内容正文:
2025年中考物理一轮复习提升训练:
电功率的多挡位问题计算题
第一板块:基础达标
1.学习了电学知识后,李华研究家中具有保温功能的电饭锅,画出电饭锅的电路原理图如图所示,电饭锅的铭牌上部分内容如下表。在1标准大气压下,c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
44W
最大容积
3L
(1)R1、R2中哪个是加热电阻?要使电饭锅加热,开关S闭合还是断开?
(2)电饭锅正常加热时,电路中的电流是多大?
(3)电路中电阻R1、R2的阻值各是多大?
(4)使用这个电饭锅烧水,要用多少时间才能将2kg、20℃的水烧开?
2.如图甲所示为一台电热水器,下表为该热水器的铭牌,其高温挡的电功率已模糊不清。图乙为该电热水器的内部简化电路,R1、R2为电热丝,S1、S2为挡位开关,S2只能在 a、b之间切换。已知电源电压为220V,电热丝R2的阻值为44Ω,c水=4.2×103J/(kg•℃);
XX牌热水器
电压
220V
电功率
高温挡
中温档
1100W
低温挡
550W
请通过计算回答:
(1)将20kg 的水从20℃加热到70℃的过程中,水吸收的热量是多少;
(2)当开关S1闭合,S2与触点b接通时,热水器处于中温挡,通过R1的电流是多少;
(3)写出热水器在高温挡工作时,开关S1、S2的状态;并计算在该挡上作100s。 电热丝 R2产生的热量是多少?
3.如图所示为某电烤箱的铭牌,高温挡额定功率模糊不清。图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝,R2=72.6Ω。
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
×××W
低温挡
400W
求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功;
(2)R1的阻值;
(3)高温挡额定功率。
4.图甲是一款多功能一体养生壶,如图甲所示,养生壶加热电路有高温、中温、低温三挡加热,其额定电压为220V,低温挡、高温挡的额定功率分别为55W和550W。其内部工作电路的简图如图乙所示,开关S1可接a、b或c,定值电阻R1、R2和R3表示加热电阻,其中定值电阻R2的阻值为132Ω。求:
(1)低温挡加热时电路中的电流;
(2)中温挡加热时电路中的功率;
(3)若不计热量损失,用高温挡在10min可将质量为1.25kg的食物从20℃加热到100℃,壶内食物的比热容。
5.爷爷生日时,小亮用自己的压岁钱给爷爷买了一款如图甲所示的煮茶器,小亮查阅说明书得知:此款煮茶器有“加热”和“保温”两个挡位,额定电压为220V,由两根电热丝R1、R2组成,保温档的功率为220W。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)请在乙图框中画出煮茶器内部的电路图;
(2)某次煮茶器单独正常工作时,将1kg水从20℃加热至沸腾用时8min。家中标有1800r/(kw·h)的电能表表盘转了270r,求煮茶器的加热效率;(当地气压为标准气压,结果保留至0.1%)
(3)该煮茶器的加热功率是多少。
6.如图甲是一款有加热、保温两挡功能的电热水壶,图乙是其简化电路图,铭牌如表所示,其加热功率已模糊不清,R2的阻值为396Ω。在1个标准大气压下,用该壶正常加热10min,可将一满壶初温为30℃的水烧开。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]请你计算:
(1)一满壶水烧开需要吸收的热量;
(2)电阻R1的阻值;
(3)该热水壶的加热效率(保留到1%)。
×××牌电热养生壶
满壶水质量
2kg
额定电压
220V
加热功率
×××W
保温功率
110W
7.如图甲为一种智能水暖电热毯,毯内布满软管,使用时向主机内注水,接通电源后,主机以最快速度将水加热后输送到软管内,温水在床毯和主机间不断循环使床毯变热。当床毯温度度达到设定温度后,主机会自动调整为保温状态继续工作,从而保障使用者的舒适度。已知其额定电压为 220V,主机内的电路结构如图乙所示,S2为智能温控开关,R1和R2均为加热电阻,额定加热功率为400W,保温功率为55W。不计温度对电阻的影响。
(1)当电热毯处于保温状态时的电流;
(2) 请计算 R1的阻值是多少Ω;
(3)该产品主机内水的质量为 1kg,广告上写有“5 分钟升温 40℃,快速温暖被窝”的字样,请你通过计算说明该广告的话语是否可信。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
8.某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能,其铭牌如图甲所示,工作电路图如图乙所示,虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成,定值电阻 R0=40Ω,R'是最大阻值为 840Ω的可变电阻(调温开关),人通过调节 R'可以改变电热水壶的功率。
(1)在额定电压下工作时,该电热水壶最大功率为 W;仔细观察丁图,找出书写不规范的一项数据,其正确书写应为 ;
(2)电热水壶每秒向外散失的热量 Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示(壶内水温跟壶表面温度一致),在额定电压下工作。在温度为 20℃的房间使用,要求电热水壶温度保持 70℃,问应将R'的阻值调为多大?
(3)用电高峰时,实际电压为 200V,当电路中只有电热水壶以最大功率加热时,如图丁所示的电能表指示灯 1min 内闪烁了多少次?
9.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S0,该饮水机的部分参数:额定电压为220V,加热时的总功率为440W,保温时的功率为40W,R1、R2为加热电阻丝(假设它们的阻值不变)。求:
(1)当S和S0闭合时,饮水机处在什么状态?此时电路的总电流是多大?
(2)电阻丝R1、R2的阻值为多少?
(3)傍晚用电高峰期,实际电压只有200V,若该饮水机加热的效率为80%,则把2kg,20℃的水烧开需要多少时间?
10.如图甲所示是小彭家中的迷你双控温暖风机,其内部加热部分简化电路如图乙所示,R1和R2是加热电阻,该暖风机正常工作时低温挡的加热功率为242W,高温挡的加热功率是低温挡的4倍。求:
(1)低温挡的电流;
(2)加热电阻R2的阻值;
(3)不改变原电路已有的元件位置,想在原电路中某处再新增一个加热电阻,使高温挡的功率变为原来的1.5倍,请说明该电阻连接的位置和方式(串联或并联),并计算新增的加热电阻的阻值大小。
第二板块:能力提升
11.茶文化是中国的传统文化。图甲是饮茶所用的自动上水电热水壶,其自动控温的工作电路如图乙所示,部分参数如表。求:
额定电压
220V
电热水壶功率
加热
2000W
保温
110W
电热水壶容量
2L
(1)水从温度为20℃加热至100℃吸收的热量为多少。
(2)电热丝的阻值。
(3)电热水壶正常工作时,2L水从温度为20℃加热至100℃,至少需要用时间为多少?为什么是至少需要的时间?请说明理由。
12.如图甲所示为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,,,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,当开关闭合,开关S接b端时为高温挡;开关闭合,开关S断开时为中温挡。
(1)中温挡正常工作时,求流过电阻的电流。
(2)若用此空气炸锅加工薯条,原料薯条温度为,炸熟至少需要达到,求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[取]
(3)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,空气炸锅电能转化为热能效率为,求烹制一次薯条需要的时间。
13.小华家买了一个三挡位的电烤炉,电烤炉加热板的部分简化电路如图甲所示,定值电阻、阻值分别为60.5Ω、49.5Ω,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换,已知家庭电路电压为220V,求:
(1)电烤炉在低温挡正常工作时的电流;
(2)电烤炉中温挡的功率;
(3)若在用电高峰期,电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈,家庭电路的实际电压为多少?
14.同学们学习了电功率知识后,回家观察家用电器的功率,完成实践性作业。某同学发现家里的电炖锅(如图甲),能通过手机软件远程设定预约加热模式,自动实现低温挡预热、高温挡加热和中温挡保温功能。查看说明书发现中温挡保温功率为242W,低温挡预热功率和高温挡加热功率信息因污渍看不清楚;该同学利用所学知识,测低温挡预热功率,断开家中其它所有用电器,只接电炖锅在电路中工作,记下在低温挡预热过程中标有2400imp/(kW⋅h)字样的电能表的指示灯在5min闪烁了44次。图乙为电炖锅电路原理图,R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)电炖锅的低温挡预热功率;
(2)R1、R2的阻值;
(3)电炖锅高温挡加热时的电流。
15.如图甲所示是具有高温、低温两挡的电热饭盒,高温挡电功率为242W,简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻,且R2的阻值是R1的4倍。求:
(1)R1和R2的阻值各是多少?
(2)低温挡工作时的实际功率是多少?
(3)高温挡加热10min,不计热量损失,可以将1kg饭菜升高的温度是多少?[饭菜的比热容取3×103J/(kg·℃)]
16.火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图,它有高、中、低三个挡位,部分参数如表所示,其内部简化电路如图所示,(忽略温度对电阻的影响)求:
额定电压
220V
功
率
低温
44W
中温
440W
高温
1100W
(1)当开关S接3时,电路中的电流?
(2)的阻值?
(3)电火锅处于高温挡正常工作7min,不计热散失,使2kg的水温度升高多少?[]
17.如图所示是一款电蒸锅的简化电路图,它具有高温和低温两个挡位。高温挡加热功率为2000W,R1、R2均为加热电阻丝,R2的电阻为85.8Ω,求:
(1)电阻R1的阻值是多少?
(2)电蒸锅低温挡时电路中电流是多少?
(3)若不计热量损失,用电蒸锅高温挡将2.5kg水从20℃加热到100℃,需要多长时间?[]
18.图甲为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同档位工作。
(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求的值;
(3)若家庭电路的电压是,某插座的额定电流是,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个档位?说明理由。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
甲
19.小明的妈妈买了一台电动足浴盆(如图甲所示),该足浴盆具有按摩、加热和保温的功能,其内部线路如图乙所示,、均为电热丝,足浴盆的部分参数如下表所示.
产品净重
4kg
容积
5L
额定加热功率
880W
额定保温功率
44W
额定电压
220V
频率
50Hz
(1)和的阻值分别是多少?
(2)某次泡脚时,小明的妈妈向足浴盆中加入5L初温为6℃的水,加热系统正常工作25min,水温升高到50℃,则此次加热过程中足浴盆的效率是多少?[,]
(3)足浴盆按摩系统的主要部件是电动机,电动机工作电压是12V(按摩系统将交流电压转换为12V),工作电流为4A,其电阻为0.5Ω,电动机工作中因发热损失的功率是多少?
20.空气炸锅,因其烹制食物脂防含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,内部电路可简化为如图乙所示电路。已知额定电压为220V,发热挡位有高、中、低三挡:低温挡功率为,中温挡功率为242W。当开关接a,开关断开时,为低温挡,闭合时为中温挡。某次用此空气炸锅高温挡加工薯条200g用时,若原料薯条温度为,炸熟温度至少需要达到,薯条的比热容,求:
(1)薯条吸收的热量;
(2)R1的阻值;
(3)空气炸锅高温挡的功率。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理一轮复习提升训练:电功率的多挡位问题计算题》参考答案
1.(1)R1是加热电阻,要使电饭锅加热,开关S闭合;(2)5A;(3)44Ω,1056Ω;(4)611s
【详解】解:(1)由电路图可知,开关S断开时R1、R2串联,开关S闭合时R2短路、只有R1工作,煮饭时需要大功率,根据公式可知开关S闭合时,电饭锅处于加热状态,R1是加热电阻。
(2)由电功率公式P=UI变形可得,电饭锅正常加热时,电路的电流
(3)由欧姆定律公式变形可得,电阻R1的阻值
保温时,两电阻串联,由公式变形可得,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电阻R2的阻值
R2=R-R1=1100Ω-44Ω=1056Ω
(4)水吸收的热量
Q吸=c水cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
加热所用时间为
答:(1)R1是加热电阻,要使电饭锅加热,开关S闭合;
(2)电饭锅正常加热时,电路中的电流是5A;
(3)电阻R1的阻值为44Ω,电阻R2的阻值为1056Ω;
(4)使用这个电饭锅烧水,要用611s才能将2kg、20℃的水烧开。
2.(1)4.2×106J;(2)5A;(3)1.1×105J
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)由图乙可知,当开关S1闭合,S2与触点b接通时,热水器处于中温挡,此时只有R1工作,由P=UI可知,此时通过R1的电流
(3)由图乙可知,当开关S1闭合、S2与触点a接通时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,热水器处于高温挡;根据并联电路的电压特点可知,此时R2两端的电压
由
可知,高温挡工作时电热丝R2产生的热量
答:(1)吸收的热量是4.2×106J;
(2)当开关S1闭合,S2与触点b接通时,热水器处于中温挡,此时通过R1的电流是5A;
(3)热水器在高温挡工作时,开关S1闭合、S2与触点a接通;在该挡工作100s,电热丝R2产生的热量是1.1×105J。
3.(1)2.4×105J;(2)48.4Ω;(3)1000W
【详解】解:(1)已知低温挡的额定功率为P低=400W,则电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为
(2)由图可知,当开关接1时,R1与R2串联,总电阻最大,由可知,总功率最小,此时电烤箱处于低温挡;此时电路的总电阻为
由串联电路的电阻特点可得R1的阻值为
(3)由图可知,当开关接2时,该电路中只有R1,总电阻最小,由可知,总功率最大,此时电烤箱处于高温挡;则高温挡额定功率为
答:(1)电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105J;
(2)R1的阻值为48.4Ω;
(3)高温挡额定功率为1000W。
4.(1)0.25A;(2)220W;(3)3.3×103 J/(kg·℃)
【详解】解:(1)由P=UI可知,低温挡加热时电路中的电流
(2)根据串联电路的电阻特点可知,当开关S闭合、S2接a时,R1、R2、R3串联,电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,养生壶处于低温挡;当开关S闭合、S2接c时,只有R3工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,养生壶处于高温挡;当开关S闭合、S2接b时,R2、R3串联,养生壶处于中温挡;由可知,R3的阻值
R2、R3串联的总电阻
R=R2+R3=132Ω+88Ω=220Ω
中温挡加热时电路中的功率
(3)养生壶消耗的电能
W=P高温t=550W×10×60s=3.3×105J
不计热量损失,食物吸收的热量
Q吸=W=3.3×105J
由Q吸=cm(t1﹣t0)可知,食物的比热容
答:(1)低温挡加热时电路中的电流为0.25A;
(2)中温挡加热时电路中的功率为220W;
(3)壶内食物的比热容为3.3×103 J/(kg·℃)。
5.(1);(2)62.2%;(3)1125W
【详解】解:(1)使R1和R2两根电热丝串联接入家庭电路中,当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,此时电路中的电阻最小,电流最大,煮茶器处于加热挡;当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,电路中的电阻最大,电流最小,煮茶器处于保温挡;电路图如图所示
(2)一个标准大气压下,水的沸点是100°C,煮茶器内的水吸收的热量为
1800r /(kW·h)表示电路中的用电器每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转过1800圈,则电能表表盘转了270r,煮茶器消耗的电能为
煮茶器的加热效率为
(3)该煮茶器的加热功率是
答:(1)见解析;
(2)煮茶器的加热效率为62.2%;
(3)该煮茶器的加热功率是1125W。
6.(1)5.88×105J;(2)44Ω;(3)89%
【详解】解:(1)1个标准大气压下水的沸点为100℃,一满壶水烧开时吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-30℃)=5.88×105J
(2)当S1闭合、S2断开时,R1、R2串联;当S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由可知,电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,电热水壶为加热挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电热水壶为保温挡;则保温挡时电路的电阻
保温挡时,R1、R2串联,由串联电路的特点可知,电阻R1的阻值
R1=R保-R2=440Ω-396Ω=44Ω
(3)加热挡时,电路为R1的简单电路,则加热功率
用该壶正常加热10min消耗的电能
W=P加热t=1100W×10×60s=6.6×105J
该热水壶的加热效率
答:(1)一满壶水烧开需要吸收的热量为5.88×105J;
(2)电阻R1的阻值为44Ω;
(3)该热水壶的加热效率为89%。
7.(1)0.25A;(2)121Ω;(3)不可信
【详解】解:(1)当电热毯处于保温状态时,其保温功率为55W,根据P=UI可得,当电热毯处于保温状态时的电流为
(2)由图乙可知,当只有开关S1闭合时,两电阻串联,电路的总电阻最大;当两开关都闭合时,电路是R1的简单电路。根据可知,当只有开关S1闭合时,电路的电功率最小,电热毯处于保温状态;当两开关都闭合时,电路的电功率最大,电热毯处于加热状态。根据可得,R1的阻值是
(3)水吸收的热量为
由可得,5分钟消耗的电能为
因Q吸>W,所以该广告的话语不可信。
答:(1)当电热毯处于保温状态时的电流为0.25A;
(2) 请计算 R1的阻值是121Ω;
(3)该广告的话语不可信。
8. 1210 3000imp/(kW·h) 400Ω 50
【详解】解:(1)[1]由图乙知,两个电阻串联在电阻中,当可变电阻R'接入电路的阻值最小为0时,此时电路中的电流最大为
据P=UI知,此时电热水壶的功率最大为
P=UI=220V×5.5A=1210W
[2]由图丙可知,书写不规范的是3000imp/kW·h,正确书写应为3000imp/(kW·h)。
(2)[3]由题意知,电热水壶表面温度与环境温度的温差为
∆t=70℃-20℃=50℃
由图丙知,此时电热水壶每秒的向外散失的热量Q=110J,即电热水壶每秒放出的热量为110J,那么电热水壶此时的功率为
根据公式可知,电路中此时的总电阻为
此时可变电阻接入电路的阻值为
R'=R-R0=440Ω-40Ω=400Ω
(3)[4]实际电压为200V时,电热水壶的最大功率为
加热1min消耗的电能为
W=P实t=103W×60s=6×104J
由图丁中电能表的参数知指示灯闪烁的次数为
答:(1)在额定电压下工作时,该电热水壶最大功率为1210W;仔细观察丁图,找出书写不规范的一项数据,其正确书写应为3000imp/(kW·h);
(2)电热水壶每秒向外散失的热量 Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示(壶内水温跟壶表面温度一致),在额定电压下工作。在温度为 20℃的房间使用,要求电热水壶温度保持 70℃,问应将R'的阻值调为400Ω;
(3)用电高峰时,实际电压为 200V,当电路中只有电热水壶以最大功率加热时,如图丁所示的电能表指示灯 1min 内闪烁了50次。
9.(1)加热档,2A;(2)121Ω,1210Ω;(3)2310s
【详解】解:(1)当S和S0闭合时,电路为R1、R2并联,电路中电阻最小,根据可知,电功率最大,此时电路为加热档,此时电路中的电流为
(2)根据题意,当S闭合、S0断开时,电路中只有R2工作,根据可知为保温档,可求R2得电阻为
R1、R2并联总功率为440W,R2单独串联电功率为40W,则R1的电功率为
则R1的电阻为
(3)当实际电压只有200V时,可分别求R1、R2的实际电功率为
加热时的实际电功率为
把2kg,20℃的水烧开需要吸收的热量为
可求实际消耗的电能为
则在实际加热电功率下,所需要加热的时间为
答:(1)当S和S0闭合时,饮水机处在加热档,此时电路的总电流是;
(2)电阻丝R1、R2的阻值分别为,;
(3)则把2kg,20℃的水烧开需要。
10.(1)1.1A;(2)150Ω;(3)见解析
【详解】解:(1)根据P=UI得,低温挡工作电流
(2)高温挡的加热功率是低温挡的4倍,则P高温=968W。开关S接2时,电路为R1的简单电路,总电阻较小,电源电压不变,根据可知,总功率较大,该暖风机处于高温挡,则R1阻值
开关S接3时,两电阻串联,总电阻较大,电源电压不变,根据可知总功率较小,该暖风机处于低温挡,则两电阻之和
加热电阻R2的阻值
R2=R串-R1=200Ω-50Ω=150Ω
(3)开关S接2时,电路中只有R1工作,该暖风机处于高温挡。使高温挡的功率变为原来的1.5倍,高温挡的功率变大,由可知,应减小高温挡电阻,则在4和5之间并联一个加热电阻,增加的功率为
则新增电阻的阻值
答:(1)低温挡的电流为1.1A;
(2)加热电阻R2的阻值为150Ω;
(3)新增的加热电阻的阻值大小为100Ω,并联接在4和5两点之间。
11.(1);(2)24.2Ω;(3)336s,理由见解析
【详解】解:(1)由 可知水的质量为
水吸收的热量
(2)当S闭合,断开时,、串联;当S、闭合时,电路为的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,由可知,电路为的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,电热水壶为加热挡;、串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电热水壶为保温挡;由可知,电热丝的阻值
由可知,至少需要用的时间为
实际加热过程中,由于存在热损失,电流产生的热量不可能全被水吸收,所以加热时间会更长一些。
答:(1)2L水从温度为加热至 吸收的热量为;
电热丝 的阻值为 ;
至少需要用时间为336s;实际加热过程中,由于存在热损失,电流产生的热量不可能全被水吸收,所以加热时间会更长一些。
12.(1);(2);(3)119s
【详解】(1)中温挡正常工作时,开关闭合,开关S断开,电路中只有连入电路,则的电流为
(2)根据题意可知,薯条质量为
薯条吸收的热量为
(3)高温挡正常工作时,开关闭合,开关S接b端,、并联,电阻消耗的功率为
电阻消耗的功率为
总功率为
根可得需要消耗的电能为
若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,根据可得加热时间为
答:(1)中温挡正常工作时,流过电阻的电流为;
(2)一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为;
(3)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,烹制一次薯条需要的时间为119s。
13.(1)2A;(2)800W;(3)198V
【详解】解:(1)根据,由图甲知,旋转开关连接1时,电阻、串联总电阻最大,为低温挡;旋转开关连接3时,电阻、并联总电阻最小,为高温挡;旋转开关连接2时,电路只连接电阻,为中温挡;根据欧姆定律可知,电烤炉在低温挡正常工作时的电流
(2)根据可知,电烤炉中温挡的功率
(3)消耗的电能
实际功率
家庭电路的实际电压
答:(1)电烤炉在低温挡正常工作时的电流2A;
(2)电烤炉中温挡的功率800W;
(3)若在用电高峰期,电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈,家庭电路的实际电压为198V。
14.(1)220W;(2)200Ω、20Ω;(3)12.1A
【详解】解:(1)由题意知,表示电路中每消耗的电能,电能表指示灯闪烁次,在内电能表的指示灯闪烁了次,则电炖锅在低温挡工作内消耗的电能为
则电炖锅的低温挡预热功率
(2)[2]由图乙可知,当开关S1断开,S2接时,两电阻串联;当开关S1闭合,S2接时,两电阻并联;当开关S1闭合,S2接时,被短路,电路为的简单电路;根据串、并联电路的电阻特点可知,两电阻串联时,总电阻最大;两电阻并联时,总电阻最小;根据可知,在电源电压不变时,开关S1断开,S2接时,电路中的电阻最大,电炖锅消耗的功率最小,处于低挡预热状态;开关S1闭合,S2接时,电路中电阻最小,电炖锅消耗的功率最大,处于高挡加热状态;开关S1闭合,S2接时,电炖锅消耗的功率居中,处于中挡保温状态;已知中温挡功率为,由可知,的阻值为
低温挡的功率为,由可知,低温挡的总电阻为
由串联电路的电阻特点可知,的阻值为
(3)电炖锅高温挡加热时,、并联,通过的电流为
通过的电流为
由并联电路的电流特点可知,电炖锅高温挡加热时的电流为
答:(1)电炖锅的低温挡预热功率为220W;
(2)R1的阻值为200Ω、R2的阻值为20Ω;
(3)电炖锅高温挡加热时的电流为12.1A。
15.(1)200Ω,800Ω;(2)48.4W;(3)48.4℃
【详解】解:(1)由图示知,开关S与1触点接触时,两个电阻串联在电路中,电路中的总电阻较大,据知,电功率较小,为低温挡;开关S与2触点接触时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较小,据知,电功率较大,为高温挡。所以电阻R1的阻值
R2的阻值
R2= 4R1 =4×200Ω=800Ω
(2)低温挡工作时,实际功率
(3)高温挡加热10min,消耗的电能
W电 = P高温t =242W×10×60s= 1.452×105 J
不计热量损失,饭菜吸收的热量
Q吸 = W电 = 1.452×105 J
饭菜升高的温度
答:(1)R1和R2的阻值分别是200Ω和800Ω。
(2)低温挡工作时的实际功率是48.4W;
(3)可以将1kg饭菜升高温度是48.4℃。
16.(1)0.2A;(2);(3)55℃
【详解】解:(1)当S接1时,电路中只有R3接入电路,当S接2时,R2和R3串联接入电路,当S接3时,R1、R2和R3串联接入电路,根据串联电路电阻特点和可知当S接1时, R3单独工作时为高温档,当S接2,R2和R3串联工作时是中温挡,当S接3时是低温挡,则电路中的电流为
(2)R3单独工作为高温
与串联为中温
则R2的阻值为
(3)电火锅高温挡加热7min时消耗的电能为
不计热散失,使2kg的水温度升高的温度为
答:(1)当开关S接3时,电路中的电流是0.2A;
(2)R2的阻值是66Ω;
(3)水温度升高55℃。
17.(1)24.2Ω;(2)2A;(3)420s
【详解】解:(1)高温挡时,电路为R1的简单电路,高温挡加热功率为2000W,由可得,R1的阻值
(2)低温挡时,两电阻串联,电蒸锅低温挡的电流
(3)把2.5kg水从20℃加热到100℃吸收的热量
不计热量损失,消耗的电能
W=Q吸=8.4×105J
由可得,需要的加热时间
答:(1)电阻R1的阻值是24.2Ω;
(2)电蒸锅低温挡时电路中电流是2A;
(3)若不计热量损失,用电蒸锅高温挡将2.5kg水从20℃加热到100℃,需要420s。
18.(1)S1断开,S2闭合;(2);(3)中温挡
【详解】解:(1)根据可知,电火锅在低温挡工作时,电路中电阻应该最大,由题意可知,故当R2单独接入电路后,电路中的功率最小,为低温挡,此时开关S1断开,S2闭合。
(2)根据并联电路电阻规律可知,若R1、R2并联,电路中电阻最小,根据可知,功率最大,为高温挡,由(1)可知当R2单独接入电路后,为低温挡,所以R1单独接入电路后,为中温挡,根据可知,R1、R2的阻值之比为
(3)该插座最大允许接入的最大功率为
所以功率之间关系为
从安全用电和加热快这两个角度综合考虑选用中温挡。
答:(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1断开,S2闭合;
(2)的值为;
(3)从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择中温挡。
19.(1)1045Ω,55Ω
(2)70%
(3)8W
【详解】(1)由图乙可知,当开关S断开、单刀双掷开关接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,由可知,电路中的总功率最小,足浴盆处于保温功能;当开关S断开、单刀双掷开关接1时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由可知,总功率最大,足浴盆处于加热功能;R2的阻值
R1、R2的串联总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,R1的阻值
R1=R-R2=1100Ω-55Ω=1045Ω
(2)水的体积
V=5L=5dm3=5×10-3m3
水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(50℃-6℃)=9.24×105J
足浴盆消耗的电能
W=P加热t=880W×25×60s=1.32×106J
此次加热过程中足浴盆的效率
(3)电动机的发热功率
P=I2RM=(4A)2×0.5Ω=8W
20.(1);(2);(3)1210W
【详解】解:(1)依据题意可知薯条炸熟需吸收的热量根据
(2)当闭合,接a时,短路,只有电阻,此时对应中温挡,则有可求得
当断开,接a时,电阻、串联,电阻最大,则电功率最小,对应的是低温挡,由可得
所以
(3)当开关闭合、与b连接时电路中的电阻、并联,则
此时对应高温挡,所以
答:(1)薯条吸收的热量;
(2)R1的阻值是;
(3)空气炸锅高温挡的功率是1210W。
答案第1页,共2页
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