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文档简介
专题10—电学—档位问题计算类2023年中考物理计算题专题提升培优练一、单选题1.某款家用电热取暖器有两个档位,它正常工作时,下列说法正确的是()A.取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成B.“高温”档一定比“低温”档产生的热量多C.“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小2.如图所示,3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热融的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图甲)。打印时有快慢两档(快档工作时温度更高),其内部电路如图乙,R1、R2是相同的PTC发热电阻,单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。以下说法正确的是()A.打印笔工作时,PTC电阻不发热B.塑料受热逐渐变软变稀,塑料是晶体C.乙图可知,只闭合开关S为慢档打印D.温度为250℃时,打印笔快档通电10s产生的热量为400J二、多选题3.某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是()A.使用“低温档”只需要闭合S2B.使用“高温档”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J4.如图所示,3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热熔的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形状。打印时有快慢两档(快档工作时温度更高),其内部电路如图乙所示,、是阻值相等的PTC发热电阻,单个PTC电阻与温度的关系如图丙所示,以下说法正确的是()A.只闭合开关S为慢档打印B.快档打印时,两端电压为110VC.120~360℃内,PTC电阻发热功率随温度的升高而变大D.温度为250℃时,打印笔快档通电10s产生的热量为800J5.某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是()品牌型号HY2215-11E额定电压220V档位3挡额定功率低温880W中温1100W高温1980WA.使用“低温档”只需要闭合S2B.使用“高温档”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J三、填空题6.如图所示,是某种电器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为110Ω、220Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高温、中温、低温三个档位的转换,若开关S的触点b接触点c,此时电热器处于_____档,正常工作时的电功率是_____W,若在高温档正常工作1min产生的热量是_____J。7.电热水壶常有“烧水”和“保温”两个档位,如图是其内部简化电路图,已知R0=55Ω,R1=1045Ω,当S接1时,电热水壶处于______档,当S接2时,通电1min产生的热量是______J。8.如图甲所示为某高、低温两档位电烤箱的内部简化电路,S为手动开关,S1为自动控制开关,R1和R2均为电热丝,图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像,0~10min,开关S、S1均处于闭合状态,电烤箱为__________温档;10~15min,S闭合S1断开,此时间段,R1产生的热量为___________J。9.如图所示,是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压6V,R1、R2的阻值分别为3Ω、6Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换。保暖鞋在低温档工作时开关在__之间,它的高温档工作1min产生的热量是__J。10.小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个档位的发热功率。如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:Rl=121Ω,R2=242Ω,电源电压保持不变。电烤箱在高档位工作时,消耗的电功率是_______W;电烤箱在中档位工作5min,电热丝产生的热量是_________J;电烤箱的最小功率是_______W。(保留一位小数)11.某型号电饭锅有高温档和低温档两个档位,其原理如图所示,则当开关置于______(选填“1”或“2”)位置时为高温档。已知高温档额定功率是1100W,当电饭锅以高温档正常工作1min消耗的电能为______J;若已知低温档额定功率是440W,电阻R=_______Ω。12.如图是某家用电热器内部电路结构图,它有高温、中温、低温三个档位,其中R1、R2为加热电阻丝(R1=R2).其中高温档位是_____,低温档是________,中温档位是_______.(均选填图下对应的序号)13.如图是某品牌电吹风的电路图,其铭牌上标有“220V,1100W”的字样.该电吹风有“冷风”和“热风”两个档位,测得电热丝的电阻为48.4Ω.当电吹风正常工作时:(1)吹冷风时,电动机的功率是_____W;(2)吹热风时,2min电热丝产生的热量为_____J.14.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换,电热器在低温工作时的电功率是_____W,在高温档工作1min产生的热量是_____J.15.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=1050,R2=50。开关S接“1”时,电热壶为______档位。开关S接“2”时,通电5min,电流通过R2产生的热量为______J。四、计算题16.图甲是两档空气炸锅,图乙是其内部简化电路,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,阻值为96.8Ω,求:(1)试分析说明空气炸锅在高温和低温档时,开关S分别处于哪个位置?(2)发热体R1的阻值是多少?(3)空气炸锅高温档一次性可装入200克牛柳,若将这些牛柳从40℃加热到190℃,需要多长时间?,设加热其间牛柳的比热容不变,不计热量损失。17.在综合实践活动中,小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示,和均为电热丝,是自动控制开关,可实现低档、高档之间的转换,饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示,求:(1)低档位工作时,通过电阻的电流;(2)电阻的阻值;(3)前内电路产生的热量。18.如图所示是某电加热器工作原理的简化电路图。加热器有两档,分别是高温档和低温档,为档位自动控制开关,和均为电热丝,的阻值为。高温档工作时,干路电流为。求:(1)加热器工作时,通过的电流大小;(2)电热丝工作产生多少焦的热量。19.小阳家的电热砂锅在炖汤时能够自动控制炖汤的温度,因此炖汤味道香醇,而且节约能源。此电热砂锅有“大火”和“小火”两个档位。小明根据电热砂锅的工作特点,设计出如图所示的模拟电路图,加热电阻R1和R2阻值均为50Ω。当两个开关均闭合,开始“大火”炖煮;当汤的温度达到沸点时一个开关会自动断开,另一个开关仍闭合,可以维持“小火”炖煮。求:(1)在汤沸腾之前,电热砂锅消耗的电功率;(2)在维持“小火”炖煮时,电路中的电流;(3)在维持“小火”炖煮时,电热砂锅通电1小时消耗多少度电?20.生活中大多数电热器都有多个挡位,学习了电功率知识后,小龙同学利用电压为12V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器的多档位问题。已知,,请计算:(1)、断开,闭合时,电路中的电流是多少?(2)断开,、闭合时,通电10min电路产生的热量是多少?(3)、断开,闭合时,两端的电压是多少?(4)该电路的最大功率是多少?21.小梅妈妈经常使用某品牌便携式挂烫机。它是利用高温水蒸气熨烫衣服的,其工作电压为220V。挂烫机工作时加热功率有高、低两个档位,如图所示是其内部的简化电路图,其中R1和R2为发热电阻。当选择开关拨动到与触点B、C接融时处于低温档加热,此时只有R1接入电路,电路中的电流是2A;当选择开关拨动到与触点A、B接触时处于高温档加热,此时R1和R2同时接入电路,电路中的电流是5A。求:(1)挂烫机高温档加热时的电功率多大;(2)高温档加热时通过R2的电流是多少;(3)发热电阻R1的阻值是多少;
(4)低档工作50s,电阻R1产生多少热量。22.如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压U=220V不变,两根电热丝的电阻关系为R=2R,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、低两个档位的转换,低温档时的发热功率为440W。求(1)R和R的电阻值;
(2)推理R、R并联时电路的总功率P与R、R的各自功率P、P存在的关系,再求电热器处于高温档时的总功率;(3)如果在高温档下工作7min产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水,温度升高多少?[水的比热容为c=4.2×10J/(kg∙℃)]23.如图甲所示是某家用多功能电炖锅。它有三个档位:高温炖,中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,其中R1与R2均为电加热丝,下表是该电炖锅的部分参数。(g=10N/kg,其中R1、R2的阻值不变)项目参数电源电压(V)220中温档功率(W)440高温档功率(W)990(1)中温档时,流过R1的电流为多少?(2)求R2的阻值为多少?(3)当实际电压为额定电压的0.9倍时,低温档的实际功率为多少?24.(1)如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克,它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息,该型坦克重,每条履带与地面的接触面积约。求该轻型坦克对水平地面的压强。(2)小亮家新买了一辆汽车,车上的座椅垫具有电加热功能,如图甲所示。通过观察和研究,他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个档位,“高温”档功率为,“低温”档功率为。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为,S为档位切换开关,和为电热丝。当座椅垫处于“高温”档加热时,通过计算回答:①通过座椅垫的电流是多少安?②电热丝的阻值是多少欧?③座椅垫工作产生的热量是多少焦?25.某手工兴趣小组的同学们,在老师的带领下自制了一台电烤箱,设计的简化电路图如图所示,R1、R2均为电热丝,当开关S2通断时,电烤箱的档位不同。(1)电烤箱在高温档正常工作100s产生的热量是多少?(2)电烤箱在低温档正常工作时,R2的功率是多少?(3)在用电高峰:同学们关闭其它用电器,只让电烤箱处于高温档工作400s,参数为3000r/kW∙h的电能表转盘转了297转,则此时的实际电压为多少?额定电压220V高温档电路功率1100W低温档电路电流2A专题10—电学—档位问题计算类2023年中考物理计算题专题提升培优练一、单选题1.某款家用电热取暖器有两个档位,它正常工作时,下列说法正确的是()A.取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成B.“高温”档一定比“低温”档产生的热量多C.“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小【答案】D【详解】A.取暖器中的电热丝的作用是发热,材料应电阻率大、熔点高,熔点高的目的是防止电热丝发热后熔化,故A错误;B.高温挡的功率大,相同时间,高温挡产生的热量一定比低温挡产生的热量多,故B错误;C.高温挡的功率大,家庭电路的电压为220V,电压一定,根据可知,高温挡的电阻小,故C错误;D.接通电路后,连接电热丝的导线与电热丝是串联的,所以通过的电流相等,导线上产生的热量小,根据Q=I2Rt可知,导线的电阻小,故D正确。故选D。2.如图所示,3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热融的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图甲)。打印时有快慢两档(快档工作时温度更高),其内部电路如图乙,R1、R2是相同的PTC发热电阻,单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。以下说法正确的是()A.打印笔工作时,PTC电阻不发热B.塑料受热逐渐变软变稀,塑料是晶体C.乙图可知,只闭合开关S为慢档打印D.温度为250℃时,打印笔快档通电10s产生的热量为400J【答案】C【详解】A.由题意知,打印笔工作时,需要电阻产生热量加热塑料条让其熔化,故A错误;B.塑料受热逐渐变软变稀,这是非晶体熔化时的现象,故B错误;C.根据电路图,当S和S1都闭合时,两个电阻并联,电路的总电阻最小,电压一定根据公式的,此时功率最大,所以是快档打印,当闭合S时,只有R1接入电路,此时电阻大,功率小是慢档打印,故C正确;D.温度为250℃时,PTC的电阻为1210Ω,此时电路的总功率为打印笔快档通电10s产生的热量为故D错误。故选C。二、多选题3.某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是()A.使用“低温档”只需要闭合S2B.使用“高温档”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J【答案】BD【详解】AB.根据可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,所以只闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温挡。故A错误,B正确;C.当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为故C错误;D.中温挡正常工作,R2接入电路,1分钟产生的热量为故D正确。故选BD。4.如图所示,3D打印笔中装入塑料条,接通电源,等待一段时间后即可挤出热熔的塑料,塑料在空气中迅速冷却变成特定的形状。打印时有快慢两档(快档工作时温度更高),其内部电路如图乙所示,、是阻值相等的PTC发热电阻,单个PTC电阻与温度的关系如图丙所示,以下说法正确的是()A.只闭合开关S为慢档打印B.快档打印时,两端电压为110VC.120~360℃内,PTC电阻发热功率随温度的升高而变大D.温度为250℃时,打印笔快档通电10s产生的热量为800J【答案】AD【详解】AB.由电路图知,只闭合开关S,只有接入电路,闭合S和,和并联接入电路,由P=可知,只闭合开关S为慢挡打印,闭合S和为快挡打印,此时两端电压为电源电压220V,故A正确,B错误;C.由图像丙可知,120内,PTC电阻随温度的升高而变大,由P=可知,PTC电阻发热功率随温度的升高而变小,故C错误;D.温度为250℃时,单个PTC电阻R=1210,其发热功率P===40W则快挡时PTC电阻的发热功率P总=2P=2×40W=80W打印笔快挡通电10s产生的热量为Q=W=t=80W10s=800J故D正确。故选AD。5.某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是()品牌型号HY2215-11E额定电压220V档位3挡额定功率低温880W中温1100W高温1980WA.使用“低温档”只需要闭合S2B.使用“高温档”要闭合S1、S2C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J【答案】BD【详解】AB.根据可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,所以只闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温挡,故A错误,B正确;C.当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为故C错误;D.中温挡正常工作,R2接入电路,1分钟产生的热量为故D正确。故选BD。三、填空题6.如图所示,是某种电器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为110Ω、220Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高温、中温、低温三个档位的转换,若开关S的触点b接触点c,此时电热器处于_____档,正常工作时的电功率是_____W,若在高温档正常工作1min产生的热量是_____J。【答案】
低温
220
3.96×104【详解】[1]根据P=,当电阻最大时,电功率最小,开关S接触b、c时只有R2连入电路时为低温档。[2]处于低温当时,正常工作时的电功率是[3]当两电阻并联时,开关S接触c、d时两电阻并联此时电路的总电阻最小,在高温档工作1min产生的热量是7.电热水壶常有“烧水”和“保温”两个档位,如图是其内部简化电路图,已知R0=55Ω,R1=1045Ω,当S接1时,电热水壶处于______档,当S接2时,通电1min产生的热量是______J。【答案】
保温
5.28×104【详解】[1]根据电功率计算公式可知,电路电阻越小则电路功率越大;当S接1时,两个电阻串联,故电热水壶处于保温档。[2]当S接2时,电热水壶处于烧水档,此时8.如图甲所示为某高、低温两档位电烤箱的内部简化电路,S为手动开关,S1为自动控制开关,R1和R2均为电热丝,图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像,0~10min,开关S、S1均处于闭合状态,电烤箱为__________温档;10~15min,S闭合S1断开,此时间段,R1产生的热量为___________J。【答案】
高
【详解】[1]由甲图可知,开关S、S1均处于闭合状态,R1和R2并联,根据可知,电功率与电阻阻值成反比,并联时电路总阻值最小,则此时电功率为最大值,故开关S、S1均处于闭合状态时,电烤箱为高温档。[2]在10~15min内,S闭合S1断开,R2断路,电路中只有R1一个用电器,由乙图可知,此时间段电路中电流I=6A,故R1产生的热量为9.如图所示,是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压6V,R1、R2的阻值分别为3Ω、6Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换。保暖鞋在低温档工作时开关在__之间,它的高温档工作1min产生的热量是__J。【答案】
b、c
1080【详解】[1]根据可知,当电压一定时,电阻越大,电功率越小;由题可知,当R2单独工作时,电路中电阻最大,所以,保暖鞋在低温档工作时开关在b、c之间。[2]当R1、R2并联工作时,电路功率最大,为高温档,所以它的高温档工作1min产生的热量10.小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个档位的发热功率。如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:Rl=121Ω,R2=242Ω,电源电压保持不变。电烤箱在高档位工作时,消耗的电功率是_______W;电烤箱在中档位工作5min,电热丝产生的热量是_________J;电烤箱的最小功率是_______W。(保留一位小数)【答案】
600
1.2×105
133.3【详解】[1]当开关S1置于a端,S2闭合时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,由P=知,此时电功率最大,电烤箱处于高档位;因并联电路中各支路两端的电压相等,且总功率等于各用电器功率之和,所以,烤箱档位工作时消耗的电功率P高=+=+=600W烤箱档位工作时消耗的电功率为600W。[2]当开关S1置于b端,S2闭合时,电路为R1的简单电路,此时电烤箱处于中档位;工作5min,电热丝产生的热量Q=W=t=5×60s=1.2×105J电烤箱在中档位工作5min,电热丝产生的热量是1.2×105J。[3]当开关S1置于b端,S2断开时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,电功率最小,烤箱工作的最小功率P小===133.3W烤箱工作的最小功率是133.3W。11.某型号电饭锅有高温档和低温档两个档位,其原理如图所示,则当开关置于______(选填“1”或“2”)位置时为高温档。已知高温档额定功率是1100W,当电饭锅以高温档正常工作1min消耗的电能为______J;若已知低温档额定功率是440W,电阻R=_______Ω。【答案】
2
6.6×104
66【详解】[1]高温烧煮档其功率最大,由P=可知,此时的总电阻应该最小,由电路图可知,开关S应置于2位置,此时电路为R0的简单电路。[2]由P=可得,电饭锅在高温烧煮档正常工作1min产生的热量Q=W=P高t=1100W×1×60s=6.6×104J[3]开关S置于1位置时是保温焖饭档,此时R0与R串联,则电路中的总电阻R总==110Ω只有R0工作时处于高温煮饭状态,故R0的电阻为R0==44Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R的阻值R=R总−R0=110Ω−44Ω=66Ω12.如图是某家用电热器内部电路结构图,它有高温、中温、低温三个档位,其中R1、R2为加热电阻丝(R1=R2).其中高温档位是_____,低温档是________,中温档位是_______.(均选填图下对应的序号)【答案】
丁
乙
甲丙【详解】分析某家用电热器内部电路结构图可知:甲图R1被短路,只有电阻R2工作;乙图电阻R1、R2串联;丙图只有R1连入电路中;丁图电阻R1、R2并联.由,可知电压一定时,电阻越小,电功率越大.因此两电阻并联时总功率最大,即丁图的连接方式,发热最多,为高温档;乙图中串联时总功率最小,发热最少,为低温档;甲丙两图的连接情况下为中温档.13.如图是某品牌电吹风的电路图,其铭牌上标有“220V,1100W”的字样.该电吹风有“冷风”和“热风”两个档位,测得电热丝的电阻为48.4Ω.当电吹风正常工作时:(1)吹冷风时,电动机的功率是_____W;(2)吹热风时,2min电热丝产生的热量为_____J.【答案】
100
1.2×105【详解】(1)电热丝工作时,其发热功率P发热==1000W当电吹风吹热风时,电动机和电阻丝并联、同时工作,已知P总=1100W,则电动机的功率PM=P总﹣P发热=1100W﹣1000W=100W无论吹热风还是吹冷风,电动机两端电压不变(等于电源电压),电动机的功率不变;所以吹冷风时,电动机的功率仍然是100W.(2)由P=可得,吹热风2min电热丝产生的热量Q=W=P发热t=1000W×2×60s=1.2×105J14.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换,电热器在低温工作时的电功率是_____W,在高温档工作1min产生的热量是_____J.【答案】
2200
3.96×105【详解】解:根据P=,当电阻最大时,电功率最小,开关S接触bc时只有R2连入电路时为低温档,P小==2200W当两电阻并联时,开关S接触c、d时两电阻并联此时电路的总电阻最小,R并=在高温档工作1min产生的热量是:Q高=t=×60s=3.96×105J.15.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=1050,R2=50。开关S接“1”时,电热壶为______档位。开关S接“2”时,通电5min,电流通过R2产生的热量为______J。【答案】
加热
600【详解】[1]开关接“1”时,电路中只有R2,电阻小,功率大,电热壶为加热档位。[2]开关S接“2”时,R2、R1串联,此时电路中的电流电流通过R2产生的热量四、计算题16.图甲是两档空气炸锅,图乙是其内部简化电路,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,阻值为96.8Ω,求:(1)试分析说明空气炸锅在高温和低温档时,开关S分别处于哪个位置?(2)发热体R1的阻值是多少?(3)空气炸锅高温档一次性可装入200克牛柳,若将这些牛柳从40℃加热到190℃,需要多长时间?,设加热其间牛柳的比热容不变,不计热量损失。【答案】(1)当S置于1位置时,空气炸锅处于高温状态;当S置于2位置时,空气炸锅处于低温状态;(2)121Ω;(3)100s【详解】(1)由电路图可知,当S置于1位置时,、并联,当S置于2位置时,只有电阻接入电路;因为并联电路的电阻小于任何一个分电阻,所以,由可知,当S置于1位置时,功率较大,即空气炸锅处于高温状态;当S置于2位置时,空气炸锅处于低温状态。(2)的功率发热体的功率发热体的阻值(3)牛柳需要吸收的热量不计热量损失,由可得,用高温档牛柳从加热到,需要时间答:(1)当S置于1位置时,空气炸锅处于高温状态;当S置于2位置时,空气炸锅处于低温状态;(2)发热体的阻值是;(3)需要100s时间。17.在综合实践活动中,小星设计了一种电热饮水机电路。如图甲所示,和均为电热丝,是自动控制开关,可实现低档、高档之间的转换,饮水机工作时功率随时间的关系如图乙所示,求:(1)低档位工作时,通过电阻的电流;(2)电阻的阻值;(3)前内电路产生的热量。【答案】(1);(2);(3)【详解】解:(1)由图甲可知,当开关S1闭合,S2断开时,只有R1工作,为低温档,由图乙可知,此时电功率为44W,R1的电流为(2)当开关S1、S2闭合,R1、R2工作,为高温档,由图乙可知,电阻R2的电功率为R2的阻值为(3)由图乙,前内电路处于高温档,产生的热量为答:(1)低档位工作时,通过电阻R1的电流是0.2A;(2)电阻R2的阻值是100Ω;(3)前100s内电路消耗的电能是。18.如图所示是某电加热器工作原理的简化电路图。加热器有两档,分别是高温档和低温档,为档位自动控制开关,和均为电热丝,的阻值为。高温档工作时,干路电流为。求:(1)加热器工作时,通过的电流大小;(2)电热丝工作产生多少焦的热量。【答案】(1)2A;(2)【详解】(1)加热器工作时,通过的电流大小(2)通过电热丝的电流为电热丝工作产生的热量为答:(1)加热器工作时,通过的电流为2A;(2)电热丝工作产生的热量。19.小阳家的电热砂锅在炖汤时能够自动控制炖汤的温度,因此炖汤味道香醇,而且节约能源。此电热砂锅有“大火”和“小火”两个档位。小明根据电热砂锅的工作特点,设计出如图所示的模拟电路图,加热电阻R1和R2阻值均为50Ω。当两个开关均闭合,开始“大火”炖煮;当汤的温度达到沸点时一个开关会自动断开,另一个开关仍闭合,可以维持“小火”炖煮。求:(1)在汤沸腾之前,电热砂锅消耗的电功率;(2)在维持“小火”炖煮时,电路中的电流;(3)在维持“小火”炖煮时,电热砂锅通电1小时消耗多少度电?【答案】(1)968W(2)2.2A(3)0.484度电【详解】(1)在汤沸腾之前,“大火”炖煮,电路处于高温,电源电压一定,可知开关S1、S2都闭合,只有电阻R2接入电路,为高温档,电热砂锅高温档消耗的电功率(2)在维持“小火”炖煮时,开关S1仍闭合,S2自动断开,电阻R1和R2串联,接入电阻最大,此时功率最小,电路处于低温档。电路的电流:(3)在维持“小火”炖煮时,电热砂锅低温档消耗的电功率通电1小时消耗的电能为答:(1)在汤沸腾之前,电热砂锅消耗的电功率为968W。(2)在维持“小火”炖煮时,电路中的电流为2.2A。(3)在维持“小火”炖煮时,电热砂锅通电1小时消耗0.484度电。20.生活中大多数电热器都有多个挡位,学习了电功率知识后,小龙同学利用电压为12V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器的多档位问题。已知,,请计算:(1)、断开,闭合时,电路中的电流是多少?(2)断开,、闭合时,通电10min电路产生的热量是多少?(3)、断开,闭合时,两端的电压是多少?(4)该电路的最大功率是多少?【答案】(1);(2);(3)3V;(4)【详解】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R2的简单电路,则电路中的电流电路中的电流是0.4A。(2)当S1断开,S2、S3闭合时,电路为R2的简单电路,则通电10min电路产生的热量2880J。(3)当S1、S3断开,S2闭合时,R1与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流则R1两端的电压为3V。(4)电源的电压一定时,根据可知,电路的总电阻最小时电路的总功率最大,由电路图可知,S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路的总电阻该电路的最大功率所以该电路的最大功率是19.2W。答:(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是0.4A。(2)S1断开,S2、S3闭合时,通电10min电路产生的热量是2880J。(3)S1、S3断开,S2闭合时,R1两端的电压是3V。(4)该电路的最大功率是19.2W。21.小梅妈妈经常使用某品牌便携式挂烫机。它是利用高温水蒸气熨烫衣服的,其工作电压为220V。挂烫机工作时加热功率有高、低两个档位,如图所示是其内部的简化电路图,其中R1和R2为发热电阻。当选择开关拨动到与触点B、C接融时处于低温档加热,此时只有R1接入电路,电路中的电流是2A;当选择开关拨动到与触点A、B接触时处于高温档加热,此时R1和R2同时接入电路,电路中的电流是5A。求:(1)挂烫机高温档加热时的电功率多大;(2)高温档加热时通过R2的电流是多少;(3)发热电阻R1的阻值是多少;
(4)低档工作50s,电阻R1产生多少热量。【答案】(1)1100W;(2)3A;(3)110Ω;(4)22000J【详解】解:(1)挂烫机高温档加热时的电功率(2)挂烫机高温档加热时R1和R2并联,则通过R1的两端的电压不变,电阻不变,故通过R1的电流大小不变,则通过R2的电流(3)由欧姆定律,得电阻R1的阻值(4)电阻R1产生的热量答:(1)挂烫机高温档加热时的电功率为1100W;(2)高温档加热时通过R2的电流是3A;(3)发热电阻R1的阻值是110Ω;(4)低档工作50s,电阻R1产生热量为22000J。22.如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压U=220V不变,两根电热丝的电阻关系为R=2R,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、低两个档位的转换,低温档时的发热功率为440W。求(1)R和R的电阻值;
(2)推理R、R并联时电路的总功率P与R、R的各自功率P、P存在的关系,再求电热器处于高温档时的总功率;(3)如果在高温档下工作7min产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水,温度升高多少?[水的比热容为c=4.2×10J/(kg∙℃)]【答案】(1)110Ω,55Ω;(2)1320W;(3)60℃【详解】解:(1)当旋转开关S接b和c时,仅R1连入电路,电热器处于低温档。由电功率公式可得电阻R1的阻值则电阻R2的阻值(2)①假设通过电阻R1和R2的电流分别为I1和I2,干路电流为I,R1和R2的电功率分别为P1和P2,总功率为P,则由并联电路的电压规律和电流规律可得,,则总功率②当旋转开关S接c和d时,R1和R2并联接入电路,电热器处于高温档,则R2的发热功率总发热功率(3)电热器在高温档7min产生热量因为不计热量损失,所以由变形得在1个标准大气压下水的沸点为100℃,水沸腾过程中水温不再升高,不会达到106℃,所以水末温应为100℃,水升高的温度答:(1)R1和R2的电阻值分别为110Ω和55Ω;(2)电热器处于高温档时的总功率为1320W;(3)如果在高温档下工作7min产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水,温度升高为60℃。23.如图甲所示是某家用多功能电炖锅。它有三个档位:高温炖,中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,其中R1与R2均为电加热丝,下表是该电炖锅的部分参数。(g=10N/kg,其中R1、R2的阻值不变)项目参数电源电压(V)220
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