（精练册）第4课时 多挡位用电器及电热器改装相关计算（Word练习）-【卓文中考·加速度】2024年陕西中考物理复习

第4课时　多挡位用电器及电热器改装相关计算 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.[2023陕师大附中五模]为了实现学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化工作电路如图所示，R1、R2均为发热丝。闭合开关S，加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20 ℃时，控制开关S0转到位置1为食品加热；当台内食品温度达到50 ℃时，S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1＝24.2 Ω，保温功率为400 W。求： （1）定值电阻R2的阻值。 （2）餐台在加热状态下工作5 min消耗的电能。 （3）在加热状态时，餐台工作5 min产生的热量可使5 kg、初温20 ℃的汤升温至50 ℃。若不计热量损失，求汤的比热容。 （4）小明发现到了冬天，由于外界的气温较低，需要将加热功率提高到2 400 W，应当选择 Ω的电热丝与R1 联。  第1题图 2.[2023大庆]图甲为某品牌饮水机，其铭牌如下表，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝，当热水箱中水温降至70 ℃时通过自动开关S2切换到加热挡，当温度达到100 ℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。求： （1）电热丝R1的阻值。 （2）热水箱中的水由70 ℃加热到100 ℃所吸收的热量。 （3）饮水机处于保温挡工作22 s时间内电热丝R1产生的热量。 第2题图 水桶容量：20 L 热水箱水量：1 kg 额定电压：220 V 加热功率P2：1 100 W 保温功率P1：100 W 3.[2023十堰]小明家的电饭锅，额定电压220 V，简化电路如图甲。发热电阻R1、R2阻值不随温度变化，操作开关S1、S2、S3的通断（S1、S2不会同时闭合），可实现煮饭、煲汤、保温三个挡位调节，只闭合S3时，为煲汤挡，额定功率为440 W。求： （1）电饭锅在煲汤挡正常工作时，电路中的电流。 （2）某天用电高峰，小明关闭其他用电器，只让电饭锅在煮饭挡工作，发现电能表（如图乙）指示灯30 s内闪烁11次，电饭锅煮饭挡的实际功率。 （3）若电阻R1在保温挡和煮饭挡时，消耗的功率之比是1∶9，电阻R1的阻值。 第3题图 4.[2023恩施州]某实践小组用个最大阻值为10 kΩ的直滑电位器、电压为24 V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图1所示，R0是个保护电阻，电压表连入0～15 V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求： 第4题图 （1）R0的阻值。 （2）电路所消耗的功率。 （3）小敏同学还分享了另一种设计，如图2所示，请对此作出评价。 （4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为）其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。 F/N 20 40 60 80 100 R/Ω 12 10 8 6 4 第4课时　多挡位用电器及电热器改装相关计算 【提能力·综合提升】 1.解：（1）S0转到位置2为食品保温，此时两电阻串联，根据P＝可知，串联电路的总电阻 R串＝＝＝121 Ω 根据串联电路电阻的特点可知，定值电阻R2的阻值 R2＝R串－R1＝121 Ω－24.2 Ω＝96.8 Ω （2）控制开关S0转到位置1为食品加热，此时电路为R1的简单电路，餐台加热状态下工作5 min消耗的电能 W＝t＝×5×60 s＝6×105 J （3）若不计热量损失，则汤吸收的热量Q吸＝W＝6×105 J 根据Q吸＝ cm（t－t0）可知，汤的比热容c＝＝＝4×103 J/（kg·℃） （4）121　并 2.解：（1）由图知，开关S2接b时，电路中只有R2，由P＝可知，饮水机处于加热状态，则R2的阻值 R2＝＝＝44 Ω 当开关S2接a时，电路中R2和R1串联，总电阻最大，饮水机处于保温状态，电路的总电阻 R总＝R1＋R2＝＝＝484 Ω 电热丝R1的阻值R1＝R总－R2＝484 Ω－44 Ω＝440 Ω （2）水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－70 ℃）＝1.26×105 J （3）由欧姆定律可得，饮水机处于保温挡工作时电路中的电流 I＝＝＝ A 由串联电路的电流规律可知，通过电热丝R1的电流 I1＝I＝ A，根据Q＝I2Rt可得，饮水机处于保温挡工作22 s电热丝R1产生的热量 Q＝I2R1t＝×440 Ω×22 s＝2 000 J 3.解：（1）电饭锅在煲汤挡正常工作时，电路中的电流 I1＝＝＝2 A （2）“1 200 imp/（kW·h）”表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1 200次，电饭锅煮饭消耗的电能W＝ kW·h 电饭锅煮饭挡的实际功率 P煮饭＝＝＝1.1 kW＝1 100 W （3）闭合S3时，为煲汤挡，电路为只有R2的简单电路，R2的阻值R2＝＝＝110 Ω 当只闭合开关S2时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由P＝可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温挡；只闭合开关S1和S3时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由P＝可知，电路的总功率最大，电饭锅处于煮饭挡；电阻R1在保温挡和煮饭挡时，消耗的功率之比是1∶9，即＝，设电阻R1在保温挡两端的电压为U1，而电阻R1在煮饭挡两端的电压等于电源电压U，所以根据P＝可得，＝＝＝ 由串联电路的电压规律可得，保温时R1、R2分得的电压之比＝＝＝ 由串联分压的规律可得R1、R2的阻值之比 ＝＝ 所以电阻R1的阻值R1＝R2＝×110 Ω＝55 Ω 4.解：（1）当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大，为15 V，此时电路电流 I＝I0＝＝＝1.5×10－3 A 由串联电路电压的特点可知，R0两端的电压 U0＝U－U1＝24 V－15 V＝9 V 由欧姆定律可知，R0的阻值 R0＝＝＝6 000 Ω＝6 kΩ （2）电路所消耗的电功率 P＝UI＝24 V×1.5×10－3 A＝0.036 W （3）图1实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据欧姆定律分析可得电压表示数与所秤物体重力成正比，同时根据公式P＝UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的图2这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而变化，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。 （4）如答图所示 第4题答图 学科网（北京）股份有限公司 $$