加练11 多挡位用电器电路的分析与计算-【一战成名新中考】2025河南中考物理中考必考知识点专题特训

加练11 多挡位用电器电路的分析与计算 1.如图甲所示为一款电煎药壶，工作电路简化为图乙，它在工作时，有高温、中温和低温三个挡.已知正常工作时，高温挡功率为600W，中温挡功率为200W.当Sa接1、同时Sb断开时，电路处于 挡；用该电器的“高温”挡正常工作10min,R1放出的热量为 J. 第1题图 2.如图所示，某家用电热水壶有“高温”“低温”两挡，已知定值电阻R1与R2阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为484W，则R2的阻值为 Ω.在一标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min,该过程消耗的电能为 J，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了 ℃.[c水=4.2×103J/（kg•℃）] 第2题图 3.小明家茶桌上的电热水壶有“加热”和“保温“两挡，其简化电路图如图所示，保温挡的额定功率为100W、发热电阻R2的电阻值为60.5Ω，发热电阻R1的电阻值为 Ω，加热挡的额定功率为 W.加热过程中不计热量散失，在标准大气压下，将1.5kg、20℃的水刚好加热到沸腾所需时间为 s.[c水=4.2×103J/（kg•℃）] 第3题图 4.某型号电饭煲有加热和保温功能，如图是其内部电路原理图，如表是该电饭煲的铭牌.在当开关S （选填“断开”或“闭合”）时，电饭煲处于加热挡，电热丝R2的阻值是 Ω.若家庭电路中，仅使用电饭煲加热挡工作3min,标有“2000imp/（kW•h）”的电能表指示灯恰好闪烁了100次，电饭煲的实际功率为 W. 第4题图 5.（2024德州）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1=88Ω，则R2的阻值为 Ω，高温挡的电功率为 W. 第5题图 6.如图甲所示为一款功率可调的煮蛋器，其简化电路图如图乙所示.图乙中，R1和R2为两个长度相同但电阻不同的电热丝，两电热丝的滑片用一个绝缘硬棒连接，且通过移动绝缘棒可使两个滑片同时移动到两个电热丝的最左端和最右端.求： 甲 乙 第6题图 （1）当两滑片同时在两电热丝最左端时，煮蛋器的加热功率为484W，则R1的电阻为多少？ （2）当两滑片在两电热丝中点时，煮蛋器的功率为193.6W，则两滑片在两电热丝的最右端时的功率为多少？ （3）调节滑片使煮蛋器功率为400W，20min把鸡蛋和水的混合物从20℃加热到70℃，不计热损失，则混合物的质量为多少？[鸡蛋和水的混合物的比热容为4×103J/（kg•℃）] 7.如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门展示冰柜，其内部电路具有冰柜制冷和玻璃加热防雾两种功能．内部温度高时，温控开关S1自动闭合，冰柜内部额定功率为110Ｗ的制冷压缩机开始制冷，达到预定低温时，S1自动断开压缩机停止工作；为防止柜内水蒸气变冷时凝结在玻璃内表面上影响视线，可以只闭合防雾开关S2，使冰柜玻璃门夹层中额定功率为100Ｗ的电热丝正常加热300s使玻璃温度升高5℃，除去内表面水雾．请你完成下列问题： 甲 乙 丙 第7题图 （1）请在图乙中将该冰柜的内部电路补充完整； （2）若该冰柜玻璃门的质量是5kg，计算电热丝的加热效率；［玻璃的比热容c=0.84×103Ｊ/（kg·℃）］ （３）小明将其他用电器都关闭，只有电热丝进行加热； 工作，他观察到如图丙所示的电能表指示灯在1min内闪烁了3次，计算电热丝的实际电功率． 8.冬天气温较低，餐桌上的饭菜常会快速变凉，如图甲所示是市场上推出的饭菜保温板.该保温板工作时有高温和低温两个挡位，由两个开关S1和S2控制，额定电压为220V，低温挡额定功率为200W.保温板内部有两段电热丝R1和R2，电热丝R1的阻值为100Ω；当只闭合开关S，时保温板不工作，保温板在高温挡工作5min，可将0.5kg的水从25℃加热至55℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 甲 乙 第8题图 (1)请在图乙的虚线框内将保温板的内部电路补充完整. (2)请根据你设计的电路回答下列问题： ①电阻丝R2的电阻是多少? ②保温板在高温挡工作状态下的加热效率是多少?(保留三位有效数字) 9.（一题多解）有一款电热安全高压锅，加入食材后，先加热，待水沸腾达到预定温度后，在一个温控开关的控制下自动转入高温高压保温状态.下表是铭牌上的部分信息，已知高压锅内有两个加热电阻，请解答下列问题. 型号 MY-CS50D 额定电压 220V/50Hz 加热功率 1100W 保温功率 220W 额定容量 5L 第9题图 （1）请在图甲虚线框中画出电热安全高压锅的工作电路图，结合电路图说明如何实现加热和保温的功能. （2）向高压锅内装入4kg食材，关闭其他用电器，只让高压锅工作，高压锅加热23 min，锅内食材温度由20℃上升到100℃，观察到电能表(图乙所示)的转盘1min转了50转，则该高压锅的加热效率是多少?它的实际加热功率是多少?[食材比热容取4×10³J/(kg·℃)] 10.小华家有一款容量为60L的热水器，如图甲所示，图乙是热水器的工作原理图，其中R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R₀为保护电阻，R₁和R₂为电热丝，对应阻值分别为24.2Ω和242Ω.热水器加热水到设定温度后，工作电路会自动进入保温状态. 甲 乙 丙 第10题图 （1）请计算热水器的加热功率. （2）将热水器注满水后，设定某一温度开始加热，加热温度随时间变化的图象如图丙所示，热水器的加热效率为84%，请计算本次热水器的设定温度. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案 加练11 多挡位用电器电路的分析与计算 1.低温 2.4×105 2.50 4.0656×105 85 【解析】由图可知，当开关S2闭合、S1断开时，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，此时电路总功率最小，电热水壶处于低温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于高温挡；由P可知，R1、R2的串联总电阻：R100Ω，根据题意和串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2=R1R100Ω＝50Ω；电热水壶高温挡的电功率：P高968W；电热水壶高温挡工作7min消耗的电能：W=P高t=968W×7×60s＝4.0656×105J；根据题意可知水吸收的热量：Q吸=W=4.0656×105J，由Q吸=cm（t﹣t0）可知，水理论上的末温：t′t015℃=111.8℃，一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的实际末温为100℃，则水升高的温度：Δt=100℃﹣15℃＝85℃. 3.484 900 560 【解析】由图可知，当开关S1、S2都闭合时，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P可知，电路中的总功率最大，电热水壶处于加热挡；当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热水壶处于保温挡；根据题意可知，电热水壶保温挡的额定功率P保温＝100W，由P可知，R1的阻值：R1484Ω；（2）加热挡工作时R2的电功率：P2800W，则电热水壶加热挡额定功率：P加热=P1+P2=P保温+P2=100W+800W=900W；一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J，不计热量损失，电热水壶消耗的电能：W＝Q吸＝5.04×105J，由P可知，加热需要的时间：t′560s. 4.闭合 40 1000 【解析】由图可知，当开关S断开时，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，电路中的电功率最小，电饭煲处于保温挡；当开关S闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热挡；由P可知，R2的阻值：R240Ω；2000imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁2000次，则电能表指示灯恰好闪烁了100次，电饭煲消耗的电能：W0.05kW•h，电饭煲的实际功率： P实1kW＝1000W。 5.低温 22 2750 【解析】当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到a时，电路为R1的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，蒸箱为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，蒸箱为低温挡；电路为R1的简单电路时，蒸箱为中温挡；则当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于低温挡；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻：R低110Ω，由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R低﹣R1＝110Ω﹣88Ω＝22Ω；高温挡时R1、R2并联，由并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡时电路中的总电流：I高＝I1+I212.5A，则高温挡的电功率：P高＝UI高＝220V×12.5A＝2750W. 6.解：（1）由电路图可知，当两滑片同时在两电热丝最左端时，电路为R1的简单电路； 由P可得，R1的电阻：R1100Ω； （2）由电路图可知，当两滑片在两电热丝中点时，R1与R2的一半阻值串联在电路中， 由P可得，此时电路的总电阻：R总250Ω， 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以R2的阻值： R2＝2（R总R1）＝2×（250Ω100Ω）＝400Ω； 当两滑片都在两电热丝的最右端时，电路为R2的简单电路，此时电路的功率： P2121W； （3）煮蛋器消耗的电能：W＝P′t＝400W×20×60s＝4.8×105J， 因为Q吸＝W，所以由Q吸＝cmΔt可得，混合物的质量： m2.4kg. 7.解：(1)由题意可知，压缩机和电热丝均可单独工作、互不影响，则压缩机与电热丝并联，温控开关S₁控制压缩机，防雾开关S₂控制电热丝，电路图如图所示： （2）玻璃温度升高5℃，其吸收的热量： ， 由可得，电热丝正常加热300s消耗的电能：W=Pt=100W×300s=3×10⁴J， 则电热丝的加热效率： （3）电热丝在1 min内消耗的电能： 电热丝的实际功率： 8.解：（1）如答图所示 （2）①只闭合S1时，只有R2接入电路，电路中的电阻较大，处于低温挡， 由P=可知，电阻丝R2的阻值：R2==242Ω； ②当S1、S2都闭合，R1与R2并联，电路中的电阻较小，处于高温挡， 则R1的功率为：P1==484W， 高温挡的电功率P高=P1+P2=484W+200W=684W， 保温板在高温挡工作5min消耗的电能：W=P高t=684W×5×60s=2.052×105J， 加热水需要吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×（55℃-25℃）=6.3×104J， 保温板在高温挡时的加热效率：η=×100%≈30.7%. 9.解：（1）如答图所示 解法一： 解法二： （2）解法一：开关S、S₁均闭合，电路中只有R₂，为“加热”功能；开关S闭合、S₁断开，R₁与R₂串联，为“保温”功能.由P=UI和可得， R2=R加= = =121Ω， R保= = = 484Ω， 所以R1=R保-R加=484Ω-121Ω=363Ω 解法二：开关S、S₁均闭合，R₁与R₂并联，为“加热”功能；开关S 闭合、S₁断开，电路中只有R₁，为“保温”功能. 由P=UI和 可得，R1=R保= = = 484Ω， P2=P加-P保=400-100W=300W， （3）由可得，烧水杯中水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5×10-3m³=0.5kg 水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵ J 由 可得，“加热”功能工作10min，消耗的电能：W=Pt=400W×10×60s=2.4×105 J 烧水杯的加热效率 . 10.解：(1)热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，结合图乙电路分析可知，当温度升高到设定温度后，衔铁被吸下，热水器进入保温状态；热水器处于加热状态时，只有电阻R₁连入电路，由可得，热水器的加热功率：P加= = =2000W； (2)由图丙可知，本次加热时间t=50min，水的初温为25℃，由 可得，热水器注满水后，水的质量：m=ρV=1×10³ kg/m³×60×10-3m³=60kg， 由得，本次加热过程中，热水器消耗的电能：W=P加t=2000W×50×60s=6×106 J， 根据η=得，水吸收的热量：Q吸=ηW=84%×6×106 J=5.04×106 J， 根据Q吸=cmΔt得，水升高的温度：Δt= ==20℃， 热水器的设定温度T1=T0+Δt=25℃+20℃=45℃. 学科网（北京）股份有限公司 $$