中考物理 电学铭牌结合电路图计算

中考物理 电学铭牌结合电路图计算

1. 一台电烤箱的铭牌如表所示，其内部简化电路如图所示，R 1和R 2均为电热丝，求： (1)电烤箱是利用 原理工作的.

(2)电路中R 1的阻值；电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R 1的功率； (3)电烤箱在高温挡正常工作10 min 所消耗的电能.

【答案】(1)电流的热效应

解：(2)根据P ＝U 2

R 可知，当U 一定时，R 越小，P 越大.所以高温挡工作时S 接“2”，

仅R 1工作，此时功率P 1＝1 100 W.由P 1＝U 2

R 1

得：

R 1＝U 2P 1＝（220 V ）2

1 100 W

＝44 Ω

低温挡工作时S 接“1”，R 1、R 2串联，此时功率P 2＝440 W.电路中的电流

I ＝P 2U ＝440 W 220 V

＝2 A

R 1消耗的功率是 P ′＝I 2R 1＝(2 A)2×44 Ω＝176 W

(3)电烤箱在高温工作时，功率P 1＝1 100 W ，工作时间t ＝10 min ＝600 s.电烤箱在高

温挡工作10 min 消耗的电能

W ＝P 1t ＝1 100 W ×600 s ＝6.6×105 J

2. 如图甲所示为家用电热饮水机及其铭牌，图乙是它的工作简化电路，R 1和R 2都是发热电阻，其中S 是温度自动控制开关.当温度升高到一定值时，电热饮水机自动切换到保温状态.(不计温度对电阻的影响)

(1)当开关S 接1时，电热饮水机处于 状态.(选填“加热”或“保温”) (2)电热饮水机加热时，电路中的电流是多少？电阻R 1的阻值是多大？ (3)电热饮水机保温11 min ，电阻R 1所消耗的电能是多少？

【答案】(1)保温 【解析】由电路图可知，开关S 接1时R 1与R 2串联，开关S 接2时电路为R 2的简单电路，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由P ＝U 2

R

可知，开关S 接1时，电路中的电阻最大，

功率最小，电热饮水机处于保温挡.

解：(2)已知P 加热＝1 100 W ，U 额＝220 V

由P ＝UI 可得，电热饮水机加热时，电路中的电流为：

I ＝P 加热U 额＝1 100 W 220 V

＝5 A

开关S 接2时，电热饮水机处于加热挡，R 2的电阻：R 2＝

U 额I ＝220 V

5 A

＝44 Ω 开关接1时，电路中的总电阻为：R 总＝U 2额

P 保温＝（220 V ）2

100 W

＝484 Ω

由R 总＝R 1＋R 2可得，R 1＝R 总－R 2＝484 Ω－44 Ω＝440 Ω (3)电热饮水机保温时的电流为：I ′＝

U 额R 总

电热饮水机保温11 min 时，电阻R 1所消耗的电能：W ＝Q ＝I ′2

R 1t ＝(

U 额R 总

)2

×440 Ω×11×60 s ＝6×104

J

3. 如图甲所示是新型智能电饭锅，它有两个挡位，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理图如图乙所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)，图丙是智能电饭锅的部分参数.

(1)当电饭锅处于高温烧煮状态时，开关S 置于 (选填“1”或“2”). (2)保温焖饭时，电路中的电流是多少？R 2的阻值是多大？

(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施.

【答案】(1)2

【解析】由题图可知，开关S 置于2挡时，只有电阻R 1接入电路中，总电阻最小，电流最大，功率最大.

解：(2)当开关接1时，处于保温状态，这时两个电阻是串联的，保温焖饭时电路中电流：

I ＝

P 保温U ＝22 W

220 V

＝0.1 A 当开关S 置于2时，只有电阻R 1接入电路中，

所以 R 1＝U 2P 高＝（220 V ）2

1 100 W

＝44 Ω

当处于保温状态时，两个电阻是串联的，

所以R 总＝R 1＋R 2＝U 2P 保温＝（220 V ）2

22 W

＝2 200 Ω

所以R 2＝R 总－R 1＝2 200 Ω－44 Ω＝2 156 Ω

(3)保温时的功率为：P 保温 ＝22 W

当保温焖饭挡的功率提升10%时，此时的功率应为： P 1＝P 保温(1＋10%)＝22 W×(1＋10%)＝24.2 W 所需要的总电阻为：

R 总′＝U 2P 1＝（220 V ）2

24.2 W

＝2 000 Ω

得出R 2′＝R 总′－R 1 ＝ 2 000 Ω－44 Ω＝1 956 Ω

因此，应将R 2换成阻值为1 956 Ω的电阻. 4. 电热式加湿器是根据电流的热效应，将电能转换成热能的原理制成的，电加热管浸没在电热槽的水中，电热管产生热量时，水沸腾变为水蒸气，从而产生一个适度的湿度环境，如图甲是一款电热加湿器，其发热电路如图乙所示，R 1、R 2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S 为旋转型开关，实现低、高挡的转换，设计参数如下表.求：

额定电压 220 V 额定最大发热功率

400 W 水箱容积 4 L 适用面积

40～60 m 2

(1)开关接触点3、4时，电热加湿器处于 状态(2)电阻R 1的阻值；加湿器在低挡时的发热功率为多少； (3)若加热前水温为20 ℃，电热槽内气压为1个标准大气压，从加热到沸腾最短时间为

3 min ，则电热槽中水的质量是多少[不计热损失，c 水＝4.2×103

J/(kg·℃)，结果保留两位小数].

【答案】(1)加热

解：(2)电热加湿器在高挡时，开关旋至3、4触点，R 2被短路，电路中只有R 1连入，

由P ＝U 2

R 可得，R 1的阻值

R 1＝U 2P 高＝（220 V ）2

400 W

＝121 Ω

由R 1、R 2为阻值相同的发热电阻可得， R 2＝R 1＝121 Ω

当加湿器在低挡时，开关旋至2、3触点，R 1与R 2串联，因串联电路中总电阻等于各分