第15讲 电、力、热的综合应用-【培优竞赛超级课堂】2024-2025学年九年级全一册物理

第15讲 电、力、热的综合应用 情境课堂 “热得快”的奥秘 “热得快”的加热螺圈通常是用一种较细的金属管绕制而成的，管内装有电热丝，然后灌入 氧化镁粉之类的绝缘材料，把电热丝封装固定在管中间，使它不与管壁接触.通电后，电流从电 热丝中流过，电热丝便发热.如果把“热得快”浸没在液体中，热量通过液体很快散发出来，这样 使液体很快被加热，而且也不会烧坏电热丝如果让“热得快”在空气中干烧，热量不易散发，金 属外管会很快烤焦，管内的电热丝便会烧断」 典例剖析方 培优点1电与热的综合计算> 例1(2024·大悟实验中学月考)如图所示是家用电热水壶及其铭牌，假设电热水壶电阻丝 的电阻保持不变，水的比热容c本=4.2X103J/(kg·℃)，水的密度p*=1.0×103kg/m3.求： (1)电热水壶电阻丝的电阻。 (2)不考虑热损失，电热水壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃所需要的时间. (3)当电压为198V时，电热水壶的实际功率. 产品型号 XXXX 额定电压 220V 额定功率 1000W 频米 50Hz 容量 1.0L 例1图 【学找切入点】由家用电热水壶铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=可求电热水壶电 阻丝的电阻.根据m水=P体V水可知1L水的质量，再根据Q水=c*m(t一t)可求1L水所吸收 的热量，由于不考虑热损失，则电热水红常工作时所请耗的电能W:一Q,再根据a一受可求电 热水壶正常工作时所需要的时间.当U=198V时，根据P:爱可求电热水壶的实际电功率 变式1(2023·鞍山中考)中医药是中华文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有不可替代的作 用.图甲为小明同学家的小型电中药锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S:和S的不同接法 组合，可以实现三挡加热功能，其中定值电阻R、R2都是发热电阻，其部分参数如表所示.已知 P5藏=1.0×103kg/m3,c药液=4.2×103J/(kg·℃).求： 《142 第15讲 电、力、热的综合应用 额定电压 220V 高温挡880W R 额定功率 中温挡440W 295 R 低温挡 W 第1题图 (1)锅中的1L药液从25℃加热到35℃，药液吸收的热量. (2)低温挡的功率 (3)若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110s,实际消耗的电能为4×10J, 求此时电路的实际电压。 变式2(2022·兰州中考)一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌 底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等.电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所示，高温挡额定 功率字迹已被磨损.旋转旋钮开关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换.R1和R:均为电热 丝，R=72.62.求： 旋开 额定电压 220V 高温挡 ××W 220V 额定功率 低温挡 400W 第2题图 (1)R的阻值. (2)高温挡额定功率. (3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3O00imp/(kW·h)”的电 能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃，求此时电陶炉的加热效率 [c*=4.2×103J/(kg·℃)]. 143》 培优竞赛超级课堂 9年级物理 培优点2电与力的综合计算： 例2有一种电子秤的原理如图所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO,压力传 感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表（实质是电流表）. 其中AO长20cm,BO长5cm,压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示： 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 电阻R/Q 30 27 24 21 18 15 12 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6V, 路板 (1)重300N的学生站在踏板上时，双脚与踏板的接触面积为 压杆刀 B 0.04m,此时对踏板的压强为多少？ 压力传感器R (2)电子秤开机后，没有称量物体时压力传感器R消耗的电功率为 多少？ (3)当重300N的学生站在踏板上时，通过压力传感器R的电流为 例2图 A(计算结果保留两位小数). (4)电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证称量准确，则踏板触点B应向 (填“左”或“右”)移动 【学找切入点11)已知学生的体重G=30N,则对踏板的压力F=G=30N根据p=5可 求该学生对踏板的压强.（②）当F=0N时，查表可知R-30,根据P-只可求压力传感器R消 耗的电功率.(3)当FB=G=300N时，根据杠杆平衡条件FAlA=FlB可知压力传感器所受压力 F,查表可知压力传感器R的阻值，再根据I一发可知通过压力传感器R的电流。(4④)电池使用较 长时间后，电源电压会降低，电流表示数会减小，测量的质量偏小，为了保证称量准确，就应增大 电流表示数，这时应通过减小电阻R的阻值，从而就要通过增大压力来完成，由杠杆平衡条件可 判断应增大. 女总结与拓展，人人一一 1.电动机中的电力综合、电动机吊起物体 做功应用于起重机：W有=Gh,W意=W。.还有 算：应用欧姆定律公式I一是电功率公式P 热功率P。=PR,电功率P=UI,机械功率 UI=PR发进行电学方面的计第 P就=P一PQ.若从能量角度思考，则符合能量 3.浮力与电的综合：力学主要涉及牲畜喂 守恒，即消耗的电能等于产生的内能与机械能 水器中的浮球，装水容器中的浮塞、电磁继电 之和：W也=Q十W有.则有UI=PR十W 器中的浮球或浮块的相关计算，主要应用阿基 2.压力、压强与电的综合：以压力传感器、 米德原理F降=G#=m装g=P陵gV排和杠杆平 压敏电阻和压力弹簧为载体，应用压强公式 衡条件等 p5,重力公式G=mg递行力学方面的计 +4 《144 第5讲电、力、热的综合应用 变式3(2023·枣庄中考)体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生 的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所 示.已知电源电压恒定，定值电阻R,=52,R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所 示，电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计，求： (1)闭合开关S,当体重计空载时，电路中的电流为0.12A,电源电压为多少？ (2)当体重计示数为600N时，R。消耗的电功率为多少？ (3)此体重计所能测量的最大体重为多少？ ↑R 45 4 30 15 5 040080012001600FN 第3题图 例3(2024·武汉南湖中学月考)当前城镇化建设进程中，在一些场馆 和楼房的建设工地上，常见一种叫“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机 和机械两部分，如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电 压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.52.在一次起吊中，该“塔吊”电动机 正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg).求： 例3图 (1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能。 (2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量 (3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率 【学找切入点】(1)已知电动机的额定功率和正常工作时间，根据W=P:可求电动机正常工 作时消耗的电能，（②）已知电动机的额定电压和额定功率，根据I号可知电动机正常工作时的电 流，再根据Q=R:可求电动机线圈产生的热量.(3)根据W机=W一Q可知“塔吊”电能转化为 机械能，利用W=Gh可求克服物体重力所做的有用功，再根据)W可求“塔吊”机械部分的 机械效率 145》 培优竞赛超级课堂 9年级物理 变式4小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车.经查询赤峰到宁城高铁 运行里程约100km,运行时间约30min.若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为 2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×10W.请你根据以上信息，解决下列问题： (1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能. (2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率 培优点3电、力、热的综合计算 例4(2024·荆州一模)如图甲、乙、丙所示是HG牌家用豆浆机的结构、铭牌和简化电路图. 加料口 L源：200V-50Hz 电源后州 电动机额定功率： M 200W 白动控制键 九热丝额定功率： 滤网 800W 发热管 水容址限制： 1000…1500m1 220V 乙 内 例4图 某次使用时，将浸泡好的适量黄豆放入滤网内，加人清水1000L制作豆浆，启动自动控制 键，豆浆机按下表程序正常工作[c*=4.2×103J/(kg·℃)，P*=1×103kg/m,g=10N/kg]. 工作程序 预粉碎→ 混合预热· 粉碎→ 煮沸一 停止 工作时间 3min无 5min30℃ 2min溢出 2min80℃ 与状态 豆浆溢出 升到80℃ 100g浆汁 升至100℃ (1)若盛水容器是底面积为200cm的圆柱体，则水对容器底部的压强为多大？ (2)两次加热过程中水和豆浆汁共吸收多少热量（视豆浆与水的比热容相同）？ (3)全过程消耗的电能为多少？ 【学找切入点]1)已知清水的体积和盛水容器的底面积，根据：号可知水的深度，再根 据p水=Pgh水可求水对容器底部的压强.(2)根据Q=cm△1可分别求水从30℃升高到80℃和 豆浆汁从80℃升高到100℃吸收的热量，它们之和就是一共吸收的热量.(3)全过程消耗的电能 应是预粉碎、粉碎及两次加热所消耗的电能之和，根据W一P:可求两次粉碎和两次加热所消耗 的电能 《146 第5讲电、力、热的综合应用 变式5(2024·恩施思源实验学校月考)图甲为家用蒸汽电熨斗的示意图，其铭牌如下表 所示，使用时储水器中的水滴入汽室，加热的铁质底板使水迅速汽化变成蒸气，从底板喷出。 额定电压 220V 功能 汽烫、干烫 额定频率 50 Hz 蒸汽方式 滴下式 底板面积 160cm 质量 1.6kg 额定功率 1100W 放置方式 自立式 (1)求电熨斗正常工作时的电流 (2)熨烫前（未加水），电熨斗自然平放在衣服上，求它对衣服的压强(g取10N/kg) (3)汽熨前先预热，使底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开.已知底板的质 量为1kg,铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃)，求预热过程底板吸收的热量. (4)汽熨时，滴入汽室的水汽化带走热量，当底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合，当 加热到220℃时又断开，如此反复，若蒸汽电熨斗按如图乙所示的程序工作，熨一件衣服用时 10min.求消耗的电能， 第5题图 能力平台 培优训练 (建议用时：6的分钟】 的比热容c=4×103J/(kg·℃)] 1.(2023·阜新中考)小新家使用的电饭锅有 (2)加热电阻R的阻值是多少？ 加热和保温两种挡位，其内部简化电路如图 (3)若指示灯两端的电压为5V,通过R的电 所示.米饭煮熟后，开关S,自动断开，同时 流是多少？小灯泡的实际功率是多少？ 开关S2自动闭合，指示灯亮，电饭锅处于保 温状态.电饭锅加热挡功率为1100W,R2 阻值为10752.求： -0220Vo 第1题图 (1)电饭锅将0.5kg米饭从20℃加热到 100℃，米饭吸收的热量是多少？[米饭 147》 培优竞赛超级课堂 9年级物理 2.(2022·鄂尔多斯中考)如图甲所示是某电 P/W 饭锅的简化电路原理图，R,和R是阻值不 1600 220V 变的加热电阻，R=502,S为温控开关，1、 400 R 2是开关连接的触点.某次煮饭时，只将电饭 2 350500s 甲 锅接入220V的电路中，在加热状态下工作 第3题图 了一段时间后，开关S自动切换到保温状 (1)该电热水壶加热和保温时的电流之比 态.在保温状态下，电能表（如图乙）的转盘 (2)电阻R2的阻值. 在1min内转动了5r.求： (3)给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至 (1)保温状态下该电饭锅的发热功率. 80℃，电热水壶的工作效率为90%，需 (2)R2阻值的大小 要加热的时间. (3)用电高峰时，该电饭锅在加热状态下，l4min 内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾 (1个标准大气压)，若不计热损失，电饭锅的 实际电压[c水=4.2×103J/(kg·℃)]. kW·h S52 R, 686aE 220 220V1020)A50Hz R 3000rkw·h 甲 第2题图 4,(2023·黑龙江中考)图甲是一款紫砂电饭 锅，其简化电路如图乙所示，R和R是电 热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和 高温挡切换，低温挡功率为440W,高温挡 功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0× 103J/(kg·℃).求： 3.某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电 路简化示意图如图甲所示，其中R和R均 为阻值不变的发热电阻.某次使用该电热水 220V0 壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的 甲 图像如图乙所示.求： 第4题图 《148 第15讲 电、力、热的综合应用 (1)当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的 是多少？ 电流 (2)当电热炕处于低挡时，电路中通过O点 (2)电热丝R2的阻值 的电流是多少？ (3)若不考虑能量损失，正常使用高温挡将 (3)当该电热炕处于低挡，且正常工作30min 2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的 时，所消耗的电能可使1.8L水从25℃ 时间. 升高到多少摄氏度[不计热损失，P咏=1× (4)若实际正常使用高温挡加热的时间为 103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)，计 800s,该电饭锅的加热效率， 算结果保留一位小数]？ 220 第5题图 5.我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了 种利用电来取暖的床一“韩式电热炕”.其 6.(2024·武汉解放中学月考)如图是某品牌 工作电路可简化为如图所示，其中S为保 足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和 护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某 按摩功能.加热电阻的阻值为48.42，电动 一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转 机线圈电阻为2Ω，电源电压220V稳定不 型选挡开关，可绕O点旋转，每次都和相邻 变，求： a220 Vo 的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四 个挡位的转换（挡位顺序未知，电功率越大挡 位越高).小明在家里利用所学的物理知识来 测量该电热炕的电功率.他先关闭家里其他 加热心阻 所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2 第6题图 连接，观察发现家里标有“3000r/(kW·h)” (1)加热电阻正常工作时的电功率是多少？ 的电能表的转盘在1min内刚好转了20r. (2)在足浴盆中加人体积为4L、初温为20℃ 已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R 的水，加热电阻正常工作420s,它的电加 的2倍，其他电阻忽略不计，小明家的电压 热效率为80%，则水的温度会升高到多少 恒为220V.完成下列问题： 摄氏度[c水=4.2×103J/(kg·℃)]？ (1)当S与触点1、2接触时，电热炕的功率 (3)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动 149》 培优竞赛超级课堂 9年级物理 机线圈的电流为0.1A,按摩10min,电 8.(2024·江西一模)如图所示是某型号爆米 动机线圈产生的热量是多少？ 花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温 的功能.只闭合开关S时，R加热，电动机搅 拌，开始制作爆米花；只闭合开关S时，R2保 温，防止爆米花变凉.爆米花机的铭牌如下表 所示[c米=1.2×103J/(kg·℃)]. 额定电压 220V R.R. 加热功率 200W 220V 7.(2023·江西中考)如图所示，劳动课上，某同 保温功率 22W 学用电磁炉烧水.水壶中装满初温为25℃的 电动机功率 40W 水，水壶和电磁炉的部分参数如下表所示. 第8题图 当时气压为一个标准大气压，P*=1.0× (1)将100g、20℃的玉米粒加热到300℃成 103kg/m,c水=4.2×102J/(kg·℃)，g 为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量. 10N/kg.求： (2)电阻R1发热，把100g、20℃的玉米粒加 (1)壶中水的质量 热成为爆米花，需要用时5min,求R的 (2)烧水时壶底的受力面积为100cm,壶对 加热效率. 电磁炉的压强， (3)求保温电阻R2的阻值。 (3)当水刚好烧开时，水吸收的热量 (4)电磁炉正常工作，若加热效率为84%，水 刚好烧开所需的时间. 水壶 电磁炉烧水挡 净重：500g 额定电压：220V 容量：2L 额定功率：2000W 第7题图 9.(2024·泰安一模)物理兴趣小组设计了一 个便携式水深测量仪，如图甲所示.它主要 是由探头A和控制盒B构成，A,B之间用 有绝缘皮的细导线相连，探头A是一个装配 有压敏电阻R的圆柱体，压敏电阻R,所受 压力等于圆柱体底部所受压力.圆柱体底面 积为1×103m、高0.05m、重3N,工作时 底部始终与水平面相平.A、B之间的电路连 接如图乙所示，电源电压恒为12V,当压敏 电阻R受到的压力达到最大值8O0N时， 《150 第15讲 电、力、热的综合应用 电路中的电流为10mA,报警器（电阻不计） 宽赛训练 (建议用时：60分钟) 开始报警.正常工作时，压敏电阻R,阻值随 10.(2024·重庆巴蜀中学自主招生训练)用豆 压力F的变化规律如图丙所示.不考虑大气 浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把 压强的影响，细导线重力与体积均不计，湖 豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、 水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg. 加热等程序，即可制成熟豆浆，某豆浆机的 控制盒B 参数如下表： 报警器 型号 SY1.642 额定电压 220V 白A 压敏电阻R下探头A 额定频率 50 Hz 甲 乙 打浆功率 200W R2 520 加（预）热功率 1100W 500 480 460 容量 2000ml 440 420 次打浆向豆浆机中加入黄豆和清水共 400 L.5kg,需13min完成加工过程，其工作信 息如图甲、乙所示，请解答下列问题： 0 9 10 5 min 9 min 1C min 13 min 热 打浆 热 打浆 加热 050100150200250300 800FN 4温度 丙 100H 60 第9题图 0 20 (1)探头A的密度是多少？ 5 10时间min (2)为保证压敏电阻R.受到的压力达到最 乙 大值时报警器能正常报警，接入电路的 第10题图 定值电阻R。阻值为多少？ (1)根据图乙可知，从第6min至第9min (3)小组同学将该装置带到湖面进行测量， 为第一段加热过程，求这段过程中豆浆 当探头A在细导线的牵引下，下沉到湖中 吸收的热量是多少[c恒装=4.0×103J/ 某深度处时，电压表示数是8V,求此处的 (kg·℃)]？ 深度和此时细导线对探头A的拉力. (2)豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共 消耗多少电能？ 151》饼铛下盘煎烤食物10min消耗的电能W=”W。= 例3(1)9.5×10J.(2)1.25×10J.(3)80%. [(1)W=P1=38×103W×25s=9.5×10°J. 38Xa.6x10J-6x1051 P_38X10W=100A, (2)1= 380V 电饼铛的实际电功率 Q=FR1=(100A)×0.52×25s=1.25×10J. Pk-W-6X10-1000w 1-10×60s (3)机械部分所做的功 电饼铛下盘加热时的实际电压 Wa=W-Q-9.5×10J-1.25×10J=8.25×10J. Ux=√PxR=√1000WX40互=200V.] G=mg=3×103kg×10N/kg=3×10'N, 第15讲电、力、热的综合应用 W有=Gh=3×103N×22m=6.6×10J 【典例剖析】 _W直=6.6×10I 7Tw825×10=80%.] 例1(1)48.40.(2)336s.(3)810W. 例4(1)500Pa.(2)3.024×10J.(3)3.96×10J. [(1)电热水壶电阻丝的电阻 [1hs-号=1980黑-5×10m R号-g20=44n 200cm 体Pk-1X10kg/mX10N/kg×5X10m-500Pa. (2)1L水的质量m水=P体V本=1×10kg/m×1× (2)m*=P球V*=1×103kg/m3×1×103m3=1kg. 10-3m=1kg,1L水吸收的热量Qs=c本m(1一6) Q*=c米mk△1米=4,2×10J/(kg·℃）×1kgX =4.2×102J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)= (100℃-30℃)=2.94×10J. 3.36×10J. Qt=c#mt△#=4.2×10J/(kg·℃)×0.1kg× 由于不考虑热损失，则W地=Q水=3.36×10J, (100℃-80℃)=8.4×103J. w43.36X10-336 加热时间地=P=1000W Q-Q*+Q+=2.94×10J+8.4×10J=3.024×10J. (3)Wm=P=200W×(3+2)×60s=6×10J. (3)当U,=198V时，电热水壶的实际电功率 W#=PH转=800W×(5+2)×60s=3.36×10J. P=贤-9股80=810w] W=W+W%=6×10J+336×10J=3.96×10J.] 例2(1)7.5×10Pa.(2)1.2W.(3)0.24.(4)左. 【变式题组】 [am=号-号=009=.5X10A2)当 1(1)4.2×10J.(2)220W.(3)200V. [(1)药液的体积V=1L=1dm=1×10-m,由e F=0时，查表可知，R=302,则压力传感器R消耗的 电功率P-发-9沿-12(3)当F-G 罗可知，药液的质量m=V=1.0X10kg/m× 1×10-3m=1kg,药液吸收的热量Q城=c两雅m(1 3O0N时，根据杠杆平衡条件可知FalA=Fl,则 t)=4.2×10J/(kg·℃)×1kg×(35℃-25℃)= F=乒F=A5mX300N=75N.根据表中数据判 0.2m 4.2×10J. 断R=300-0六NX30.所以当F=75N时，R (2)由题图乙可知，当开关S闭合，S接1时，R,R 并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的 2点，5n,1-景-00.24(0电港使用较长 总电阻最小，由P一发可知，电路中的总功米最大，电 时间后，电源电压会降低，电流表示数会减小，测量的 中药锅处于高温挡.当开关S断开，S接2时，R、 质量偏小为了保证测量准确，应增大电流表示数，这 R串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中 时就需要减小电阻R的阻值，可以通过增大压力来完 成，由杠杆平衡条件可判断应增大，即踏板触点B 的总电阻最大，由P发可知，电路中的总功率最小 应向左移动.] 电中药锅处于低温挡.当开关S,闭合，S接2时，只 53 有R,工作，电中药锅处于中温挡.由表格数据可知， 电阻R串联，由题图乙可知当体重计空载时，R=45, 电中药锅中温挡的功率P=440w,由P= 尺可知， 1=0.12A,则电源电压为U=I(R+R)=0.12A× (45n+5n)=6V. R的阻值k-代-0 一=1102.并联电路中 (2)由题图乙可知，当体重计示数为600N时，压敏电 的总功率等于各用电器的电功率之和，则高温挡工作 阻的阻值R=15Q,此时电路中电流为了一十R U 时，R的电功率P2=P高一P中=880W一440W= 6 V oW,由P发可知的用值民号-0 5十5n0.3A定值电阻R,消耗的功率为P '2R。=(0.3A)×52=0.45W. 110Ω.根据串联电路的电阻特点可知，R,R的串联 (3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最 总电阻R=R+R2=110Q+110n=2202,低温挡 大为=0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏 P(220V) 的功率P:一下 2200 =220W. 电阻的阻值为K-名-R-欲-5n-5n由 （③由w-只可知，电路的实际电压√ WR 题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N.] 4(1D3.6×10”J.(2)75%.[(1)赤峰站到宁城站 4×10JX1100=200V.] 110s 段列车消耗的电能W=P1=2×10W×30×60s= 2(1)48.42.(2)1000W.(3)85%. 3.6×10J. [(1)旋钮开关放在1位置时，两电阻串联，总电阻较 (2)牵引力做的功W,=Fs=2.7×10N×100× 大，电源电压不变，根据P发可知总功率较小，电陶 103m=2.7×10J. U=2202 炉处于低温挡，R=P一 400w=1212.根据 电能转化为机械能的效率一晋×1@%-二 W 100%=75%.] 电阳串联的特点可知R=R典一R=121n一72.6Q= (1)5A.(2)1×10Pa.(3)9.2×10J. 48.42 (4)4.95×10J. (2)旋钮开关放在2位置时，电路为R的简单电路， P1100W 总电阻较小，电源电压不变，根据P一发可知总功率 [(1)电熨斗正常工作时的电流= =220V 5A.(2)熨烫前（未加水），电熨斗自然平放在衣服上 较大，电陶炉处于高温挡，高温挡领定功率P翻一 U 对衣服的压力F=G=mg=1.6kg×10N/kg= (220V) F 48.4 -=1000W. 16N 16N电熨斗对衣服的压强p=5=160X10m (3)电能表上的3000imp/(kW·h)表示电路中用电 1×10P(3)预热过程底板吸收的热量Q一c铁t△铁 器消耗1kW·h电能，电能表的指示灯闪烁3000次，故 =0.46×10J/(kg·℃)×1kg×(220℃-20℃)= 闪烁1次电胸护消耗的电能W=3dkW·h/mX 9.2×10J.(4)由题图乙可知，20s内电熨斗加热 168imp=0.056kW·h=2.016×10J,质量为1.7kg 15s,则10mim内的加热时间如三千红=00s× 20s 的水从25℃升高到49℃吸收的热量Q=c家m△/= 15s=450s.熨一件衣服用时10min共消耗的电能 4.2×103J/(kg·℃)×1.7kg×(49℃-25℃)= W=Ptm=1100W×450s=4.95×105J.] Q 1,7136×10上，此时电陶炉的加热效率？= 【能力平台】 1(1)1.6×10J.(2)442.(3)1W 1.7136×101×100%-85%.] 2.016×10J [(1)米饭吸收的热量Q=c米饭m(1一o）=4 3(1)6V.(2)0.45W.(3)1200N 10J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.6× [(1)由题图甲可知，闭合开关S,定值电阻R与压敏 10J. 54 (2)开关S闭合，S断开，电饭锅处于加热挡位，此时 壶加热和保温时的电流之比是-一是-0 电路为加热电阻R的简单电路，加热电阻R,的阻值 R-片-0=4n 4 =U=220V2 .(2)电热水壶加热时的电阻R一了一0W U (3)开关S:闭合，S断开，电饭锅处于保温挡位，此时 30.250电热水壶保温时的电阻R:=户 灯泡和R串联接人电路，串联电路总电压等于各部 (220V) 400W =1212.电阻R2的阻值R=R一R,= 分电压之和，根据欧姆定律可得此时通过R的电流 121n一30.25n=90.752.(3)水吸收的热量Qk= 1=0一L=20V5Y=0.2A,串联电路各处电流 10752 cn△k=4.2X103J/(kg·℃)×1.2kg×(80℃- 相等，小灯泡的实际功率P==5V×0.2A=1W.] 20℃)=3024×101.电热水壶消耗的电能w= 2(1)100W.(2)4342.(3)200V. (1)3000r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的 3024X10」=3.36×101.需要加热的时间m= 90% 电能，电能表的转盘转3000转，在保温状态下，电能 w_3.36×10」=210] 表的转盘在1min内转动了5r,电饭锅消耗的电能为 P 1600W W38kw.h=动×86X10J=600,保 5 4(1)2A (2)1102. (3)600÷(4)75%. [(1)由P一U1可知，当电饭锅正常使用时，处于低温 温功率为P甜 型-=6000」=100w t 60s 挡时的电流1压=号0Y-2A (2)由题图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中 (2)由题图乙可知，当S,S都闭合时，R,R并联， 只有R,电路中电阻较小.当开关S与触点2连接 根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻 时，电路中R,、R2串联，电路中电阻较大.电源电压一 最小，由P一货可知，电路中的总功率最大，电饭锅处 定，由P-发可知，当开关S与触点1连接时，电路电 于高温挡.当只闭合S时，只有R,工作，电路中的总 功率较大，电饭锅处于加热状态：当开关S与触点2 电阻最大，总功率最小，电饭锅处于低温挡.则R的 连接时，电路电功率较小，电饭锅处于保温状态，由 电功率P=P海一P:=880W-440W=40W,由P= P-发可得保温时电路总电阻为R年一品 U UP(220V)8 R可知，R的阻值R:=节=40W=1100 T200=4840,R的阻值为R=R一R=4840 (3)粥吸收的热量Q城=c粥m(t一t6)=4.0× 103J/(kg·℃)×2kg×(86℃-20℃)=5.28×10J. 502=434n. 不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能W=Q饭=5.28× (3)标准大气压下水的沸点为100℃，电饭锅将2kg 初温为20℃的水加热至沸腾时，水吸收的热量Q,= 10小，由P-可知，电饭织工作的时间(-兴- c米m(-t)=4.2×10J/(kg·℃)×2kg×(100℃一 5.28×101=600s 880W 20℃)=6.72×10J.不计热量损失，则W=Q,电饭 锅的实际加热功率为P。=W_今=62X10」 (4)电饭锅实际消耗的电能W=P每=880W×800s 14×60s 7.04×10小，该电饭锅的加热效率一 号×100%= 800W,根据P-发可得加热状态下的实际电压为 5.28X10J 7.04×10J ×100%=75%.1 Ux=√PR=√800WX50n=200V.] 5(1)400W.(2)0.91A.(3)72.6℃. 3(1)4:1.(2)90.752.(3)210s [(1)当开关S与触点1、2接触时，电路中只有电阻 [(1)由题图乙可知，电热水壶加热时的电功率Pm 1600W,保温时的电功率P=400W,则该电热水 R.期W=只形=38×86X1㎡J-24X10小 55 Pg-201=mwR-片-0- 608 所用的时间1=罗=7,5X10=375、] P2000W 1212.(2)当开关S与触点3、4接触时，电路中只有 8(1)3.36×10J.(2)56%. (3)22002. 电阻R,则电热炕处于低挡，R=2R=2×121Q= [(1)玉米粒需要吸收的热量 ↓=220≈0.91A(3)当电热杭处于低 2420.l=R-2420 Q=cE米m=1,2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg (300℃-20℃)=3.36×10'J. 挡时W:= U (220V) 2420 ×30×60s=3.6×10J, (2)电阻R发热时消耗的电能 1.8L水所吸收的热量Q=W=3.6×10J,l.8L水的 W=P=1m=200W×5×60s=6×10J. 质量m水=p陈V泰=1×10kg/m×1.8×103m= 电阻R,的加热效率 1.8 kg.N=Qs 3.6×10J km*42X10J/g·℃)×1.8kg≈ 9-336×10=56%. 一 6×101J 47.6℃，t=+△1=25℃+47.6℃=72.6℃.] (3)保温电阻R的阻值 E(1)1000W.(2)40℃.(3)12J. R,-=20V 22W =22002.] [(1)当只闭合开关S时，电路中只有加热电阻R,则 加热电阻正常工作时的电功率P=号=220V) 9(1)6×10kg/m.(2)10002.(3)5m:2.5N. R48.4n [(1)探头A的体积V=SM=1×10m×0.05m= 1000W.(2)加热电阻正常工作420消耗的电能 5×103m,探头A重力G=3N,由G=mg得，探头 W=P1=1000W×420s=4.2×10J.水吸收的热量 A的密度p-号-层-xI0义10Ne6X 3N Q*=7W=80%×4.2×10J=3.36×10J.水的质量 m水=p体V水=1×10kg/m×4X10-3m=4kg水升 103kg/m. 高的温度y= 3.36×10J (2)压敏电阻R受到的压力达到最大值800N时，由 c球m味4.2X10J/(kg·℃)×4kg 题图丙可求得此时压敏电阻 20℃，水升高后的温度1=0十△1东=20℃+20℃= 40C.(3)按摩10mim时电动机线圈产生的热量Q= R=wn器×20a=200n- PRMt=(0.1A)产×22×10×60s=12J.] 定值电阻的阻值R=R。一R-只-R=0入 12V 7(1)2kg(2)2500Pa(3)6.3×10J.(4)375 -2000=10002 [(1)水的体积V=21.=2dm2=2×103m,由p (3)电压表示数是8V时，电路中电流 畏可知，水的质量m=P体V=1.0X10kg/mX2X -是-8n-8X10A 10等m3=2kg. (2)壶和壶中水的总重力Ge=mg=(2kg+500× 此时压锁电阻的图雀R光-兴 103kg)×10N/kg=25N,烧水时壶对电磁炉的压 500n, E 力F=G。=25N,壶对电磁炉的压强p=5= 由题图丙可知此时压敏电阻受到的压力F:=50N, 由题知压敏电阻R,所受压力等于圆柱体底部所受 25N 100X10m=2500Pa 压力， (3)一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的 所以探头A底部所受压力F=Fm=50N, 热量Q最=c米m(t-6)=4.2X10J/(kg·℃)×2kg× 探头A底部受到的压强昏-积。 50N =5X (100℃-25℃)=6.3×10J. 10'Pa. (0由？票可知，电磁炉消耗的电能W= 此处的深度h=卫 5×10Pa 6.3X01-=7.5X10J,由P=W可知，水刚好烧开 1.0X10 kg/mX10N/5m, 84% 探头A受到的浮力Fm=P嘴水gV=P水gV=1.0X 56 10kg/m×10N/kg×5X10-3m3=0.5N, 四0400W(26×10n【根器P-发可 细导线对探头A的拉力Fa=G-Fm=3N-0.5N 2.5N 知，由于R<R所以R>A,则R发-日 10(1)1.8×10J.(2)7.5×10J. 4000W [(1)从第6min至第9min中豆浆吸收的热量Q (2)F#=p*gV#=1×103kg/m×10N/kg×2.5X cm/=4×103J/(kg·℃)X1.5kg×(100℃- 10m=2.5N根据杠杆平衡条件，有F一会F,一 70℃)=1.8×10J.(2)加热时间t加=5min+3min+ 3min=11 min,打浆时间t红=1min+1min=2min, 9×2.5N=50N W=P#tm=1100W×11×60s=7.26×10J. 50N 力=+长=1×10Pa士10m=6×10Pa Wn=Pmtm=200W×2×60s=2.4×10J,Wa= WM+Wr=7.26×10'J+2.4×10J=7.5×10J.] 第16讲生活用电 ☐(1)1002：0.02A(2)0.2J.(3)50g. 【典例剖析】 [(1)当m=100g时，查表可知，R=1002,则R单= 例1C例2C3B R+R=10mn+0n-150a.la-是-30 例4并：过大：热量.例5D 例62：零线断路.例7D例8甲，丙. 0.02A.(2)Q=1Rt=(0.02A)2×100n×5s 例羽B例10A 0.2人.(3)当1=0.03A时，R= =7=a.08A=1000. 【变式题组】 R=R-R=100n-502=502,查表可知，m= 1A[开关应接在火线上，当开关断开时，能切断火 150g,m=m-空=150g-100g=50g.] 线.若开关接在零线上，开关断开时，灯泡连接着火 2(1)增大.(2)1N.(3)864.[(1)分析电路可 线，不安全，由题图可知，电路中明显的错误是开关接 知，电阻R:和R2是并联的，电流表测干路的电流，当 在零线上了，灯泡接在火线上了，即开关和灯泡的连 压力F增大时，电阻R的阻值减小，通过电阻R,的 接借误，故A项错误：两孔插座与其他用电器并联，接 U 12V 线是“左零右火”，故B项正确：空气开关相当于保险 电流增大，所以电流表示数增大.(2)l一尽：=000 丝，应串联在干路中，故C项正确：三孔插座与其他用 0.12A,1=1#-2=0.32A-0.12A=0.2A,R= 电器并联，接线是“左零右火上地线”，故D项正确.] 六2入=600，查图像可知F-1N(3)Q-U11= U-12V 2如图所示。 12V×0.12A×10×60s=864J.] 13(1)1:方向.(2)14W.(3)37.5N. 架验丝 [(1)根据轮椅前进且能调速可知，前进电路中应有改 开关 变电流的装置，则滑动变阻器应与电动机串联，所以 开关S和S:同时接1时，轮椅既能前进又能后退，则电 第2题图 日A[使用试电笔时，手不要接触试电笔前端的金属 动机线圈中电流的方向能改变. (2)当开关S和S接2时，电动轮椅后退，电阻R 尖，必须接触试电笔末端的金属卡，试电笔的高阻值 和电动机串联，则U=R=1A×10=10V. 电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电 压是220V,此时试电笔的高阻值电阻分担的电压很 UM=UU-U2=24V-10V=14V 大，人体分担的电压很小，通过人体的电流很小，氛管 Px=UMI=1LV×1A=14W. (3)P=7P=75%×100W=75W. 发光，不会发生触电事故，故A项正确，B项，C项均错 误：为保证安全，试电笔的外壳需用绝缘材料制作，故 F=Pa=5y=37.5Nf=F=37.5N] v 2 m/s D项错误.] 57