专项素养综合全练(十三)　电热综合计算课件-2024-2025学年沪粤版（2024）物理九年级全册

电热综合计算 专项素养综合全练(十三)　 初中物理 类型一　用电器铭牌问题 1.(跨学科·物理学与日常生活)(2024广东江门蓬江期中)小明 发现家中新购买的电热水壶上有一铭牌如图所示。请你通 过计算回答下列问题: 型号 SYL-520 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1 210 W 初中物理 (1)电热水壶正常工作时的电流是多少? (2)该电热水壶正常工作时的电阻为多大? (3)当用电高峰时电热水壶两端的实际电压只有200 V,求此 时电热水壶的实际功率是多少瓦? 初中物理 解析    (1)由P=UI可得,电热水壶正常工作时的电流:I= =  =5.5 A; (2)由I= 可得,该电热水壶正常工作时的电阻: R= = =40 Ω; (3)当用电高峰时电热水壶两端的实际电压只有200 V时,电 热水壶的实际功率: P实= = =1 000 W。 初中物理 2.(2023山西中考)如图是某多功能电饭锅,具有加热和保温两挡功能(S1为总开关,S2为温控开关),其内部有两个加热电阻丝R1和R2(R1的电阻是198 Ω,R2的电阻是44 Ω)。某次将2 kg初温为20 ℃的米和水加热到100 ℃,然后自动转入保温状态。如表是电饭锅铭牌上的部分参数,求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]  容量/kg 3.0 额定电压/V 220 加热功率/W 1 100 保温功率/W 200 初中物理 (1)加热过程中,米和水吸收的热量。 (2)正常加热时,通过电路的电流。 (3)请你在虚线框内画出电饭锅的电路图,并结合所画的电路 图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。 初中物理 解析    (1)加热过程中,米和水吸收的热量:Q吸= cm(t-t0)=4.0×1 03 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.4×105 J; (2)由表格数据可知,电饭锅的加热功率P加热=1 100 W。 由P=UI可知,正常加热时,通过电路的电流:I= = =5 A; (3)由P= 可知,电饭锅加热挡工作时电路中的电阻:R加热=  = =44 Ω=R2。 初中物理 电饭锅保温挡工作时电路中的电阻:R保温= = =242 Ω=R1+R2。 电饭锅的电路图如图所示。 初中物理 当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由 P= 可知,电路消耗的总功率最大,电饭锅处于加热状态;当 开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由 P= 可知,电路消耗的总功率最小,电饭锅处于保温状态。 初中物理 3.(2023内蒙古赤峰中考)小明给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如图所示。均正常工作,都把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲用时125 s,乙用时120 s。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  (1)甲电热水壶正常工作时电阻是多大? (2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量是多少? (3)如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶,通过计算分析,他应该选择哪一款? 初中物理 解析    (1)由P= 可得甲电热水壶正常工作时电阻为R甲=  = =55 Ω; (2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量Q吸=c水m (t-t0)=4.2×103 J/(kg· ℃)×1 kg×(42 ℃-20 ℃)=9.24×104 J; (3)把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲电热水壶用电 量W甲=P甲t甲=880 W×125 s=1.1×105 J;乙电热水壶用电量W乙= P乙t乙=1 000 W×120 s=1.2×105 J;因为W甲<W乙,所以甲电热水 壶更节能,选择甲电热水壶。 初中物理 类型二　多挡位开关问题 4.(2023辽宁沈阳中考)如图,电源两端电压为12 V且保持不变,灯泡L标有“6 V    6 W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为40 Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)求: (1)灯泡的电阻; (2)当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R2 接入电路的电阻为18 Ω时,灯泡两端的电压; (3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表示数为1.5 A,此时R1消耗的电功率。 初中物理 解析    (1)灯泡的电阻:R= = =6 Ω; (2)当开关S闭合,S1、S2断开时,R2和小灯泡串联,电路中的总 电阻:R总=R+R2=6 Ω+18 Ω=24 Ω;电路中的总电流:I= =  =0.5 A;灯泡两端的电压:U灯=IR=0.5 A×6 Ω=3 V; (3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右 端时,R1和R2并联,I2= = =0.3 A,通过R1的电流:I1=I总-I2= 1.5 A-0.3 A=1.2 A;此时R1消耗的电功率:P=U总I1=12 V×1.2 A =14.4 W。 初中物理 5.(新课标·模型建构)(2024山西阳泉期末)某品牌的节能电饭 锅,额定工作电压为220 V,其电路原理图如图所示,发热电阻 R1、R2分别为50 Ω和200 Ω,当开关S1闭合、开关S接b端时为 高温挡,高温挡的功率为1 210 W;开关S1闭合,开关S断开时为 中温挡。求: (1)当开关S1断开,开关S接a端时,电路中的电流; (2)中温挡正常工作时,电路的总功率; 初中物理 (3)若某次热水时,电饭锅高温挡的实际功率只有1 000 W,电 能转化为热能效率为80%,1 kg水温度从20 ℃上升到100 ℃, 需要加热的时间。[c水取4.2×103 J/(kg·℃)] 初中物理 解析    (1)当开关S1断开,开关S接a端时,R1和R2串联在电路中, 根据串联电路的电阻规律可得,电路的总电阻: R总=R1+R2=50 Ω+200 Ω=250 Ω。 由欧姆定律可得,电路中的电流: I= = =0.88 A。 (2)开关S1闭合,开关S断开时为中温挡,此时电路为R2的简单 电路,由P= 可得,电路的总功率:P中温挡= = =242 W; 初中物理 (3)水加热吸收的热量为:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J; 根据η= ×100%可得需要消耗的电能: W= = =4.2×105 J; 根据P= 可得加热时间: t= = =420 s。 初中物理 6.(2024陕西师大附中期末)图甲是某款家用电熨斗。电路原 理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为220 Ω,通过S1、S2实现 温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220 V,电熨斗消 耗的最大功率为660 W。(不计热量损失) 初中物理 (1)只闭合S1,电熨斗消耗的功率; (2)只闭合S2,求R2在100 s内产生的热量; (3)为适应更多衣料,小明对电路作了改进(如图丙)。在电熨 斗原低温工作状态下,移动滑片P,使相应发热体的功率可在 原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少? 初中物理 解析    (1)由图乙电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电 路。由P= 可得,此时电熨斗消耗的功率P1= = =2 20 W。 (2)由图乙电路图可知,闭合S1、S2时,R1与R2并联,电路的总电 阻最小。根据P=UI= 可知,此时电熨斗消耗的功率最大。 只闭合S2时,电路为R2的简单电路,不计热量损失,则R2在100 s 内产生的热量Q=W=P2t=(660 W-220 W)×100 s=4.4×104 J。 初中物理 (3)由P= 可知,R2的阻值:R2= = =110 Ω。 由于R1>R2,根据P= ,则低温挡时,S1闭合,电路为R1的简单电 路。 图丙中,控制电熨斗原低温工作状态不变时,应只闭合S1,R1与 滑动变阻器串联。 当发热体的功率为原功率的25%,即P1'=220 W×25%=55 W 时,滑动变阻器完全接入电路中。 初中物理 根据P= ,则R总= = =880 Ω, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的 最大阻值至小为:R滑=R总-R1=880 Ω-220 Ω=660 Ω。 初中物理 初中物理 谢谢观看 $$