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(真题解析)2018年中考物理母题题源系列专题18多挡位电热器电功率的计算含解析

2023-11-24 来源:飒榕旅游知识分享网
专题18 多挡位电热器电功率的计算

【1 】(2018•广安卷)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)

(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少? (2)电阻R2的阻值是多少?

(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V 10(20A);3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少?

【答案】(1)4A;(2)1100Ω;(3)800W。

点睛:(1)知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率,利用P=UI求电路总电流;(2)分析

S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系,利用P=可知什么情况为保温

档,再利用P=求R2的阻值;(3)3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能,电能

表的转盘转3000r,据此求电能表转盘转200r消耗的电能,再利用P=求电饭锅此时的实际加热功率。

【2】(2018•重庆A卷)小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。求:

(1)额定加热电流

(2)R1和R2的阻值各为多少欧?

(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦? 【答案】见解析所示

【解析】(1)解额定加热电流I加==4A;由图可知当s接a时处于加热状态,此

时电路中只有R2,所以R2==55,R串==484,所以R1=R=0.01kw

-R2=484-55=429(3)圆盘转了30转消耗的电能W= t=1min

=h所以P=0.6kw=600W.

【3】( 2018•天津卷)图为某电热器的电路原理图,通过将开关S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,对应的额定功率分别为800W和40W。

(1)将开关S接“1”时,电热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态。

(2)电热器在加热状态下正常工作,将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃,需要多长时间 ?(【水的比热容为4.2×10J/(kg•℃),假设电能全部转化为水的内能】 【答案】加热 210s 【解析】 解:

(1)将开关S接“1”时,电路为R2的简单电路,电路中电阻最小,

3

根据P=可知,电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,所以此时电热器处于加热状态。

(2)水吸收的热量:

(2)电热器在加热状态下正常工作,将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃,需要的时间为210s。

点睛:本题考查了吸热公式和电功率公式的应用,关键是电功率公式的灵活应用和电热器的状态的判断。

【难点中心】电功、电功率一直都是初中物理考查的重要内容,一般与串并联、欧姆定律等电学知识结合起来考查,综合性较强,命题形式多种多样,故也是个难点,其中与生活实际相联系的命题形式仍是今后的主流考查方向,两档位用电器电功率的计算是近几年常考的热点。

【考点难点突破】 【知识链节】 电功率:

定义:电功率等于电功和时间之比。

意义:表示消耗电能的快慢。 符号:P

单位:瓦特(瓦,W),常用单位为千瓦(kW),1kW=10W 电功率的定义式:P3

WW W=Pt t tP第一种单位:P——电功率——瓦特(W);W——电功——焦耳(J);

t——通电时间——秒(s)。

第二种单位:P——电功率——千瓦(kW);W——电功——千瓦时(kW·h);

t——通电时间——小时(h)。

电功率计算公式:PW =UI(适用于所有电路) t2

U2对于纯电阻电路可推导出:P= IR=

R【技能方法】

所谓的两档位电热器一般分为高温档和低温档,是在电源电压不变的情况下,通过改变电阻

U2的大小,高档位电阻小,低档位电阻大,由P可知,电热器的电功率发生了改变。

R两档位电热器一般是通过开关来改变档位的,常见的电路有以下两种: (1)短路型

S闭合时,电阻R被短路,只有R0工作,此时为高温档挡;断开时,两电阻串联总电阻较大,此时为低挡. (2)单刀双掷型

主要工作的电阻放在干路上,一条支路用导线,一条之路连接在附加电阻上,当S接附加电

阻时两电阻串联,是低温挡;S接导线时,电路中只有一个电阻,为低温挡.

【1】.如图甲所示的九阳豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置,电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题:

(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg,打浆完成后浆的初温为40℃,加热该浆使其温度升高到100℃,需要吸收多少热量___?[设该浆的比热容为4.0×10J/(kg•℃)] (2)电阻R1和R2的阻值分别为多大________,_______?

(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,正常工作lmin所消耗电能为多大_____?

3

【答案】 2.4×10J 48.4Ω 151.6Ω 70800J

5

则R2的阻值:R2=R串﹣R1=200Ω﹣48.4Ω=151.6Ω;(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,总功率:P总=180W+1000W=1180W,正常工作lmin所消耗电能:W=Pt=1180W×60s

=70800J。

点睛:(1)利用Q吸=cm(t﹣t0)求加热该浆需要吸收的热量;(2)由图知,当S接a时,

电路中只有R1,电阻较小,由P=可知,此时电功率较大,为加热档;当S接b时,电路

中R1、R2串联,电阻较大,由P=

可知,此时电功率较小,为保温档;利用P=求R1、R

;再利用串联电阻的特点求R2;(3)该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时,求出总功率,

再利用W=Pt求正常工作lmin所消耗电能。

【2】.如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关S1,温控开关S2,两个加热电阻丝R1,R2(阻值不变)。该加热器部分参数己知:额定电压220V,加热功率为4840W,保温功率为400W.求:

(1)当S1,S2都闭合,该加热器处于 (选填“加热”或”保温”)状态时,电路中的总电流 ;

(2)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200V时,加热器保温状态下的实际功率 。(保留整数)

【答案】加热 22A 331W 【解析】

电路中的总电流I===22A。

(2)当开关S1闭合,S2断开,电路为R2的简单电路,此时处于保温状态,

由P=可得,电阻R2的阻值:

R2===121Ω,

根据P=U2RP=U2R可得,当电路两端电压为200V时,加热器保温状态下的实际功率:

P实际==≈331W。

答:(1)加热;电路中的总电流为22A; (2)加热器保温状态下的实际功率为331W。

点睛:本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用,关键是知道加热功率为两电阻并联时的功率;

【3】.如图甲所示的养生壶是指一种用于进行养生保健的可以烹饮的容器,类似于电热水壶,装满水时,水的质量是2kg,有加热和保温两档,简化的工作电路如图乙所示。某次该养生壶装满初温为20℃的水,接在家庭电路中,它正常工作时的功率和时间关系如图丙所示(外界大气压为1个标准大气压)。求:

(1)当开关S1、S2均闭合时,养生壶处于什么状态?此时电阻R2的阻值是多少?(保留1位小数)

(2)保温时通过养生壶插头的电流为多少?(保留1位小数)

(3)若通电10min恰好将一壶水烧开,则加热养生壶的热效率是多少?[水的比热容是4.2×10J/(kg•℃)]

【答案】(1)40.3Ω (2)1.8A (3)93.3%

3

电阻R1 的阻值:R1 =R总 -R2 =121Ω-40.3Ω=80.7Ω;

(2)由P=UI可知,保温时电流:I=P保温/U=400W/220V≈1.8A;

(3)由ρ=m/V可知,水的质量为:m=ρV=1.0×10 kg/m ×2×10 m =2kg, 1个标准大气压水的沸点是100℃,水吸收的热量:

3

3

-3

3

Q吸 =cm(t-t0 )=4.2×103 J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105 J,

由图象可知,加热时电热水瓶的功率P加热 =1200W,则

10min消耗电能产生的热量:Q=W=P加热 t=1200W×10×60s=7.2×10 J, 5

热水瓶效率:吸/W×100%=6.72×105J/7.2×105

J×100%≈93.3%

η=Q

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