2024年中考物理复习 专训14 电热、电功率计算的解题技巧——挡位型

专训14 电热、电功率计算的解题技巧——挡位型 2024年中考物理复习 典 例 剖 析 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。 例 典 例 剖 析 (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? (2)在加热状态下,电阻丝R1、R2的阻值为多少? (3)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200 V,饮水机加热的实际总功率是多大? 例 典 例 剖 析 解题秘方: 典 例 剖 析 典 例 剖 析 典 例 剖 析 训练角度 并联型多挡位 1 分 类 训 练 1.某型号电饭煲的工作原理如图甲所示,R1和R2为阻值不等且不变的电热丝,S是手动开关,S1是自动控制开关。该电饭煲有“加热”和“保温”两挡,额定电压是220 V,正常工作时,它的电功率随时间变化的图象如图乙所示。 (1)当电饭煲处于“加热”挡时,开关S1的状态是_(填“断开”或“闭合”)的。 (2)求电阻R2 的阻值。 闭合 (3)当电饭煲处于“加热”挡时,工作10 min产生的热量为多少焦耳? 解:由图乙可知,“加热”挡的功率为900 W,故当电饭煲处于“加热”挡时,工作10 min产生的热量 Q=W=P加热t=900 W 10 60 s=5.4 105 J。 分 类 训 练 2. 【2023 自贡】小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示,其简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),欲将质量为1 kg、初温为20 的汤加热至100 ,设此汤的比热容为c汤=4.0 103 J/(kg )。求: 训练角度 串联型多挡位 2 (1)汤需要吸收的热量。 解:汤需要吸收的热量Q吸=c汤m(t-t0)= 4.0 103 J/(kg ) 1 kg (100 -20 )=3.2 105 J。 (2)利用电饭煲高温挡煲汤时,电饭煲正常工作且不考虑热损耗,加热汤需要的时间。 (3)R2的阻值。 额定电压 220 V 额定功率 低温挡 48.4 W 高温挡 500 W 解:分析电路图可知,当开关S接1时,R1、R2串联,当开关S接2时,R2断路,电路只有R1工作;当开关S接1时,R1、R2串联,此时电路总电阻最大,电路功率最小,处于低温挡。 分 类 训 练 3. 【2023 金昌】厨艺最讲究“火候”二字,如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度,制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路图如图乙所示,其中R1、R2均为发热电阻(假定电阻不随温度变化),部分参数如下表所示。求: 训练角度 混合型多挡位 3 (1)当开关S1断开,单刀多掷开关S2旋到位置3时,蛋糕机处于_(填“高温”“中温”或“低温”)挡。 低温 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡1 100 中温挡880 低温挡_ (2)该蛋糕机以高温挡正常工作时,10分钟产生的热量。 解:高温挡产生的热量 W=P高温t=1 100 W 600 s=6.6 105 J。 (3)该蛋糕机正常工作时R2的阻值。 (4)该蛋糕机低温挡的额定功率。 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。 解:(1)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。 解:(2)饮水机处于保温状态时电路为R2的简单电路,电阻R2===1 210 。因为它们阻值不变,所以加热时电阻R2的阻值也为1 210 。饮水机处于加热状态时两电阻并联,电阻R1==≈57.6 。 解:(3) 电路的总电阻R===55 ,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。 解:当只有R2工作时,电饭煲处于“保温”挡,由图乙可知,此时的电功率为100 W,则电阻R2===484 。 解:不考虑热损耗,W=Q吸=3.2 105 J, 由P=可知,加热汤需要的时间 t===640 s。 当开关S接2时,电饭煲处于高温挡,电阻R1的阻值 R1===96.8 , 由P低=可知,当R1、R2串联时电路中的总电阻 R===1 000 , 电阻R2的阻值R2=R-R1=1 000 -96.8 =903.2 。 解:当S1闭合,S2旋到位置2时,电路为并联,此时,总电阻最小,总功率最大为1 100 W,当S1闭合,S2旋到位置1时,电路中只有R1,此时,电路处于中温挡,R1的功率为880 W。所以高温挡时R2的功率P2=P高-P中=1100 W-8