27 微专题八 家用电器类相关计算-【智乐星中考·中考备战】2024年山东省日照市中考物理精练本

微专题八　家用电器类相关计算 1．(2023·内蒙古通辽)小华家有一个标有“220 V　2 200 W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)，设计了如图甲所示的电路进行改进，其中R0为改进前水龙头的发热电阻，开关S1可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两挡工作状态(忽略发热电阻阻值的变化)。 (1)请求出R0的阻值； (2)改进前，小华关闭家中其他用电器，只让该水龙头工作，发现家中电能表(如图乙所示)1 min转20 r，请求出此时该水龙头的实际功率； (3)改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温挡的电功率。 2．(2023·辽宁鞍山)中医药是中华文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图甲为小明同学家的小型电中药锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S1和S2的不同接法组合，可以实现三挡加热功能，其中定值电阻R1、R2都是发热电阻，其部分参数如表所示。[已知ρ药液＝1.0×103 kg/m3，c药液＝4.2×103 J/(kg·℃)]求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡________ (1)锅中的1 L药液从25 ℃加热到35 ℃，药液吸收的热量； (2)低温挡的功率； (3)若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110 s，实际消耗的电能为4×104 J，则此时电路的实际电压。 3．(2023·四川凉山)某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是电热丝，M是电动机。开关S闭合，S1、S2断开时吹冷风，通过电动机的电流为0.5 A；S、S1闭合，S2断开时吹温风，R1的阻值为110 Ω；S、S1、S2均闭合时吹热风，电吹风的总功率为 1 100 W。求： (1)吹冷风时电动机的功率； (2)吹温风时电路中的总电流； (3)R2的阻值。 4．(2023·四川广安)轩轩设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅，其部分设计参数如表所示，简化电路如图所示，R0、R1、R2为电热丝，其中R1＝15 Ω。电锅在高温挡、中温挡工作时，开关S2均处于闭合状态；在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，闭合开关S，移动滑片，可调节低温挡的功率。 额定电压 30 V 高温挡功率 150 W 中温挡功率 ？W 低温挡功率范围 20～50 W (1)求电锅在高温挡正常工作时的电流； (2)求电锅中温挡功率； (3)R0现有“30 Ω　3 A”“40 Ω　2 A”“50 Ω　1.5 A”三种规格，为了达到轩轩设计的低温挡功率范围，请通过计算说明他选择的哪一种。 参考答案 1．解：(1)由P＝得，R0的阻值： R0＝＝＝22 Ω。 (2)水龙头消耗的电能： W＝＝＝ kW·h＝1.2×105 J， 水龙头的实际功率：P实＝＝＝2 000 W。 (3)由图甲可知，将开关S1与a、b相连时，电阻R与R0并联，总电阻较小，由P＝UI＝可知，此时电路的总功率较大，水龙头处于高温挡；将开关S1与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温挡。 改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为4∶1，即P高∶P低＝∶＝4∶1， 解得R＝R0＝22 Ω， 高温挡的电功率： P高＝＋＝＋＝4 400 W。 2．解：(1)由ρ＝可得，药液的质量： m＝ρ药液V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg， 药液吸收的热量： Q吸＝c药液m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(35 ℃－25 ℃)＝4.2×104 J。 (2)由图乙可知，当开关S1闭合，S2接1时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电中药锅处于高温挡； 当开关S1断开，S2接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电中药锅处于低温挡； 当开关S1闭合，S2接2时，只有R1工作，电中药锅处于中温挡。 由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝110 Ω。 高温挡工作时，R2的电功率： P2＝P高－P中＝880 W－440 W＝440 W， 由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝110 Ω， R1、R2串联的总电阻： R＝R1＋R2＝110 Ω＋110 Ω＝220 Ω， 低温挡的功率：P低＝＝＝220 W。 (3)由W＝t可知，电路的实际电压： U实＝＝＝200 V。 3．解：(1)根据电路图可知，开关S闭合，S1、S2断开时，只有电动机M接入电路，此时吹冷风，通过电动机的电流为0.5 A，则吹冷风时电动机的功率： PM＝UI