2019年中考物理专题复习-- 多档位用电器的计算专题训练

2019年中考物理专题复习--多档位用电器的计算专题训练一、填空题1.如图是高、中、低“三档”电热器（R1＞R2）的工作电路，如果将电热器调至高温档工作，应该闭合________开关；如果调至中温档工作，已知电源电压为U，通电时间为t，则它产生的热量的表达式：________。

【答案】S、S1、S2；2.学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图，电饭锅的铭牌上部分内容如下表。

要使电饭锅加热，开关S （选填“闭合”或“断开”），电饭锅正常加热时，电路的电流是A。

【答案】闭合；5。

3.某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于______（填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是______，其大小为______。

【答案】加热电功 4.8×105J4.（有某品牌的电烤箱，左边表格是其铭牌，高温档额定功率字迹已被磨损；右图虚线框内所示是其内部的简化电路图。

旋转旋钮开关，可实现停止工作、高温档和低温档的转换。

R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω．问：（1）电烤箱旋钮开关接（选填“0”、“1”或“2”）时，电烤箱处于低温档，在低温档正常工作10min电流做的功；（2）R1的阻值；（3）高温档额定功率；（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。

解：（1）开关接1时，R1和R2串联，而接2时为R1的简单电路，根据串联电阻大于其中任一电阻和P＝可知，S接1时为低温档（S接2时为高温档）电烤箱在低温档正常工作10min电流做的功：W＝P低温t＝400W×10×60s＝2.4×105J；（2）当开关接1时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻：R串＝＝＝121Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω；（3）当开关接2时，电路为R1的简单电路，处于高温档，此时电功率：P高温＝＝＝1000W；（4）3000imp/（kW•h），是指每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁了3000次，指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能：W＝kW•h＝0.027kW•h＝0.027×3.6×106J＝9.72×105J；时间t＝2min＝120s，电烤箱的实际功率：P＝＝＝810W，由P＝可得实际电压：U实际＝＝＝198V。

二、计算题1.如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。

它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=56Ω，R2=44Ω，求：（1）大功率挡的额定功率。

（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量？（3）若用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，求熨烫机的加热效率。

（结果保留一位小数）解：（1）当开关旋至2时，电路为R2的简单电路，此时电路中电阻最小，电路中电流最大，此时电路中的电流I大===5A，当开关旋至1时，R1、R2串联，由P=UI=可知在小功率挡；大功率挡的额定功率。

P1=UI大=220V×5A=1100W；（2）将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃-20℃）=6.72×104J；（3）由P=可得，用大功率挡加热这些水消耗的电能W=P大t=1100W×70s=7.7×104J，熨烫机的加热效率η==≈87.3%。

答：（1）大功率挡的额定功率为1100W。

（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收6.72×104J热量；（3）熨烫机的加热效率为87.3%。

2.某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从它的说明书上收集到如下数据及如图所示的简化电路原理图。

（1）当S闭合，S0断开时，饮水机处于________（填“加热”或“保温”）状态。

（2）求：①一满热水箱水的质量；②R1的电阻值。

（1L＝1×10﹣3m3）（3）将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量？若加热效率为90%，需要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]。

解：（1）S0断开后R1被断路，只有R2加热；根据越并越小、总电阻小于任何一个分电阻可知，电路电阻变大；根据P＝可知，功率变小，所以饮水机处于保温状态；（2）①水箱中水的体积V＝1L＝1×10﹣3m3，由ρ＝得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；②只用电阻R2接入电路时，饮水机处于保温状态，根据P＝UI，保温时通过R2的电流I2＝＝＝0.545A，当电阻R1、R2并联时，饮水机处于加热状态，根据P＝UI，加热时干路电流I＝＝＝4.545A，由于电阻R1、R2并联，R1中电流I1＝I﹣I2＝4.545A，﹣0.545A＝4A，R1的阻值：R1＝＝55Ω；（3）①∵ρ＝103kg/m3，V＝1L＝1×10﹣3m3，∴一箱水的质量为：m＝1kg，水的比热容：C＝4.2×103J/（kg•℃），△t＝t﹣t0＝80℃﹣20℃＝60℃，根据Q吸＝Cm△t，∴水吸收的热量为：Q吸＝Cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×60℃＝2.52×105J；②加热效率为η热＝90%，根据η热＝，故消耗的电能为：W＝＝＝2.8×105J，而P加热＝1000W，根据W＝Pt，故加热时间为：t＝＝＝280s。

3.家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路。

S是热水器的功率选择开关，可选择高、低两档加热功率，R1、R2都是发热电阻器。

主要的技术指标如表（1）把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是多少？（2）当热水器在高档正常工作时，电路中的电流是多少？（3）当热水器在低档正常工作时，电热管R2在5min内消耗的电能是多少？解：（1）水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg，水吸收的热量：Q=cm△t=4200J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×105J；（2）高档功率是2200W，电路中的电流：I1===10A；（3）R1阻值：R1===22Ω，与2接通是低温档，两电阻串联，由低温档功率1210W，总电阻：R===40Ω，R2的阻值：R2=R-R1=40Ω-22Ω=18Ω，电路中电流：I2===5.5A，R2在5min内消耗的电能：W=R2t=（5.5A）2×18Ω×5×60S=163350J。

答：（1）把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是8.4×105J；（2）当热水器在高档正常工作时，电路中的电流是10A；（3）当热水器在低档正常工作时，电热管R2在5min内消耗的电能是163350J。

4.某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。

铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计）。

若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。

请完成下列问题：[已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）〕（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。

（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。

（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）解：（1）水需要吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；（2）开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热档，由P＝可得，电阻R1的阻值：R1＝＝＝40Ω；（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温档，此时电路的总电阻：R串＝＝＝80Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝80Ω﹣40Ω＝40Ω；开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热档；由电阻的并联可得：＝+，即＝+，解得R并＝20Ω，则快加热功率：P快加热＝＝＝2420W，加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，则由η＝可得，消耗的电能：W＝＝＝1×107J，分别用慢加热档和快加热档加热时，水吸收的热量不变、且热效率也不变，所以用两档加热时消耗的电能相同，都为W＝1×107J，由P＝可得，用快加热所用的时间：t快＝＝≈4132s；由P＝可得，用慢加热所用的时间：t慢＝＝≈8264s；则用快加热比用慢加热节约的时间：△t＝t慢﹣t快＝8264s﹣4132s＝4132s。

答：（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为8.4×106J。

（2）R1的阻值为40Ω；（3）用快加热比用慢加热节约4132s。

5.如图所示，是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0.该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝。

（假设它们的阻值不变）求：（计算结果若不能整除，保留一位小数）⑴当S和S闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？⑵在加热状态下，电阻丝R的阻值为多少？⑶傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？解：（1）当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，则可知，电热饮水机处于加热状态，此时电路的总电流为：；(2)饮水机保温时电路为R2的简单电路，由可知，电阻R2的阻值为：；饮水机加热时两电阻并联，由可得，电路中的总电阻为:；，即，解得，R1≈57.6 Ω；（2）当电路两端电压为200 V时，饮水机加热状态的实际功率为：。