20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)

上传人:hua****011 文档编号:82093 上传时间:2019-09-04 格式:DOC 页数:34 大小:1.88MB
下载 相关 举报
20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)_第1页
第1页 / 共34页
20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)_第2页
第2页 / 共34页
20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)_第3页
第3页 / 共34页
20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)_第4页
第4页 / 共34页
20届中考物理压轴培优练 专题19 电热综合(解析版)_第5页
第5页 / 共34页
点击查看更多>>
资源描述

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?【答案】:(1)为使控制电路正常工作,保护电阻 R0 的阻值至少为 450;若 R0 为该值,热水器刚开始保温时水的温度为 70。(2)电阻丝 R1、R 2、R 3 的阻值分别为 33、66 、374;(3)该热水器在加

3、热状态下,将 44kg、20的水加热到 50需要 2800s。【解析】:(1)由题意可知,热敏电阻中允许通过的最大电流 I015mA,电源电压 U16V,控制电路中最小值是 R 总小 400,当水箱内最低温度为 0时,热敏电阻阻值最小,R 最小,R 最小 100。保护电阻 R0 的最小值,保护电阻阻值至少为 R0R 总小 R 最小 400 100300,热水器刚开始保温时,控制电路中的总电阻 R 总 750,热敏电阻的阻值为:RR 总 R 最小 750300 450,由图乙可知,此时水温为 70;(2)由题意和电路图知:衔铁被吸下时,R 1、R 2 并联,电热水器处于加热状态,P 加热 220

4、0W,且 R22R 1,所以 2200W,2200W,2200W,解得:R 133 ,R 22R 1 23366;根据题意可知,电磁继电器上方触点和触点 c 接通时,电热水器处于保温状态,则由电路图知,此时R2、R 3 串联,根据电阻的串联特点和欧姆定律可得保温功率:P 保温 110W,即 110W,解得:R 3374 ;(3)水吸收的热量:Q 吸 cm(tt 0)4.210 3J/(kg)44kg(5020)5.54410 6J:根据热效率公式 可得,加热电路消耗的能量:W 6.16106J,加热时间:t 2800s。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

5、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。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)【答案】:(1

6、)当旋钮开关置于“1 和 2”接线柱时,火锅处于低温档;(2)R 3 的阻值是 181.5 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 1.2104J 焦耳;(3)此时电火锅不正常工作。【解析】:(1)当旋钮开关置于“1 和 2”接线柱时,R 2、R 3 串联,电路电阻最大,根据 P 可知,电功率最小,火锅处于低温档;当旋钮开关置于“2 和 3”接线柱时,R 3 被短路,电路为 R2 的简单电路,电路电阻较大,根据 P可知,电功率较大,火锅处于中温档;当旋钮开关置于“3 和 4”接线柱时,R 1、R 2 并联,电路电阻最小,根据 P 可知,电功率最大,火锅处于高温档。(2)高

7、温档时的电功率:P 高 P 1+P2 1000W,由题意知,低温档功率为高温档功率的 ,即:P 低 P 高 1000W200W ,由 P 可得,低温档时电路总电阻:R 242,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以,R 3 的阻值:R 3R R 224260.5181.5。电火锅处于低温档正常工作时,在 1 分钟内产生的热量:QWP 低 t200W60s1.210 4J。(3)电能表的表盘转了 81 转,电火锅消耗的电能:W 0.027kWh9.7210 4J,则电火锅的功率:P 810W,因为电火锅的实际功率 PP 高 ,所以,此时电火锅不正常工作。3 (2019黄冈)某型号电热水瓶具有加热

8、、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 0.5103

9、J/(kg) 。设水烧干瞬间,发热盘的温度为 110,不计热损失。【答案】:(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是 968;(2)电磁泵的电功率为 12.48W;(3)若水烧开后,S 2 没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过 2.5s 时间,S 1 才会断开。【解析】:由图和题意可知,闭合开关 S1 和 S2,电阻 R1 和 R2 并联,处于加热状态;只闭合开关 S1 时,只有电阻 R2 工作,处于保温状态;只闭合开关 S1 和 S3 时,电动机和电阻 R3 串联,电磁泵将水抽出,电动机工作。(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,只有电阻 R2 工作,根据 P 可得,电路中的电阻

10、:R2 968;(2)闭合 S1、S 3 时,电动机和电阻 R3 串联,已知此时电磁泵两端电压为 12V,则由串联电路电压的规律可得,电阻 R3 两端的电压:U3UU 泵 220V12V 208V,这一支路的电流为:I 1.04A,则电磁泵的电功率:P 泵 U 泵 I12V1.04A12.48W;(3)瓶里的水烧干后,发热盘吸收的热量:Q 吸 cmt0.510 3J/(kg)0.5kg(120110)2500J;瓶里的水烧干后,S 2 没有自动断开(仍然是加热状态) ,不计热损失,电流产生的热量全部被发热盘吸收,即 WQ 放 Q 吸 ,由 P 可得,水烧干后到 S1 断开所需的时间:t 2.5

11、s。4 (2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(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 200中温 400220V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

12、挡还是用低温挡更节能。【答案】:(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是 2.7A;(2)在用电高峰期,此时的实际电压是 200V;(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,由(3)可知用高温挡更节能。【解析】:(1)由表中数据可知,高温的功率 P 高 600W,由 PUI 可得,在高温档工作时,电路中的电流 I 高温 2.7A,(2)由 P 可得,电炖锅的电阻:R 121,电炖锅在高档工作时,电能表转盘在在 121s 内转了 20r,则电炖锅消耗的电能:W 实 kWh 3.6106J410 4J,实际功率:P 实 ,由 P 可得,电路的实际电压:U 实 200V。(3

13、)高温档消耗的电能 W 高 P 高 t 高 600W 660s2.1610 5J,则水升高 1消耗的电能 1.08104J,低温档消耗的电能 W 低 P 低 t 低 200W 960s1.0810 5J,则水升高 1消耗的电能为 1.35104J,因为 1.08104J1.3510 4J,且两档加热水的质量相同,所以加热等质量的水升高 1,高温档比低温档消耗电能少,用高温档节能。5 (2019东营)图甲为新型风暖浴霸,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、

14、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 取 1.2kg/m3,c 空气 取 1.0103J/(kg) ,不考虑其他因素影响)【答案】:(1)开关均闭合,浴霸正常工作时的干路电流是 13.4A。(2)正常工作时,R 1 的阻值是

15、 25。(3)实际电压为 200V 时, R2 的实际功率是 800W。(4)室内空气吸收的热量是 4.8105J。【解析】:(1)开关均闭合时,R 1、R 2 和电动机同时工作,电路总功率为:PP 1+P2+P3 1936W+968W+44W2948W,由 PUI 可得,浴霸正常工作时的干路电流:I 13.4A;(2)由 P 可得 R1 的阻值为:R1 25;(3)由 P 可得 R2 的阻值为:R2 50,实际电压为 200V 时,R 2 的实际功率为:P2 800W;(4)室内空气的质量为:m 空气 V1.2kg/m 320m324kg,空气吸收的热量为:Q 吸 c 空气 mt1.010

16、3J/(kg)24kg204.8 105J。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 的关系如图丙, 取3.14求(1)当锅内气体压强达

17、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【答案】:(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力为 6280N,(2)水吸收的热量相当于 0.07kg 焦炭完全燃烧时产生的热量;(3)R 2 的阻值为 2188。【解析】:(1)由表格数据可知,当锅内气体压强达到设定值时,气体压强 p200kPa210 5Pa,锅盖面积 S 3.14 3.14102 m2,由 p 可得,锅内气体对锅盖的压力 F

18、pS 210 5Pa3.14102 m26280N,(3)当锅内气体压强达到设定值 p200kPa 时,水沸腾,由图丙可知此时锅内温度为 120,水吸收的热量:Q 吸 cmt4.210 3J/(kg)5kg(12020)2.110 6J,不计热量损失,根据 Q 吸 Q 放 2.110 6J,则 m 焦炭 0.07kg。(3)当开关 S2 与触点 a 点接通时,为加热状态,此时电流 I 加热 5A,当开关 S2 与触点 b 接通时,R 2 与 L 串联,为保温状态,由题意可知,电路中的电流 II 加热 I5A4.9A 0.1A,保温时电路总电阻:R 2200则 R2 的阻值:R 2R R L22

19、0012 2188;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(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 0.05 kWh,则该电热水器的额定功率是 3000 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

20、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?【答案】:(1)0.05;3000;(2)每人平均用水量是 32.5L;(3)此时水箱中水温是 60。【解析】:(1) “3000R/kWh”表示每消耗 1kWh 的电能,电能表的转盘转 3000 转,则电能表的转盘转 150 转,电热水器消耗的电能:W 0.05kWh。电热水器的额定功率:P 3kW3000W ;(2)由 可得,水箱内热水的质量:m 热水 水 V1.010 3kg/m360103 m3

21、60kg,设需要加入冷水的质量为 m 冷 ,则达到热平衡时(即水温最终为 40) ,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即:cm 热水 t 1cm 冷水 t 2,化简得:m 热水 t 1m 冷水 t 2,代入数据有:60kg(7540)m 冷水 (4010) ,解得 m 冷水 70kg,因原来水箱中有热水 60kg,则此时水的总质量:m 总 m 热水 +m 冷水 60kg+70kg130kg,共 4 人要洗浴,则每人需要水的质量:m 32.5kg,由 可得,每人需要水的体积:V 32.5103 m332.5L;(3)由图 a 可知,R 1 与 R2 串联,电压表测定值电阻 R1 的电压,已知电源

22、电压 U9V,控温系统某时刻电压表示数为 4V,即 R1 两端电压 U14V,则 R2 两端电压:U 2UU 19V 4V5V,已知 R14,由 I 可得,流经 R1 的电流:I 1 1A,串联电路中电流处处相等,则 II 1I 21A,由 I 可得 R2 的电阻值:R 2 5,R2 为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图 b 所示,其图象为一次函数,设其关系为 R2kt+b ,由图象可知,当温度 t0时, R28;当温度 t80时,R 24 ,则有:8k0+b4k80+b解得 k ,b8,所以 R2 t+8,将 R25 代入 R2 t+8 可得,t60,即此时水箱中水温是 60。8 (201

23、9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 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。【答案】:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度为 5A;(2)电路中 R1 的阻值是 44;(3)用该电取暖器的低温档位取暖 4 小时需要缴纳的电费为 0.97 元。【解析】:(1)当 S1、S 2 都闭合时,电路为 R1 的

24、简单电路,电路中的电阻最小,根据 P 可知此时电路中的电功率最大,即为高温档位;已知高温档的功率 P 高温 1100W,根据 PUI 可知,此时电路中的电流:I 5A;(2)根据 P 可得,电路中 R1 的阻值:R1 44;(3)由 P 可得,电暖气处于低温档正常工作 4 小时所消耗的电能:WP 低温 t0.44kW 4h1.76kWh,需要交纳的电费为:1.76kWh0.55 元/kW h0.968 元0.97 元。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

25、 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?【答案】:(1)鼓风机正常工作的电流为 2A;(2)相对湿度为 70%时,发热电阻 R0 的电功率为 4000W。【解析】:(1)由 PUI 可得,鼓风机正常工作的电流:I 2A;(2)由图甲可知,鼓风机与电阻并联,电阻 R 与 R0 串联在同一条支路中,如

26、图乙所示,当相对湿度为 70%时,湿敏电阻 R 的阻值:R1 ,电阻 R 与 R0 支路中的电流:I 20A,发热电阻 R0 的电功率:P0I 2R0(20A) 2104000W。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(kg) 3(1)开关处于图示位置,电热加湿器

27、的状态是 关 (选填“关” “低档”或“高档” )(2)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?【答案】:(1)关;(2)电热加湿器中 R1 的阻值为 12

28、1;(3)可以使注水仓中冷水的温度升高 19;(4)此时电阻 R2 的实际功率是 60.75W。【解析】:(1)由图甲可知,开关 S 接“1、2”触点时,电路断路,电热加湿器的状态是关;(2)由图甲知,开关 S 接“3、4”触点时,电路为 R1 的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定,由 PUI 可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡,则电热加湿器中 R1 的阻值:R1 121;(3)由图乙知,工作 30min 时,其中高档工作时间为 10min,低档工作时间为 20min,由 P 可得,在高档正常工作时消耗的电能:W 高 P 高 t 高 400W 1060s2.410 5J,如果电阻 R

29、1 在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,即 Q 吸 W 高 2.410 5J,由 Q 吸 cm t 可得,水升高的温度:t 19;(4)因 3000revs/(kW h)表示:每消耗 1kWh 的电能,电能表的转盘就转过 3000r,则电能表的转盘转过 27r 时,加湿器在 400s 内消耗的电能:W kWh0.009kW h3.2410 4J,加湿器在低挡加热的实际功率:P 低 81W,由图甲知,开关 S 接“2、3”触点时,R 1、R 2 串联,电路的总电阻最大,电热加湿器的功率最小,处于抵挡,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由 PUII 2R 可得,电路中的电流:I A,此

30、时电阻 R2 的实际功率:P2I 2R2I 23R1( A) 2312160.75W。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 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 44W

31、【答案】:(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是 4A;(2)电阻 R2 的阻值是 1100;(3)电饭锅此时的实际加热功率是 800W。【解析】:(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热状态下功率 P880W,由 PUI 可得总电流:I 4A;(2)当 S、S 0 闭合时,R 1 和 R2 并联,电路总电阻较小;当 S 闭合、S 0 断开时,电路中只有 R2,电路总电阻较大;由 P 可知,当 S、S 0 闭合时,电功率较大,为加热档;当 S 闭合、S 0 断开时,电功率较小,为保温档;P 保温 44W,由 P 可得:R2 1100;(3)3000r/kW h 表示电饭锅每消耗 1kWh

32、 的电能,电能表的转盘转 3000r,则电能表转盘转 200r 消耗的电能:W kWh kWh,电饭锅此时的实际加热功率:P 实 0.8kW800W 。12 (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“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

33、 次所用的时间为 48s。则 R2 两端的实际电压为多少伏?【答案】:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为 5.5A;(2)电阻 R1 的阻值为 120;(3)则 R2 两端的实际电压为 50V。【解析】:(1)正常煮饭状态下的电流:I 5.5A;(2)由 I 得 R2 的电阻为:R2 40;在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为 1:16。即 I 保 2R2:I 煮 2R21:16I 保 :I 煮 1:4即 : 1:4所以 R13R 2120。(3)闪 4 次所消耗电能:W 41.210 4J,P 250W;U2P(R 1+R2)250W160;所以 U200V;此时电路中的电流为

34、:I 1.25A;则 R2 两端的实际电压为 UIR 21.25A4050V 。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。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

35、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【答案】:(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量为 8.4106J。(2)R 1 的阻值为 40;(3)用快加热比用慢加热节约 4132s。【解析】:(1)水需要吸收的热量:Qcmt4.210 3J/(kg)40kg(7525)8.410 6J;(2)开关 S1 闭合、S 2 接 b 时,电路为 R1 的简单电路,电热水器处于慢加热档,由 P 可得,电阻 R1 的阻值:R1 40;(3)开关 S1 断开、S

36、 2 接 b 时,R 1 与 R2 串联,电路中电阻最大,总功率最小,电热水器处于保温档,此时电路的总电阻:R 串 80,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 2 的阻值:R2R 串 R 180 40 40 ;开关 S1 闭合、S 2 接 a 时,R 1 与 R2 并联,电路中电阻最小,总功率最大,电热水器处于快加热档;由电阻的并联可得: ,即 ,解得 R 并 20 ,则快加热功率:P 快加热 2420W,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,则由 可得,消耗的电能:W 1107J,分别用慢加热档和快加热档加热时,水吸收的热量不变、且热效率也不变,

37、所以用两档加热时消耗的电能相同,都为 W110 7J,由 P 可得,用快加热所用的时间:t 快 4132s;由 P 可得,用慢加热所用的时间:t 慢 8264s;则用快加热比用慢加热节约的时间:tt 慢 t 快 8264s4132s4132s。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)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 7

38、min,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。【答案】:(1)当开关 Sb 断开,S a 与触点 1 接通时,通过开关 Sa 的电流为 5A;(2)电热丝 R2 的阻值为 77;(3)R 1 大于 R2,分析过程如解答所示。【解析】:(1)当开关 Sb 断开,S a 与触点 1 接通时,电路为 R1 的简单的电路,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过开关 Sa 的电流:Ia 5A;(2)当开关 Sb 断开

39、,S a 与触点 2 接通时,R 1 与 R2 串联,水吸收的热量:Q 吸 cmt4.210 3J/(kg)1kg301.2610 5J,由 100%可得,消耗的电能:W 1.68105J,由 WUIt t 可得,电路的总电阻:R 121,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电热丝 R2 的阻值:R2RR 1121 44 77 ;(3)若开关 Sb 闭合,当 Sa 接 2 时电路为 R2 简单电路,当 Sa 接 1 时 R1 与 R2 并联,则当 Sa 接 2 时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,即 Pb 闭小 ;若开关 Sb 断开,当 Sa 接 1 时电路为 R1 简单电路,当 S

40、a 接 2 时 R1 与 R2 串联,则当 Sa 接 1 时电路的总电阻最小,电路的总功率最大,即 Pb 断大 ,因开关 Sb 闭合时,电热炉的电功率总比 Sb 断开时大,所以,P b 闭小 P b 断大 ,即 ,则 R1R 2。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 2200W”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,

41、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。【答案】:(1)通过特高压输电线的电流为 100A;(2)改装前,若水龙头的热效率为 90%,正常加热 1 分钟提供的热量为 1.188105J;(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,高温档时的电功率为 4400W。【解析】:(1)根据 PUI 知,通过特高压输电线的电流:I 100A;(2)根据

42、 P 得,消耗的电能:WPt 2200W60s1.3210 5J,根据 知,正常加热 1 分钟提供的热量:Q W1.3210 5J90%1.18810 5J;(3)R 0 电阻:R 0 22由电路图可知,将开关 S 与 a、b 相连时,电阻 R 与 R0 并联,电阻较小,根据 PUI 可知,此时电路的总功率最大,水龙头处于加热状态,P 加热 ;由电路图可知,将开关 S 与 c 相连时,R 与 R0 串联,总电阻较大,总功率较小,水龙头处于保温状态,P 保温 ,因为水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为 4:1,即 P 加热 :P 保温 ( ):4:1,( ): 4:1,: 4:1,4:1,

43、4RR0,0解得:RR 022。高温档时的电功率:P 高温 4400W。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 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

44、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,在水温达到 40时停止加热,求此时滑动变阻器 R1 消耗的电功率。【答案】:(1)电热器正常工作时的电阻为 48.4;(2)电热器的加热时间为 6103s;(3)此时滑动变阻器 R1 消耗的电功率为 2.5W。【解析】:(1)由 P 可得,电热器正常工作时的电阻:R 48.4;(2)水吸收的热量:Q 吸 cmt4.210 3J(kg)100kg(4030)4.210 6J

45、,由 可得,消耗的电能:W 6106J,由 P 可得,加热时间:t 6103s;(3)由乙图可知,水温 40时,热敏电阻的阻值 Rt50,由题可知,水温 40时,衔铁被吸下,吸引力 F3N,由 FI 图象可知, F3N 时,控制电路中的电流 I100mA 0.1A,由 I 可得,控制电路的总电阻: R 300,因为 Rt 与 R1 串联,所以 R1RR t30050250,所以此时滑动变阻器 R1 消耗的电功率: P1I 2R1(0.1A) 22502.5W 。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

46、,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)若保温座圈加热 5min,洗净装置工作 1min,共需要消耗多少 J 电能?【答案】:(1)R 2 的阻值是 880;(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 70%;(3)若

47、保温座圈加热 5min,洗净装置工作 1min,共需要消耗 1.245105J 电能。【解析】:(1)根据 P 得电阻:R2 880;(2)已知洗净装置工作时出水量为 0.9kg/min,则水吸热的热量:Q 吸 cm(tt 0)4.210 3J/(kg)0.9kg (4020)7.5610 4J,消耗的电能:W 加热 P 加热 t1800W 60s1.0810 5J,效率 100% 100%70%;(3)WP 1t1+P2t255W 560s+1800W60s1.24510 5J。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 温 (填“温” 、

展开阅读全文
相关资源
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 初中 > 初中物理 > 物理中考 > 二轮专题