专题 09 电能（二）-2022-2023学年九年级科学上学期期末培优冲刺（浙教版）（原卷版）

09电能（二）一、多档位电器分析计算1．（2022九上·宁波月考）电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲)。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为8欧，R2均为2欧。（1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2闭合时电热桌垫处于档(选填“关”、“低温”或“高温”)。（2）图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦?（3）若电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2(选填“断开”或“闭合”)。（4）图丙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦?(不考虑温度的变化对电阻的影响)。2．（2022九上·定海期末）甲图是普通家用两挡电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝。当开关S1、S2都闭合时为高温挡位，功率为1100W；当开关S1闭合、S2断开时为低温挡位，功率为440W。家庭电路电压U=220V。（1）取暖器通电工作时会发热，原因是（2）电路中R1的阻值；（3）用电高峰，电压往往会偏低，如果实际电压是200V，低温挡工作时的实际功率为多少？（计算结果保留一位小数）（4）图乙是另外一种型号两档电取暖器内部简化电路图，请你判断：当该电取暖器处于高温档时，开关的闭合情况是。3．（2022九上·仙居期末）下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，已知R1>R2电热锅的部分参数如下：容积4.5升额定电压220伏低温功率110瓦高温功率840瓦（1）电热锅的工作原理是利用电流的(选填“热效应”或“磁效应")（2）调节切换开关可以使电热锅处于"关、低温、高温"三种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“”时为低温档。（3）当电热锅处于低温档正常工作时，通过电热丝的电流是多少安？（4）该电热锅处于高温档正常工作时，使3千克的水从20℃升高到100℃需要25分钟，请计算该过程中消耗的电能？此时电热锅的效率为多少？[C水=4.2×103焦/(千克·℃)]4．（2022九上·余姚期末）如图甲为陶瓷电煎药查，其简化的工作电路如图乙所示，电源电压为220V，S1为单刀双掷开关，R1和R2均为电加热丝。电煎药壶刚开始工作时先武火档快速加热，当药液的温度达到98℃时自动跳到文火档慢熬，药液熬制一段时间后自动跳到保温档防止药液烧干。已知电煎药壶在220V电压下正常工作时，武火快速加热功率为500w，文火慢熬功率为100W，某次救药时药液的温度与电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。（1）根据题意可知，当单刀双掷开关S1拨到“2"位置，同时开关S2(填“闭合"或“断开”)时，电煎药壶处于文火档。（2）电加热丝R2的阻值是欧。（3）求电煎药壶处于保温档时的功率。（4）分析图像可知，电放药壶武火加热前半段时间对药液的加热效率。(填“大于”“小于”或“等于”)后半段时间的加热效率。5．（2022九上·越城期末）如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温"“中温”和“低温"三档的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温档，高温档功率为1100W。已知R1=55Ω。诸分析与计算：

（1）当S1，S2连接触点时，电路处于低温档；（2）求中温档的电功率；（3）求R2的阻值；（4）图丙是某次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。（结果保留一位小数)6．（2021九上·舟山月考）空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟为，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R1=200Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：（1）当开关S1（选填“断开”或“闭合”），开关S接（选填“a”或“b”）端时为低温档。（2）中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流｡（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，一次炸熟200g薯条，加热效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间[c薯条取3.63×107．（2021九上·萧山月考）小明家刚买了一台新的电热饮水机，简化电路如图所示。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)，小明阅读该饮水机说明书可知：额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W。试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于状态。（填断开或闭合）（2）R1电阻值多大？（3）在某次该饮水机持续加热时，小明将家里的其他用电器都关闭，他发现该饮水机持续加热时，家里标有“6000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10min内转过了300转，则该饮水机持续加热时的实际电功率多大？8．（2021九上·杭州月考）小雨发现某家用电暖器有“高温”、“中温”、“低温”三个档位，其内部电路图及铭牌如图所示。已知电暖器R1、R2、R3为加热电阻，R1＝R3-30Ω。求：XX牌电暖器额定电压220V额定功率高温档中温档1210W低温档440W频率50Hz（1）R2的阻值是多少？（2）该电暖器在高温档工作时的功率是多少？（3）小雨想了解某日后半夜时家里电路的实际电压，于是将家里其他用电器都关闭，他观察到该电暖器在中温档工作时，家里标有“2000r/kW•h”的电能表转盘在0.4h内转了800r，则他家此时的实际电压是多少？9．（2021九上·浙江期中）小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲。R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其高挡功率为440W。（1）求高挡工作时，电路中的电流；（2）求加湿器处于低挡时的电功率；（3）加湿器的P﹣t关系如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？10．电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小杰查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？（2）图丙是小杰设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。①丙图电路中S1S2闭合，S3接a时，加热电路为▲（选填“高”、“中”或“低”）温档。②低温档功率为多少瓦？③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？11．（2021九上·临海期末）某兴趣小组用一个88Ω的电阻R1、开关和导线等器材制作了一个电烤箱，将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示。（1）求通过R1的电流。（2）求R1消耗的电功率。（3）该小组发现用甲图的方式烘烤蛋糕耗时过长，同学们找来一个相同规格的电阻R2进行改装。①你认为应按照图▲（填“乙”或“丙”）进行改装。②闭合开关S后，通电10min，求改装后电烤箱产生的热量。二、电能的综合应用12．（2021九上·平阳期中）有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示重力大小的仪表(实质是电流表)。其中AO长20厘米，BO长5厘米，压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示。压力F/牛050100150200250300…….电阻R/欧30272421181512……..踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6伏。（1）电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦?（2）当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R的电流为多大？(答案保留两位小数)（3）电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B应向方向移动。13．（2021九上·余姚月考）某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。水位（米）0.250.500.751.001.251.501.752.002.25压敏电阻RF阻值（欧）300200125907065626059（1）当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为瓦。（2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。14．（2020九上·镇海期末）如图是小科设计的电动窗帘（利用电动机转动带动窗帘打开或关闭）。下表是他所使用的微型电动机的部分数据。堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流”。同时测定得到每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N。型号额定电压额定电流堵转电流RS﹣360SH﹣1428012V0.3A1.5A请根据以上信息计算：（1）以额定功率运行时，电动机额外功率主要由热损耗造成的，则该电动机的有用功率为多少？（2）窗帘从完全闭合到完全打开需要克服摩擦力做功多少？（3）图中飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。则安装电动窗帘时，传动装置的机械效率是多少？15．（2020九上·浙江期末）如图甲、乙所示，某科技小组自制了一个测量水的深度的装置，它由测量头和控制盒构成，测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1，R1的阻值随水对它的压力F的变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2，电源电压保持不变。通过电路调节，可使控制盒的功率达最大值Pm，科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度。不计导线的电阻，电压表的量程为0～3V。科技小组在确保电路安全的情况下，进行如下的操作：(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)（1）R1未放入水中时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端，此时电压表示数达到最大值，R0的电功率为P0。求：R1未放入水中时的电阻。（2）测量头放到水下深度h1＝10m时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0的电功率为P0′，电路的总功率为P总，R1的电功率为P1。已知P0︰P0′＝9︰4，P总︰P1＝6︰1。求：此时R0两端的电压。（3）测量头放到水下深度h2＝3m时，调节电路，控制盒的最小功率与Pm的比值为多少？16．小明的妈妈为了丰富早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。表中是这个豆浆机的主要技术参数。型号SYL－624额定电压220V额定频率50Hz额定功率120W加热功率1210W请解答下列问题：（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家中其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/(kW·h)”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？17．（2021九上·平阳期中）随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进人普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：项目指标参数工作电压15V功率30W电池容量2000mAh（1）电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多少时间?（2）机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10％时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米?(剩余电池容量达自动返回充电时的40％用于提供克服阻力做功)18．（2021九上·乐清月考）为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品，通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。样品电阻值/Ω垃圾类别小于10金属10—30餐厨大于30其他（1）机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。（2）该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？19．（2020九上·余姚月考）随着生活水平的提高，人们对卫浴的要求也越来越高。一种自带温水冲洗臀部、座圈加热等功能的智能马桶逐渐受到人们的青睐。智能马桶当有人使用时，座圈加热功能自动工作，便后按下控制面板冲洗键，智能马桶的喷头就会喷出热水代替手纸清洁臀部。如图所示为一款智能马桶示意图，表一中数据为某智能马桶铭牌部分数据。（1）智能马桶冲洗加热电阻多少欧姆?（2）坐圈加热工作时，电路中电流多少安培？（3）如有人使用智能马桶3分钟，其中冲洗1分钟，此次共消耗多少电能?（4）在装修选用电源线时，为保证用电安全和经济效益，往往会根据用电器功率大小来选用面积粗细合适的铜导线，表二为不同规格铜导线对应允许长期通过的安全电流。通过计算，该智能马桶连接导线应选表格二中的哪种规格导线?表一选项导线规格mm²安全电流AA1.510B2.520C425表二额定电压220V即热冲洗加热额定功率1100W座圈加热额定功率30W平均用水量5L20．（2020九上·宁波期中）某品牌豆浆机的部分技术数据如下表所示。名称额定电压频率工作电流打磨电动机220V50Hz0.8A加热电热器220V50Hz4.5A豆浆机一个周期的工作顺序求：（1）该豆浆机打磨时的电功率是多少？加热时的电功率是多少？（2）该豆浆机工作一个周期，理论上所消耗电能为多少？（3）该豆浆机工作12min所消耗电能为0.078Kw.h，则豆浆机电能利用效率为多少？（结果精确到0.1%）21．（2021九上·金东期末）为了在冬季便于驾驶员准确观察后方情况，保障行车安全，许多车后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图所示是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。受控电路中电热丝R2与控制电路中的R1均能对玻璃均匀加热。S接“自动”时，玻璃温度升高至45℃时，触点D、E恰好脱开，电热丝R2停止工作，此时控制电路中通过的电流为0.02A。已知电路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。求：（1）受控电路工作时，R2工作10秒钟产生的热量。（2）玻璃温度升高至45℃时，触点D、E恰好脱开时，R0的电功率。（3）开关S接“自动”，玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了0.03W，则15℃时热敏电阻R1的阻值大小。22．（2019九上·德清期末）某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型。接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯规格为“6V3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。(衔铁与弹簧及墙的接触处均绝缘)（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点(选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)接通。（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为以，消耗的实际功率为额定功率的1／25。求：①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能；②定值电阻R0的阻值。(指示灯的电阻不变)三、纯电路的分析计算23．如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V4W”的字样，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω1A”的字样：如图乙所示为小灯泡L的I-U图象。（1）小灯泡L正常工作时的电阻是Ω。（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？（3）同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？24．（2020九上·江北期末）如图甲所示电路中，电源电压为18V不变，R1是定值电阻，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S1，断开S2，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。请分析计算：（1）电阻R1的阻值。（2）电阻R2的总电阻。（3）当x的值为31cm时，电阻R1消耗的电功率。（4）闭合开关S1和S2，将滑片P移到最左端，电阻R2消耗的电功率和电路总功率之比。25．（2020九上·余姚月考）如图甲所示电路图，闭合开关S，在滑片P移动的过程中，定值电阻R1的U﹣I图象如图乙所示。求：（1）滑片P在最左端时，通电1min电流所做的功；（2）R1消耗的最小功率；（3）当R2消耗的功率是0.5W时，R2的阻值。26．（2020九上·江北月考）如图所示，电源电压恒为18V，灯泡L标有“10V5W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，把滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到2R0时，定值电阻R0的电功率减小了1W，（灯泡的电阻不变）求：（1）灯泡L正常发光时通过的电流。（2）只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率。（3）只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，电阻R0消耗的最小电功率。27．（2020九上·浙江期末）如图所示的电路中，电源电压为25V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其上标有“50Ω2A”的字样