人教版初三九年级物理下册《专训3：综合计算》课件

热箱，发现家中如图所示的电能表表盘在5 min内
转了100圈，电热箱的实际功率是多少？
【解】 (1)电热箱内发热丝的电阻：
220V U R＝ 110。 P0 440W (2)电热箱正常工作0.5 h消耗的电能：
2 2
W＝P0t1＝0.44 kW×0.5 h＝0.22 kW•h。
(3)电热箱5 min实际消耗的电能 1 1 W实 ＝ kW•h×100＝ kW•h， 30 3000 1 W实 30 kW h 400W。 实际功率：P实＝ 5 t2 h 60
【解】 (2)P总＝4P1＋P2＋P3＋P4＝4×60 W＋1 000 W＋120 W ＋1 200 W＝2 560 W，P总＞220 V×10 A＝2 200 W，
所以不能同时使用这些用电器。 2 2 220V U (3)电阻R＝ P 1000W 48.4 , 2 U 220V 4.55A。 电流I＝ R 48.4 (4)示例：①人离开时随手关灯；②不要让电视机长时
(3)该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为
5 000 mA•h的电池提供，若电能的80%用于飞行， 飞行时的实际功率为100 W，则该机最多能飞行多 少时间？
【解】
(2)它飞行的速度是：v＝
(3)电池储存的能量：
s 120m 4m / s。 t 30s
W＝UIt＝15 V×5 A×3 600 s＝2.7×105 J。 W机 根据η＝ 可得，电能转为的机械能： W W机＝W×80%＝2.7×105 J×80%＝2.16×105 J。 W 根据P＝ 可得，该机最多能飞行的时间： t 5 W 2.16 10 J t＝ ＝2 160 s。 P 100 W
【同类变式】
1.【中考•绍兴】某兴趣小组设计的“温度控制器”工 作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为 开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定 值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调
节温度作用，指示灯的额定电压为200 V，且亮起即
正常工作，发热电阻阻值为40 Ω。求：
(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________ 恒温 状态。 (2)指示灯的电阻值。 (3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。 (4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，
(1)这些用电器在家庭电路中的连接方式是________ 并联 。 (2)为保证电能表稳定安全工作，通过计算回答小林 家的这些用电器是否可以同时使用？ (3)电热水壶正常工作时，发热板的电阻和通过发热
板的电流各是多少？
(4)经过查阅资料，小林了解到60 W白炽灯和11 W节 能灯照明亮度相同，他建议爸爸将白炽灯换成节 能灯，请你再提出一条家庭中节约用电的建议。
【同类变式】
2.【中考•荆门】如图所示为某品牌多功能电热锅简化电路图。 温度自动调节器通过调节发热体的电压来调节电热锅的功 率及温度。下表是其在不同挡位的设定温度值。电热锅在 猛火挡时发热体的额定功率为1 500 W，此时发热体两端 电压为220 V。不计温度对发热体电阻的影响。
挡位
设定温度(℃)
(3)用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作
时，养生壶将1 kg水从20 ℃加热到 85 ℃，实际用 时363 s，通过电能表测得此过程共耗电 3.726 ×105 J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视 机的电流多大？(设养生壶的电阻和加热效率不变)
【解】
U (1)由P＝UI和I＝ 得，养生壶正常工作时的电阻 R 2 2 220V U R＝ 48.4 。 P 1000W (2)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg•℃)×
10 0.44 kW× h＝0.44 kW•h＝1.584×106 J。 60
20 60
h＋
(3)依题意10～15 min内，S1处于断开状态，R1与R2串 联，此时电路总功率P低＝440 W， I＝
P低 U 440W 2A。 220V
R1的电功率：P1＝I2R1＝(2 A)2×44 Ω＝176 W。
习题课
期末高频考点
专训 3 ：综合计算
训练角度
1
电能、电功率的计算
例1 【中考•邵阳】孝顺的芳芳为了让奶奶在冬天方便 取暖。她用自己的零用钱为老人家买了个烤火用 的电热箱，电热箱的规格如下表。求：
额定电压(V) 额定功率(W) 频率(Hz) 220 440 50
(1)电热箱内发热丝的电阻。 (2)正常工作0.5 h，电热箱消耗的电能。 (3)一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通电
1 kg×(85 ℃－20 ℃)＝2.73×105 J， Q吸 2.73 105 J 养生壶做的总功W总＝ 91% ＝3×105 J， W总 3 105 J 300s。 养生壶工作时间t＝ P 1000W
W总 (3)在用电高峰，养生壶的实际电功率P实＝ ＝ t实 3 105 J 105 W, 实际电压为U实＝ P实 R ＝ 363 s 121
(1)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg•℃)×1.0×
103×100×10－3 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1.26×107 J。 (2)加热器正常工作时间 W Q吸 1.26 107 J ＝8 400 s。 t1 ＝ P P 1 500 W (3)热水器的效率 Q吸 1.26 107 J η＝ Pt 1 500 W 3 3600s 100% 77.8%。 2 (4)与电热水器相比，太阳能热水器更经济、更清洁、
(2)30 min内电路消耗的电能；
(3)10～15 min内R1的电功率。 【解】 (1)依题意0～5 min内，S1处于闭合状态，R1此时的电
功率P高＝1 100 W，
由P＝UI得：
1100W U 5A,R1 = =44。 I1 ＝ U 220V I1
P高
(2)30 min内电路消耗的电能W＝1.1 kW×
规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗
的电能。
【解】
U灯 U阻 U灯 R阻 200 V 40 (2) , R灯＝ ＝400 。 R灯 R阻 U阻 20 V (3)加热状态时，双金属开关闭合， U 1 210 W。 P＝ R 240
(4)一个周期消耗的电能：
220 V W＝W1＋W2＝U1I1t1＋U2I2t2＝220 V× 400 ＋40 220 V ×150 s＋220 V× ×30 s＝5.28×104 J， 40 1小时耗电量：W总＝W×20＝1.056×106 J。
间处于待机状态；③空调温度不要设置太低；④白 天尽量采用自然光照明等。
训练角度
4
电磁波的计算
例4 刘晶家有一个12波段的收音机，其中的一个波段
频率是7.5 MHz～8.0 MHz，则该波段的波长范围 是多少？(电磁波的速度为3×108 m/s、c＝λf) 【解】
c 3 108 m / s λ1＝ f 7.5 106 Hz 40m, 1 c 3 108 m / s 37.5m, λ2 ＝ 6 f 2 8.0 10 Hz
ON
50
文火
80
小火
110
中火
140
大火
170
猛火
200
(1)制作发热体的材料应具有什么特点？(请写出一点) (2)求发热体的电阻； (3)若发光二极管工作时的电压为2 V、电流为20 mA，
求电阻R0的阻值；
(4)正常工作时，空的电热锅由20 ℃达到不同挡位的 设定温度耗时相同。请计算电热锅发热体在文火 挡时的功率(不计热损失)。
W总 电路实际消耗的总电功率P总实＝ ＝ t 实 3.726 105 J 1026W, 液晶电视机的实际电功率P电 363 s 105 W ＝P总实－P实＝1 026 W－ ＝200 W，实际电流 121 200 W 电 I＝ P ＝1 A。 U实 200 V
105 W 48.4 200V。 121
更环保，且能节约化石能源的消耗。
训练角度
6
热电综合计算
例6 【中考•嘉兴舟山】如图所示为“无人机”(多功能 飞行器)，它具有4个旋翼，可通过无线电进行操 控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的 前景。
(1)起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量 增加，无人机就会上升，在空中飞行时，只要增加 ________ 侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬 右 升，向左倾斜飞行。 (2)若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄， 则它飞行的速度是多少米/秒？
103 J/(kg•℃)]
(2)大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20 ℃ 加热到50 ℃时，需加热器正常工作多长时间？(设 电能全部转化为内能) (3)在上述(2)的情况下，加热器正常工作实际用了3小
时，则此热水器的效率为多少？
(4)太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？(写出 一条即可)
【解】
训练角度
7
热电综合计算
例7 【中考•南安】某微电脑电热水壶具有温度可控、
自动抽水等优点，下表是该电热水壶的铭牌。
已知c水＝4.2×103 J/(kg•℃)，g取10 N/kg。
(1)如图所示，小电动机将1.0 kg的水提升了0.5 m，电
动机对水做的功至少是多少？ (2)为了泡绿茶，要将水从25 ℃加热到100 ℃，则1.0 kg 的水需吸收的热量是多少？ (3)若电热水壶正常工作，加热题(2)中的水需要多少时 间？(不计热损失)
【解】 (1)电热器是利用电流的热效应进行工作的，电热器的 主要组成部分是发热体，它是由电阻率大、熔点高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的电阻丝绕在绝缘材料上做成的；
(2)发热体的电阻： 2 2 220V U 32.27 ； R热＝ P猛火 1500W (3)发光二极管正常工作时，因串联电路中总电压等于 各分电压之和，所以，电阻R0两端的电压： U0＝U－UL＝220 V－2 V＝218 V，
2
220V
2
训练角度
2
电热的计算
例2 【中考•盐城】在综合实践活动中，小峰设计了一 种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻 丝，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入 220 V电源，在30 min内，电路总功率随时间变化
的图象如图乙所示，求：
(1)0～5 min内通过R1的电流；
则波长范围为37.5～40 m。
训练角度
5
热电综合计算
例5 大鹏家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器。
如图所示，铭牌如下：
××牌热水器 型号V－55 额定电压220 V 额定功率1 500 W 额定容积100 L 额定频率50 Hz 防水等级A
(1)太阳能热水器贮满水，水温从20 ℃加热到50 ℃时 需要吸收多少热量？[1 L＝10－3 m3，c水＝4.2×
因串联电路中各处的电流相等， 所以，电阻R0的阻值：
U0 U0 220V 4 1.09 10 ; R0＝ －3 I 0 I L 20 10 A
(4)由表格数据可知，文火的设定温度为t2＝80 ℃，猛火的 设定温度为t3＝200 ℃，因空的电热锅由20 ℃达到不同 挡位的设定温度耗时相同，且不计热损失， 由W＝Q吸，即Pt＝cm(t﹣t0)可得： P文火t＝cm(t2﹣t0)，P猛火t＝cm(t3﹣t0)，
联立两式可得：
P文火＝
t2－t0 80 ℃－20 ℃ P猛火 1 500 W＝500 W。 t3－t0 200 ℃－20 ℃
训练角度
3
家庭电路的计算
例3 如图所示是小林同学家所用电能表的表盘，下表
是他家主要用电器的额定功率。请根据所给信息，
解答下列问题：
用电器 额定功率 白炽灯四盏 电热水壶 电视机 每盏60 W 1 000 W 120 W 空调器 1 200 W
【同类变式】
1.【中考•岳阳】养生壶是一种用于养生保健的烹饮容 器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内 的水加热。下图是某款养生壶及其铭牌，求：
型号
额定电压
CH—M16
220 V
频率
额定功率 容量
50 Hz
1 000 W 1.2 L
(1)养生壶正常工作时的电阻； (2)若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1 kg 水从20 ℃加热到85 ℃需要多长时间；[c水＝ 4.2×103 J/(kg•℃)]