第1部分 第13讲 大单元设计6 电热的转换效率类综合应用（PPT课件）-【中考通】2024年中考物理分层复习（河南专用）

第一部分　教材考点　分层复习 第十三讲　电学大单元设计 大单元设计6　电热的转换 效率类综合应用 目录 CONTENTS 1 重难讲练　分层破译 重难讲练　分层破译 　　　　　电热的转换效率 典例　(2023·自贡)图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝， R1＝R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3.在正常工作的情况下，试问： 返回 目录 项目 参数 电源电压(V) 220 低温挡功率(W) 200 中温挡功率(W) 400 高温挡功率(W)   容积(L) 1.5 返回 目录 (1)在1标准大气压下，将初温是30 ℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？ 解：一满壶水的体积V＝1.5 L＝1.5×10－3 m3 水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg 在1标准大气压下水的沸点为100 ℃，水吸收的热量 Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃－30 ℃)＝4.41×105 J (2)高温挡功率是多少？ 解：养生壶高温挡的功率 P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400 W＝800 W 返回 目录 (3)若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要多长时间？ 解：烧开这一壶水需要消耗的电能 返回 目录 第一步：提取关键信息 见题中“　　　　”． 第二步：模型建构 开关S2接A、开关S1断开时(R1、R2串联)，等效电路图如图甲所示，养生壶处于____温挡； 低 返回 目录 当开关S2接B、开关S1闭合时(R1、R2并联)，等效电路图如图乙所示，养生壶处于____温挡； 当开关S2接A、开关S1闭合时，只有R1工作，等效电路图如图丙所示，养生壶处于____温挡． 高 中 返回 目录 第三步：方法总结 返回 目录 1. 如图甲所示是3D打印笔(有快慢两挡)，其内部简化电路如图乙所示．将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的电路中正常工作．将开关移至______(选填“1、2”或“2、3”)位置时为快挡．用快挡打印5 min，电能表指示灯闪烁20次，刚好将25 g的塑胶从20 ℃加热到260 ℃.已知该塑胶的比热容为2×103 J/(kg·℃)，则该3D打印笔用快挡打印5 min所消耗的电能为_________ J，该3D打印笔用快挡打印时的加热效率为____%，电路中R2的阻值为_____Ω. 2、3 24 000 50 605 返回 目录 2.(2023·朝阳)彤彤家里有一台电热锅，它的一些参数如表中所示，加热功率有高、低两个挡位，其内部简化电路如图甲所示． 额定电压 220 V 加热电阻R1 55 Ω 加热电阻R2 44 Ω 返回 目录 (1)电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大？ 解：电热锅在高挡位工作时的额定功率 返回 目录 (2)若将锅中0.5 L的水从23 ℃加热到100 ℃，水吸收多少热量？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3] 解：电热锅中水的体积 V＝0.5 L＝0.5×10－3 m3 由ρ＝ 可知，水的质量 m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×0.5×10－3 m3＝0.5 kg 水吸收的热量 Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－23 ℃)＝1.617×105 J 返回 目录 (3)上述加热水的过程中，不计热量损失，电热锅在高挡位需正常工作多长时间？ 解：不计热量损失，电热锅消耗的电能 W＝Q吸＝1.617×105 J 返回 目录 (4)爱动脑的彤彤把原电热锅内部的简化电路设计成如图乙所示，此电路也有高、低两个挡位．已知该电热锅允许通过的最大电流为8 A，请判断乙图电路是否合理，并通过计算说明原因． 解：在高挡位工作时干路中的电流 由于乙图中在高挡位工作时干路电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理． 返回 目录 W＝＝＝5.88×105 J 需要的加热时间 t时＝＝＝735 s (1)多挡位型用电器的关键是判断电路中总电阻的大小．若电压一定，由P＝可知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡． (2)若电热器放出的热量全部被水吸收，则Q放＝Q吸＝I2Rt＝UIt＝t＝cmΔt；若电热器放出的热量部分被水吸收，则η＝． P高＝＝＝1 100 W 由P＝可知，电热锅在高挡位需正常工作的时间 t时＝＝＝147 s I＝＋＝＋＝9 A＞8 A $$