专项提思维6 家用电器的相关计算-【一战成名新中考】2025辽宁中考物理·一轮复习·分层作业本（练册）

分层作业本·辽宁物理 模 块 五 电 磁 学 专项提思维 6　 家用电器的相关计算 类型 1 铭牌类 1. 如图是某品牌豆浆机的铭牌,则该豆浆机应接 在电压为 　 220　 V 的电路中才能正常使用,该 豆浆机在加热 2 min 和电机工作 1 min 时一共消 耗的电能为　 1. 02×105 　 J. 第 1 题图 2. 某电热水壶(电阻不变)的参数如下表,当家中 只有电热水壶单独工作时,电热水壶正常工作 5 min 可将 1. 5 L 初温 40 ℃的水烧开(标准大气 压). [ ρ水 = 1. 0 × 103 kg / m3, c水 = 4. 2 × 103 J / (kg·℃)]求: (1)这壶水吸收的热量; (2)电热水壶的加热效率; (3)这段时间内家中标有“3 600 r / (kW·h)”电 能表的转盘转了多少转. 产品型号 XXX 最大容量 1. 5 L 额定电压 220 V 额定功率 1 500 W 解:(1)由 P=m V 可得,电热水壶盛满水的质量 m=ρ水V=1. 0×103 kg / m3×1. 5×10-3 m3 =1. 5 kg 标准大气压下水的沸点是 100 ℃,则水吸收的热量 Q吸 = c水 m( t1 -t0)= 4. 2×103 J / (kg·℃) ×1. 5 kg × (100 ℃-40 ℃)= 3. 78×105 J (2)由 P =W t 可得,该电热水壶正常工作 5 min 消耗 的电能 W=Pt=1 500 W×5×60 s= 4. 5×105 J=0. 125 kW·h 电热水壶正常工作时的加热效率 η= Q吸 W ×100%=3. 78 ×105 J 4. 5×105 J ×100%=84% n=WN=0. 125 kW·h×3 600 r / (kW·h)= 450 r 类型 2 电位器类 3. [2022 盘锦]某功率可调的电加热设备,内部简 化电路如图所示,虚线框内的加热电路由两个 加热电阻组成,定值电阻 R0 阻值为22 Ω,滑 动变阻器 R′最大阻值为 1 000 Ω. 滑动变阻器 的滑片调至某一位置时,将 2 kg 初温为 20 ℃ 的水加热至 70 ℃ ,此过程加热效率为 84%. [c水 = 4. 2×103 J / (kg·℃ )]求: 第 3 题图 (1)该加热设备的最大电 功率; (2)本次加热过程消耗的 电能; (3)该加热设备电功率为 550 W 时,R′接入电路的电阻. 解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,当滑片在最 左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为 0 Ω,电路中 总电阻最小,根据 P =U 2 R 可知,此时该电加热设备的 电功率最大,最大电功率 P=U 2 R0 =(220 V)2 22 Ω =2 200 W (2)该电加热设备加热过程中水吸收的热量 Q吸 = c水mΔt = 4. 2×103 J / (kg·℃) ×2 kg×(70 ℃- 20 ℃)= 4. 2×105 J 根据 η= Q吸 W ×100%可知,本次加热过程消耗的电能 W= Q吸 η =4. 2×10 5 J 84% =5×105 J (3)当该电加热设备功率为 550 W 时,由 P =UI 可 得,此时通过电路的电流 I= P U =550 W 220 V =2. 5 A 此时电路的总电阻 R= U I =220 V 2. 5 A =88 Ω 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,此时滑动变 阻器接入电路的电阻 R′=R-R0 =88 Ω-22 Ω=66 Ω 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 801 分层作业本·辽宁物理 模 块 五 电 磁 学 类型 3 挡位类 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀤂 􀦂 􀦂 􀦂􀦂 方法指导 串联电路:串联的电阻个数越多,总电阻越大,电流越小,挡位越低; 并联电路:并联的电阻个数越多,总电阻越小,电流越大,挡位越高. 类型 串联型(短路式) 并联型 三挡式 电路图 低温挡 当 S 闭合、S1 断开时,R1、 R2 串联,低温挡功率 P低 = U2 R1 +R2 当 S 闭合、S1 断开时,只 有 R2 接入电路,低温挡功 率 P低 = U2 R2 当 S1 断开、S2 接 a 时,R1、R2 串 联,低温挡功率 P低 = U2 R1 +R2 中温挡 / / 当 S1 闭合、S2 接 a 时,只有 R2 接 入电路,中温挡功率 P中 = U2 R2 高温挡 当 S、S1 都闭合时,只有 R1 接入 电 路, 高 温 挡 功 率 P高 = U2 R1 当 S、S1 都闭合时,R1、R2 并联,高温挡功率 P高 =P1 +P2 = U2 R1 +U 2 R2 当 S1 闭合、S2 接 b 时,R1、R2 并 联,高温挡功率 P高 =P1 +P2 = U2 R1 +U 2 R2 4. 如图所示是某电水壶的内部电路简图,R1、R2 均为加热电阻,旋转旋钮开关可以实现加热 或保温功能,其加热功率为 1 000 W,保温功 率为 40 W,则 R2 = 　 48. 4　 Ω. 当旋钮开关旋 转到触点　 1　 时,实现保温功能,工作 10 min 产生的热量是 　 2. 4×104 　 J. 若该电水壶加 热效率为 84%,则其加热初温 20 ℃ 、体积为 1 L 的水至刚好沸腾用时 　 400　 s. [气压为 一个标准大气压,c水 = 4. 2×103 J / (kg·℃ )] 第 4 题图 5. [2024 适应性测试]如图是某品牌电热毯的简化 电路示意图,图中的 R1 和 R2 是电热丝,它们 的阻值保持不变:电热毯的铭牌上标有“低温 挡功率 8. 8 W”字样,高温挡功率标识处模糊 不清. 将电热毯单独接入 220 V 家庭电路中, 使用高温挡工作 14 min,测得消耗电能为 36 960 J. 若上述过程电热毯消耗的电能与空 热水袋中灌入的 1 kg 热水温度降低放出的热 量数值相等,水的比热容为4. 2×103 J / (kg·℃). 求: (1)电热毯高温挡的电功率; (2)R1 的电阻; (3)低温挡工作时,R1 两端的电压; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 901 分层作业本·辽宁物理 模 块 五 电 磁 学 (4)热水袋中水降低的温度. 第 5 题图 解:(1)电热毯高温挡的电功率 P高 = W t =36 960 J 14×60 s = 44 W (2)S1 闭合、S2 断开时,两电阻串联,利用 P = U2 R 可 知为低温挡,S1、S2 均闭合时只有 R1 工作,利用 P = U2 R 可知为高温挡,故由 P=U 2 R 可知,R1 的电阻 R1 = U2 P高 =(220 V) 2 44 W =1 100 Ω (3)低温挡工作时,两电阻串联,由 P=UI 可知,此时 电路中电流 I低 = P低 U =8. 8 W 220 V =0. 04 A 利用欧姆定律可知,R1 两端的电压 U1 = I低R1 =0. 04 A×1 100 Ω=44 V 由 Q=cmΔt 可知,(4)Q放 =W = 36 960 J,热水袋中 水降低的温度 Δt= Q放 c水m = 36 960 J 4. 2×103 J / (kg·℃)×1 kg =8. 8 ℃ 6. [2024 长沙]小明为爷爷设计了一款有“速热” 和“保温”两挡的防寒服,内部电路简化如图 所示. 电源两端电压为 6 V,电热丝 R1、R2 的 阻值恒定,R1 = 4 Ω. 第 6 题图 (1) 只闭合开关 S1 时,通 过 R1 的电流是多大? (2)只闭合开关 S1 时,R1 的电功率是多少? (3)电源两端电压为 6 V 时,“速热”挡的电功 率为 36 W. 若更换成电压为 5 V 的电源,则使 用“速热”挡通电 10 s 产生的热量是多少? (3)由图可知,只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单 电路,S1、S2 都闭合时,两电阻并联,由 P = U2 R 可知, 此时功率最大,为“速热”挡,已知电源两端电压为 6 V 时,由 P=UI 可得,干路中的电流 I= P U =36 W 6 V =6 A R2 的阻值 R2 = U I2 = 6 V 4. 5 A = 4 3 Ω 若更换成电压为 5 V 的电源,此时电路中的电流 I′=U′ R1 +U′ R2 = 5 V 4 Ω + 5 V 4 3 Ω =5 A 使用“速热”挡通电 10 s 产生的热量 Q=W=U′I′t=5 V×5 A×10 s= 250 J 7. [2024 湖北省卷]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”. 甲 　 乙 丙 第 7 题图 (1)求 R1 的阻值; (2)求挂烫机待机状态的功率; (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; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 011 分层作业本·辽宁物理 模 块 五 电 磁 学 (4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机 的标签设计一条提示语. P待机 =UI2 =220 V×0. 02 A=4. 4 W (3)挂烫机加热状态时的功率 P加热 =UI1 =220 V×5 A=1 100 W 挂烫机消耗的电能 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 (4)①通电即加热,请注意防烫. ②使用完请及时拔 掉插头. ③高温蒸汽,请勿对人. ④切勿用手触碰电 热板. ⑤避免与其他大功率电器共用同一插座. (答 案合理即可) 8. [2024 成都]小张想设计一个有“低温”、“中 温”和“高温”三个挡位的电加热器,其电路图 如图所示,电源电压为 220 V,R1、R2 是电热 丝,开关 S 接触相邻的两个触点. 她准备了三 根电热丝,R1 = 242 Ω,另外两根电热丝的阻值 分别是 121 Ω 和 242 Ω,R2 该选取阻值为 　 121　 Ω 的电热丝. 开关 S 接触“1”、“2”两 个触点时,通电 1 min,电流产生的热量是 　 1. 2×104 　 J. 第 8 题图 9. [2024 武汉]某同学家浴室里安装了一款风暖 浴霸,它既可以实现照明、换气的功能,又可以 实现送自然风、暖风、热风的功能,其简化电路 如图所示,开关 S 可分别与 0、1、2 触点接触, R1、R2 是两根阻值相同的电热丝. 下表是浴霸 电路的部分参数. 第 9 题图 　 额定电压 220 V 照明功率 20 W 换气功率 35 W 暖风功率 1 133 W 热风功率 2 233 W 关于下列结论: ①开关 S1 断开、S 与触点 1 接触时,浴霸处于 送自然风状态 ②每根电热丝的阻值为 44 Ω ③电路中通过开关 S 的电流最大为 10. 15 A ④浴霸工作 10 分钟,电路消耗的电能最大为 1. 339 8×106 J. 其中正确的是 ( B ) A. ①③　 B. ②③　 C. ②④　 D. ③④ 10. [2024 自贡]图甲是琪琪家某型号电热加湿器 的电路图,图丙为其部分技术参数. R1、R2 为 发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且 R2 = 3R1,S 为开关,1、2、3 为触点,通过旋转开关 S 可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换. 甲 　 　 乙 额定电压 / V 220 高挡功率 / W 440 低挡功率 / W 未知 最大注水量 / L 2 　 　 　 　 　 丙 　 　 丁 第 10 题图 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 111 分层作业本·辽宁物理 模 块 五 电 磁 学 (1)求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热 功率. (2)某次使用电热加湿器工作时,加湿器注 水仓中加注冷水已达到最大注水量. 图乙是 使用电热加湿器工作 21 min 的 P-t 图像,如 果“高挡”加热产生的热量全部被水吸收,则 此次“高挡”加热可以使注水仓中冷水的温度升 高多少℃? [水的密度是 1. 0×103 kg / m3,水的 比热容为 4. 2×103 J / (kg·℃)] (3)一天琪琪断开家中其它所有用电器,只 接通加湿器在“低挡”加热,发现家中如图丁 所示计量正常的电能表的转盘在 10 min 内 转了 60 圈,则加湿器的“低挡”实际加热功 率是多少? 解:由图甲知,开关 S 接 1 触点时,电路断路,为关; 接 2 触点时两电阻串联,接 3 触点时只有 R1 接入 电路;电源电压一定,由 P =U 2 R 可知,接 2 触点时电 阻最大,总功率最小,为低挡;接 3 触点时电阻最 小,总功率最大,为高挡; (1)由表格数据知,高挡功率 P高 =440 W,由 P=U 2 R 可得,R1 的阻值 R1 = U2 P高 =(220 V) 2 440 W =110 Ω 由题知,R2 =3R1 =3×110 Ω=330 Ω 则低挡的发热功率 P低 = U2 R1+R2 = (220 V) 2 110 Ω+330 Ω =110 W (2)加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量, 此时注水仓中水的质量 m=ρ水 V=1. 0×103 kg / m3×2×10-3 m3 =2 kg 由图乙知,工作 21 min 内,高挡工作时间为 7 min, 低挡工作时间为 14 min,则在高挡正常工作时消耗 的电能 W高 =P高t高 =440 W×7×60 s= 1. 848×105 J 如果电阻 R1 在此次高挡加热时产生的热量全部被 水吸收,即 Q吸 =W高 =1. 848×105 J 由 Q吸 =cmΔt 可得,水升高的温度 Δt= Q吸 c水 m = 1. 848×10 5 J 4. 2×103 J / (kg·℃)×2 kg =22 ℃ 11. [2024 鸡西]一款小型电火锅如图甲所示,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: 甲 　 　 乙 第 11 题图 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 (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,在标准大气压下,用中温挡 将 1 kg 水从 20 ℃加热到沸腾,用时 14 min, 不计热量损失,该电火锅中温挡的实际功率 是多少? [c水 = 4. 2×103 J / (kg·℃ )] P中 = U2 R中 = U 2 R2+R3 =(220 V) 2 R2+44 Ω =440 W 解得 R2 =66 Ω,即 R2 的阻值是 66 Ω (2)由图可知,低温挡时,R1、R3 串联,由(1)得 R3 =44 Ω,电火锅在低温挡工作时的功率 P低 = U2 R低 = U 2 R1+R3 = (220 V) 2 176 Ω+44 Ω =220 W (3)水吸收的内能 Q吸 =c水 m水( t1-t0)= 4. 2×103 J / (kg·℃)×1 kg× (100 ℃-20 ℃)= 3. 36×105 J 不计热损失,中温挡时,消耗的电能 W=Q吸 =3. 36×105 J 该电火锅中温挡的实际功率 P中实 = W t =3. 36×10 5 J 14×60 s = 400 W 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 211 参考答案与重难题解析·辽宁物理　 分 层 作 业 本 　 0. 2 A 时,由欧姆定律和串联电路的规律可得,压敏电阻 的阻值 Rx1 = U I1 -R = 12 V 0. 2 A -15 Ω = 45 Ω,由表中数据可 知,此时风力为 45 N,故 B 正确;风力为 15 N 时,由表中 数据可知压敏电阻的阻值 Rx2 = 75 Ω,R 的电阻是压敏电 阻的 15 Ω 75 Ω = 1 5 ,由串联分压原理可知,R 两端的电压是 压敏电阻的 1 5 ,由串联电路电压的规律可得,定值电阻 R 两端的电压 UR = 1 1+5 × 12 V = 2 V,即电压表示数为 2 V,故 C 错误;风力减小时,压敏电阻的阻值变大,串联 电路的总电阻变大,根据 P = U2 R 可知,电路消耗的总功 率变小,故 D 错误. 故选 B. 命题点 4　 焦耳定律 1. C　 2. B　 3. D　 4. 电阻　 热　 热传递 5. 4. 62×104 　 8. 8 6. 热效应　 90　 大　 7. 1. 2　 3. 6　 2. 4　 8. AB　 【变式训练】 ABC　 9. 解:(1)由图可知,R1 、R2 串联,电流表测量电路中的电 流,根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流处处相 等,即 I1 = I2 = I= 1. 2 A 由 I= U R 可知,R2 两端的电压 U2 = I2R2 = 1. 2 A×10 Ω = 12 V (2)R2 的电功率 P2 =U2 I2 = 12 V×1. 2 A = 14. 4 W (3)电流通过 R1 产生的热量 Q1 = I1 2R1 t= (1. 2 A) 2 ×5 Ω×120 s = 864 J (4)不计热量损失,甲容器中液体吸收的热量 Q吸 = Q1 = 864 J,由 Q吸 = cmΔt 可知,液体的比热容 c= Q吸 m( t1 -t0 ) = 864 J 100×10-3 kg×(29 ℃ -25 ℃ ) = 2. 16×103 J / (kg·℃ ) 10. (1)≠　 (2)断开开关,待甲保温容器中温度计示数降 低到原来的初始温度,然后闭合开关,移动滑动变阻器 的滑片,改变电流大小,通电 1 min,读出电流表的示数 及甲保温容器中温度计示数的变化 (3)Q放 =Q吸 = c煤油mΔt 专项提思维 6　 家用电器的相关计算 1. 220　 1. 02×105 　 2. 解:(1)由 ρ= m V 可得,电热水壶盛满水的质量 m= ρ水V= 1. 0×103 kg / m3 ×1. 5×10-3 m3 = 1. 5 kg 标准大气压下水的沸点是 100 ℃ ,则水吸收的热量 Q吸 =c水m(t1 -t0 )= 4. 2×103 J / (kg·℃)×1. 5 kg×(100 ℃ - 40 ℃ )= 3. 78×105 J (2) 由 P = W t 可得,该电热水壶正常工作 5 min 消耗的 电能 W=Pt= 1 500 W×5×60 s = 4. 5×105 J = 0. 125 kW·h 电热水壶正常工作时的加热效率 η= Q吸 W ×100% = 3. 78×105 J 4. 5×105 J ×100% = 84% (3)这段时间电能表转盘的转数 n=WN=0. 125 kW·h×3 600 r / (kW·h)= 450 r 3. 解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,当滑片在最左端 时,滑动变阻器接入电路的阻值为 0 Ω,电路中总电阻最 小,根据 P = U2 R 可知,此时该电加热设备的电功率最大, 最大电功率 P= U2 R0 = (220 V) 2 22 Ω = 2 200 W (2)该电加热设备加热过程中水吸收的热量 Q吸 =c水mΔt= 4. 2×103 J / (kg·℃)×2 kg×(70 ℃ -20 ℃ )= 4. 2×105 J 根据 η= Q吸 W ×100%可知,本次加热过程消耗的电能 W= Q吸 η = 4. 2 ×105 J 84% = 5×105 J (3)当该电加热设备功率为 550 W 时,由 P =UI 可得,此 时通过电路的电流 I= P U = 550 W 220 V = 2. 5 A 此时电路的总电阻 R= U I = 220 V 2. 5 A = 88 Ω 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,此时滑动变阻器 接入电路的电阻 R′=R-R0 = 88 Ω-22 Ω = 66 Ω 4. 48. 4　 1　 2. 4×104 　 400　 5. 解:(1)电热毯高温挡的电功率P高 = W t = 36 960 J 14×60 s = 44 W (2)S1 闭合、S2 断开时,两电阻串联,利用 P = U2 R 可知为 低温挡;S1 、S2 均闭合时只有 R1 工作,利用 P = U2 R 可知为 高温挡,故由 P= U2 R 可知 R1 的电阻 R1 = U2 P高 = (220 V) 2 44W = 1 100 Ω (3)低温挡工作时,两电阻串联,由 P=UI 可知,此时电路 中电流 I低 = P低 U = 8. 8 W 220 V = 0. 04 A 利用欧姆定律可知,R1 两端的电压 U1 = I低R1 = 0. 04 A×1 100 Ω = 44 V (4)Q放 =W= 36 960 J,由 Q = cmΔt 可知,热水袋中水降低 的温度 Δt= Q放 c水m = 36 960 J 4. 2×103 J / (kg·℃ ) ×1 kg = 8. 8 ℃ 6. 解:(1)只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单电路,通过 R1 的电流 I1 = U R1 = 6 V 4 Ω = 1. 5 A (2)只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单电路,R1 的电 功率 P1 = U2 R1 = (6 V) 2 4 Ω = 9 W (3)由图可知,只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单电路, S1 、S2 都闭合时,两电阻并联,由 P = U2 R 可知,此时功率最 大,为“速热”挡,已知电源两端电压为 6 V 时,由 P = UI 可得,干路中的电流 I= P U = 36 W 6 V = 6 A 通过 I2 的电流 I2 = I-I1 = 6 A-1. 5 A = 4. 5 A R2 的阻值 R2 = U I2 = 6 V 4. 5 A = 4 3 Ω 若更换成电压为 5 V 的电源,此时电路中的电流 I′= U′ R1 +U′ R2 = 5 V 4 Ω + 5 V 4 3 Ω = 5 A 使用“速热”挡通电 10 s 产生的热量 Q=W=U′I′t= 5 V×5 A×10 s = 250 J 7. 解:(1)当 S 在位置“ 1” 时,只有 R1 接入电路,由 I = U R 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 71 参考答案与重难题解析·辽宁物理　 分 层 作 业 本 可得, R1 = U I1 = 220 V 5 A = 44 Ω (2)当 S 在位置“2”时,挂烫机处于待机状态,只有 R2 接 入电路,由 P=UI 可得,P待机 =UI2 = 220 V×0. 02 A = 4. 4 W (3)挂烫机加热状态时的功率 P加热 =UI1 = 220 V×5 A = 1 100 W 挂烫机消耗的电能 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 (4)①通电即加热,请注意防烫. ②使用完请及时拔掉插 头. ③高温蒸汽,请勿对人. ④切勿用手触碰电热板. ⑤避 免与其他大功率电器共用同一插座. (答案合理即可) 8. 121　 1. 2×104 9. B　 【解析】①分析电路图可知,开关 S1 断开、S 与触点 1 接触时,只有一个电动机接入电路,浴霸处于换气状态, 故①错误;②开关 S 与 2 接触,S2 、S3 只闭合一个时,电动 机与一个电阻并联,此时为暖风状态,开关 S 与 2 接触, S2 与 S3 同时闭合时,电动机与两个电阻同时并联,则一 个电阻的功率为 P=P热-P暖 =2 233 W-1 133 W=1 100 W,则 由 P= U2 R 可得,电阻 R= U2 P = (220 V) 2 1 100 W = 44 Ω,故②正确; ③当电动机与两个电阻同时并联,通过开关 S 的电流最 大,由 P=UI 可得,最大电流 Im = P U = 2 233 W 220 V = 10. 15 A, 故③正确;④浴霸热风状态,且照明灯发光时,电功率最 大工作 10 分钟,电路消耗的最大电能 W=Pt= (2 233 W+ 20 W) ×600 s = 1. 351 8×106 J,故④错误;故选 B. 10. 解:由图甲知,开关 S 接 1 触点时,电路断路,为关;接 2 触点时两电阻串联,接 3 触点时只有 R1 接入电路;电源 电压一定,由 P= U2 R 可知,接 2 触点时电阻最大,总功率 最小,为低挡;接 3 触点时电阻最小,总功率最大,为 高挡; (1)由表格数据知,高挡功率 P高 = 440 W,由 P = U2 R 可 得,R1 的阻值 R1 = U2 P高 = (220 V) 2 440 W = 110 Ω 由题知,R2 = 3R1 = 3×110 Ω = 330 Ω 则低挡的发热功率 P低 = U2 R1 +R2 = (220 V) 2 110 Ω+330 Ω = 110 W (2)加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,此时 注水仓中水的质量 m= ρ水 V= 1. 0×103 kg / m3 ×2×10-3 m3 = 2 kg 由图乙知,工作 21 min 内,高挡工作时间为 7 min,低挡 工作时间为 14 min,则在高挡正常工作时消耗的电能 W高 =P高 t高 = 440 W×7×60 s = 1. 848×105 J 如果电阻 R1 在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸 收,即 Q吸 =W高 = 1. 848×105 J 由 Q吸 = cmΔt 可得,水升高的温度 Δt= Q吸 c水 m = 1. 848 ×105 J 4. 2×103 J / (kg·℃ ) ×2 kg = 22 ℃ (3)“3 600 r / (kW·h)”的意义为:每消耗 1 kW·h 的 电能,电能表的转盘就转过 3 600 r,则电能表的转盘转 过 60 r 时,加湿器在 10 分钟内消耗的电能 W′= 60 r 3 600 r / (kW·h) = 1 60 kW·h = 6×104 J 加湿器在低挡加热的实际功率 P′= W′ t = 6 ×104 J 10×60 s = 100 W 11. 解:(1)由图乙可知,当高温挡时,只有 R3 连入电路,由 P= U2 R 得,R3 的电阻值 R3 = U2 P高 = (220 V) 2 1 100 W = 44 Ω 由图乙可知,中温挡时,R2 和 R3 串联接入电路,根据 P= U2 R 得,P中 = U2 R中 = U 2 R2 +R3 = (220 V) 2 R2 +44 Ω = 440 W 解得 R2 = 66 Ω,即 R2 的阻值是 66 Ω (2) 由图乙知,低温挡时,R1 、R3 串联,由( 1) 得 R3 = 44 Ω,电火锅在低温挡工作时的功率 P低 = U2 R低 = U 2 R1 +R3 = (220 V) 2 176 Ω+44 Ω = 220 W (3)水吸收的热量 Q吸 =c水 m水(t1 -t0 )= 4. 2×103 J / (kg·℃) ×1 kg×(100 ℃ - 20 ℃ )= 3. 36×105 J 不计热量损失,中温挡时,消耗的电能 W=Q吸 = 3. 36×105 J 该电火锅中温挡的实际功率 P中实 = W t = 3. 36 ×105 J 14×60 s = 400 W 大单元三　 “伏安法”实验 ★能力点 1　 电路连接 1. 如答图所示 2. 如答图所示 3. 如答图所示 4. 如答图所示 5. 如答图所示 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 81