第十八章 专题四 电和热的综合计算-【原创新课堂•河南专版】2022-2023学年九年级物理下册作业课件(人教版)

物理 九年级下册 人教版 原创新课堂 专题四　电和热的综合计算 第十八章　电功率 保温 容积 30 L 额定电压 220 V 加热功率 2000 W 保温功率 800 W b 30 保温 此时R1单独接入电路， 电路中电阻最大，电功率最小 类型二　铭牌类电热综合计算 4．如图甲所示是小明家新购买的电热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待电热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表(如图丙所示)的转盘1 min转了50圈，能使壶中水的温度从25 ℃升高到35 ℃。请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响，求： (1)电热水壶正常工作时的电阻。 (2)电热水壶中水的温度从25 ℃升高到35 ℃吸收的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)此时电路的实际电压。 电源 220 V 容积 1.5 L 高温挡功率 500 W 低温挡功率 100 W 预约功率 10 W 1．多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小。对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变，根据P＝ eq \f(U2,R) 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．由电热器铭牌获取有用的物理信息是解题的关键： (1)由电热器容量，根据m＝ρV计算装满水的质量。 (2)由电热器额定电压，额定功率，根据P＝UI＝I2R＝ eq \f(U2,R) 计算电热器正常工作时的电流、电阻等。 (3)由电热器的额定功率，根据Q＝Pt计算电热器在一定时间内正常工作时产生的热量。 类型一　多挡位家用电器的综合计算 1．(2022·洛阳三模)如图甲所示的电水壶，具有加热和保温两项功能，图乙是该电水壶内部的简化电路图。 (1)当开关S1闭合，S2断开时，电水壶处于__________(选填“保温”或“加热”)状态。 (2)若电阻R1＝22 Ω，R2＝2200 Ω，则该电水壶的加热功率为多少？ (3)将3 kg、20 ℃的水加热到100 ℃，用时8 min，求加热水时电水壶的效率。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留一位小数] 解：(2)当S1、S2闭合时，此时为R1的简单电路，电水壶处于加热状态，加热功率P＝ eq \f(U2,R1) ＝ eq \f(（220 V）2,22 Ω) ＝2200 W (3)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.008×106 J，加热过程中消耗的电能W电＝Pt＝2200 W×8×60 s＝1.056×106 J，加热效率η＝ eq \f(Q吸,W电) ×100%＝ eq \f(1.008×106 J,1.056×106 J) ×100%≈95.5% 2．(2022·郑州模拟)如图所示是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] (1)开关S跳至______触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为________kg。 (2)R2的阻值为多大？ (3)水箱中装满初温为25 ℃的水，加热使温度升高到55 ℃，水需要吸收多少热量？ (4)在上述加热状态下，热水器正常工作了35 min，它消耗了多少电能？加热效率是多少？ 解：(2)当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电路为加热状态。由P＝ eq \f(U2,R) 可知，R1＝ eq \f(U2,P加热) ＝ eq \f(（220 V）2,2000 W) ＝24.2 Ω，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路处于保温状态，由P＝ eq \f(U2,R) 可知，P保温＝ eq \f(U2,R1＋R2) ，即800 W＝ eq \f(（220 V）2,24.2 Ω＋R2) 解得R2＝36.3 Ω (3)水吸收的热量Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(55 ℃－25 ℃)＝3.78×106 J (4)由P＝ eq \f(W,t) 可得，加热状态下，热水器正常工作35 min需消耗电能W＝P加热t＝2000 W×35×60 s＝4.2×106 J，加热效率η＝ eq \f(Q,W) ×100%＝ eq \f(3.78×106 J,4.2×106 J) ×100%＝90% 3．(2022·开封模拟)王瑞同学学习了电功率知识后，回家观察家用电器的铭牌，完成实践性作业。该同学发现家里的电炖锅有保温、低温、高温三挡，可以通过手机软件远程切换。查看说明书发现：保温功率小于低温功率，容量1.5 kg，电阻R1＝242 Ω