2024年中考物理复习提分专训第10招 电功率、电热计算的解题技巧

第10招 电功率、电热计算的解题技巧 北师版 九年级全 九年级物理提分专训 例 典 例 剖 析 【2023·广东模拟】如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0。该饮水机的部分参数已知：额定电压为220 V，加热时的总功率为880 W，保温时的功率为40 W，R1、R2为加热 电阻丝。假设它们的阻值不变，计算 结果若不能整除，保留一位小数，求： 解题秘方：电热饮水机的挡位可以利用公式P＝进行判断和计算；电阻丝的阻值可以利用公式R＝计算；电热饮水机的功率可以利用公式P＝计算。 (1)当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？ 解：当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知电热饮水机处于加热状态，此时电路的总电流I＝＝＝4 A。 (2)在加热状态下，电阻丝R1、R2的阻值为多少？ 解：饮水机处于保温状态时电路为R2的简单电路，电阻R2＝＝＝1 210 Ω。因它们的阻值不变，所以加热时电阻R2的阻值也为1 210 Ω。 饮水机处于加热状态时两电阻并联，电阻R1＝＝ ≈57.6 Ω。 (3)傍晚用电高峰期，若实际电压只有200 V时，饮水机加热的实际总功率是多大？ 解：加热时，电路的总电阻R＝＝＝55 Ω，当电路两端电压为200 V时，饮水机在加热状态的实际功率P加热′＝＝≈727.3 W。 方法小结：电功率的综合运用通常以电热器为载体，电热器的工作电路欧姆定律适用，电功率的推导式也就适用于电热器的计算。而且，推导式用于电热器的计算更方便，分析电热器的挡位也应该用推导式P＝。 训练角度 1 挡位型 分 类 训 练 1．【2022·黔西南州】如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。 S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P－t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求： (1)电阻R1的阻值。 解：由图甲可知，S、S1都闭合时，R2被短路，电路中只有R1工作，此时煮茶器处于加热状态，根据图乙可知，加热时的电功率P加＝1 100 W，根据P＝U2R可知，电阻R1的阻值R1＝＝＝44 Ω。 (2)当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率。 解：当S闭合、S1断开时，R1、R2串联，此时为保温状态，由图乙可知，保温功率P保＝44 W，由P＝UI可知，保温状态时的电流I保＝＝＝0.2 A；根据串联电路的特点可知，通过R1的电流I1＝I2＝ I保＝0.2 A，当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率 P＝I21R1＝(0.2 A)2×44 Ω＝1.76 W。 (3)当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100 s内消耗的电能。 解：由欧姆定律可知，保温状态时R1两端的电压U1＝I1R1＝0.2 A×44 Ω＝8.8 V；根据串联分压的特点可知，R2两端的电压U2＝U－U1＝220 V－8.8 V＝211.2 V；当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100 s内消耗的电能W2＝U2I2t＝211.2 V×0.2 A×100 s＝4 224 J。 2．【2022·南充】某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总开关，S1为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电 流随时间变化图像如图 乙，电饭煲工作电压恒 为220 V，求： (1)电阻R1的功率P1。 解：S闭合、S1断开，电饭煲处于保温状态，由图甲知保温过程中只有电阻R1工作，电流较小，由图乙知，此时的电流为0.1 A，电阻R1的功率P1＝UI1＝220 V×0.1 A＝22 W。 (2)电阻R2的阻值。 解：S、S1闭合时，电饭煲处于煮饭过程，由图甲知，此时两电阻并联，电流较大，由图乙知，此时的电流为5.6 A，根据并联电路干路的电流等于各支路电流的和知，通过电阻R2的电流I2＝I－I1＝5.6 A－0.1 A＝5.5 A，电阻R2的阻值R2＝＝＝40 Ω。 (3)煮饭过程中消耗的电能W。 解：由图乙知，煮饭过程用时t＝10 min＝600 s，煮饭过程中消耗的电能W＝UIt＝220 V× 5.6 A×600 s＝7.392×105 J。 3．【2023·赤峰模拟】中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。求： U＝220 V 额定功率/W 中温440 高温880 (1)该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比。 解：由公式P＝UI可知，当电源电压U一定时，电功率P与电流I成正比，则中温挡和高温挡的电流之比I中∶I高＝P