专题19.5《生活用电》单元综合计算题精炼（拓展）

20232024学年度物理九年级全一册同步（拓展）学讲练测大讲义（人教版通用）第十九章生活用电专题19.5《生活用电》单元综合计算题精炼（拓展）1.（2022甘肃兰州）一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温档额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温档和高温档的转换。R1和R2均为电热丝，R2=72.6Ω。求：（1）R1的阻值；（2）高温档额定功率；（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]电陶炉额定电压220V额定功率高温档××W低温档400W【答案】（1）48.4Ω；（2）1000W；（3）85%【解析】（1）由图乙可知，当旋钮开关接1时，电路为R1、R2的串联电路，电路的总电阻为两电阻阻值之和。当旋钮开关接2时，电路为只有R1的简单电路，电路的电阻为R1的阻值。由可知，当旋钮开关接1时，电路处于低温档；当旋钮开关接2时，电路处于高温档。由表中数据知，低温档的功率为400W，则有解得R1=48.4Ω（2）高温档额定功率（3）质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，吸收的热量为Q=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.7kg×(49℃25℃)=1.7136×105J标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁168次，消耗的电能是此时电陶炉的加热效率2.（2022黑龙江牡鸡）学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率，他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转盘转了70转，试求：（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？（2）电水壶的电功率为多少？（3）电水壶的热效率为多少？【答案】（1）3.36×105J；（2）1400W；（3）80%【解析】（1）烧开水，水吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×80℃=3.36×105J（2）电水壶所消耗的电能为电水壶的电功率为（3）电水壶的热效率为3.（2022湖南湘西）某品牌电热锅的简化电路如图乙所示，闭合开关接通电源后，可以转换触点开关使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压，电热锅加热功率，保温功率，水的比热容，水的密度。求：（1）连接电热锅的电线至少要能承受多大的电流？（2）保温状态下，电热锅每小时耗电多少度？（3）某次测试中发现将温度为的水加热至费时，则电热锅的效率是多少？【答案】（1）5A；（2）0.11度；（3）73.5%【解析】（1）由题意可知，设闭合开关接通电源后，接a时，电热锅处于加热状态，接b时，电热锅处于保温状态，则通过a的电流通过b的电流因为电热锅的电线与两电阻分别是串联的，所以，连接电热锅的电线至少要能承受5A电流；（2）保温状态下，电热锅每小时耗电为（3）根据题意，水质量为水升高的温度水吸收的热量是电热锅加热10分钟消耗的电能为则电饭锅的效率4.（2022江苏无锡）家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由S1、紫外线灯管L、发热管R1、温控开关K组成，K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由S2、发热管R2、电磁继电器开关组成，其中R2正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开：当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃～85℃控制电路电压U=6V，R3是定值电阻，RT是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。额定电压220V紫外线灯管功率20W烘干功率500W烘干温度55℃85℃某次使用时，将餐具放人消毒柜内，关闭好柜门，将插头插人家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、S1，对餐具消毒15min；断开开关S1，闭合S、S2、S3，再烘干60min。（1）若为该消毒柜写一份使用时的安全注意事项，其中错误的是__________A.禁止用潮湿的手操作B.消毒柜的金属外壳不需要接地C.消毒时切勿将塑料等不耐高温的食具靠近R1D.严禁在无保护条件下，直视正在工作中的紫外线灯管（2）烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中RT的阻值为500Ω，则当消毒柜内温度为85℃时，RT的阻值为多少__________？（3）若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为，其中，消毒时，L和R1同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，R2实际工作时间为总烘干时间的20%。则R1=____________Ω，R1实际工作时间为__________min。【答案】（1）B（2）200Ω（3）2426【解析】（1）A．生活中水是导体，用湿手去触碰电器容易触电，所以禁止用潮湿的手操作，故A正确，A不符合题意；B．在电器漏电时，接地线可以将金属外壳所带的电荷导入地下，所以为了安全，消毒柜的金属外壳需要接地，故B错误，B符合题意；C．由于R1是发热管，所以在工作时温度较高，如果塑料等不耐高温的食具靠近R1，塑料可能会熔化并产生有害物质，所以不应将塑料等不耐高温的食具靠近R1，故C正确，C不符合题意；D．紫外线对眼睛有一定刺激和伤害作用，长时间的紫外线照射，可能会使眼睛发生病变，所以严禁在无保护条件下，直视正在工作中的紫外线灯管，故D正确，D不符合题意。故选B。（2）由题意可知，烘干温度在55℃时，此时控制电路的电流为0.01A，则控制电路的总电阻则R1的阻值当消毒柜内温度为85℃时，此时电路中电流为0.02A，则此时电路的总电阻此时RT的阻值为（3）消毒时，通过紫外线灯的电流则R1的阻值烘干时，R2实际工作时间为总烘干时间的20%，则烘干消耗的电能则本次消毒消耗的电能消毒的总功率消毒时紫外线灯消耗的电能则R1消耗的电能R1的电功率则R1实际工作时间为5.（2022河南）九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。（1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？（2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃？［c水=4.2×103J/（kg·℃）］（3）请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释。【答案】（1）8次；（2）24kg；（3）见解析【解析】（1）根据题意知道，完成一次洗涤消耗的电能故一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数（2）由知道，该电热水器可使一度电加热至45℃的自来水的质量（3）节约用电，在满足生产、生活所必需的用电条件下，减少电能的消耗，提高用户的电能利用率和减少供电网络的电能损耗，建议如下：随手关灯、人走灯灭、避免“长明灯”；及时关闭待机的用电器；灯具选用要合理，尽量少用或不用阻碍光源光线的磨砂玻璃、半透明灯罩等；夏天空调温度不要设置得太低等。6.（2022辽宁铁岭）某中学为了实现学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化电路如图所示。闭合开关S，加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时，控制开关S0转到位置1为食品加热；当台内食品温度达到50℃时，S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1=24.2Ω，保温功率为400W。求：（1）定值电阻R2的阻值；（2）餐台加热状态下工作5min消耗的电能；（3）在加热状态时，餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失，求汤的比热容。【答案】（1）96.8Ω；（2）6×105J；（3）4×103J/（kg·℃）【解析】（1）S0接2时，R1、R2串联，处于保温状态，由得，电路中的总电阻为定值电阻R2的阻值为（2）S0接1时，只有R1工作，处于加热状态，由得，加热状态的功率为餐台加热状态下工作5min消耗的电能为W=P加t=2000W×5×60s=6×105J（3）由不计热量损失得，餐台工作5min产生的热量为Q=W=6×105J汤的比热容为答：（1）定值电阻R2阻值为96.8Ω；（2）餐台加热状态下工作5min消耗的电能6×105J；（3）汤的比热容为4×103J/（kg·℃）。7.（2022辽宁抚顺）图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关，S0为调挡开关，转动S0可将开关调至1、2、3位置。R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等。求：（1）电煎锅的中挡电功率；（2）将电煎锅调至中挡煎制食物时，3分钟可将50g食物从4℃加热至139℃，电煎锅加热食物的效率。【食物的比热容取4.0×103J/（kg℃）】【答案】（1）500W；（2）30%【解析】（1）当S闭合，S0接1时，R1、R2、R3串联，处于低温挡；当S0接2时，R2、R3串联，处于中温挡；当S0接3时，只有R3工作，处于高温挡。根据P=UI和可知，电阻为电煎锅的中挡电功率（2）食物吸收的热量Q吸＝cmt＝4.0×103J/(kg℃)×50×103kg×(139℃4℃)＝2.7×104J消耗的电能W＝P中t＝500W×3×60s＝9×104J电煎锅加热食物的效率答：（1）电煎锅的中挡电功率为500W；（2）将电煎锅加热食物的效率为30%。8.（2022辽宁阜新）电热水壶发热电阻阻值不变，其主要参数如表所示，（水的比热容），求：（1）电热水壶保温状态下电路中电流是多少？（2）在加热状态下，电热水壶正常工作100s，消耗的电能是多少？（3）用此电热水壶，将质量为1kg的水从50℃加热到100℃，吸收的热量是多少？额定电压220V容量1.5L加热功率1210W保温功率88W【答案】（1）0.4A；（2）1.21×105J；（3）2.1×105J【解析】（1）由P＝UI可得，电热水壶保温状态下电路中的电流（2）由可得，消耗的电能（3）吸收的热量9.（2022辽宁沈阳）如图所示，质量为400g初温为25℃的食用油注入大烧杯中，并将电加热器放入食用油中。电加热器正常工作100s，测出食用油的温度为65℃，已知电加热器的额定电压为220V，额定功率为440W。【食用油的比热容为2×103J/(kg℃)】（1）电加热器正常工作时的电流和电阻；（2）正常工作100s，电加热器消耗的电能；（3）电加热器的热效率。【答案】（1）2A，110Ω；（2）4.4×104J；（3）72.7%【解析】（1）电加热器正常工作的电流I＝＝＝2A电加热器正常工作的电阻R＝＝＝110Ω（2）正常工作100s，电加热器消耗的电能W＝P额t＝440W×100s＝4.4×104J（3）食用油升高的温度t＝tt0＝65℃25℃＝40℃食用油的质量m油＝400g＝0.4kg食用油吸收的热量Q吸＝c油m油t＝2×103J/(kg℃)×0.4kg×40℃＝3.2×104J电加热器的热效率η＝×100%＝×100%＝72.7%10.（2022山东潍坊）图示是一款自动炖煮机的简化电路图，、是两个完全相同的电热丝，为电源开关，通过控制开关、实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压220V，加热效率为75%，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入的水，闭合开关，通过观察其电子显示屏（消耗电能忽略不计），记录有关信息如表格所示。水的比热容，求：指示灯状态工作时间水温变化高温灯亮34℃升至100℃中温灯亮100℃保持不变低温灯亮100℃保持不变（1）水吸收的热量；（2）炖煮机高温挡时的功率；（3）炖煮机消耗的电能。【答案】（1）；（2）2200W；（3）【解析】（1）水吸收的热量（2）高温挡消耗的电能高温挡的功率（3）高温挡工作时，据知，电路中的电阻较小，由电路图知，和并联，电阻丝的阻值时，低温挡工作，据知，电路中的电阻较大，和串联，低温挡的功率低温挡消耗的电能11.（2022山东烟台）如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：（1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？（2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？（3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃)，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。【答案】（1）88W；（2）40Ω，510Ω；（3）电饭锅的热效率值达到三级能效【解析】（1）由丙图可知，5min中电饭锅消耗的电能电饭锅的保温功率（2）由乙图可知，闭合开关S，电路中只有R1，电功率较大，为加热状态；断开开关S，R1与R2串联，电功率较小，为保温状态。根据P=UI，R1的电阻为R1和R2的总电阻为R2的电阻为R2=R总R1=550Ω40Ω=510Ω（3）由题可知，水升高的温度t=100℃23℃=77℃水吸收的热量Q吸=cmt=4.2×103J/(kg℃)×2.2kg×77℃=7.1148×105J消耗的电能W=Pt=1210W×700s=8.47×105J加热功率81%<84%<86%电饭锅的热效率值达到三级能效。12.（2022四川遂宁）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：（1）电源电压是多少？（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即（2）由题意可知，水吸收的热量为（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是13.小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，、均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：额定电压220V额定功率低温档48.4W高温档500W（1）汤需要吸收的热量；（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？（3）的阻值为多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由可知，汤吸收的热量（2）由可知，在不考虑热损耗的情况下，电饭煲高温煲汤时需要的时间（3）由图乙可知，当开关S连接触点2时，仅电阻接入电路，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最大，为高温档。由电功率变形式可知，电阻的阻值由图乙可知，当开关S连接触点1时，电阻和串联接入电路，电路总电阻大，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最小，为低温档。由电功率变形式可知，电阻和的总电阻故的阻14.（2022浙江绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。（1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是___________（选填“断开”或“闭合”）（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是___________（选填“做功”或“热传递”）。（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，IV档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是___________。（4）已知电火锅IV档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。___________【答案】（1）闭合（2）热传递（3）b，c（4）1.5×103焦【解析】（1）根据题意知道，S2是温控开关，即当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合，所以，S1从0档转到Ⅰ档是开始工作，故温控开关S2的状态应是闭合的。（2）锅中的水温度升高，是水吸收了热量，所以，是通过热传递增加了水的内能。（3）根据题意知道，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，且IV档时功率最大，由知道，说明滑片顺时针转动，接入电路的电阻减小，由图知道，滑片与b连接，当接线柱b、c中连入电路时，满足要求。（4）由于电热丝被均分为四节接入电路，由图知道，Ⅲ档长度是IV档长度的2倍，由知道，电火锅IV档接入电路的电阻所以Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率电火锅在Ⅲ档工作5分钟，发热管消耗的电能W=Pt=500W×300s=1.5×