27重难专项九 多挡位用电器的相关计算-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省中考物理全练本（五四制）

1 2 重难专项九 多挡位用电器的相关计算 建议用时：25分钟 3 1.(2024·深圳)图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。 额定电压 220 V 额定功率 加热挡 80 W 保温挡 22 W 1 3 题序 2 4 4 (1)孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少? (2)R2的阻值是多少? (3)孵化器在加热挡正常工作5 min消耗电能是多少?芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104 J，则孵化器对水加热的效率是多少? 1 3 题序 2 4 5 解：(1)由图乙可知，当R2单独工作时是保温挡，保温挡功率为22 W，通过R2的电流：I2===0.1 A。 (2)由I=得，R2的阻值： R2===2 200 Ω。 (3)加热挡功率为80 W，加热挡正常工作5 min消耗电能：W=P加热t=80 W×5×60 s=2.4×104 J。 孵化器对水加热的效率：η==×100%=90%。 1 3 题序 2 4 6 2.(2024·齐齐哈尔)如图甲是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V。有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝，R1=R2=48.4 Ω。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求： 1 3 题序 2 4 7 (1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为多少? (2)若某次使用时，用高温挡位正常工作，将0.2 kg的水从20 ℃加热到 100 ℃，水吸收的热量是多少? (3)若(2)问中用高温挡位正常工作，加热过程共用时80 s，则此次加热 过程，该挂烫机的加热效率是多少? 1 3 题序 2 4 8 解：(1)当开关旋至2和3时，R1、R2串联，此时电路中电阻最大，R=R1+R2=48.4 Ω+48.4 Ω=96.8 Ω， 由P=UI=可知，此时电路的功率最小，为低温挡， 挂烫机使用低温挡正常工作时的电功率： P低=UI===500 W。 (2)将0.2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量：Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×104 J。 1 3 题序 2 4 9 (3)当开关旋至3和4时，此时电路为R2的简单电路，由P=UI=可知，此时电路的功率最大，为高温挡，挂烫机高温挡的电功率：P高===1 000 W， 用高温挡位正常工作，加热80 s，消耗的电能： W=P高t=1 000 W×80 s=8×104 J， 则挂烫机的加热效率：η==×100%=84%。 1 3 题序 2 4 10 3.(2024·黑龙江龙东地区)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表所示。求： 1 3 题序 2 4 11 (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 ℃加热到沸点，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·℃)] 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 3 题序 2 4 12 解：(1)由图乙知，开关接高温触点时，电路中只有R3工作，由P=知，R3的阻值：R3===44 Ω，开关接中温触点时，电阻R2、R3串联在电路中，电路的总电阻：R===110 Ω， 根据串联电路的特点知，R2=R-R3=110 Ω-44 Ω=66 Ω。 1 3 题序 2 4 13 (2)开关接低温触点时，低温挡R1和R3串联，电路的总电阻：R'=R1+R3=176 Ω+44 Ω=220 Ω， 低温挡的功率：P低===220 W。 1 3 题序 2 4 14 (3)不计热量损失时，电火锅消耗的电能全部转化为水的内能，水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J， 不计热量损失时，电火锅消耗的电能：W=Q吸=3.36×105 J， 该电火锅中温挡的实际功率： P实===400 W。 1 3 题序 2 4 15 4.(2024·自贡)图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表为其部分技术参数。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。 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 1 3 题序 2 4 16 (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他所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10 min内转了 60 r，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少? 1 3 题序 2 4 17 解：由图甲知，开关S接1触点时，电路断路；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=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=可得，R1的阻值：R1===110 Ω。 由题知，R2=3R1=3×110 Ω=330 Ω， 则低挡的发热功率：P低===110 W。 1 3 题序 2 4 18 (2)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时，其中高挡工作时间为 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===22 ℃。 1 3 题序 2 4 19 (3)电能表的转盘转过60 r时，加湿器在10 min消耗的电能：W'== kW·h=6×104 J， 加湿器在低挡加热的实际功率：P'===100 W。 1 3 题序 2 4 20 $$