第十六章 大招专题2 电与热综合计算-【初中必刷题】2024-2025学年九年级下册物理同步课件(沪科版)

物 理 九年级下册 HK 1 2 3 第一部分 教材同步分层练 4 第十六章 电流做功与电功率 大招专题2 电与热综合计算 5 刷难关 鼠标轻轻一点，内容立即呈现 6 难关 母题学大招1 电与热的简单计算 1.［中］百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己 的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆，这款足浴盆工作时的简化电 路如图所示，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为 ，加 热电阻正常工作时的电功率为，电源电压为 且稳定不变。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 大招解读 电与热的简单计算 ①纯电阻电路：电能全部转化为内能， ， 计算效率时，， ， 。 ②非纯电阻电路：电能转化为内能和其他形式的能， ，，其他形式的能 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 8 （1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为，按摩 ， 电动机线圈产生的热量是多少？ 【答案】 【解析】通过电动机线圈的电流为，按摩 ，电动机线圈产生的热量 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 （2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？ 【答案】 【解析】加热电阻正常工作时的电功率为，根据 可得，其正 常工作时的电阻 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 10 （3）在足浴盆中加入体积为、初温为 的水，使用加热功能使水温升高至 ，水吸收的热量为多少？若加热时间为 ，它的电加热效率为多少？ 【答案】 【解析】由题意知，足浴盆中加入的水的质量 ，使用加热功能使水温升高至 ， 水吸收的热量 ，由题意 知，加热时间为 ，则该足浴盆的电加热效率为 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 11 关键点拨 电动机是非纯电阻用电器，电动机消耗的电能少部分转化为内能，大部分转化为机 械能。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 母题学大招2 用电器铭牌问题 2.【2024江西赣州期末，中】如图是家用电热水壶及其 铭牌，电热水壶正常工作时，把水从 刚好加热 到需要 ，电热水壶的电阻不变。 求： （1）水吸收的热量； （2）电热水壶的效率； （3）当实际电压为 时，电热水壶的实际功率。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 13 大招解读 用电器铭牌问题 1.首先观察铭牌给出的物理量信息； 2.根据题目给出的水的温度变化和水的质量或体积可计算出水吸收的热量； 3.根据消耗的电能和水吸收的热量可计算出用电器的效率； 4.若知道用电器的电阻（电阻不变），则给出实际电压可计算出实际功率，给出实 际功率可计算出实际电压。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 14 （1）水吸收的热量； 【答案】 （2）电热水壶的效率； （3）当实际电压为 时，电热水壶的实际功率。 【答案】 【答案】 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 【解析】 物理公式 或原理 解题过程 答案 、 （1）水的质量： 。 水吸收的热量： 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 16 物理公式 或原理 解题过程 答案 、 （2）电热水壶消耗的电能： 。 电热水壶的效率： 续表 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 17 物理公式 或原理 解题过程 答案 、 （3）电热水壶的电阻： 。 当实际电压为 时，电热水壶的实际功率： 续表 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 母题学大招3 多挡位问题 3.［中］如图甲所示是常用的 打印笔，它通过加热使塑料熔化，然后挤出热熔的 塑料，塑料在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快、慢两挡，其内部简 化电路如图乙所示，、是用于发热的电阻，表格是该款 打印笔的相关参数。 额定电压 慢挡打印功率 快挡打印功率 加热效率 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 19 （1）求 的阻值。 （2）某次使用快挡打印，共将的塑料从加热到 ，求塑料吸收的热量。 ［塑料的比热容为 ，忽略物态变化的影响］ （3）求加热（2）中的塑料所需的时间。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 20 大招解读 多挡位问题 电路图 等效电路图 挡位（电功率） 类型一 _________________________ 、 都是加热 电阻 闭合 _________________ 高温挡 断开 _________________ 低温挡 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 21 电路图 等效电路图 挡位（电功率） 类型二 ________________________ 、 都是加热 电阻 闭合 ___________________ 高温挡 断开 _________________ 低温挡 续表 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 22 电路图 等效电路图 挡位（电功率） 类型三 _________________________ 、 都是加热 电阻 闭合， 接1 ___________________ 高温挡 闭合， 接2 _________________ 中温挡 断开， 接2 _________________ 低温挡 续表 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 23 【解析】由图乙可知，只闭合开关时，电路为 的简单电路，电路电阻较大，电 功率较小；同时闭合开关、时，、 并联，电路总电阻较小，电功率较大， 则只闭合开关时为慢挡打印，同时闭合开关、 时为快挡打印。慢挡打印时，电 路中的电流；快挡打印时，干路电流 ， 快挡打印时，通过的电流 ，则 。 （1）求 的阻值。 【答案】 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 24 （2）某次使用快挡打印，共将的塑料从加热到 ，求塑料吸收的热量。 ［塑料的比热容为 ，忽略物态变化的影响］ 【答案】 【解析】塑料从被加热到 吸收的热量 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 25 （3）求加热（2）中的塑料所需的时间。 【答案】 【解析】由效率公式 知，使用快挡打印时，加热（2）中的塑料消耗 的电能，根据 知，加热（2）中的塑料所需的时间 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 26 关键点拨 由知，电压一定的情况下，电阻越小，电功率越大，则只闭合开关 时为慢挡 打印，同时闭合开关、时为快挡打印。根据 计算出慢挡打印时电路中的电 流，根据 计算出快挡打印时电路中的电流，由并联电路电流的规律计算出快 挡打印时通过的电流，再根据欧姆定律算出 的阻值。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 27 子题练变式 串联两挡位问题 4.【2024四川达州模拟，中】图甲为某电饭锅的实物图，图乙为其电路原理图，表 格中是该电饭锅的主要参数，和为电阻不变的电热丝，为总开关， 为温控 开关;该电饭锅可以通过、 两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变 化,将电饭锅接入电源电压为 的电路中，求： 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 28 额定电压 加热功率 保温功率 （1）电饭锅处于加热挡时电路中的电流。 【答案】 【解析】由表格数据可知，电饭锅的加热功率，由 可知，电饭锅 处于加热挡时电路中的电流 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 29 （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作 产生的热量。 【答案】 【解析】由可知，电饭锅处于保温挡时，持续工作 产生的热量为 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 30 （3）和 的阻值。 【答案】 【解析】由图乙可知，当开关闭合，断开时，、 串联，根据串联电路的电 阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由 可知，电路中的总功率最小，电 饭锅处于保温挡；当开关、都闭合时，只有 工作，电路中电阻最小，功率最 大，电饭锅处于加热挡；由可知， ；、 串联 后的总电阻 ，故 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 31 方法总结 挡位问题：首先分析电路，与串联电路电阻规律相结合，根据总电阻大为低温挡， 总电阻小为高温挡判断挡位。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 32 子题练变式 串联三挡位问题 5.【2024河北沧州期末，偏难】如图甲是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部的 等效电路图，和均为电热丝，其中的阻值是 ，的阻值是 ，该足 浴器有低温、中温和高温3个挡位，其铭牌的部分参数如图乙所示。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 33 （1）当闭合， 接___（填“1”“2”或“3”）时电热足浴器处于高温挡，电热 足浴器在高温挡工作时的电功率是多少？ 3 【答案】 【解析】根据 可知，在电压一定时，电阻越小，功率越大；要使电热足 浴器处于高温挡，则应使电路中的电阻最小；当开关闭合、 接3时，电路中只有 工作，此时电路中的电阻最小，电热足浴器处于高温挡；当开关闭合、 接1时， 两电阻串联接入电路，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，电热足浴器处于 低温挡；当开关闭合、接2时，电路中只有工作，因为 ，所以电热足浴 器处于中温挡；电热足浴器在温挡工作时的电功率 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 34 （2）假设足浴器的加热效率为且保持不变，在足浴器中装入、初温为 的水，用高温挡正常加热到 时，加热时间是多少秒？ 【答案】 【解析】根据密度公式得， 水的质量为 ，足浴器中水所吸收的热量 ， 根据可知，足浴器消耗的电能 ， 由可知，足浴器的加热时间为 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 35 （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“ ”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时 ，此时家庭电路两 端的实际电压是多少？ 【答案】 【解析】“”是指每消耗 的电能，电能表的指示灯闪烁3 000次；由题意知，该电能表的指示灯闪烁50次，说明足浴器消耗的电能为 ，消耗这些电能所用的时间 ，则足浴器的实际功率 ，中温挡时只 有连入电路，由 可得，此时家庭电路两端的实际电压 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 36 解题思路 （1）根据 可知，在电压一定的条件下，电阻最小时,功率最大,要使电 热足浴器处于高温挡，则电路中的电阻最小，根据电阻的连接方式得出开关所处的 状态; （2）已知足浴器中装入水的体积，根据 求出水的质量，根据 求出水温达到时水所吸收的热量，根据 求 出足浴器消耗的电能，由 算出加热时间; 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 37 （3）,是指每消耗 的电能，电能表指示灯闪烁3 000次， 据此求出指示灯闪烁50次，电热足浴器消耗的电能，知道时间，利用 求电热 足浴器的实际功率，再利用 求实际电压。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 子题练变式 并联三挡位问题 6.【2023江西赣州模拟，偏难】图甲是可显示电费的新型插座，图乙是烹制食物的 空气炸锅，图丙是该空气炸锅加热部分的简化电路，空气炸锅的额定电压为 ， 定值电阻和为发热体，其中 。通过控制开关、、 的通断可实 现高、中、低三个挡位的调节（、不会同时闭合），只闭合 时空气炸锅处于 中温挡，额定功率为 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 39 （1）求 的电阻； 【答案】 【解析】只闭合时，空气炸锅处于中温挡，电路为的简单电路，由 可知， 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 40 （2）求该空气炸锅在高温挡正常工作，电流通过 产生的热量； 【答案】 【解析】当只闭合时，、串联；当闭合、，断开时，、 并联；因 并联电路的总电阻小于任意一个分电阻，串联电路的总电阻大于任意一个分电阻， 所以当、并联时，电路总电阻最小，由 可知，此时电功率最大，空 气炸锅处于高温挡；当、 串联时，电路总电阻最大，电功率最小，空气炸锅处 于低温挡；由并联电路的特点和欧姆定律可知，、并联时，通过 的电流 ，则该空气炸锅在高温挡正常工作，电流通过 产生的 热量 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 41 （3）若只有空气炸锅单独工作，使用前后插座上的示数分别如图甲、丁所示，通过 插座上显示的数据计算该空气炸锅的实际电功率。［已知商用电费单价为0.75 元/ ] 【答案】 【解析】由图甲和图丁可知，空气炸锅工作 的电费为0.06元，则空气炸锅工 作消耗的电能 ，因此该空气炸锅的实际电功 率 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 42 $$