第15单元 小专题培优7 家用电器电功率的相关计算(课件PPT)-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理课堂精讲册（陕西专用）

2025陕西 物 理 课堂精讲册 1 第十五单元 电功和电热 小专题培优7 家用电器电功率的相关计算 2 类型1 常规双挡位类（2021.22，2017.33） 1.（并联式|2021陕西22题7分）某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态。为下盘电热丝， 为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为 。如图为煎烤机的内部简化电路图（不考虑温度对电热丝阻值的影响）。 第1题图 3 （1）按照安全用电的要求，将、 两点接入家庭电路，完成连线。 解：开关接入电路时应与火线相连，所以接火线， 接零线；如图： 第1题答图 4 （2）煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作 时， 消耗多少电能？ 解：煎烤机正常工作时电路中的最大电流： ， 以最大额定功率工作时， 消耗的电能： ； 5 （3）电热丝 的阻值是多大？ 解：两开关都闭合，两电热丝并联接入电路，并联电路各支路两端电压相 等，两电热丝阻值相等，由 可知两电热丝的功率相等，电路总功率 等于各部分功率之和，所以电热丝 的功率： ， 电热丝的阻值： 。 6 2.（2017陕西33题7分）如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温 两个挡位，额定电压为，高温挡和低温挡功率分别为 和 ，简化电路如图2所示。 第2题图 7 （1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与______相连，当开关 闭合、 断开时，电加热器处于____温挡。 地线 低 【解析】电加热器属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生；当开关闭合、断开时，电路为 的简单电路，电路中的总电阻最大，根据 可知电路的总功率最小，电加热器处于低温挡； 8 （2）请计算电阻丝的阻值和通过电阻丝 的电流。（结果保留一位小数） 解：当开关闭合、 断开时，电路为 的简单电路，电加热器处于低温挡，由可得，电阻丝 的阻值： ，当开关、闭合时，与 并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，电加热器处于高温挡，因电路中总功率等于各用电器功率之和，所以， 的功率： ，由可得，通过电阻丝 的电流： ； 9 （3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？ 解：在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量： 。 10 3.（旋钮短路式）小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其 简化电路如图甲所示，、 均为电热丝（阻值不随温度变化）。求： 第3题图 （1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流； 解：该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流 ； 11 （2）电热丝 的阻值； 解：根据图中的电路知，当闭合，接右边接线柱时， 单独工作， 电路中电阻较大，电源电压一定，由 可知，此时电功率较小，电路 处于保温挡位； 当闭合、接左边接线柱时，电阻和 并联，电路中电阻较小，电 源电压一定，由可知，此时电功率较大，处于加热挡位，此时 的 电功率 ，加热时的电功率 ， ； 12 （3）傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他 断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作， 内如图乙 所示的电能表转盘转了 ，则电烤箱两端的实际电压是多少？ 第3题图 13 解：加热挡位的额定功率为 ， 总电阻为 ； 电能表转盘转了 ，电烤箱消耗的电能 ， 电烤箱的实际功率 ， 电路的实际电压 。 14 类型2 家庭电路相关类（2022.22，2021.22） 4.（2022陕西22题7分）如表是某家用电扇的铭牌。 电扇 额定电压 额定功率 质量 （1）电动机的工作原理是磁场对通电导体有____的作用；电扇正常工作 时，电能主要转化为______能。 力 机械 【解析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；电扇 正常工作时，电能主要转化为机械能； 15 （2）电扇底座与地面总接触面积为 ，电扇静止时对水平地 面的压强是多少？取 解：电扇的重力： ， 电扇静止时对水平地面的压力： ； 电扇静止时对水平地面的压强： ； 16 （3）电扇使用事项中明确规定：“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”， 这是因为正常工作的电扇，如果叶片被卡住而不转动时，电能将全部转化 为内能，很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为 ，正常工作的电 扇叶片被卡住不转时，线圈中的电流为多少？若此状态持续 ，则线 圈中电流产生的热量是多少？ 解：叶片被卡住而不转动时，电动机为纯电阻用电器，通过线圈的电流： ， 线圈产生的热量： 。 17 第5题图 5.小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶 和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入 家中电能表 ，如图所示。 电水壶的规格为“ ”，电水龙头 的规格为“ ”，当电路中单独使 用电水壶烧水时，铝盘转动，用时 。在电路中单独使用电水龙头 洗漱时，用了 。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求： 18 第5题图 （1）电水壶和电水龙头的电阻； 解：电水壶的电阻为 ； 电水龙头的电阻为 ； 19 第5题图 （2）导线的电阻； 解：当电路中单独使用电水壶烧水时，消耗的 电能为 ； 此时电路的总功率为 ； 此时电水壶和导线的总电阻为 ； 则导线的电阻为 ； 20 第5题图 （3）在洗漱时，导线上产生的热量。 解：电水龙头和导线的总电阻为 ； 此时导线和水龙头的功率为 ； 则导线上产生的热量为 。 21 类型3 条件判断类（2023.22，2016.34，2015.34） 第6题图 6.（2015陕西34题9分）如图所示是小丽家厨房安装的一个小 厨宝。小厨宝利用水箱储水，加热一段时间后，拧开水龙头 就会有热水流出，其相关参数如下表所示。 产品名称 储水式小厨宝 额定电压 额定功率 最高温度 额定容量 22 （1）小厨宝正常工作时的电阻是多大？（计算结果保留一位小数） 解：根据 可得，小厨宝正常工作时的电阻 ； 23 （2）要把满箱水从加热到 ，需要吸收多少热量？小厨宝正常工 作时至少需要加热多长时间？ 解：由 得： ， 水吸收的热量 ； 若电流做功全部转化成水吸收的热量，则 ， 因此由得： ； 24 （3）小丽了解到有另一种速热式电热水器，额定功率为 ，冷水流经速热式电热水器时，很快就可流出达到预设温度的热水，小丽家的电能表允许通过的最大电流为 ，通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器。 解：由 可得：速热式电热水器正常工作时的电流为 ， 因为 ， 所以在小丽家不能安装这种热水器。 25 第7题图 7.（2023陕西22题7分）如图1，是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图2所示。 和 均为发热电阻，其部分参数如表所示。 额定电压 额定功率 高温挡 低温挡 26 （1）该电暖器是利用电流的____效应工作的。当开关、 均闭合时， 电暖器处于______挡。 热 高温 27 【解析】电暖器工作时将电能转化为内能，因此电暖器是利用电流的热效 应工作的；当闭合，断开时，电路为 的简单电路；当、闭合时，、 并联；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，所以由可知，、 并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电暖器为高温挡；电路为 的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，电暖器为低温挡；因此当开关、 均闭合时，电暖器处于高温挡； 28 解：由 可知，低温挡正常工作时，电路中的电流： ； 高温挡时，两电阻并联，由并联电路的特点可知此时两端的电压与低温挡 两端的电压相等，由可知，此时的电功率与低温挡 的电功率相等，即 ，则此时 的电功率： ， 由可知， 的电阻： ； （2）该电暖器在低温挡正常工作时，电路中的电流是多少？在高温挡正 常工作时，发热电阻 的阻值是多少？ 29 （3）在某次用电高峰期，小明用如图3所示的电力监测仪，测出该电暖器 在低温挡工作时的实际电压为，实际功率为 。小明认为实际 功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压造成的。请你通过计 算，判断小明的观点是否正确 解：由可知， 的电阻： ， 实际电压为 时低温挡的实际功率，即 的实际功率： 因此小明的观点不正确。 30 第8题图 8.图甲是某种具有加热、保温两挡的电饭煲内部的简化电路图，它的电阻是 和，已知的阻值为 ，电饭煲正常工作时电压为 ，保温挡的额定功率为 。 （1）求电饭煲处于保温挡时的额定电流； 解：电饭煲处于保温挡时的额定电流 ； 31 （2）求电饭煲加热挡的额定功率； 解：当只闭合时，、 串联，总电阻大，根据 知电功率小，处于低温挡； 当同时闭合、时，电阻 被短路，只有电阻 接入 电路，总电阻小，根据 知电功率大，处于高温挡； 、 串联后的总电阻为 ， 发热电阻 的阻值为 ， 电饭煲加热挡的额定功率为 ； 32 第8题图 （3）有一次，悦悦同学发现，相同条件下煲饭时间更长，她猜想可能是因为其工作时实际电功率偏低。于是，她关闭家里所有用电器，只让电饭煲以加热挡工作，发现在1分钟内电能表的转盘转了50转。电能表的铭牌如图乙所示，请通过计算判断，悦悦同学的猜想是否正确（不考虑电阻值随温度的变化）。 33 解：“ ”表示电路中用电器每消耗 的电能，电能表的转盘转3 000转， 电能表转盘转50转消耗的电能 ； 电饭煲的实际功率 ， 该电饭煲加热挡的额定功率为 ，实际电功率比额定电功率低，所以悦悦同学猜想正确。 34 第9题图 9.（2016陕西34题9分）如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为 ，水箱装水最多 ，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法，其中电热丝 ， 。 35 （1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速______成小水珠，放出热量，将衣服熨平（填物态变化名称）； 液化 【解析】高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速，由气态变成液态，是液化现象；水蒸气液化时，要放出大量的热，从而将衣服熨平； 36 第9题图 （2）如果选择甲电路，电路中最大电流为___ ，如果选择乙电路，电路中最大电流为____A，由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为 ，故设计师最终选择了甲电路；（计算结果保留一位小数） 5 8.9 37 解：如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路中只有电阻 工作，此时的电路中的电流最大， 电流： ； 如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，、 并联，电路中电流最大， 电流： ； 38 （3）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率； 解：挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为 ，此时功率 ； 挂烫机小功率挡工作时，、 串联，此时功率 ； 39 （4）若将水箱中的水从 加热到 ，挂烫机至少需要加热多长时间？［水的比热容 ］。 解：水吸收热量 由 得，所需时间 。 40 类型4 三挡位家用电器类（2018.34） 第10题图 10.（2018陕西34题9分）如图1为一款陶瓷电煎 药壶，工作电路简化为图2所示，它在工作时， 有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程。 已知正常工作时，高火加热功率为 ，文火 萃取功率为。若壶中药液的总质量为 ， 且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间 的关系图像如图3。 41 （1）观察图像中高火加热过程可知：电煎药壶 在前半段比后半段时间的加热效率____，上述高 火加热过程中， 药液所吸收的热量是多少？ 低 42 【解析】在高火加热的前、后半段时间内，功率不变、时间相同， 由 可知消耗的电能相同；由图3可知前半段药液温度升高的温度 值小、后半段温度升高的温度值大，而药液的质量不变、比热容不变， 由 可知前半段药液吸收的热量少，由 可知，前半段的 加热效率比后半段的加热效率低； 药液所吸收的热量： ； 43 （2）分析电路可知：当接2，同时 ______时，电路处于文火萃取阶段，电路中的电阻____在工作。 断开 【解析】分析电路可知：当接2，同时 闭合时，电路中、 并联， 电路中电阻最小，由 可知此时电功率最大，处于高火加热状态； 当接2，同时断开时，电路中只有 工作，电路中电阻较大， 由 可知此时电功率较大，处于文火萃取状态；当接1，同时 断 开时，电路中、 串联，电路中电阻最大，由 可知此时电功率较小，处于小功率保温状态； 44 （3）已知电阻 ，求 的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少瓦？ 解：当接2，同时闭合时，电路中、 并联，电路处于高火加热状态；高火加热状态的电功率： ， 的电功率： ， 由 可得： ； 当接1，同时断开时，电路中、 串联，处于 小功率保温状态； 保温功率： 。 45 类型5 含敏感电阻类（2019.34） 第11题图 11.（2019陕西34题8分）如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。 为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。 、 、 均为电热丝，且 。闭合开关、 ，电热器开始加热。 （1）控制电路中，电磁铁的上端是___极。 46 （2）加热时，动触点 与上方静触点， 接通，工作电路的总功率是多少？ 解：由电路图知，加热时，、并联， 总电阻为 ， 加热时，工作电路的总功率是： ； 47 （3）电磁铁对衔铁的吸引力 与控制电 路中电流 的关系如图2所示。当电磁铁 对衔铁的吸引力为时，动触点 与下 方静触点 接通，进入保温状态，此时热 敏电阻 的阻值是多少？ 解：由图2知，当电磁铁对衔铁的吸引力为时，动触点与下方静触点接通，此时控制电路的电流为 ，此时热敏电阻 ； 48 （4）保温状态下，的功率为 ，则工作电路 消耗的电能是多少？ 解：保温时，和 串联，根据和 得， 电路中的电流为： ， 工作电路消耗的电能： 。 49 第12题图 12.（2024盐城）如图甲是科技小组设计 的“智能温控小屋”简化电路，受控电路 功率随时间的变化关系如图乙所示。当 室温上升至 时冷却系统开始工作， 当室温降至时停止工作。 为热敏 电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为 时，衔 铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为。定值电阻为 ，线圈 电阻忽略不计。求： 50 （1）受控电路 内消耗的电能。 第12题图 解：由图乙可知受控电路的冷却系统 内所消耗的电能 ； 51 （2）受控电路工作时，通过电阻 的电流。 解：当控制电路中的电流为 时， 衔铁刚好被吸下，受控电路工作，控制 电路中和并联，则 两端电压为 ， ， 则通过 的电流为 ； 52 （3）热敏电阻 的变化范围。 第12题图 53 解：当控制电路中的电流为 时， 衔铁刚好被吸下（或衔铁即将被吸下）， 冷却系统工作，由图可知此时控制电路 为热敏电阻 的简单电路，根据题意可 知此时室温升至 ，且此时热敏电阻 的阻值最小， 热敏电阻两端电压为 ，则热敏电阻的最小阻值为 ； 54 由题意和图示可知，冷却系统工作后，控制电路中热敏电阻和定值电阻 并联，在降温过程中热敏电阻 的阻值会增大，则通过热敏电阻 的电流会减小，但此过程中衔铁一直被吸下，说明此过程中控制电路的总电流大于 ，当室温降至时，热敏电阻 的阻值最大，控制电路的总电流仍为 ， 则此时通过热敏电阻的电流为 ，热敏电阻两端电压为 ， 所以热敏电阻的最大阻值 ， 由此可知热敏电阻的阻值变化范围为 。 类型6 设计、改装电路类（2020.23） 第13题图 13.（2020陕西23题9分）小明将废旧 电热器上规格为“ ”的完 好电热丝 拆下，用于科技小组制作 电烘箱，设计电路如图1所示。经过 多次试验，当选用的电阻 的阻值为 时，刚好满足箱体内烘干功率要求。（不考虑温度对电阻的影响） 57 第13题图 （1）电热丝 的阻值是多少？ 解：规格为“ ”的完好电 热丝，根据 ，电热丝的阻值： ； 58 第13题图 （2）整个电路工作时的电流是多少？ 整个电路工作 产生的热量是多少？ 解：图1中，两电阻串联，电路总电阻 ， 由欧姆定律，整个电路工作时的电流： ； 整个电路工作 产生的热量： ； 59 第13题图 （3）图1电路工作时存在着电能没有 被充分利用的不足。在保证箱体内烘 干功率及 不变的情况下，请你针对 电路中的不足进行改进，在图2中将 改进的电路图补充完整，并在图中标 出相关电热丝的阻值（此问不要求写出计算过程） 60 第13题答图 解：在图1中，电烘箱的电功率为： ； 串 ，由 串联电阻的规律，应串联的电阻： 串 ， 即将 的电阻与 串联后作为电烘箱体的加热丝即可， 如答图1所示： 或将 与 串联再与 串联 ，如答图2所示： 61 14.李老师桌上有一张老式加热鼠标垫（内有一根加热电阻丝），如图所示， 鼠标垫质量为，规格为“ ”。忽略温度对电阻的影响。 第14题图 （1）求鼠标垫的电阻； 解：鼠标垫的电阻为 ； 62 （2）鼠标垫正常工作，温度升高 ，若此过程中热损失为 ，估算鼠标垫的比热容； 解：鼠标垫正常工作 消耗的电能为 ； 鼠标垫的比热容为 ； 63 （3）月月想帮老师扩大鼠标垫温度调节范围，现有 的电源、规格为“ ”“ ”的两个滑动变阻器。她准备通过滑动变阻器来保护电路 并调节鼠标垫加热功率，请你帮她选择合适的滑动变阻器接入电路，并计 算改装后电路消耗的最大功率。 64 解：鼠标垫允许通过的最大电流为 ； 通过滑动变阻器来保护电路并调节鼠标垫加热功率，滑动变阻器应与鼠标垫串联，根据串联电路分压原理，滑动变阻器至少应分得电压 ； 滑动变阻器连入电路的阻值最小应为 ； 故应选规格为“ ”的滑动变阻器接入电路； 因为电路中允许通过的最大电流为 ，所以改装后电路消耗的最大功率为： 。 65 第15题图 15.（2023长沙）课外实践小组设计了一个电热孵 蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为 ，是阻值为 的电热丝，温度对电热 丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关 后，求电路中的电流； 解：闭合后，电路中的电流 ； （2）求通电电热丝 产生的热量； 解：通电电热丝 产生的热量 ； 66 第15题图 （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡 蛋，应使电热箱内的电功率降至 ，小组成员想 出了两种方法改进电路： 方法一：在图中点处串联接入一根电热丝 ；方 法二：在图中点处串联接入一根电热丝 。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为 ，小组成员在这两种改 进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为 和 ，，，但由于粗心没有记录和 分别对应哪种方 法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电 热丝的阻值。 67 解：方法一更节能； 两种方法的电路简图如下： 在方法一中的电热箱的功率为 ； 在方法二中的电热箱的功率为 ， 因为两次电热箱内的电功率相等， 即，得出 ， 68 则两次电压， ，因为电源电压保持不变，和 两端的电压 ， 所以 ，则 ， 因为 ， 在方法一中 ， 所以 两端的电压 ， A接入的电热丝的阻值为 。 16.（2024烟台）为了方便学生就餐，某学校餐厅使用了一款智慧餐盘，该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量，并在显示屏上显示出价钱，通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后，他们利用电压恒为 的电源、量程为 的电压表、定值电阻、滑动变阻器（最大阻值为 ）等器材设计了一款自动称量装置，使用时，物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时，滑片恰好位于滑动变阻器的 端，如图甲所示。 70 闭合开关，滑片 从滑动变阻器的端移动到 端的过程中，电压表的示数由0逐渐增大到 ，此过程的最大称量质量为 。实践探究过程中同学们还发现，滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑动变阻器端与滑片 所在位置之间的阻值和、 之间的距离成正比。求： （1）定值电阻 在电路中的作用是什么？阻值为多少？ 解：定值电阻在电路中的作用：①与 串联 分压，使电压表的示数随滑片位置的变化而改 变；②保护电路； 滑片在端时的电流 ；两端电压 ； 的阻值 ； 72 （2）整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？ 解：滑片在 端，电路的电功率 ； 滑片在 端，电路的电功率 ； 整个电路消耗的电功率的变化范围是 ； 73 （3）当滑片 位于滑动变阻器的中点时，电压表的示数为多少（结果保留 一位小数）？此时对应的物体质量为多少？ 解：当滑片 位于滑动变阻器的中点时， 变阻器接入电路的阻值 ， 此时电路总电阻 ， 74 在串联电路中， ， 此时电压表示数 ， 滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比，滑片 从滑动 变阻器的端移动到 端，最大称量质量为 ， 所以，滑片移到中点时对应的物体质量为 ； 第16题图 （4）实践小组在对电压表表盘进行 质量标注的过程中发现，表盘上原刻 度的每一小格对应的质量值是不同的， 即质量刻度不均匀，如图乙所示。请 设计一个可以实现质量刻度均匀的电 路，在图丙方框内画出，并从节能的 角度对甲、丙两个电路作出评价。 76 解：要使表盘上刻度均匀，必须保证电流不变，电压表示数与它所跨接的 部分阻值成正比，电路如图； 第16题答图 与图甲相比，该电路电流更小且保持不变，比图甲电路更节能。 77 78 $$