2025年安徽中考一轮复习练习第14讲 欧姆定律 电功率 第5节 家用电器相关计算

第14讲 欧姆定律　电功率 第5节 家用电器相关计算 1. 九一班开展“节约一度电”主题活动.请你和他们一起，完成以下活动内容. (1)某型号洗衣机的洗涤功率为250 W，完成一次洗涤的时间为30 min，则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤？ 解：(1)洗衣机洗涤一次消耗的电能 W1＝Pt＝0.25 kW×0.5 h＝0.125 kW·h 则一度电(1 kW·h)能洗涤的次数 n＝ ＝8次 (2)若自来水的温度为15 ℃，某电热水器的电加热效率为84％，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45 ℃？ [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (2)一度电为W＝1 kW·h＝3.6×106 J，水吸收的热量Q吸＝Wη， 则水的质量 m＝ ＝24 kg (3) 请写出一条节约用电的建议，并用所学的物理知识加以解释. (3)①建议：离开房间时随手关灯． 解释：减少电灯工作的时间t，由W＝Pt可知消耗的电能减少． ②建议：用LED灯代替白炽灯． 解释：在亮度相同时，LED灯的电功率P更小，由W＝Pt可知，相等时间内LED灯消耗的电能更少． 2. (2024安徽黑白卷)图1为一款两挡位水暖电热毯，其原理是通过恒定阻值的发热电阻来加热电热毯内的水来获取能量.电热毯内盛有1 kg水，其高温挡功率为484 W，低温挡功率为88 W.某天晚上，小明让电热毯在高温挡单独工作，观察到图2所示的电能表指示灯在1 min内闪烁了20次，同时看到温度由5 ℃升高到10 ℃.求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)低温挡正常工作时电路中的电流； 解：(1)根据P＝UI可得，低温挡电路电流 I低＝ ＝0.4 A (2)此时家庭电路两端的实际电压； 电热毯内盛有1 kg水，其高温挡功率为484 W，低温挡功率为88 W.电能表指示灯在1 min内闪烁了20次，同时看到温度由5 ℃升高到10 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (2)由题及图2可知1 min内消耗的电能 W＝ kW·h 根据P＝ 可得，电热毯的实际功率 P实＝ ＝0.4 kW＝400 W 根据R＝ ，加热电阻阻值不变，即 可得 实际电压U实＝U额 ＝220 V× ＝200 V 电热毯内盛有1 kg水，其高温挡功率为484 W，低温挡功率为88 W.电能表指示灯在1 min内闪烁了20次，同时看到温度由5 ℃升高到10 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)小明认为此次使用电热毯升温很快，热效率肯定大于90％，你认为该说法正确吗？请通过计算进行验证. (3)水吸收的热量 Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(10 ℃－5 ℃)＝2.1×104 J 消耗的电能 W＝ kW·h×3.6×106 J/(kW·h)＝2.4×104 J 此次工作电热毯的热效率 η＝ ×100%＝ ×100%＝87.5%＜90% 故该说法错误． 3. (2024安庆二模)小明设计了一款家用电热水箱，其简化原理图如图所示.水箱内加热电阻R1的阻值为48.4 Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6 Ω；开关S接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状态.装置安全性能良好，符合安全用电.则： (1)保温状态时，电路中的电流为多少？ 解：(1)由图可知，当开关S接2时，R1、R2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P＝ 可知，电路中的总功率最小，则电热水箱处于保温状态； 当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水箱处于加热状态； 根据串联电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻 R＝R1＋R2＝48.4 Ω＋151.6 Ω＝200 Ω， 保温状态时，电路中的电流 I＝ ＝1.1 A (2)加热状态测试时，小明发现将水箱内3 kg的水升温40 ℃共用时630 s,测试中加热水的效率为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 水箱内加热电阻R1的阻值为48.4 Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6 Ω (2)水箱内水吸收的热量 Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×40 ℃＝5.04×105 J 电热水箱加热消耗的电能 W＝ ×630 s＝6.3×105 J 测试中加热水的效率 η＝ ×100%＝ ×100%＝80% 4. (2024湖北省卷改编)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出.图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关.将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃时，S又回到位置“1”. (1)求R1的阻值. 解：(1)当S在位置“1”时，R1接入电路，由欧姆定律 I＝ 可得R1＝ ＝44 Ω (2)求挂烫机待机状态的功率. S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃时，S又回到位置“1”. (2)当S在位置“2”时，挂烫机处于待机状态，R2接入电路，由P＝UI可得 P待机＝UI2＝220 V×0.02 A＝4.4 W S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃时，S又回到位置“1”. (3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150 s消耗的电能. (3)挂烫机加热状态时的功率 P加热＝UI1＝220 V×5.0 A＝1 100 W 消耗的电能 W＝P加热t加热＋P待机t待机＝1 100 W× (30 s＋70 s)＋4.4 W×(20 s＋30 s)＝110 220 J $$