20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(原卷版)

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1、压轴专题 19 电热综合一计算题(共 16 小题)1 (2019泰安)某电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R 为热敏电阻,热敏电阻中允许通过的最大电流 Ig15mA,其阻值 R 随温度变化的规律图象如图乙所示,电源电压 U 恒为 6V,当电磁铁线圈中的电流 I8mA 时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点 a、b 接触,加热电路接通:当电磁铁线圈中的电流 I8mA 时,继电器上方触点 c 接触,保温电路接通,热敏电阻 R 和工作电路中的三只电阻丝 R1、R 2、R 3,均置于储水箱中,U 2220V ,加热时的功率 P 加热 2200W ,保

2、温时的功率 P 保温110W,加热效率 90%,R 22R 1,水的比热容,c 水 4.210 3J/(kg) ,水箱内最低温度为0。(1)为使控制电路正常工作,保护电阻 R0 的阻值至少为多大?若 R0 为该值,试求热水器刚开始保温时水的温度。(2)电阻丝 R1、R 2、R 3 的阻值分别为多少欧姆?(3)该热水器在加热状态下,将 44kg、20的水加热到 50需要多少时间?2 (2019威海)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位,旋钮开关可以分别置于“0 和 1“、 “1 和 2”、 “2 和 3”或“3 和4”接线柱。

3、正常工作时,低温档功率为高温档功率的 ,R 1 为 242,R 2 为 60.5 (忽略温度对电阻的影响)(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温档?(2)R 3 的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温档正常工作时,在 1 分钟内产生的热量是多少焦耳?(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温档加热汤液 2 分钟,电能表的表盘转了 81 转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作?电能表的铭牌上标有 3000r/(kWh)3 (2019黄冈)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S 1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到 120自动

4、断开。S 2 是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开,电热水瓶处于保温状态。S 3 是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为 50W,加热功率为 1000W。(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?(2)闭合 S3,电磁泵两端电压为 12V已知 R3 阻值为 200,求电磁泵的电功率。(3)若水烧开后,S 2 没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,S 1 才会断开?已知发热盘质量为 0.5kg,比热容为 0.5103J/(kg) 。设水烧干瞬间,发热盘的温度为 110,不计热损失。4 (2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术

5、参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变) 。额定电压 电炖锅档位 额定功率/W低温 200220V 中温 400高温 600(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数) ;(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kW h) ”的电能表转盘在 12ls 内转了 20 圈,求此时的实际电压;(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到 50时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。5 (2019东营)图甲为新型风

6、暖浴霸,因其安全性能好、发热柔和,深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动,通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图,其发热元件是两根阻值不变的电热丝 R1、R 2主要参数如下表。项目 参数额定电压(V) 220R1 额定功率(W )1936R2 额定功率(W )968电动机功率(W )44适用面积(m2) 10(1)开关均闭合,求浴霸正常工作时的干路电流是多少?(2)正常工作时,求 R1 的阻值是多少?(3)实际电压为 200V 时,求 R2 的实际功率是多少?(4)浴霸正常工作时,使容积为 20m3 的房间空气温度升高 20,求室内空气吸收的热量是多少?(空气

7、取 1.2kg/m3,c 空气 取 1.0103J/(kg) ,不考虑其他因素影响)6 (2018天门)如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅(铭牌如表所示) ,图乙是简易原理图,A为密闭锅体,锅的内部直径为 20cm,R 1 是加热电阻,R 2 是保温电阻,L 为指示灯,其阻值为 12,S 1为电源开关,S 2 为压力开关。闭合 S1 后,R 1 通电给压力锅内的水加热,锅内气体压强增大,当锅内气体压强达到设定值时,水开始沸腾,此时压力开关 S2 与触点 a 分开,与触点 b 接通,R 2 通电给压力锅内的水保温,电流表的示数比加热状态时减少了 4.9A,水的沸点与气体压强 p 的关系如图

8、丙, 取3.14求(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力(2)电压力锅内装有初温为 20,质量为 5kg 的水,从开始加热到锅内气压达到设定值时,水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量(不计热量损失,焦炭的热值为 3107J/kg)(3)R 2 的阻值7 (2019黄石)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如表所示,其测温系统可以简化为如图 a 所示的电路,电源电压为 9V 恒定电源,R 1 为 4 定值电阻,R 2 为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图 b 所示。额定功率额定电压 220V水箱容积 60L建议使用人数 34

9、(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其它用电器,让热水器正常工作 1 分钟,观察电能表,如图 c所示,转动了 150 转,消耗电能 kWh,则该电热水器的额定功率是 W。(2)若已装满水的水箱温度显示 75时突然停电,但不停水。现有 4 人要洗浴,正值秋冬季节,需用40热水洗浴,通过控水系统将 10冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少 L?(不计热损失)(3)控温系统某时刻电压表示数为 4V,此时水箱中水温是多少?8 (2019湘西州)下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图,R 1、R 2 为电热丝,且电阻不变,高温档位功率为 1100W,低温档位功率为 440W,家庭电路电压

10、 U220V ,求:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度;(2)电路中 R1 的阻值;(3)如果普通家庭生活用电的电费价格为每度 0.55 元,试计算用该电取暖器的低温档位取暖 4 小时需要缴纳的电费。9 (2019益阳)洞庭湖区域盛产水稻,早稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节。为解决早稻收获后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图甲所示,M 为电动鼓风机,R 为湿敏电阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要。R 0 为 10 的定值发热电阻。(1)若鼓风机的额定电压为 220V,额定功率为 440W,鼓风机正常工作的电流为多大?(2)相对

11、湿度在 40%80%范围内时,R 的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为 70%时,试求发热电阻 R0 的电功率为多大?10 (2019娄底)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲,R 1、R 2 都是发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且 R23R 1;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”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热) ,其部分技术参数如下表。额定电压(V) 220高档发热功率(W )400注水仓最大注水量 3(kg)(1)开关处于图示位置,电热加湿器的状态是 (选填“关” “低档”或“高档” )(2

12、)求电热加湿器中 R1 的阻值;(3)某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,其工作 30min的功率与时间图象如图乙所示,如果电阻 R1 在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少?计算结果保留整数,水的比热容为 4.2103J/(kg)(4)某一天,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低档加热,发现家中 3000revs/(kWh)的电能表转盘在 400s 内转了 27 圈,求此时电阻 R2 的实际功率是多少?11 (2018广安)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中 R1

13、 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(20)A;3000r/kWh”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?额定电压 220V频率 50Hz加热 880W额定功率保温 44W12 (2017重庆)小明家的电饭锅如图甲,额定电压为 220V, “煮饭”时额定功率为 1210W,简化电路如图乙,S 1 为温控开关,发热电阻 R1 和 R2 的阻值不随温度变化,电阻 R2 在“

14、保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为 1:16,求:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?(2)电阻 R1 的阻值为多少欧?(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙)指示灯每闪烁 4 次所用的时间为 48s。则 R2 两端的实际电压为多少伏?13 (2018重庆)某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参数如下表所示,其中快加热功率参数模糊不清,它能够把水加热到的最高温度为 75简化电路如图所示,R 1、R 2 均为加热电阻温度对电阻的影响忽略不计) 。若电热水器中已装满质量为 40kg、温度为 25的水。

15、请完成下列问题:已知水的比热容 c4.210 3J/(kg) (1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量。(2)开关 S1 闭合,S 2 接 b,电热水器处于慢加热工作状态,求 R1 的阻值。(3)若加热电阻产生的热量有 84%被水吸收,用该电热水器把原有的水加热到最高温度,用快加热比用慢加热节约多少秒?(结果保留整数)额定电压 220V保温功率 605W慢加热功率 1210W快加热功率14 (2017黄冈)如图甲是某型号的电热炉,图乙是其电路结构简图,通过控制档位开关 Sa、S b 可以获得四档加热功率,已知电阻丝 R1 的阻值为 44,不计温度对 R1、R 2 阻值的影响。(1

16、)当开关 Sb 断开,S a 与触点 1 接通时,求通过开关 Sa 的电流;(2)当开关 Sb 断开,S a 与触点 2 接通时,电热炉对 1kg 水加热 7min,水温升高 30,求电热丝 R2 的阻值。已知消耗的电能有 75%被水吸收,水的比热容为 4.2103J/(k)(3)若开关 Sb 闭合时,电热炉的电功率总比 Sb 断开时大,请比较 R1、R 2 阻值的大小关系,并写出分析过程。15 (2019重庆)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为 1.1105kW,输电电压为 1100kV,经变压器降至 220V 供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220V 220

17、0W”的即热式水龙头,其电阻为 R0,他发现冬天使用时水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻 R 和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路,如图,开关 S1 可以同时与 a、b 相连,或只与c 相连,使其有高温和低温两档。求:(1)通过特高压输电线的电流;(2)改装前,若水龙头的热效率为 90%,正常加热 1 分钟提供的热量;(3)改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为 4:1,请计算出高温档时的电功率。16 (2016莱芜)科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于 20) ,由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V

18、1000W”的字样;控制电路电源电压U30V,热敏电阻 Rt 作为感应器探测水温,置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1 为滑动变阻器。闭合开关 S,电磁铁产生的吸引力 F 与控制电路中电流 I 的关系如图丙所示,衔接只有在不小于 3N 吸引力的作用下才能被吸下,工作电路断开(不计继电器线圈的电阻,c 水4.210 3J(kg) ) 。求:(1)电热器正常工作时的电阻;(2)电热器正常工作时,给恒温箱中 100kg 的水加热,已知电热器的加热效率为 70%,当水温由 30升高到 40时,电热器的加热时间;(3)为了把温度控制在 40左右,设定在水温低于 40时自动加热,在水温达

19、到 40时停止加热,求此时滑动变阻器 R1 消耗的电功率。二解答题(共 5 小题)17 (2016金平区模拟)前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议,其实这款马桶盖为中国杭州生产,如图甲所示。部分参数如表和加热原理如图乙所示。感应开关 S 闭合,保温座圈开始加热,再闭合开关 S0 洗净装置喷出热水。C 水 4.210 3J/(kg) 、 水 1.010 3kg/m3) 试问:额定电压 220V出水量 0.9kg/min洗净装置加热功率 1800W保温座圈功率 55W(1)R 2 的阻值是多少?(2)若洗净装置喷水时将水由 20加热到 40,该装置加热的效率是多少?(3)若保温座圈

20、加热 5min,洗净装置工作 1min,共需要消耗多少 J 电能?18 (2017越秀区校级二模)如图,图甲是某款电热水龙头,即开即热,冷热兼用。水龙水的出水量可以调节,图乙是它的原理电路图 R1、R 2 为电热丝,通过旋转手柄带动开关 S 接通对应的电路,从而实现冷水,温水,热水之间切换,有关参数如表,不考虑温度对电阻丝值的影响,请回答下列问题:产品名称 即热式热水龙头应用场所 厨房、卫生间温水:1100W额定功率热水:3300W额定电压 220V额定频率 50Hz防触电类型 I 类(最高等级)(1)开关与 1,2 接触时,水龙头放出的水是 (填“温” 、 “热” )水,此时电路中的电流多大

21、?(2)水龙头放热水时,正常工作 50s,消耗的电能是多少?(3)R 2 的电阻值多大?(4)若水龙头每秒出水 50g,冬天的自来水温度为 5时,利用热水档时,水从水龙头出来是多少摄氏度?(假设电阻丝的热量被水完全吸收,水的比热容为 c 水 4.210 3J(kg) )(5)如果想水龙头出来的水的温度比上一问的更高一些,请你提出一个简单可行的办法。19 (2018端州区校级一模)电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患;省时省电(比普通电饭锅节电 30% 以上) 如图所示是某款电压力锅及铭牌:额定电压 220V 额定容量 5L额定功率 900W 工作压

22、力 5080kPa工作频率 50Hz 型号 M50(1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?(2)该电压力锅正常工作时电流多大?(小数点后保留两位小数)(3)在该电压力锅中装入 3kg 初温为 30的水,当加热到 120时刚好沸腾,水吸收了多少热量?此时电压力锅工作 30 分钟的热效率是多少?20 (2018邹城市一模)随着生活水平的提高,水平家新安装了一台电热水器。下表是某品牌家用电热水器的主要参数。安装方式 加热方式 容量 水温调节 加热功率 保温功率 电源电压 产品重量挂式 金圭特护加热棒60L (3575)5 4400W 400W 220V50Hz24kg(1)安装工

23、人将热水器从一楼背到 5 楼,对热水器做的功是多少?(每层楼高 3m)(2)如图 1,从安全方面考虑,电热水器的插座应选用带开关的三孔插座,请你将插座连接在电路中(3)如图 2,为了增加坚固程度,常在热水器下加装一个铁三角架,要使铁架较为牢固、安全。应把热水器放在 A 处还是 B 处,请你在选择的热水器上画出它的重力示意图和重力对 O 点的力臂。(4)如图 3 所示是电热水器原理的简易示意图,通过开关 S 可以使热水器处于加热或保温状态。闭合开关 S 时,热水器于 状态。(5)求热水器中 R1、R 2 的阻值大小。(6 在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后,把这些水由 35加热到 75时所用的时间大约为45min。该热水器的效率为多少?21 (2019株洲模拟)如图甲是现在学校普遍使用的电锅炉,它的水箱容积为 300L,额定电压为 220V,电锅炉有加热和保温两档,其电路简化图如图乙 R240,正常工作时电锅炉的加热功率为 3630W,求:(1)若水箱装满水,将水从 20加热到 100,水吸收的热量c 水 4.210 3J/(kg)(2)R 1 的阻值;(3)食堂工作人员发现当电路只有电锅炉在进行加热工作时,如图丙所示的电能表指示灯在 1min 内闪烁了 160 次,秋此时食堂电路中的实际电压。

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