2023年中考物理一轮复习专题精练课件 专题9 电热器相关的综合计算

专题9　电热器相关的电热综合计算 低温 1.(2022·娄底)小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆．其加热系统中加热电阻额定电压为220 V，额定功率为1 210 W．求： (1)加热系统中加热电阻的阻值； (2)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5 kg 初温为20 ℃的水，加热系统将水加热到40 ℃，此加热过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)足浴盆开启加热状态后，关闭其他用电器，如图所示的电能表铝盘在3 min内转了150转，足浴盆的实际功率． 解：(1)由P＝eq \f(U2,R)可知，加热电阻的阻值： R＝2,额)eq \f(U,P额) ＝eq \f(（220 V）2,1 210 W)＝40 Ω； (2)水吸收的热量： Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×　(40 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J； (3)足浴盆在这段时间内消耗的电能： W＝eq \f(150 r,3 000 r/（kW·h）)＝0.05 kW·h， 时间t＝3 min＝eq \f(1,20) h＝0.05 h， 足浴盆的实际功率： P实＝eq \f(W,t)＝eq \f(0.05 kW·h,0.05 h)＝1 kW＝1 000 W. 2.(2022·安徽)如图甲为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2.通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作． ××牌电火锅 额定电压 220 V 额定功率 低温挡 500 W 中温挡 1 000 W 高温挡 1 500 W (1)电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ (2)求R1∶R2的值． (3)若家庭电路的电压是220 V，某插座的额定电流是5 A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由． 解：(1)根据P＝eq \f(U2,R)可知，电火锅在低温挡工作时，电路中电阻应该最大，由题意可知R1＜R2，故当R2单独接入电路，电路中的功率最小，为低温挡，此时开关S1断开，S2闭合； (2)根据并联电路电阻规律可知，若R1、R2并联，电路中电阻最小，根据P＝eq \f(U2,R)可知，功率最大，为高温挡，由(1)可知当R2单独接入电路后，为低温挡，所以R1单独接入电路后，为中温挡，根据P＝eq \f(U2,R)得，R1、R2的阻值之比： eq \f(R1,R2)＝eq \f(　\f(U2,P中)　,\f(U2,P低))＝eq \f(P低,P中)＝eq \f(500 W,1 000 W)＝eq \f(1,2) ； (3)该插座允许接入的最大功率： Pmax＝UI额＝220 V×5 A＝1 100 W, 所以功率之间大小关系：P低＜P中＜Pmax＜P高， 从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选用中温挡． 3．(2022·威海)小明家有一个标有“220 V　10 A”的插排(如图甲所示)，同时接入一个电加热坐垫(“220 V　24.2 W”)和一台吸尘器(“220 V　1 100 W”)，吸尘器的电动机线圈电阻为2 Ω，小明家电压恒为220 V. (1)吸尘器工作10 min消耗的电能是多少？ (2)现有一个电吹风机(“220 V　880 W”)，请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机，使3个用电器同时工作． (3)图乙是电加热坐垫(“220 V　24.2 W”)的简化电路图，通过调控开关可实现保温和加热两个功能．电阻R1在调温盒内，电阻R2置于坐垫内用于加热．电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20 W，则R1的阻值为多少？ 解：(1)由P＝eq \f(W,t)可知，吸尘器工作10 min消耗的电能：W吸＝P吸t＝1 100 W×600 s＝6.6×105 J； (2)插排允许的最大功率： P最大＝UI最大＝220 V×10 A＝2 200 W， 3个用电器全部接入电路的总功率： P总＝P坐＋P吸＋P吹＝24.2 W＋1 100 W＋880 W＝2 004.2 W＜2 200 W， 因此可以接入该电吹风机； (3)当开关S1、S2都闭合时，电路为R2的简单电路，当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI＝eq \f(U2,R)可知，电路为R2的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电加热坐垫为加热挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电加热坐垫为保温挡，由P＝UI＝eq \f(U2,R)可知，电加热坐垫处于加热挡时，电路为R2的简单电路，R2的阻值： R2＝eq \f(U2,P加热)＝eq