专项素养综合全练(八)　多挡位用电器的电功率计算课件 2024--2025学年北京课改版初中物理九年级

专项素养综合全练(八) 初中物理 1.(2023北京陈经纶中学分校一模)如图甲为一款陶瓷电煎药 壶,其简化的工作电路如图乙所示,R1和R2均为电加热丝。它 在开始工作时,先武火挡快速加热,当药液的温度达到98 ℃ 时,自动跳到文火挡慢熬,药液熬制一段时间后自动跳到保温 挡防止药液烧干。电煎药壶正常工作时,武火快速加热功率 为500 W,文火慢熬功率为100 W,某次煎药时药液的温度与 电煎药壶工作时间的关系图像如图丙所示。 (1)分析图像可知,电煎药壶武火加热前半段时间的加热效率 初中物理 　    后半段时间的加热效率(选填“大于”“等于”或“小 于”); (2)求电煎药壶处于保温挡时的功率。        小于       答案     (2)80 W 初中物理 解析    (1)由图丙可知,电煎药壶武火加热前半段时间药液温 度变化量Δt1=48 ℃-18 ℃=30 ℃,后半段时间药液温度变化量 Δt2=98 ℃-48 ℃=50 ℃,由Q吸=cmΔt可知,电煎药壶武火加热 时药液后半段时间吸收的热量多,由W=Pt可知,电煎药壶武 火加热时前后半段时间内消耗的电能相等,故电煎药壶武火 加热前半段时间的加热效率小于后半段时间的加热效率; (2)当开关S1接2、S2断开时,电路为R2的简单电路,电煎药壶 处于文火挡,则电加热丝R2的阻值R2= = =484 Ω,当 初中物理 开关S1接2、S2闭合时,R1与R2并联,电煎药壶处于武火挡,因 并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等 于各用电器功率之和,所以电加热丝R1的电功率P1=P武火-P文火= 500 W-100 W=400 W,因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,电加热丝R1的阻值R1= = =121 Ω,当开关S1接 1、S2断开时,R1与R2串联,电煎药壶处于保温挡,电煎药壶处 于保温挡时的功率P保温= = = =80 W。 初中物理 2.(2023黑龙江齐齐哈尔中考)如图甲所示是一款小型电火 锅,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它 的简化电路图,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。 已知R1的阻值为176 Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求: 额定电压 220 V 低温挡功率 中温挡功率 440 W 高温挡功率 1 100 W 初中物理 (1)R2的阻值是多少? (2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少? (3)某次使用时,用高温挡将1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时 5.6 min,该电火锅的实际功率是多少?(不计热损失)  　      初中物理 解析    (1)由图乙可知,当电火锅处于高温挡时,只有R3工作,R 3的阻值R3= = =44 Ω,当电火锅处于中温挡时,R2、R 3串联,R2、R3的串联总电阻R中= = =110 Ω,根据串联 电路的电阻特点可知,R2的阻值R2=R中-R3=110 Ω-44 Ω=66 Ω。(2)由图乙可知,当电火锅处于低温挡时,R1、R3串联,根据 串联电路的电阻特点可知,R1、R3的串联总电阻R低=R1+R3=1 76 Ω+44 Ω=220 Ω,低温挡工作时的功率P低= = = 初中物理 220 W。(3)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg× (100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J,不计热损失,电火锅消耗的电能W= Q吸=3.36×105 J,高温挡实际功率为P实= = =1 000 W。 初中物理 3.如图甲是一款电火锅,其工作电路图如图乙所示,额定电压 为220 V,R1是加热管,R2是阻值为24 Ω的限流电阻,只有加热 管释放的热量才能被锅内物体吸收,电火锅有加热和保温两 个挡,加热挡的功率为 2 420 W,求: (1)加热挡时,电路中的电流。 (2)保温挡时,电路的总功率。 (3)若该电火锅加热效率为80%,用该电火锅将2.3 kg水从8 ℃ 加热至100 ℃最少用时7 min,则实际电压为多少。 初中物理 解析    (1)由图乙可知,当开关S1、S2闭合时,电路中只有R1时, 电路中的总电阻最小,由P= 可知,电路的总功率最大,电火 锅处于加热挡,此时电路中的电流I加热= = =11 A。 (2)R1的阻值R1= = =20 Ω,当开关S1闭合、S2断开 时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,电路中的总功率最小, 电火锅处于保温挡。保温挡时,电路的总电阻R总=R1+R2=20 Ω+24 Ω=44 Ω,此时电路的总功率P保温= = =1 100W; 初中物理 (3)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.3 kg×(1 00 ℃-8 ℃)=8.887 2×105 J;加热7 min,电火锅消耗的电能W=  = =1.110 9×106 J,实际功率P实= =  =2 645 W,实际电压U实= = = 230 V。 初中物理 4.(2024四川南充模拟)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度 高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简 化等效电路如图所示,此时处于空挡位置。普通快洗模式中, 包括加热和保温洗涤两个状态,先设定洗涤温度,旋钮旋至1 挡后闭合开关,洗衣机处于加热状态;当加热到预设温度时, 旋钮自动转动实现挡位转换,旋至2挡时洗衣机处于洗涤状 态,保温洗涤完成即普通快洗模式结束。R1和R2均为电热丝, 其阻值不受温度影响,R1=22 Ω,主要参数如表所示,求: 初中物理        (1)某次家庭中所有用电器中仅该洗衣机工作时,加热状态下 连续加热540 s,发现此过程中铭牌标有3 000 r/(kW·h)的电能 表转动810 r,求此时该洗衣机的实际功率。 初中物理 (2)正常工作时,加热状态下电阻R1消耗的电功率。 (3)额定电压下,某次洗衣机内装有水和衣物共10 kg,初温为20 ℃,设定洗涤温度为50 ℃,加热状态的加热效率是50%,不计保温洗涤过程中电能损失,求整个普通快洗模式中,电路消耗的总电能。[已知水和衣物混合后的平均比热容为4×103 J/(kg·℃)] 初中物理 解析    (1)电能表参数300 r/(kW·h)表示,电路中消耗1 kW·h的 电能,电能表的转盘旋转3 000转,则转盘旋转1转,消耗的电能 为 kW·h,由题意得,加热状态下连续加热t=540 s,电能表 转动810 r,则该过程消耗的电能为W实=810×  kW·h= 0.27 kW·h=9.72×105 J,此时该洗衣机的实际功率为P实= =  =1 800 W;(2)根据题意可知,旋钮旋至1挡后闭合开 关,洗衣机处于加热状态,此时R1和R2并联在电路中,R1两端电 初中物理 压为电源电压U=220 V,R1=22 Ω,正常工作时,加热状态下电 阻R1消耗的电功率为 P1= = =2 200 W; (3)额定电压下,某次洗衣机内装有水和衣物总质量为m=10 kg,初温为t0=20 ℃,设定洗涤温度即末温度为t=50 ℃,水和衣 物混合后的平均比热容为c=4×103 J/(kg·℃) ,加热状态的加 热效率是η=50%,加热过程中水和衣物混合物吸收的热量为: Q吸=cmΔt=4×103 J/(kg·℃)×10 kg×(50 ℃-20 ℃) =1.2×106 J,由 初中物理 η= 可得加热过程中R1和R2放出的热量为Q放= =  =2.4×106 J,加热状态下电路为纯电阻电路,则电路中 产生的热量等于电路消耗的电能,即W加=Q放=P加t加=2.4×106 J, 普通快洗过程加热的时间为t加= = =1 000 s,由并 联电路中总电功率等于各用电器电功率之和可知,加热过程 中R2的电功率为P2=P加-P1=2 400 W-2 200 W=200 W,保温状 态下旋钮旋至2挡,此时电动机和R2并联,由于R2两端电压没 有变,因此保温状态下,R2的电功率仍然为P2=200 W,又由表 初中物理 格数据可知,电动机的功率为P动=240 W,则保温洗涤状态时 电路中的总电功率为P保=P2+P动=200 W+240 W=440 W,保温 状态下洗衣机的工作时间为t保=t总-t加=50×60 s-1 000 s=2 000 s,保温状态下洗衣机消耗的电能为W保=P保t保=440 W×2 000 s =8.8×105 J,整个普通快洗模式中,电路消耗的总电能为W总= W加+W保=2.4×106 J+8.8×105 J=3.28×106 J。 初中物理 谢谢观看 初中数学 $$