第十八章 电功率 专题训练 多档位电热器综合计算(原卷+解析)

专题训练 多档位电热器综合计算

1．(2020·西宁)今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利．农村家庭电器化普及程度越来越高．小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S 2断开时， 饮水机处于保温状态．R 1和R 2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示．

(1)饮水机在加热状态下正常工作，将2 kg 的水从20 ℃加热至100 ℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(2)在第(1)问加热情况下，饮水机正常工作了420 s ，消耗了多少电能？加热效率是多少？ (3)电热丝R 2的阻值是多少？

2．(2020·青岛)某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R 1

和R 2均为阻值不变的发热电阻．某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示．求：[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃

)]

(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比． (2)电阻R 2的阻值．

(3)给1.2 kg 的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间．

额定电压

220 V 额定功率 加热功率 2 000 W 保温功率 400 W 容量

2.5 L

3．(2020·南充)市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能．下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100 ℃时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态．已知电源电压为220 V，电阻R1＝50 Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，R1、R2电阻不受温度影响．求：

(1)将1 kg初温为35 ℃的水加热到100 ℃需要吸收多少热量？

(2)电阻R2的阻值．

(3)在晚上用电高峰期将1 kg初温为35 ℃的水加热到100 ℃需用时300 s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少？

4．(2020·江西)冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用，如图所示是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示．求：

(1)仅榨汁时的正常工作电流．

(2)R2的阻值．

(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高30 ℃，需要加热多长时间？[c果汁＝4×103 J/(kg·℃)，ρ果汁＝1.2×10 kg/m3]

榨汁杯部分参数表

额定电压220 V

加热功率300 W

保温功率80 W

榨汁功率66 W

容量300 mL

5．(2020·丹东)如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能．加热电阻的阻值为48.4 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω，电源电压220 V稳定不变．求：

(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少？

(2)在足浴盆中加入体积为4 L、初温为20 ℃的水，加热电阻正常工作420 s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(3)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1 A，按摩10 min，电动机线圈产生的热量是多少？

6．(2020·孝感)如图甲所示为便携式可折叠电热壶，额定电压为220 V．电热壶具有加热、保温两挡，保温挡的额定功率为110 W，内部简化电路如图乙所示，当双触点开关接触1和2时为关闭状态，接触2和3时为保温挡，接触3和4时为加热挡．R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝48.4 Ω，现将电热壶接到220 V的家庭电路中，求：

(1)R1的阻值．

(2)加热挡的电功率．

(3)若电热壶内装有0.5 kg的水，现用加热挡使水从25 ℃升高到100 ℃，加热效率为63%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留一位小数]

7．(2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能．如图乙所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换．电水壶加热功率为1 000 W，保温功率为44 W[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]，求：

(1)把500 g的水从40 ℃加热到100 ℃，水壶要吸收的热量．

(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间．

(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R1的阻值．

8．(2020·广东)某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V．图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)．某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：

(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能．

(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流．

(3)R2的阻值．

9．(2019·辽阳)图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S 分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位。已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2阻值为96.8Ω．求：

（1）发热体R1的阻值是多少？

（2）空气炸锅一次性可装入200g牛柳，若将这些牛柳从40℃加热到190℃，牛柳需要吸收多少热量？【c牛柳＝3×103J/（kg•℃）】

（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40℃加热到190℃，需要多长时间？

10．(2019·黄冈)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。

（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？

（2）闭合S3，电磁泵两端电压为12V。已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。

（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103 J/(kg·℃)。设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。