{min} = \frac{1}{3}\ \mathrm{h}$。
根据电能公式$W=Pt$，1 h内空调消耗的电能：
$W = P_1 t_1 + P_2 t_2 = 2.2\ \mathrm{kW} × \frac{2}{3}\ \mathrm{h} + 0.22\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3}\ \mathrm{h} = 1.54\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) 送风状态，电流为1 A；(2) 1.54 kW·h
【知识点】
电功率计算、电能计算
【点评】
本题结合图像考查电功率与电能的基础计算，关键是从图像中准确提取不同状态的功率和对应时间，公式应用简单，属于常规基础题。
【难度系数】
0.7
首先观察电功率随时间变化的图像，根据前5分钟的功率判断空调状态；利用电功率公式$P=UI$计算电流，注意单位转换。对于1小时内消耗的电能，需从图像中分别提取制冷和送风的总时间，再根据电能公式$W=Pt$，分别计算两种状态的电能后求和。
【解析】
(1) 由题图可知，空调在前5 min内的功率为0.22 kW，对应送风状态。
根据电功率公式$P=UI$，可得通过空调的电流：
$I_2 = \frac{P_2}{U} = \frac{0.22 × 1000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 1\ \mathrm{A}$。
(2) 由题图可知，1 h内空调制冷时间$t_1 = 40\ \mathrm{min} = \frac{2}{3}\ \mathrm{h}$，送风时间$t_2 = 20\ \mathrm{min} = \frac{1}{3}\ \mathrm{h}$。
根据电能公式$W=Pt$，1 h内空调消耗的电能：
$W = P_1 t_1 + P_2 t_2 = 2.2\ \mathrm{kW} × \frac{2}{3}\ \mathrm{h} + 0.22\ \mathrm{kW} × \frac{1}{3}\ \mathrm{h} = 1.54\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) 送风状态，电流为1 A；(2) 1.54 kW·h
【知识点】
电功率计算、电能计算
【点评】
本题结合图像考查电功率与电能的基础计算，关键是从图像中准确提取不同状态的功率和对应时间，公式应用简单，属于常规基础题。
【难度系数】
0.7
8.[易错题]看完电视后,小红摁下遥控器按钮将电视机关闭,但她发现电视机上还有一个指示灯亮着(此时电视机处于待机状态),她想:电视机是否还在消耗电能呢?利用假期全家外出旅行的时间,她将其他用电器的电源插头拔掉,只让电视机处于待机状态,记下外出和到达家中的时间及对应电能表的示数(如下表)。关于该时段电视机待机耗电,下列说法正确的是 (
A.待机消耗0.7 kW的电能
B.待机的电功率是10 W
C.待机消耗0.7 J的电能
D.待机的电功率是0.7 W
B
)。A.待机消耗0.7 kW的电能
B.待机的电功率是10 W
C.待机消耗0.7 J的电能
D.待机的电功率是0.7 W
答案
8. B
解析
【分析】要判断电视机待机的耗电情况，需先计算待机总时间，再通过电能表的示数差求出待机消耗的电能，最后利用电功率公式计算待机功率，逐一分析选项即可。首先准确算出待机时长，再计算电能表两次示数的差值得到消耗的电能，代入公式求功率后对比选项得出答案。
【解析】1. 计算待机时间：10月1日11:00到10月4日11:00为3天，即$3×24h=72h$，实际到达时间为10月4日9:00，比11:00少2h，故待机总时间$t=72h-2h=70h$。
2. 计算待机消耗的电能：电能表单位为$kW·h$，消耗的电能为两次示数差，即$W=3269.2kW·h - 3268.5kW·h=0.7kW·h$。
3. 计算待机功率：根据公式$P=\frac{W}{t}$，代入数据得$P=\frac{0.7kW·h}{70h}=0.01kW=10W$。
4. 选项分析：A选项电能单位错误；C选项电能数值和单位均错误；D选项功率计算错误；仅B选项正确。
【答案】B
【知识点】电能计算、电功率计算
【点评】本题为易错题，考查电能表读数、时间计算及电功率公式应用，需注意时间计算的准确性和单位统一，避免细节失误。
【难度系数】0.4
【解析】1. 计算待机时间：10月1日11:00到10月4日11:00为3天，即$3×24h=72h$，实际到达时间为10月4日9:00，比11:00少2h，故待机总时间$t=72h-2h=70h$。
2. 计算待机消耗的电能：电能表单位为$kW·h$，消耗的电能为两次示数差，即$W=3269.2kW·h - 3268.5kW·h=0.7kW·h$。
3. 计算待机功率：根据公式$P=\frac{W}{t}$，代入数据得$P=\frac{0.7kW·h}{70h}=0.01kW=10W$。
4. 选项分析：A选项电能单位错误；C选项电能数值和单位均错误；D选项功率计算错误；仅B选项正确。
【答案】B
【知识点】电能计算、电功率计算
【点评】本题为易错题，考查电能表读数、时间计算及电功率公式应用，需注意时间计算的准确性和单位统一，避免细节失误。
【难度系数】0.4
1. 下列家用电器正常工作时电功率最接近40 W的是（
A.电风扇
B.电热水器
C.电冰箱
D.空调
A
）。A.电风扇
B.电热水器
C.电冰箱
D.空调
答案
1. A
解析
【分析】要选出正常工作时电功率最接近40W的家用电器，需回忆常见家用电器的额定电功率，将各选项的功率与40W对比，即可得出答案。
【解析】逐一分析各选项：A. 电风扇正常工作时的电功率约为40W，符合要求；B. 电热水器是大功率用电器，正常工作功率约为1000W，远大于40W；C. 电冰箱正常工作的功率约为100~200W，比40W大；D. 空调属于大功率用电器，正常工作功率约为1000W以上，远大于40W。因此最接近40W的是电风扇。
【答案】A
【知识点】常见用电器的电功率、电功率的估算
【点评】本题考查生活中常见家用电器的电功率常识，属于基础题，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】逐一分析各选项：A. 电风扇正常工作时的电功率约为40W，符合要求；B. 电热水器是大功率用电器，正常工作功率约为1000W，远大于40W；C. 电冰箱正常工作的功率约为100~200W，比40W大；D. 空调属于大功率用电器，正常工作功率约为1000W以上，远大于40W。因此最接近40W的是电风扇。
【答案】A
【知识点】常见用电器的电功率、电功率的估算
【点评】本题考查生活中常见家用电器的电功率常识，属于基础题，难度较低。
【难度系数】0.7
2.1度电可供一盏“220 V 40 W”的灯泡正常工作的时间是（
A.20 h
B.25 h
C.40 h
D.45 h
B
）。A.20 h
B.25 h
C.40 h
D.45 h
答案
2. B
解析
【分析】本题考查电功与工作时间的计算，解题思路是：先明确“1度电”对应的电能单位，再将灯泡额定功率换算为与电能匹配的单位，最后利用电功公式变形求出工作时间，从而选出正确选项。
【解析】解：1度电 = 1kW·h，灯泡正常工作时的功率等于额定功率，即P = 40W = 0.04kW。根据电功公式W = Pt，变形可得工作时间t = W/P，代入数据得t = 1kW·h ÷ 0.04kW = 25h，因此答案选B。
【答案】B
【知识点】电功的计算、电功率的应用
【点评】本题为基础电学计算题，重点考查电能单位换算和公式的灵活应用，只要注意单位统一，就能轻松解答，属于易得分题。
【难度系数】0.8
【解析】解：1度电 = 1kW·h，灯泡正常工作时的功率等于额定功率，即P = 40W = 0.04kW。根据电功公式W = Pt，变形可得工作时间t = W/P，代入数据得t = 1kW·h ÷ 0.04kW = 25h，因此答案选B。
【答案】B
【知识点】电功的计算、电功率的应用
【点评】本题为基础电学计算题，重点考查电能单位换算和公式的灵活应用，只要注意单位统一，就能轻松解答，属于易得分题。
【难度系数】0.8
3.夏天,相比于空调,使用电风扇更节能环保。如图是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。相较于2挡位,下列关于3挡位的说法正确的是（
A.消耗电能更多
B.消耗电能更快
C.消耗电能更少
D.消耗电能更慢
3题图
B
）。A.消耗电能更多
B.消耗电能更快
C.消耗电能更少
D.消耗电能更慢
3题图
答案
3. B
解析
【分析】
首先明确题目中“3挡位吹出更强劲的风”这一现象，对应电风扇的工作状态变化。需区分“消耗电能的多少”和“消耗电能的快慢”两个物理概念：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，而消耗电能的多少由电功率和工作时间共同决定，仅通过挡位变化无法确定电能总量，需结合功率的物理意义分析。
【解析】
当电风扇由2挡位调至3挡位时，吹出的风更强劲，说明电风扇的工作功率增大。电功率的物理意义是描述用电器消耗电能的快慢，电功率越大，用电器消耗电能越快；而消耗电能的多少由电功率和工作时间共同决定，仅根据挡位变化无法判断消耗电能的总量。因此，相较于2挡位，3挡位消耗电能更快，选项B正确，A、C、D错误。
【答案】B
【知识点】电功率的概念、电能的消耗快慢
【点评】本题考查电功率的物理意义，核心是区分“消耗电能的多少”与“消耗电能的快慢”，属于基础概念应用类题目，难度较低。
【难度系数】0.7
首先明确题目中“3挡位吹出更强劲的风”这一现象，对应电风扇的工作状态变化。需区分“消耗电能的多少”和“消耗电能的快慢”两个物理概念：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，而消耗电能的多少由电功率和工作时间共同决定，仅通过挡位变化无法确定电能总量，需结合功率的物理意义分析。
【解析】
当电风扇由2挡位调至3挡位时，吹出的风更强劲，说明电风扇的工作功率增大。电功率的物理意义是描述用电器消耗电能的快慢，电功率越大，用电器消耗电能越快；而消耗电能的多少由电功率和工作时间共同决定，仅根据挡位变化无法判断消耗电能的总量。因此，相较于2挡位，3挡位消耗电能更快，选项B正确，A、C、D错误。
【答案】B
【知识点】电功率的概念、电能的消耗快慢
【点评】本题考查电功率的物理意义，核心是区分“消耗电能的多少”与“消耗电能的快慢”，属于基础概念应用类题目，难度较低。
【难度系数】0.7
4.有一天,张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩8%的电量了。由于无法及时充电,张老师就开启了“低电量模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后,下列说法中正确的是 (
A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机消耗的电能
D.减小了手机消耗的电能
4题图
5题图
B
)。A.增大了手机的电功率
B.减小了手机的电功率
C.增加了手机消耗的电能
D.减小了手机消耗的电能
4题图
5题图
答案
4. B
解析
【分析】
要解决这道题，需明确手机剩余电能是固定的，结合电功公式$W = Pt$分析：开启低电量模式的目的是延长手机使用时间，根据公式，当剩余电能$W$一定时，使用时间$t$越长，说明电功率$P$越小；同时，消耗的电能由功率和使用时间共同决定，低电量模式不会改变总消耗的电能，只是调整功率与时间的关系，据此判断各选项。
【解析】
已知手机剩余电能$W$是定值，根据电功公式$W = Pt$：
1. 分析选项A、B：开启低电量模式是为了延长使用时间，若保持$W$不变，要增大使用时间$t$，需减小电功率$P$，因此A错误，B正确；
2. 分析选项C、D：消耗的电能$W = Pt$，低电量模式是通过减小功率、延长时间来延长使用时长，总消耗的电能由实际使用时间和功率共同决定，并非增加或减小总消耗，因此C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率与电能的关系、电功公式$W=Pt$
【点评】
本题考查电功率和电能的联系，核心是理解电功公式中各物理量的相互关系，明确低电量模式的原理是减小电功率以延长使用时间，需注意区分“消耗电能总量”和“使用时间”的不同概念。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确手机剩余电能是固定的，结合电功公式$W = Pt$分析：开启低电量模式的目的是延长手机使用时间，根据公式，当剩余电能$W$一定时，使用时间$t$越长，说明电功率$P$越小；同时，消耗的电能由功率和使用时间共同决定，低电量模式不会改变总消耗的电能，只是调整功率与时间的关系，据此判断各选项。
【解析】
已知手机剩余电能$W$是定值，根据电功公式$W = Pt$：
1. 分析选项A、B：开启低电量模式是为了延长使用时间，若保持$W$不变，要增大使用时间$t$，需减小电功率$P$，因此A错误，B正确；
2. 分析选项C、D：消耗的电能$W = Pt$，低电量模式是通过减小功率、延长时间来延长使用时长，总消耗的电能由实际使用时间和功率共同决定，并非增加或减小总消耗，因此C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
电功率与电能的关系、电功公式$W=Pt$
【点评】
本题考查电功率和电能的联系，核心是理解电功公式中各物理量的相互关系，明确低电量模式的原理是减小电功率以延长使用时间，需注意区分“消耗电能总量”和“使用时间”的不同概念。
【难度系数】
0.5
5.如图,电源电压保持不变,电阻$R_1=10\ \Omega$。
只闭合开关$\mathrm{S}_1$时,电流表的示数为0.3 A,则
电源电压为
只闭合开关$\mathrm{S}_1$时,电流表的示数为0.3 A,则
电源电压为
3
V;若再闭合开关$\mathrm{S}_2$,发现电流表的示数变化了0.2 A,则电路的总功率为1.5
W。答案
5. 3 1.5
解析
【分析】
首先，只闭合开关$\mathrm{S}_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测量通过$R_1$的电流，根据欧姆定律可直接求出电源电压；再闭合开关$\mathrm{S}_2$后，$R_1$与另一电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数的变化量即为新增支路的电流，据此求出干路总电流，再利用电功率公式计算电路总功率。
【解析】
1. 计算电源电压：只闭合$\mathrm{S}_1$时，电路为$R_1$的简单电路，根据欧姆定律 $ U = I_1 R_1 $，代入已知数据：$ U = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $。
2. 计算电路总功率：再闭合$\mathrm{S}_2$后，$R_1$与另一电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数变化了$0.2\ \mathrm{A}$，说明新增支路电流为$0.2\ \mathrm{A}$，因此干路总电流 $ I_{\mathrm{总}} = 0.3\ \mathrm{A} + 0.2\ \mathrm{A} = 0.5\ \mathrm{A} $。根据电功率公式 $ P = U I_{\mathrm{总}} $，代入数据得：$ P = 3\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} = 1.5\ \mathrm{W} $。
【答案】
3；1.5
【知识点】
欧姆定律、电功率计算、并联电路电流规律
【点评】
本题考查电路分析、欧姆定律及电功率的应用，核心是明确开关通断时的电路连接方式，理解电流表示数变化量的物理意义，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.4
首先，只闭合开关$\mathrm{S}_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测量通过$R_1$的电流，根据欧姆定律可直接求出电源电压；再闭合开关$\mathrm{S}_2$后，$R_1$与另一电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数的变化量即为新增支路的电流，据此求出干路总电流，再利用电功率公式计算电路总功率。
【解析】
1. 计算电源电压：只闭合$\mathrm{S}_1$时，电路为$R_1$的简单电路，根据欧姆定律 $ U = I_1 R_1 $，代入已知数据：$ U = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $。
2. 计算电路总功率：再闭合$\mathrm{S}_2$后，$R_1$与另一电阻并联，电流表测干路电流，电流表示数变化了$0.2\ \mathrm{A}$，说明新增支路电流为$0.2\ \mathrm{A}$，因此干路总电流 $ I_{\mathrm{总}} = 0.3\ \mathrm{A} + 0.2\ \mathrm{A} = 0.5\ \mathrm{A} $。根据电功率公式 $ P = U I_{\mathrm{总}} $，代入数据得：$ P = 3\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} = 1.5\ \mathrm{W} $。
【答案】
3；1.5
【知识点】
欧姆定律、电功率计算、并联电路电流规律
【点评】
本题考查电路分析、欧姆定律及电功率的应用，核心是明确开关通断时的电路连接方式，理解电流表示数变化量的物理意义，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.4
