第18章电功率 电热的计算素养特训 课件-2023-2024学年人教版九年级物理全一册

第十八章 电功率 电热的计算素养特训 第十八章 电功率 【2023·襄阳】在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω。 1 2 (1)当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压。 解：只闭合开关S2，断开S1、S3时，R1和R2串联，总电阻R总＝R1＋R2＝10 Ω＋5 Ω＝15 Ω， 当电流表的示数为0.4 A，电源电压U＝IR总＝ 0.4 A×15 Ω＝6 V。 3 (2)当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10 s内电阻R1产生的热量。 解：当闭合开关S1、S3，断开S2时，R1和R2并联，通过R1的电流I1＝＝ ＝0.6 A， 通电10 s内电阻R1产生的热量Q＝I12R1t＝ (0.6 A)2×10 Ω×10 s＝36 J。 4 【2023·成都】小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”“高温”两个挡位，其简化电路如图 所示，R1、R2是电热丝， R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω， S为旋转式开关。 2 当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为______挡位，该挡位通电1 min，电流产生的热量为________J。 低温 6×104 【点拨】 旋转式开关S的触片接触触点1和2时，只有电阻R1连入电路；旋转式开关S的触片接触触点2和3时，两电阻并联，此时电路中的电阻最小。由公式P＝可知，触片接触触点1和2时，电熨斗处于低温挡位；此挡位工作1 min，电流产生的热量Q＝W＝t＝ ×60 s＝6×104 J。 3 【2023·辽宁】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＝24.2 Ω，保温功率为400 W。 求： (1)定值电阻R2的阻值。 解：控制开关S0转到位置2为食品保温，此时两电阻串联，总电阻R串＝＝＝121 Ω，定值电阻R2的阻值R2＝R串－R1＝121 Ω－24.2 Ω＝96.8 Ω。 (2)餐台加热状态下工作5 min消耗的电能。 解：控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路中只有R1工作，餐台加热状态下工作5 min消耗的电能W＝t＝ ×5×60 s＝6×105 J。 (3)在加热状态时，餐台工作5 min产生的热量可使5 kg初温20 ℃的汤升温至50 ℃。若不计热量损失，求汤的比热容。 解：若不计热量损失，则汤吸收的热量 Q吸＝W＝6×105 J， 汤的比热容c＝＝ ＝4×103 J/(kg·℃)。 4 【2023·东营】在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒。电加热器工作时，高挡位先将水箱内的水加热到100 ℃，低挡位维持水沸腾确保蒸汽不断产生。 如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100 ℃时，S1自动断开，当水的质量低于0.2 kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。 水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图象如图乙。已知水箱容量2.2 L，水的初温为20 ℃。[c水＝4.2× 103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0× 103 kg/m3] (1)求低挡工作时加热器的电功率。 解：由题知，低挡位工作时，开关S1断开，由图乙可知加热器低挡工作时的电流I低＝2 A，则低挡工作时加热器的电功率P低＝UI低＝220 V×2 A＝440 W。 (2)求R1的电阻。 解：低挡工作时，R2的电阻R2＝＝ ＝110 Ω。 当两个开关都闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由公式P＝知，电功率最大，处于高挡位，总电流I总＝10 A，由并联电路的电流特点得：I总＝ ＋，即10 A＝＋ ，解得R1＝27.5 Ω。 (3)求电加热器高挡位工作的加热效率。 解：电加热器高挡位工作7 min时，消耗的电能W＝UI总t＝220 V×10 A×7×60 s＝9.24×105 J， 水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2.2× 10－3m3＝2.2 kg。 水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 2.2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝7.392×105 J， 加热效率η＝×100%＝×100%＝80%。 5 【2023·福建】如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压U＝220 V，其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率P1＝44 W；当开关S1、S2均闭合时，晾衣机 开启烘干功能，通过R的电流 I2＝1 A。求： (1)使用风干功能时通过电动机的电流。 解：使用风干功能时，