中考物理阶段性测试(十一)多挡位家用电器的相关计算【含答案解析】

1、中考物理阶段性测试(十一)多挡位家用电器的相关计算I如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8 0 0W和4 OW. Gr 0220 r 0°他(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2 0C的水加热到10 0C,需要多长时间？水的比热容为4 .2×10 .如图是某种电加热器的电路工作原理图.有总控开关S 阻丝R i、R 2 (阻值不变).该加热器部分参数已知，额定电压2 2 0 V ,加热功率为4 8 4 0

2、W ,保温功率为400W.求：(1) 当S 1、S 2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2 0 0 V时，加热器保温状态下的实际功 率.(保留整数)J(k1gC),假设电能全部转化为水的内能3 小黄家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高、中、低三挡，电热丝R =55 ,电热丝R 2 = 2 2 0 ,电热转化效率为8 4% ,水的比热容为4 .2×103j(kgC) 求:(1) 高温挡的加热功率;(2) 用低温挡将2.2kg水从20

3、C加热到60C需要的时间.4如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为2 2 0 V ,加热功率为5 0 0 W ,保温功率为60W.R1、R 2 均为加热电阻丝(假设电阻不变)，请解答下列问题：(1) 电阻丝R 1的阻值是多少?(2) 某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分 钟内闪烁了5 4次，她家电能表上标有“ 1600imp(kWh) ”的字样，此时, 饮水机的实际功率和实际电压是多少？5 某种智能型电饭锅，如图甲所示，有加热、保温、断电的功能内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“12”、“3

4、”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示.求:+ P/kW(1)电阻R 1的阻值;2 vdQIOr O1 1So3乙0.8 III()-1 0 1020 r/min丙(2)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中8 0%热量被水吸收，则能将初温是2OC,多少质量的水烧开在一个标准大气压下，水的比热容C水=4.2×10 3j(kgC),计算结果保留两位小数.6 市场上有一种暖手鼠标垫，技术参数如图所示，鼠标垫内有两个10的发热电阻,窑着暖手鼠标垫技术参数 额定电压：5 V最大电流：5OOmA左右 4dc: 5 V/2 000 mA 无需驱动"支持热插拨功能通过控

5、制两个发热电阻的连接方式就能实现多挡位的调节功能.请解答下列问题：(1)鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是多少？(2)在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是多少？(3) 在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗多少电能?7.小华家有一台U额= 2 2 0 V的电烤箱，接入2 2 0 V电路中，开关S闭合，温控开 关S 1处于闭合状态，此时电烤箱处于加热状态，加热功率P=IlOOW .温度升高到某一温度后温控开关S1断开，此时电烤箱处于保温状态，保温功率P1 = 440W.如图所示为其电路原理图，Ri、R 2为电阻不变的电热丝.求:(1) 温控开关S 1断开后，电烤箱工作2 0min消耗

6、的电能为多少焦耳;(2) R2的阻值；(计算结果保留一位小数)3 3 0 W”的电热(3) 若电阻丝R2烧断，请通过计算说明能否用2根“ 2 2 0 V 丝代替R2,让电烤箱恢复正常加热工作.8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:甲乙型号額定电压打浆装置电茲装置JYD -PllS220 V电机功車；厂保溫功率ISO WI OOO W242 W(1) 某次

7、向豆浆机中加入黄豆和清水共1. Okg ,打浆完成后浆的初温为40C,加 热该浆使其温度升高到10 0C,需要吸收多少热量？设该浆的比热容为4 .O×1O J(kgC)(2) 电阻R 1和R 2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1mn所消耗电能为多大?9小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如图甲所示，图乙为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同.求:型号MLJY-OI额定电压220 V定加热功率RSo W額定保洱功率IOO Wk* h1仃1巾(1)额定加热电流;(2) Rl和R2的阻值各为多少欧?(3) 在用

8、电高峰期，小峻关闭家中其他用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1 min ,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？10.图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见下表(“高温”挡功率空出)，图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S 自动断开，切断电源，保证安全闭合S1为“低温”挡请完成下列问题.火线地线2X X牌电咙器额定电压220 V额定 功率低温档550 W中SuS1 KKJ W高溫档频率50 HZ11 张强妈妈买了一个新的电饭煲，张强从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲，S 1为温控开关，加热电阻

9、R 1和R 2的阻值不随温度变化.求：(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流；(2)电阻R2的阻值;(3) 某周末的晚饭时，张强想利用自家电能表(如图乙)测量家庭电路的实际电压于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在Imin内转了5 0转.求家庭电路的实际电压.额定电压220 V额定蒸濛功率I 210 W额定保温功率S8 W频率50 HZ容枳5 L220 10 50H/. rrvs(kV ” 卄第11題图参考答案1 解：(1 )力卩热(2 )水吸收的热量Q= C m ( t t O)=4.2×103J(kgr)×

10、0. 5kg× (IOOOC -20 OC) =1. 68×105J 加热时间为t =WP =QP =1. 6 8 × 1 0 5 J8 0 OW = 2 1 OS2 解：(1 )加热此时电路中的总电流I = P加热U= 4 8 4 OW2 2 0 V =22A(2 )当闭合开关SI 时，电加热器为保温状态，电路为RI的简单电路，由P = U 2R可得：电阻R 1的阻值：RI= U 2P保温=(2 2 OV) 24 0 OW = 1 2 1 当电路两端电压为2 0 OV时，电加热器在保温状态的实际 功率：P实=U实2RI = ( 2 0 0 V)212 1 331

11、W3 .解：(1)将S、S1、S2闭合，R1和R2并联，电路总电阻最小，为高温挡由P=U2R知，P高温=P1+P2=U2R1+U2R2= ( 2 2 0 V)25 5 +( 2 2 0 V)2220 =1100W(2)只闭合S、S2 ,是R2的简单电路，电路中电阻最大，为低温挡P低温=( 2 2 0 V)2220 =220W水吸收热量Q吸=C水 mt=4.2×103J(kgr)×2.2kg×(60C-20C)=3.696×105J由题知Q吸=W ,又W =P低温t得t= WP低温Q吸P低温3.696×105J84% ×220W=200

12、0s4.解：(1)由图可知，当开关S、SI闭合时，处于加热状态；当开 关S闭合，Sl断开时，处于保温状态.则RI的功率：PI=P-P2=500W-60W=440WRl的阻值：Rl=U2Pl= ( 2 2 0 V)2440W =ll0(2)5mi n消耗的电能：W= 54l600kWh=l.2l5×l05J加热状态下的实际总功率：P实=Wt=l.2l5×l05J5×60s =405W加热状态下的总电阻：R总=U2P =( 2 2 0 V)2 500W =96.8此时饮水机的实际电压:U实=P实R 槡总= ft4 0 5 W×96.8=198V5 解：(1)

13、由图乙可知：当开关接“1”时是加热，接“2”时是保温，接“3”时是断电.由题图丙可知：P加热=0.8kW= 8 0 0W,P保温=0.1kW=10 0W由 P = Ul=U2R 得 R1= U2P加热= ( 2 2 0 V)28 0 0W =60.5(2)由题图丙可知，加热时间和保温时间都是1 0mi n,贝U加热时产生的热量为Q1 =P加热t1=800W×10×60s=4.8×10 5J保温时产生的热量Q2 =P保温t2=100W×10×60s=6×10 4J由=Q吸Q总×10 0%可得，Q吸=Q总=80%×(4

14、.8×105J + 6×104J)=4.32×105J由Q吸=Cmt可知，m =Q吸C水t=4.32×105J4.2×103J(kg°C)X(100°C -20°C)1.29kg6 解：(1)串联时的总电阻是：R总=R1+R2=10Q+10Q=20Q(2)两个电阻并联时，通过每个电阻的电流：12=11=UR1=5V10=0.5A电路中的总电流是1=11+ 12= 211= 2×0.5A=1A(3 )两个电阻并联时，电路中的电功率最大P=Ul=5V×1A=5W暖手鼠标垫正常工作8小时，最多消耗电能

15、W=Pt=5W×8×3600s=1.44×105J7. 解：(1)S1断开时，只有R1接入电路，电烤箱处于保温状态，此时消耗的电能为：W=PIt=440W×20×60s = 5.28×105J(2)电烤箱处于加热状态时，电阻R2的功率为P2=P-Pl=1100W-440W=660W电阻R2的阻值为：R2=U2P2= ( 2 2 0 V)2660W 73.3(3) 根“ 2 2 0 V 3 3 0 W”的电热丝的电阻为：R = U2P丝( 2 2 0 V)2330W 146.67若把两根“ 2 2 0 V 3 3 0 W”的电热丝并联使

16、用，并联后的总电阻约为7 3.3 ,故可替代.8. 解：(1)豆浆吸收的热量为：Q吸=cm(t-t0)=4.0×103J(kg°C)X1.0kg×(100°C -40°C)=2.4×105J(2)由图乙可知，当S接a时，处于加热状态.由 P = Ul=U2R可得，豆浆机正常加热时电阻R1的阻值为：R1= U2P加热220V)2IOOOW =48.4当S接b时，处于保温状态，电路中的总电阻为：R总=U2P保温= (22OV)2242W =2OO电阻R2的阻值为：R2=R总一R1 = 2OOQ 48.4Q=151.6Q(3)豆浆机处于打浆

17、和加热时，总功率为：P总=P电动机+P加热=18OW+1OOOW=118OWImi n消耗的电能为W=P总t = 118OW×6Os = 7.O8×lO4J9. 解：(1)额定加热电流：1加=P加U额= 88OW2 2OV=4A(2)当S接b时，仅R2 接入电路，电路中的总电阻最小，由P=U2R可知：此时电功率最大，处于加热状态，则R2的阻值：R2=U额2P加=(22OV)288OW =55当S接a时，Rl与R2串联，电路中的总电阻最大，由P = U2可知：此时电功率最小，处于保温状态，则电路中的总电阻：R = U额2P保=(2 2 OV) 21 0 OW = 4 8 4

18、故R 1的阻值：RI=R-R2=4 84-5 5 = 4 2 9 (3 )电能表的圆盘转3 0转消耗的电能：W= nN × 3 . 6X106 J= 3 0 r3 0 0 0 r × 3 . 6X106J = 3. 6 × 1 0 4 J故浴足盆加热的实际电功率：P=Wt = 3 . 6 × 1 0 4 J6 0 S = 6 0 OW1 0 解：(1 )由铭牌可知，低温挡电暖器功率为5 5 0 W,家庭电路 电压为2 2 0 V,则RI=U2P 1=(2 2 OV) 25 5 OW = 8 8 (2)分析电路图可知，开关S 2闭合时为中温挡，开关SI、S 2同时闭合时，电暖器处于高温挡，此时R 1和R 2同时连入电路，总功率为P = P1+P2= 5 5 0 W +11 OOW =165 OW ,则 电路中的总电流为I=PU =165OW2 2OV =7.5A(3)t = 2Omin = 12OOs ,电暖器高温挡工作2Omi n放出的热量是：Q放=W=Pt=165OW×12OOs=1.98×1O6 J,则空气吸收的热量为Q吸=Q放=1.98×1O6J