暑假核心考点专练02【高频计算题:电功率挡位问题】-2025-2026学年九年级物理全一册分类巩固暑假复习秘籍(人教2024版)
2025-07-25
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内容正文:
编写说明
随着夏日的热情一同到来的,是九年级学子们对物理知识的渴望与深化。物理,这门揭示自然界奥秘的学科,在暑假期间更需要我们持续探索与巩固。为了帮助大家在轻松愉快的氛围中提升物理素养,我们精心策划了《九年级物理全一册暑假巩固复习弯道超车秘籍》,它宛如一把钥匙,开启你通往科学殿堂的大门。本宝典紧密结合新人教版教材,融入趣味习题与经典案例,系统梳理了力学三个核心板块作图,旨在通过分层学习,让你的物理之旅更加精彩纷呈。
一、计算题专项分类命题思路
(一)命题目标
计算题是考查学生对物理公式的理解和应用能力、数学运算能力以及逻辑思维能力的重要题型。通过计算题专项分类训练,让学生熟练掌握初中物理常见的计算公式和解题方法,学会运用物理知识解决实际问题,培养学生的分析问题和解决问题的能力,提高学生的思维严谨性和计算准确性,为中考物理打下坚实的基础。
(二)命题内容与方式
力学计算题:涵盖速度、密度、压强、浮力、功、功率、机械效率等力学核心知识点。命题时,注重考查学生对基本公式(如速度公式v=s/t、密度公式ρ=m/V、压强公式p=F/S、浮力公式F浮=ρ液gV排、功的公式W=Fs、功率公式P=W/t、机械效率公式η=W有/W总等)的理解和综合运用。通过设计单一知识点的简单计算题和多个知识点综合的复杂计算题,让学生逐步掌握力学计算题的解题思路和方法。例如,计算物体在水平面上运动时的速度、功率和机械效率,需要学生综合运用速度、功、功率和机械效率的公式,分析物体的受力情况和运动过程。
热学计算题:主要包括热量的计算(如吸热公式Q吸=cm(t−t0)、放热公式Q放=cm(t0−t)、比热容的概念和应用、热平衡方程的运用等内容。命题时,注重考查学生对热学基本概念和公式的理解,以及运用热学知识解决实际生活中的热量计算问题的能力。例如,计算水吸收或放出的热量、不同物质混合后的温度变化等,需要学生准确运用热量计算公式,考虑热传递过程中的能量守恒。
电学计算题:涉及欧姆定律(I=U/R)、电功率(P=UI、P=I2R、P=U2/R)、电功(W=UIt)、焦耳定律(Q=I2Rt)等电学重要公式的应用。命题时,注重考查学生对电路的分析能力,包括串并联电路的特点(如串联电路中电流处处相等,电压按电阻分压;并联电路中各支路电压相等,电流按电阻分流)、电表的测量对象和滑动变阻器的作用等。通过设计简单电路和复杂电路的计算题,让学生掌握电学计算题的解题技巧。例如,计算串联电路中各电阻的电压、电流和电功率,以及滑动变阻器滑片移动时电路中各物理量的变化情况,需要学生综合运用欧姆定律和电功率公式,分析电路的动态变化。
(三)题目设计特点
基础性与综合性:题目设计注重基础知识的考查,同时加强知识点之间的联系,设计一定比例的综合计算题,让学生在解决问题的过程中,学会整合不同章节的知识,提高综合应用能力。例如,将力学中的浮力和压强与密度知识相结合,设计综合性的计算题,考查学生对多个知识点的掌握和运用能力。
实际应用性:题目紧密联系实际生活,如计算家用电器的电功率、汽车行驶的速度和油耗、加热设备的效率等,让学生感受到物理知识在实际生活中的广泛应用,提高学生运用物理知识解决实际问题的意识和能力。
二、假期弯道超车层面命题思路
(一)整体规划
为了让学生在暑假期间实现弯道超车,试卷在题目设置上注重系统性和针对性,将知识点进行合理分类和整合,形成完整的知识体系。同时,考虑到学生在假期自主学习的特点,题目设计具有一定的梯度和灵活性,让学生可以根据自己的实际情况选择适合的题目进行练习,逐步提高学习成绩。
(二)具体措施
知识回顾与巩固:试卷中安排了一定比例的基础题,对初中物理的重点知识点进行全面回顾,帮助学生加深对基础知识的理解和记忆,强化基本技能的训练。例如,在作图题、实验题和计算题中都设置了基础题目,让学生在假期中首先巩固所学的基础知识,为进一步的提升做好准备。
难点突破与提升:针对学生在平时学习中容易出错和难以理解的知识点,设计了专门的题目进行重点考查和训练,帮助学生突破难点,提升解题能力。例如,在力学计算题中,针对浮力和压强的综合应用、机械效率的计算等难点内容,设计了大量的练习题,让学生通过反复练习,掌握解题思路和方法。
自主学习与探究:题目设计注重引导学生进行自主学习和探究,通过设置开放性问题、拓展性题目和实践应用题,让学生在解决问题的过程中,培养独立思考和创新思维的能力。例如,在实验题中,让学生自主设计实验方案、分析实验数据和得出实验结论,提高学生的自主探究能力。
时间管理与规划:考虑到暑假时间较长,试卷在题目数量和难度上进行了合理安排,让学生可以根据自己的时间和学习进度,合理规划学习任务,避免过度劳累和压力过大。同时,建议学生在完成试卷后,及时进行总结和反思,找出自己的薄弱环节,有针对性地进行复习和强化训练。
三、总结
本次初中物理暑假弯道超车巩固提升专项分类试卷,通过对作图题、实验题、计算题的专项分类命题,结合假期弯道超车的整体规划,旨在为学生提供一套科学、合理、有效的学习资料。试卷注重基础知识的考查,兼顾能力的培养,具有较强的针对性和实用性。希望学生能够充分利用这份试卷,在暑假期间认真练习,查漏补缺,实现物理学习的弯道超车,为新学期的学习做好充分的准备。
2025-2026学年九年级物理全一册暑假巩固复习弯道超车秘籍
(专题02计算题)
目录
第一部分..........................................................................................基础题
第二部分..........................................................................................提升题
第二部分..........................................................................................拓展题
(一)、基础题
1.如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。试求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流是多少?
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是多少?
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是多少?
【答案】(1)0.2A;(2)220W;(3)7.92×10⁴J
【详解】解:(1)风干时,开关S1闭合、S2断开,电路中只有电动机工作,通过电动机的电流
(2)当开关S1、S2均闭合时,R和电动机M并联,晾衣机开启烘干功能,根据并联电路电压规律知R两端的电压
U2=U=220V
电流通过R做功的功率
(3)使用烘干功能,电路消耗的总功率
P=P1+P2=44W+220W=264W
使用烘干功能5min,消耗的电能
W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是220W;
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是7.92×10⁴J。
2.某饮水机的电路原理图如图所示,饮水机的铭牌上的部分内容如表:
(1)饮水机加热时,开关S应该断开还是闭合?
(2)R1的阻值为多大?
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要多少秒?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
44W
最大容积
2L
【答案】(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;(2)44Ω;(3)400s。
【详解】解:(1)由图可知,当开关S闭合时,只有R1工作,当开关断开时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,所以当开关S闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大,饮水机处于加热状态;
(2)由铭牌数据可知,饮水机的加热功率是,由可知,R1的阻值
(3)水吸收的热量
由可知,饮水机消耗的电能
由可知,饮水机正常工作时的加热时间
答:(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;
(2)R1的阻值为44Ω;
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要400s。
3.如图甲是家庭使用的某款紫砂电炖锅,深受消费者的认可和青睐。图乙是其工作原理图,它能够实现高温炖、中温煮和低温熬三种加热功能。其中温挡工作时功率为880W,高温挡工作时功率为1100W[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。求:
(1)R1的阻值;
(2)低温挡的电功率;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为2kg、初温是23℃的水烧开,如果电炖锅高温挡加热效率为70%,求烧开2kg水需要的时间。
【答案】(1)55Ω
(2)176W
(3)840s
【详解】(1)由可知,一定,越大,越小,当开关闭合,接端时,电路为的简单电路,此时电路为中温挡,则电阻
(2)当开关闭合,接端时,与并联,此时电路为高温挡
则的电功率
根据可得电阻
当开关断开,接端时,与串联,此时电炖锅处于低温挡,则低温档功率
(3)使用高温挡将水烧开吸收的热量,根据可得电炖锅高温挡加热时消耗的电能,根据可得,烧开一锅水需要的时间
4.如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图,、为均为定值电阻。其中,低温挡功率为220W。[],请计算:
(1)电煮锅在低温挡工作时的电流;
(2)高温挡的功率;
(3)若电煮锅的热效率为80%,在一个标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,需要多长时间。
【答案】(1)1A
(2)1000W
(3)840s
【详解】(1)已知低温挡功率,电压,则电煮锅在低温挡工作时的电流。
(2)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据可知,总功率最大,电煮锅处于高温挡;
当开关闭合、断开时,与串联,电路电阻较大,根据可知,总功率较小,电煮锅处于低温挡。
已知低温挡功率,电压,
其中,则
高温挡的功率。
(3)电煮锅的热效率为80%,在一个标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,则
即
即
解得。
5.小云家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所示。电热丝R1的阻值是44Ω,电热丝R2的阻值是88Ω。求:
(1)该电热水器在“加热”挡位工作时,通过它的电流。
(2)该电热水器在“速热”挡位工作时,它工作100s消耗的电能。
【答案】(1)5A
(2)1.65×105J
【详解】(1)旋转手柄带动开关处于加热挡时,电路为R1的简单电路,通过的电流为
(2)电热水器在速热挡位工作时,电路为R1和R2的并联电路,电路总功率为
工作100s消耗的电能
(二)、提升题
6.如图甲所示是具有高温、低温两挡的电茶壶,简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)。电茶壶的铭牌如下表。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
100W
高温挡
1100W
客积
1L
(1)请判断开关接1,2的挡位,画出高、低温挡的等效电路图,求出发热电阻R2的阻值。
(2)仅通过改变R1、R2的连接方式来提高电茶壶的加热功率,请画出改装后的等效电路图,并计算改装后的高温挡功率的最大值。
【答案】(1)
高温挡等效电路图:
低温档等效电路图:
发热电阻R2=440Ω
(2)改装后等效电路图:
高温挡功率的最大值P=1210W
【详解】(1)当开关接1时,R1、R2串联接入电路,此时电路中总电阻;当开关接2时,只有电阻R1接入电路,此时电路中的总电阻为R1。根据可知,在总电压不变时,总电阻越小,总功率越大,因为开关接1时的总电阻R大于开关接2时的总电阻R1,故开关接1时处于低温挡,开关接2时处于高温挡,对应的电路图如图所示:
高温挡等效电路图:
低温档等效电路图:
处于高温挡时,发热电阻R1的阻值
处于低温挡时,电路中总电阻
发热电阻R2的阻值
(2)由可知,在电压不变时,电阻越小,电功率越大,因为当两个电阻并联时,电路中总电阻最小,故可以将R1、R2的并联来提高电茶壶的加热功率,等效电路图如图所示:
此时电路中总功率
7.小红妈妈用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。图甲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“加热”,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“待机”,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“加热”。求:
(1)温度升到130℃时的电功率;
(2)求的阻值;
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图乙,求挂烫机消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意知,R1为加热电阻,当只有R1接入电路时,此时电流5A。R2为限流电阻,当只有接入电路时,挂烫机处于待机状态,此时电流0.02A。故当温度升到130℃时,S切换到位置“待机”,挂烫机处于待机状态,此时电功率
(2)当只有接入电路时,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02 A,则
(3)如图乙,挂烫机消耗的电能
8.图甲是某款电水壶,其额定电压为220V,加热功率为1210W,保温功率为88W。电水壶内部简化电路如图乙所示,其中R1和R2均为定值的发热电阻丝,通过开关S的闭合与断开可实现“加热”和“保温”挡的切换。求:
(1)电水壶处于“加热”挡正常工作100s所消耗的电能;
(2)发热电阻丝R2的阻值;
(3)若该电水壶在“加热”状态下正常工作,将一定质量初温为45℃的水加热到100℃用时420s,已知此过程中电水壶的加热效率为90%,则电水壶内所盛水的质量为多少千克?[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
【答案】(1)1.21×105J
(2)510Ω
(3)1.98kg
【详解】(1)电水壶处于“加热”挡正常工作所消耗的电能
(2)当开关断开时,、串联,电路的总电阻较大,由可知,电路的总功率较小,即为保温挡,该电饭锅处于保温挡时,电路的总电阻为
当开关闭合时,电路为的简单电路,电路的总电阻较小,总功率较大,即为加热挡则的阻值为
利用串联电路的电阻关系可知的阻值为
(3)根据知,初温为的水加热到用时,消耗的电能
水算吸收的热量
根据有
解得
9.某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能;
(2)若加热时的效率是80%,能使多少kg初温为20℃的水升高到100℃(保留一位小数)
(3)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(4)R2的阻值。
【答案】(1)145200J
(2)0.3kg
(3)0.2A
(4)110Ω
【详解】(1)据乙图可知,该饮水机高温挡时的电功率为484W,则饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为
(2)若加热时的效率是80%,则水吸收的热量为
则初温为20℃的水升高到100℃水的质量为
(3)据甲图可知,当电路为R1单独串联,此时电路中的电阻最大,根据可知,电功率最小,饮水机处于保温挡,则通过R1的电流为
(4)甲图中,当两电阻并联时,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大为加热挡,结合加热和保温两挡可知,R2的电功率为
则R2的阻值为
10.如图甲所示是小明家电饭锅电路简化图,它有加热挡和保温挡两个挡位,R1、R2均为加热电阻(阻值不变),其铭牌上的相关参数如表所示。图乙是小明家的电能表。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
加热
880W
保温
80W
(1)小明家允许接入电路用电器的总功率不能超过 W。
(2)加热电阻R2的阻值是多少?
(3)某次只让电饭锅接入电路正常工作,将锅内2kg、20℃的水加热至80℃的过程中,观察到图乙电能表指示灯闪烁280次,则电饭锅的加热效率是多少?[]
【答案】(1)8800
(2)60.5Ω
(3)80%
【详解】(1)由乙图可知,电能表的额定最大电流
允许接入电路用电器的总功率最大为
(2)当开关S1、S2均闭合时,加热电阻R1、R2并联,电路总电阻;当开关S1闭合、S2断开时,只有加热电阻R1接入电路,此时电路中总电阻为R1。根据可知,在总电压不变时,总电阻越小,电功率越大,故当开关S1、S2均闭合时,处于加热挡;当开关S1闭合、S2断开时,处于保温挡。
加热挡时,加热电阻R2的电功率
加热电阻R2的阻值
(3)加热过程中消耗的电能
加热过程中水吸收的热量
电饭锅的加热效率
(三)、拓展题
11.如图甲所示的滚筒洗衣机,具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度等优点,其简化等效电路如图乙所示。通过旋转手柄可使扇形开关同时接触两个相邻触点,使洗衣机处于空挡、加热、保温洗涤不同状态。定值电阻R1和R2均为加热丝,R1=22Ω。该款洗衣机主要参数如表。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
额定电压
220V
加热功率
2400W
电动机功率
280W
设定温度范围
20~80℃
(1)闭合开关S,扇形开关同时接触2位置的两个触点时,洗衣机处于 状态。
(2)求电热丝R2的阻值 。
(3)洗衣机内汪入10kg的水,在额定电压下连续加热625s,水温由20℃上升到45℃,此过程中的加热效率是多少 ?
(4)防电墙技术是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的电阻一般为1×103~1×105Ω,人体的安全电压不高于36V,则该款洗衣机需设置多大的防电墙电阻才能保证人的安全 ?(结果用科学记数法表示,保留一位小数)
【答案】(1)保温洗涤
(2)242Ω
(3)70%
(4)5.1×105Ω
【详解】(1)由图可知,当开关S闭合,扇形开关处于图中位置时,电路没有接通,洗衣机处于空挡;当扇形开关同时接触1位置的两个触点时,R1、R2并联;当扇形开关同时接触2位置的两个触点时,R2与电动机并联;根据并联的电阻特点可知,扇形开关同时接触1位置的两个触点时,电路中的电阻最小,根据可知,总功率最大,洗衣机处于加热状态;扇形开关同时接触2位置的两个触点时,洗衣机处于保温洗涤状态。
(2)根据可知,R1的电功率
根据并联电路的特点可知,R2的电功率
根据可知,电热丝R2的阻值
(3)水吸收的热量
由表格数据可知,洗衣机的加热功率为2400W,则洗衣机加热消耗的电能
此过程中的加热效率
(4)设在异常漏电情况下,人体两端电压恰好为36V时,防电墙电阻为R墙。
防电墙与人的电阻串联,根据串联电路分压特点可知,,即
解得,所以该款洗衣机需设置的防电墙电阻应不小于5.1×105Ω。
12.“绿色家电,乐享生活新品质!”小文家购买了智能即热式饮水机,如图甲所示。如图乙是饮水机内部的加热模块简化电路图,饮水机通过控制开关、的断开与闭合,实现高中低三挡温度的调节。已知饮水机的部分技术参数如表所示,和均为阻值恒定不变的电热丝且。求:
(1)饮水机在中温挡正常工作时电路中的电流;
(2)若用电高峰期,饮水机的实际电压为,求此时饮水机在低温挡工作400s消耗的电能;
(3)一段时间后发现饮水机高温挡和低温挡无法正常工作,经检查是电热丝损坏造成的。小文经查阅资料和咨询厂家,提出了用阻值恒定不变的电热丝替换的方案。若要求替换后饮水机能正常工作且同时满足以下两个条件:
①正常工作时高温挡功率在之间;
②正常工作时低温挡功率在之间。
现提供、、、、五个阻值恒定的电热丝,请你通过计算帮助小文从中挑选出符合条件的电热丝。
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
880W
低温挡
【答案】(1)4A
(2)89100J
(3)见解析
【详解】(1)据乙图可知,当S1闭合,S2接a时,电路为两电阻并联;当开关S1闭合,开关S2接b时,电路为R1单独串联;当开关S1断开,开关S1接b时,电路为两电阻串联,由于串联时电阻最大,由可知,电功率最小为低温挡;并联时电路最小,由可知,电功率最大为高温挡;R1单独串联时电阻处于中间大小,此时处于中温挡,则饮水机在中温挡正常工作时电路中的电流为
(2)根据中温挡的功率可得R1的阻值为
由于,则可得,则低温挡工作400s消耗的电能为
(3)当的阻值为时,高温挡的功率为
不满足高温挡的电功率要求,因此不可行;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,满足高温、低温挡的功率,因此符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,满足高温、低温挡的功率,因此符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,不满足低温挡的功率,因此补符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
不满足高温挡的功率,因此不符合。
符合条件的电热丝R为100Ω、150Ω。
13.如图甲所示的是一款家庭常用的小型电炖壶,额定电压为220V,容量为1L,有低温、中温、高温三个加热挡位,其电路简图如图乙所示,定值电阻、都是发热电阻,阻值均为110Ω。某次用高温挡将电炖壶中1L的水从23℃加热到沸腾用时7min。[,,气压为1标准大气压]求:
(1)电炖壶的高温挡功率;
(2)电炖壶中的水吸收的热量;
(3)电炖壶的热效率。
【答案】(1)880W
(2)3.234×10⁵J
(3)
【详解】(1)根据并联电路总电阻小于任一支路电阻的特性,可以判断高温挡时R₁和R₂是并联连接(S1闭合,S2连接1),并联电路中,各支路互不影响,故高温挡功率
(2)水的体积V=1L=1×10⁻³m³
密度ρ=1.0×10³kg/m³,水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10⁻³m³=1kg
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水的温度变化Δt=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×77℃=3.234×10⁵J
(3)功率P=880W,时间t=7min=420s
电炖壶消耗的电能W=Pt=880W×420s=3.696×10⁵J
所求效率
14.如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,其简化电路如图乙,通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻,阻值不随温度变化而变化,且。已知:“快煮”模式的额定功率为1210W,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小明发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压以及用电高峰期保温情况下R1在3分钟内产生的热量。
【答案】(1)5.5A
(2)968W
(3)200V,3.6×104J
【详解】(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流
(2)根据可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,为低温挡;当旋钮开关接1时,R1与R3串联;当旋钮开关接2时,只有R3工作;当旋钮开关接3时,只有R2工作;根据可知,当旋钮开关接1时,R1与R3串联,总电阻最大,为保温模式;当旋钮开关接2时,只有R3工作,总电阻次之,为“慢煮”模式;当旋钮开关接3时,只有R2工作,为“快煮”模式;保温模式,由 得,总电阻为
根据可知,R3的阻值为
电饭煲“慢煮”模式的额定功率
(3)R2的阻值为
由题意知,开启电饭锅后电能表在3分钟内多闪50次,即电流做功为
由 得,实际电压为
保温时,R1与R3串联,此时电路中的电流为
保温情况下R1在3分钟内产生的热量
15.重庆火锅,又称麻辣火锅,深受广大重庆老百姓的喜爱,俗话说:没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅,图乙是其简化电路图,它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱,正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,为242Ω,为60.5Ω(忽略温度对电阻的影响)。求:
(1)的阻值;
(2)电火锅处于高温挡正常工作时,可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃,此时的加热效率;
(3)用电高峰时,小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅和液晶电视机一起独立工作,用高温挡加热19℃的1kg的汤水,刚好加热到100℃,用时500秒,电能表的表盘转了420转,火锅前后的加热效率不变,请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有,汤水比热容假定为水的比热容,]
【答案】(1)181.5Ω
(2)84%
(3)1A
【详解】(1)旋钮开关置于“0和1”,没有电阻接入,处于断开状态;当旋钮开关置于“1和2”,R2与R3两个电阻串联;当旋钮开关置于“2和3”时,只有R2接入;当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入;根据可知,电源电压一定,总电阻越大,总功率越小,当旋钮开关置于“1和2”,R2与R3两个电阻串联,此时的总电阻最大,总功率最小,为低温挡;当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入,此时的总电阻最小,总功率最大,为高温挡;当旋钮开关置于“2和3”时,只有R2接入,为中温挡。
当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入,为高温挡,高温挡的功率为
根据正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,则低温挡的功率为
则低温挡的总电阻为
的阻值
(2)电火锅处于高温挡正常工作时,可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃,水吸收的热量为
电火锅处于高温挡正常工作时,消耗的电能为
此时的加热效率
(3)电能表的表盘转了420转,电能表的铭牌上标有,则消耗的总电能为
此时的总功率为
用高温挡加热19℃的1kg的汤水,刚好加热到100℃,水吸收的热量不变,仍然为,由于加热效率不变,则高温挡消耗的电能也是相同的,而此时高温挡工作了500s,则电火锅实际功率为
设此时的电源电压为U,则总功率为
经整理可知,电源电压为
则液晶电视机的功率为
通过液晶电视机的电流
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编写说明
随着夏日的热情一同到来的,是九年级学子们对物理知识的渴望与深化。物理,这门揭示自然界奥秘的学科,在暑假期间更需要我们持续探索与巩固。为了帮助大家在轻松愉快的氛围中提升物理素养,我们精心策划了《九年级物理全一册暑假巩固复习弯道超车秘籍》,它宛如一把钥匙,开启你通往科学殿堂的大门。本宝典紧密结合新人教版教材,融入趣味习题与经典案例,系统梳理了力学三个核心板块作图,旨在通过分层学习,让你的物理之旅更加精彩纷呈。
一、计算题专项分类命题思路
(一)命题目标
计算题是考查学生对物理公式的理解和应用能力、数学运算能力以及逻辑思维能力的重要题型。通过计算题专项分类训练,让学生熟练掌握初中物理常见的计算公式和解题方法,学会运用物理知识解决实际问题,培养学生的分析问题和解决问题的能力,提高学生的思维严谨性和计算准确性,为中考物理打下坚实的基础。
(二)命题内容与方式
力学计算题:涵盖速度、密度、压强、浮力、功、功率、机械效率等力学核心知识点。命题时,注重考查学生对基本公式(如速度公式v=s/t、密度公式ρ=m/V、压强公式p=F/S、浮力公式F浮=ρ液gV排、功的公式W=Fs、功率公式P=W/t、机械效率公式η=W有/W总等)的理解和综合运用。通过设计单一知识点的简单计算题和多个知识点综合的复杂计算题,让学生逐步掌握力学计算题的解题思路和方法。例如,计算物体在水平面上运动时的速度、功率和机械效率,需要学生综合运用速度、功、功率和机械效率的公式,分析物体的受力情况和运动过程。
热学计算题:主要包括热量的计算(如吸热公式Q吸=cm(t−t0)、放热公式Q放=cm(t0−t)、比热容的概念和应用、热平衡方程的运用等内容。命题时,注重考查学生对热学基本概念和公式的理解,以及运用热学知识解决实际生活中的热量计算问题的能力。例如,计算水吸收或放出的热量、不同物质混合后的温度变化等,需要学生准确运用热量计算公式,考虑热传递过程中的能量守恒。
电学计算题:涉及欧姆定律(I=U/R)、电功率(P=UI、P=I2R、P=U2/R)、电功(W=UIt)、焦耳定律(Q=I2Rt)等电学重要公式的应用。命题时,注重考查学生对电路的分析能力,包括串并联电路的特点(如串联电路中电流处处相等,电压按电阻分压;并联电路中各支路电压相等,电流按电阻分流)、电表的测量对象和滑动变阻器的作用等。通过设计简单电路和复杂电路的计算题,让学生掌握电学计算题的解题技巧。例如,计算串联电路中各电阻的电压、电流和电功率,以及滑动变阻器滑片移动时电路中各物理量的变化情况,需要学生综合运用欧姆定律和电功率公式,分析电路的动态变化。
(三)题目设计特点
基础性与综合性:题目设计注重基础知识的考查,同时加强知识点之间的联系,设计一定比例的综合计算题,让学生在解决问题的过程中,学会整合不同章节的知识,提高综合应用能力。例如,将力学中的浮力和压强与密度知识相结合,设计综合性的计算题,考查学生对多个知识点的掌握和运用能力。
实际应用性:题目紧密联系实际生活,如计算家用电器的电功率、汽车行驶的速度和油耗、加热设备的效率等,让学生感受到物理知识在实际生活中的广泛应用,提高学生运用物理知识解决实际问题的意识和能力。
二、假期弯道超车层面命题思路
(一)整体规划
为了让学生在暑假期间实现弯道超车,试卷在题目设置上注重系统性和针对性,将知识点进行合理分类和整合,形成完整的知识体系。同时,考虑到学生在假期自主学习的特点,题目设计具有一定的梯度和灵活性,让学生可以根据自己的实际情况选择适合的题目进行练习,逐步提高学习成绩。
(二)具体措施
知识回顾与巩固:试卷中安排了一定比例的基础题,对初中物理的重点知识点进行全面回顾,帮助学生加深对基础知识的理解和记忆,强化基本技能的训练。例如,在作图题、实验题和计算题中都设置了基础题目,让学生在假期中首先巩固所学的基础知识,为进一步的提升做好准备。
难点突破与提升:针对学生在平时学习中容易出错和难以理解的知识点,设计了专门的题目进行重点考查和训练,帮助学生突破难点,提升解题能力。例如,在力学计算题中,针对浮力和压强的综合应用、机械效率的计算等难点内容,设计了大量的练习题,让学生通过反复练习,掌握解题思路和方法。
自主学习与探究:题目设计注重引导学生进行自主学习和探究,通过设置开放性问题、拓展性题目和实践应用题,让学生在解决问题的过程中,培养独立思考和创新思维的能力。例如,在实验题中,让学生自主设计实验方案、分析实验数据和得出实验结论,提高学生的自主探究能力。
时间管理与规划:考虑到暑假时间较长,试卷在题目数量和难度上进行了合理安排,让学生可以根据自己的时间和学习进度,合理规划学习任务,避免过度劳累和压力过大。同时,建议学生在完成试卷后,及时进行总结和反思,找出自己的薄弱环节,有针对性地进行复习和强化训练。
三、总结
本次初中物理暑假弯道超车巩固提升专项分类试卷,通过对作图题、实验题、计算题的专项分类命题,结合假期弯道超车的整体规划,旨在为学生提供一套科学、合理、有效的学习资料。试卷注重基础知识的考查,兼顾能力的培养,具有较强的针对性和实用性。希望学生能够充分利用这份试卷,在暑假期间认真练习,查漏补缺,实现物理学习的弯道超车,为新学期的学习做好充分的准备。
2025-2026学年九年级物理全一册暑假巩固复习弯道超车秘籍
(专题02计算题)
目录
第一部分..........................................................................................基础题
第二部分..........................................................................................提升题
第二部分..........................................................................................拓展题
(一)、基础题
1.如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。试求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流是多少?
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是多少?
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是多少?
2.某饮水机的电路原理图如图所示,饮水机的铭牌上的部分内容如表:
(1)饮水机加热时,开关S应该断开还是闭合?
(2)R1的阻值为多大?
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要多少秒?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
44W
最大容积
2L
3.如图甲是家庭使用的某款紫砂电炖锅,深受消费者的认可和青睐。图乙是其工作原理图,它能够实现高温炖、中温煮和低温熬三种加热功能。其中温挡工作时功率为880W,高温挡工作时功率为1100W[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。求:
(1)R1的阻值;
(2)低温挡的电功率;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为2kg、初温是23℃的水烧开,如果电炖锅高温挡加热效率为70%,求烧开2kg水需要的时间。
4.如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图,、为均为定值电阻。其中,低温挡功率为220W。[],请计算:
(1)电煮锅在低温挡工作时的电流;
(2)高温挡的功率;
(3)若电煮锅的热效率为80%,在一个标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,需要多长时间。
5.小云家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所示。电热丝R1的阻值是44Ω,电热丝R2的阻值是88Ω。求:
(1)该电热水器在“加热”挡位工作时,通过它的电流。
(2)该电热水器在“速热”挡位工作时,它工作100s消耗的电能。
(二)、提升题
6.如图甲所示是具有高温、低温两挡的电茶壶,简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化)。电茶壶的铭牌如下表。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
100W
高温挡
1100W
客积
1L
(1)请判断开关接1,2的挡位,画出高、低温挡的等效电路图,求出发热电阻R2的阻值。
(2)仅通过改变R1、R2的连接方式来提高电茶壶的加热功率,请画出改装后的等效电路图,并计算改装后的高温挡功率的最大值。
7.小红妈妈用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。图甲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“加热”,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“待机”,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“加热”。求:
(1)温度升到130℃时的电功率;
(2)求的阻值;
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图乙,求挂烫机消耗的电能。
8.图甲是某款电水壶,其额定电压为220V,加热功率为1210W,保温功率为88W。电水壶内部简化电路如图乙所示,其中R1和R2均为定值的发热电阻丝,通过开关S的闭合与断开可实现“加热”和“保温”挡的切换。求:
(1)电水壶处于“加热”挡正常工作100s所消耗的电能;
(2)发热电阻丝R2的阻值;
(3)若该电水壶在“加热”状态下正常工作,将一定质量初温为45℃的水加热到100℃用时420s,已知此过程中电水壶的加热效率为90%,则电水壶内所盛水的质量为多少千克?[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
9.某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能;
(2)若加热时的效率是80%,能使多少kg初温为20℃的水升高到100℃(保留一位小数)
(3)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(4)R2的阻值。
10.如图甲所示是小明家电饭锅电路简化图,它有加热挡和保温挡两个挡位,R1、R2均为加热电阻(阻值不变),其铭牌上的相关参数如表所示。图乙是小明家的电能表。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
加热
880W
保温
80W
(1)小明家允许接入电路用电器的总功率不能超过 W。
(2)加热电阻R2的阻值是多少?
(3)某次只让电饭锅接入电路正常工作,将锅内2kg、20℃的水加热至80℃的过程中,观察到图乙电能表指示灯闪烁280次,则电饭锅的加热效率是多少?[]
(三)、拓展题
11.如图甲所示的滚筒洗衣机,具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度等优点,其简化等效电路如图乙所示。通过旋转手柄可使扇形开关同时接触两个相邻触点,使洗衣机处于空挡、加热、保温洗涤不同状态。定值电阻R1和R2均为加热丝,R1=22Ω。该款洗衣机主要参数如表。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
额定电压
220V
加热功率
2400W
电动机功率
280W
设定温度范围
20~80℃
(1)闭合开关S,扇形开关同时接触2位置的两个触点时,洗衣机处于 状态。
(2)求电热丝R2的阻值 。
(3)洗衣机内汪入10kg的水,在额定电压下连续加热625s,水温由20℃上升到45℃,此过程中的加热效率是多少 ?
(4)防电墙技术是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下,电流依次经防电墙和人体流入大地,若人体的电阻一般为1×103~1×105Ω,人体的安全电压不高于36V,则该款洗衣机需设置多大的防电墙电阻才能保证人的安全 ?(结果用科学记数法表示,保留一位小数)
12.“绿色家电,乐享生活新品质!”小文家购买了智能即热式饮水机,如图甲所示。如图乙是饮水机内部的加热模块简化电路图,饮水机通过控制开关、的断开与闭合,实现高中低三挡温度的调节。已知饮水机的部分技术参数如表所示,和均为阻值恒定不变的电热丝且。求:
(1)饮水机在中温挡正常工作时电路中的电流;
(2)若用电高峰期,饮水机的实际电压为,求此时饮水机在低温挡工作400s消耗的电能;
(3)一段时间后发现饮水机高温挡和低温挡无法正常工作,经检查是电热丝损坏造成的。小文经查阅资料和咨询厂家,提出了用阻值恒定不变的电热丝替换的方案。若要求替换后饮水机能正常工作且同时满足以下两个条件:
①正常工作时高温挡功率在之间;
②正常工作时低温挡功率在之间。
现提供、、、、五个阻值恒定的电热丝,请你通过计算帮助小文从中挑选出符合条件的电热丝。
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
880W
低温挡
13.如图甲所示的是一款家庭常用的小型电炖壶,额定电压为220V,容量为1L,有低温、中温、高温三个加热挡位,其电路简图如图乙所示,定值电阻、都是发热电阻,阻值均为110Ω。某次用高温挡将电炖壶中1L的水从23℃加热到沸腾用时7min。[,,气压为1标准大气压]求:
(1)电炖壶的高温挡功率;
(2)电炖壶中的水吸收的热量;
(3)电炖壶的热效率。
14.如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,其简化电路如图乙,通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻,阻值不随温度变化而变化,且。已知:“快煮”模式的额定功率为1210W,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小明发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压以及用电高峰期保温情况下R1在3分钟内产生的热量。
15.重庆火锅,又称麻辣火锅,深受广大重庆老百姓的喜爱,俗话说:没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅,图乙是其简化电路图,它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱,正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,为242Ω,为60.5Ω(忽略温度对电阻的影响)。求:
(1)的阻值;
(2)电火锅处于高温挡正常工作时,可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃,此时的加热效率;
(3)用电高峰时,小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅和液晶电视机一起独立工作,用高温挡加热19℃的1kg的汤水,刚好加热到100℃,用时500秒,电能表的表盘转了420转,火锅前后的加热效率不变,请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有,汤水比热容假定为水的比热容,]
试卷第1页,共3页
第1页,共3页
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参考答案
1.(1)0.2A;(2)220W;(3)7.92×10⁴J
【详解】解:(1)风干时,开关S1闭合、S2断开,电路中只有电动机工作,通过电动机的电流
(2)当开关S1、S2均闭合时,R和电动机M并联,晾衣机开启烘干功能,根据并联电路电压规律知R两端的电压
U2=U=220V
电流通过R做功的功率
(3)使用烘干功能,电路消耗的总功率
P=P1+P2=44W+220W=264W
使用烘干功能5min,消耗的电能
W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是220W;
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是7.92×10⁴J。
2.(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;(2)44Ω;(3)400s。
【详解】解:(1)由图可知,当开关S闭合时,只有R1工作,当开关断开时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,所以当开关S闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大,饮水机处于加热状态;
(2)由铭牌数据可知,饮水机的加热功率是,由可知,R1的阻值
(3)水吸收的热量
由可知,饮水机消耗的电能
由可知,饮水机正常工作时的加热时间
答:(1)饮水机加热时,开关S应该是闭合的;
(2)R1的阻值为44Ω;
(3)该饮水机正常工作时,加热效率为84%,则1kg的水从10℃加热到98℃需要400s。
3.(1)55Ω
(2)176W
(3)840s
【详解】(1)由可知,一定,越大,越小,当开关闭合,接端时,电路为的简单电路,此时电路为中温挡,则电阻
(2)当开关闭合,接端时,与并联,此时电路为高温挡
则的电功率
根据可得电阻
当开关断开,接端时,与串联,此时电炖锅处于低温挡,则低温档功率
(3)使用高温挡将水烧开吸收的热量,根据可得电炖锅高温挡加热时消耗的电能,根据可得,烧开一锅水需要的时间
4.(1)1A
(2)1000W
(3)840s
【详解】(1)已知低温挡功率,电压,则电煮锅在低温挡工作时的电流。
(2)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据可知,总功率最大,电煮锅处于高温挡;
当开关闭合、断开时,与串联,电路电阻较大,根据可知,总功率较小,电煮锅处于低温挡。
已知低温挡功率,电压,
其中,则
高温挡的功率。
(3)电煮锅的热效率为80%,在一个标准大气压下,用高温挡将2kg水从20℃烧开,则
即
即
解得。
5.(1)5A
(2)1.65×105J
【详解】(1)旋转手柄带动开关处于加热挡时,电路为R1的简单电路,通过的电流为
(2)电热水器在速热挡位工作时,电路为R1和R2的并联电路,电路总功率为
工作100s消耗的电能
6.(1)
高温挡等效电路图:
低温档等效电路图:
发热电阻R2=440Ω
(2)改装后等效电路图:
高温挡功率的最大值P=1210W
【详解】(1)当开关接1时,R1、R2串联接入电路,此时电路中总电阻;当开关接2时,只有电阻R1接入电路,此时电路中的总电阻为R1。根据可知,在总电压不变时,总电阻越小,总功率越大,因为开关接1时的总电阻R大于开关接2时的总电阻R1,故开关接1时处于低温挡,开关接2时处于高温挡,对应的电路图如图所示:
高温挡等效电路图:
低温档等效电路图:
处于高温挡时,发热电阻R1的阻值
处于低温挡时,电路中总电阻
发热电阻R2的阻值
(2)由可知,在电压不变时,电阻越小,电功率越大,因为当两个电阻并联时,电路中总电阻最小,故可以将R1、R2的并联来提高电茶壶的加热功率,等效电路图如图所示:
此时电路中总功率
7.(1) (2) (3)
【详解】(1)由题意知,R1为加热电阻,当只有R1接入电路时,此时电流5A。R2为限流电阻,当只有接入电路时,挂烫机处于待机状态,此时电流0.02A。故当温度升到130℃时,S切换到位置“待机”,挂烫机处于待机状态,此时电功率
(2)当只有接入电路时,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02 A,则
(3)如图乙,挂烫机消耗的电能
8.(1)1.21×105J (2)510Ω (3)1.98kg
【详解】(1)电水壶处于“加热”挡正常工作所消耗的电能
(2)当开关断开时,、串联,电路的总电阻较大,由可知,电路的总功率较小,即为保温挡,该电饭锅处于保温挡时,电路的总电阻为
当开关闭合时,电路为的简单电路,电路的总电阻较小,总功率较大,即为加热挡则的阻值为
利用串联电路的电阻关系可知的阻值为
(3)根据知,初温为的水加热到用时,消耗的电能
水算吸收的热量
根据有
解得
9.(1)145200J (2)0.3kg (3)0.2A(4)110Ω
【详解】(1)据乙图可知,该饮水机高温挡时的电功率为484W,则饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为
(2)若加热时的效率是80%,则水吸收的热量为
则初温为20℃的水升高到100℃水的质量为
(3)据甲图可知,当电路为R1单独串联,此时电路中的电阻最大,根据可知,电功率最小,饮水机处于保温挡,则通过R1的电流为
(4)甲图中,当两电阻并联时,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大为加热挡,结合加热和保温两挡可知,R2的电功率为
则R2的阻值为
10.(1)8800
(2)60.5Ω
(3)80%
【详解】(1)由乙图可知,电能表的额定最大电流
允许接入电路用电器的总功率最大为
(2)当开关S1、S2均闭合时,加热电阻R1、R2并联,电路总电阻;当开关S1闭合、S2断开时,只有加热电阻R1接入电路,此时电路中总电阻为R1。根据可知,在总电压不变时,总电阻越小,电功率越大,故当开关S1、S2均闭合时,处于加热挡;当开关S1闭合、S2断开时,处于保温挡。
加热挡时,加热电阻R2的电功率
加热电阻R2的阻值
(3)加热过程中消耗的电能
加热过程中水吸收的热量
电饭锅的加热效率
11.(1)保温洗涤
(2)242Ω
(3)70%
(4)5.1×105Ω
【详解】(1)由图可知,当开关S闭合,扇形开关处于图中位置时,电路没有接通,洗衣机处于空挡;当扇形开关同时接触1位置的两个触点时,R1、R2并联;当扇形开关同时接触2位置的两个触点时,R2与电动机并联;根据并联的电阻特点可知,扇形开关同时接触1位置的两个触点时,电路中的电阻最小,根据可知,总功率最大,洗衣机处于加热状态;扇形开关同时接触2位置的两个触点时,洗衣机处于保温洗涤状态。
(2)根据可知,R1的电功率
根据并联电路的特点可知,R2的电功率
根据可知,电热丝R2的阻值
(3)水吸收的热量
由表格数据可知,洗衣机的加热功率为2400W,则洗衣机加热消耗的电能
此过程中的加热效率
(4)设在异常漏电情况下,人体两端电压恰好为36V时,防电墙电阻为R墙。
防电墙与人的电阻串联,根据串联电路分压特点可知,,即
解得,所以该款洗衣机需设置的防电墙电阻应不小于5.1×105Ω。
12.(1)4A
(2)89100J
(3)见解析
【详解】(1)据乙图可知,当S1闭合,S2接a时,电路为两电阻并联;当开关S1闭合,开关S2接b时,电路为R1单独串联;当开关S1断开,开关S1接b时,电路为两电阻串联,由于串联时电阻最大,由可知,电功率最小为低温挡;并联时电路最小,由可知,电功率最大为高温挡;R1单独串联时电阻处于中间大小,此时处于中温挡,则饮水机在中温挡正常工作时电路中的电流为
(2)根据中温挡的功率可得R1的阻值为
由于,则可得,则低温挡工作400s消耗的电能为
(3)当的阻值为时,高温挡的功率为
不满足高温挡的电功率要求,因此不可行;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,满足高温、低温挡的功率,因此符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,满足高温、低温挡的功率,因此符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
低温挡功率为,不满足低温挡的功率,因此补符合;
当的阻值为时,高温挡的功率为
不满足高温挡的功率,因此不符合。
符合条件的电热丝R为100Ω、150Ω。
13.(1)880W
(2)3.234×10⁵J
(3)
【详解】(1)根据并联电路总电阻小于任一支路电阻的特性,可以判断高温挡时R₁和R₂是并联连接(S1闭合,S2连接1),并联电路中,各支路互不影响,故高温挡功率
(2)水的体积V=1L=1×10⁻³m³
密度ρ=1.0×10³kg/m³,水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10⁻³m³=1kg
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水的温度变化Δt=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×1kg×77℃=3.234×10⁵J
(3)功率P=880W,时间t=7min=420s
电炖壶消耗的电能W=Pt=880W×420s=3.696×10⁵J
所求效率
14.(1)5.5A
(2)968W
(3)200V,3.6×104J
【详解】(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流
(2)根据可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,为低温挡;当旋钮开关接1时,R1与R3串联;当旋钮开关接2时,只有R3工作;当旋钮开关接3时,只有R2工作;根据可知,当旋钮开关接1时,R1与R3串联,总电阻最大,为保温模式;当旋钮开关接2时,只有R3工作,总电阻次之,为“慢煮”模式;当旋钮开关接3时,只有R2工作,为“快煮”模式;保温模式,由 得,总电阻为
根据可知,R3的阻值为
电饭煲“慢煮”模式的额定功率
(3)R2的阻值为
由题意知,开启电饭锅后电能表在3分钟内多闪50次,即电流做功为
由 得,实际电压为
保温时,R1与R3串联,此时电路中的电流为
保温情况下R1在3分钟内产生的热量
15.(1)181.5Ω
(2)84%
(3)1A
【详解】(1)旋钮开关置于“0和1”,没有电阻接入,处于断开状态;当旋钮开关置于“1和2”,R2与R3两个电阻串联;当旋钮开关置于“2和3”时,只有R2接入;当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入;根据可知,电源电压一定,总电阻越大,总功率越小,当旋钮开关置于“1和2”,R2与R3两个电阻串联,此时的总电阻最大,总功率最小,为低温挡;当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入,此时的总电阻最小,总功率最大,为高温挡;当旋钮开关置于“2和3”时,只有R2接入,为中温挡。
当旋钮开关置于“3和4”接线柱,R1与R2并联接入,为高温挡,高温挡的功率为
根据正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,则低温挡的功率为
则低温挡的总电阻为
的阻值
(2)电火锅处于高温挡正常工作时,可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃,水吸收的热量为
电火锅处于高温挡正常工作时,消耗的电能为
此时的加热效率
(3)电能表的表盘转了420转,电能表的铭牌上标有,则消耗的总电能为
此时的总功率为
用高温挡加热19℃的1kg的汤水,刚好加热到100℃,水吸收的热量不变,仍然为,由于加热效率不变,则高温挡消耗的电能也是相同的,而此时高温挡工作了500s,则电火锅实际功率为
设此时的电源电压为U,则总功率为
经整理可知,电源电压为
则液晶电视机的功率为
通过液晶电视机的电流
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