2026年中考物理第一轮专题训练:欧姆定律与电功率的综合计算题
2026-01-24
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内容正文:
2026年中考物理第一轮专题训练:
欧姆定律与电功率的综合计算题
1.如图所示,甲是一种常见的电热水袋,乙是它的结构示意图,其性能指标如表所示。已知水的初始温度为15℃,在额定电压下加热9min,温控开关自动断开,指示灯熄灭,水的比热容为,请根据信息完成下列问题:
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
900g
65℃
(1)水吸收的热量为多少?
(2)加热效率为多少?
(3)若要缩短电热水袋中水加热的时间,现提供一个与R相同阻值的电阻对电路进行改装,请说明新加入的电阻应该串联还是并联接入电路。
2.如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。该锅可实现汤锅、烧烤同时进行,也可以分开控制。其部分简化电路图如图乙:开关S1控制对中央区域汤锅进行加热的电路,R1、R2均为加热电阻,R2与温控开关并联,可以实现汤锅的保温和加热功能;两烧烤盘区域S左、S右可分别控制左右两盘的加热电阻R左、R右。该涮烤锅部分参数如表所示。求:
额定电压
额定功率
220V
汤锅
烧烤盘
加热
保温
左盘
右盘
1100W
800W
400W
(1)汤锅加热状态正常工作时,R1的电阻为多少?
(2)若R2的电阻为56Ω,则该汤锅保温挡的额定保温功率为多少?
(3)在一次野外烧烤中通过很长的导线从一电压为220V的农家将电源引到烧烤点,发现烤肉速度比较慢。经分析因为距离远,导线有一定电阻(但远小于加热电阻阻值),所以导线会消耗一些电能;当只让烧烤盘右盘工作时,测得右盘的实际功率只有324W,求此时导线上消耗的电功率。
3.某同学家里有一款暖脚器,拆开发现里面内置一个热垫,热垫中有电热丝使热垫发热,其内部简化电路如图甲所示,其铭牌上的部分信息如乙表所示。[]求:
(1)暖脚器在低温挡正常工作时,电路中的电流;
(2)暖脚器在高温挡正常工作时的功率;
(3)当关闭其他用电器,只让暖脚器单独工作,发现家里如图丙所示的电能表转了10转,则可将初温为15℃的热垫加热到多少摄氏度?(不计热量损失);
(4)若要保持暖脚器高温挡功率不变,而降低低温挡的功率,你应对原电路做如何改进?
4.小斌家的浴室中安装了一种灯暖型“浴霸”。小斌利用热敏电阻设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示,控制电路中的为热敏电阻,的阻值随温度变化的关系如图乙所示,电磁铁的线圈可看成阻值为的纯电阻,“浴霸”共安装有2盏标着“220V,440W”的灯泡,当电磁铁的线圈中电流大于或等于50mA时,电磁继电器的衔铁被吸合,使“浴霸”电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,电磁继电器的衔铁被释放,“浴霸”电路闭合。求:
(1)工作电路正常工作时,每盏灯泡2min内产生的热量;
(2)若浴室中的温度不得超过40℃,控制电路的电源电压U的最小值;
(3)若控制电路电源电压恒为18V,则将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制范围的大小。
5.如图所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),阅读该饮水机说明书可知:热水箱装满水时,水的质量为2kg,额定电压220V,加热时的功率400W,保温时的功率40W。求:试问:
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?
(2)R1的电阻值是多大?
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有198V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg•℃),忽略温度对电阻的影响)
6.如图甲所示的空气炸锅,它主要由电动机带动的电风扇和电加热丝组成,工作时电加热丝将空气加热,利用高温空气来代替食用油,通过高功率的风扇,使高温空气在一个密闭空间内形成循环热流,通过热流使食物迅速变熟。空气炸锅有两个加热挡,图乙是它的电路图,部分技术参数如表所示。求:
额定电压
220V
风扇电动机功率
110W
加热功率
低温挡
660W
高温挡
1210W
(1)该空气炸锅正常工作时,通过电动机的电流;
(2)电加热丝的阻值;
(3)若厨房总开关限制电流为15A,现已有电饭锅(额定功率900W)、电水壶(额定功率1500W)各一个且同时在正常工作,能否再使用该空气炸锅高温挡在厨房进行烹饪?说明理由。
7.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,为温控开关,、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的关系图像如图乙所示。求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能;
(2)饮水机加热电流与保温电流比值;
(3)的阻值。
8.如图甲所示是某电饭锅的电路图,、为电热丝,S为温控开关,A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时,电饭锅处于加热状态,加热功率为1100W;当S断开时,电饭锅处于保温状态,保温功率为275W。求:
(1)电热丝、的阻值;
(2)电饭锅保温5min,电热丝产生的热量;
(3)已知该电饭锅的加热效率是80%,将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要多长时间?(已知粥的比热容)
(4)若在使用过程中,电热丝损坏了,小明想用滑动变阻器R实现发热电功率的调节(加热和保温功率不变,且只使有作为发热体)。请通过计算求出电饭锅在保温、加热挡时,对应的滑动变阻器的阻值分别是多少?
9.万老师家有一款美的牌电热水器,电热水器的参数如表1所示。她家所用的电能表如图所示。
表1
美的电热水器
额定电压
220V
容量
5L
额定加热功率
1210W
额定功率
50Hz
(1)电热水器正常加热10min,将电热水器内5L、初温为20℃的水加热到50℃,则电热水器的效率为多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)万老师怀疑电热水器达不到额定加热功率,万老师和柴老师利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。她的做法是:打开标有“220V 1210W”的热水器,关掉家里的其他用电器,测得电能表的铝盘转过200转所用的时间是400s(热水器电热丝的阻值不变),则电热水器的实际功率为多少W?
(3)图是万老师家的供电线路。已知此时供电站输出的电压是220V,则供电站距她家多远?(已知每千米导线的电阻为5)
10.如图甲为某品牌的酸奶机,乙图为其内部电路结构图,其中R1与R2均为电热丝,该酸奶机的参数如表所示,接入电路,闭合开关S1和S2,机器进入加热状态;当温度达到设定温度时(一般为35℃到45℃),温控开关S2自动断开,机器进入保温状态(不考虑温度对电阻的影响)。求:
额定电压
220V
加热功率
24.2W
保温功率
4.2W
容量
1.5L
(1)酸奶机处于加热状态时电路中的总电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)某次加热酸奶,刚好是用电高峰时,关闭家中其他用电器,用该酸奶机的加热挡工作10min,标有“3000r/kW·h”的电能表的转盘刚好转过了10转,则此时酸奶机两端的实际电压是多大?
11.图甲是餐厅里一个食品自动加热台,图乙是它的简化电路图,为温度控制自动转接开关,为发热电阻,闭合开关S,加热台正常工作。当台上食品温度低于时,温度控制开关自动转接到加热状态;当台上食品温度升高到时,自动转接到保温状态。已知定值电阻的阻值为,保温功率为。则:
(1)闭合开关S,某时刻温度控制开关转接到如图乙所示位置,此时加热台处于加热状态还是保温状态?
(2)定值电阻的阻值为多少?加热台加热功率为多少W?
(3)若此加热台单独与图丙所示的电能表相连接,在加热状态下工作消耗的电能使电能表转盘转过多少转?
(4)冬天天气寒冷,餐厅想要使加热台的加热功率增大,将加热台改装任务交给物理实践小组。实践小组准备在原电路再加装一个阻值为的电阻来完成任务,请你分析说明实践小组应如何改装连接。
12.图甲是某品牌电热饮水机,图乙是其内部加热部分的简化电路图,其中S为手动开关,S0为自动温控开关,如表为其铭牌上的部分参数,求:[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
电热饮水机
型号:BS﹣LS20
容器容积:1L
额定电压:220V
额定加热功率:800W
额定保温功率:44W
(1)正常保温状态时,电路中的电流;
(2)电阻R1和R2的阻值;
(3)容器中装满水时,将水从20℃加热至100℃所需要的时间。(不计热量损失)
13.现代居家生活中,水族箱已成为室内装饰的一个亮点。某品牌水族箱(如图)的玻璃容器内盛有50kg水,内置一根“220V 100W”自动温控棒。冬天养热带鱼时,水族箱内水的温度要求控制在26℃~28℃之间(温控棒在水温低于26℃时开始工作,水温达到28℃时自动断开)。
(1)求温控棒工作一次水族箱中水吸收的热量;
(2)在这次温控中,温控棒正常工作了87.5min,求该次温控棒的温控效率;【】
(3)若用电高峰时,家庭电路的实际电压仅为217.8V,求此时温控棒的工作电流(温控棒的电阻不变)。
14.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过开关S1、S2实现保温、加热两个挡位间的切换,其铭牌如表格所示。
加热效率
80%
额定电压
220V
电功率
保温挡
440W
加热挡
1320W
(1)求R1、R2的比值;
(2)请你在不增减器材的基础上,重新设计一个具有保温、加热功能的电饭锅的电路图,保证加热功率尽可能大,并分析计算你设计的电饭锅的保温功率和加热功率分别是多少。
15.某新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,高、低温挡的额定功率见下表。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
高温挡
1100W
(1)煮饭时通过R1的电流;
(2)电热丝R2的阻值;(计算结果保留一位小数)
(3)某次煮饭,电饭锅在高温挡正常工作24min,接着用低温挡正常工作6min。这次煮饭电饭锅共消耗电能多少千瓦时?
16.如图所示,图甲是某款家用即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,和是阻值分别为和的电热丝。通过旋转手柄改变与开关接触的两个相邻触点(有1、2、3、4四个触点),实现温水挡和热水挡的切换。
(1)开关将哪两个相邻的触点接通时,水龙头放出的是温水?
(2)求水龙头在热水挡工作时的功率。
(3)小明用图乙中的电热丝和设计成如图丙所示电路,也可实现温水挡和热水挡的切换。求图丙中的温水挡功率。(结果保留一位小数)
17.如图甲所示是常用的3D打印笔,它通过加热,挤出热熔的塑料,然后在空气中迅速冷却,最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡,其内部简化电路如图乙所示,、是用于发热的电阻,表格是该款3D打印笔的相关参数。求:
额定电压
220V
慢挡打印功率
22W
快挡打印功率
66W
(1)该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流?
(2)的阻值?
(3)某次使用快挡打印,共将33g的塑料条从加热到,若不计热损失,完成这次打印所需的时间?[塑料条的比热容为]
18.图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中R1为加热管,R2为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关(也叫防干烧开关),S、S2是手动开关,调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,下表是该电热水壶的铭牌。
(1)加热水壶处于加热状态时,手动开关S、S2应处于什么状态?正常工作时,通过加热管R1的电流为多少?
(2)电热水壶正常工作,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若R2=165Ω,则电热水壶的保温功率为多少?
(4)小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长,晚上他进行了测量,关掉家里其他电器,仅电热水壶工作,他观察到家里电能表(如图乙)1min转盘转了40转,则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少?
XX牌电热水壶
额定电压
220V
最大容量
1.5L
额定加热功率
880W
保温功率
额定频率
50Hz
19.如图甲所示的是智能多功能热菜板,该热菜板有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三种加热功能,其电路原理如图乙所示。通过开关S、S1和S2的不同接法组合,实现三挡加热功能,R1、R2均为加热定值电阻,其铭牌参数见表格,其中“低温挡”功率模糊不清。已知电阻R2=55Ω,求;
额定电压
220V
功率选择
高温挡
中温挡
低温挡
1280W
880W
××W
(1)智能多功能热菜板在高温挡正常工作10min消耗的电能为多少J?
(2)求电阻R1为多少Ω?
(3)若家庭电路中只有智能多功能热菜板在“低温挡”正常工作30分钟,他家电能表铭牌如图丙,则在此过程中电能表转动多少圈?
20.如图是一款手持式两挡电煮锅及其简化电路图,R1为发热电阻,R2为限流电阻。高挡功率为880W,低挡时R1、R2的总功率为220W。电煮锅的容积为1.5L。试计算:
(1)限流电阻R2的阻值;
(2)在标准大气压下,将1.5L水从12℃烧开,水需要吸收的热量;
(3)不计热损失,在标准大气压下,用高温当将1.5L水从12℃烧开,需要多长时间。[,ρ水=1×103kg/m3]
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第一轮专题训练:欧姆定律与电功率的综合计算题》参考答案
1.(1)1.89×105 J;(2)70%;(3)并联
【详解】解:(1)由表中数据可知,水的质量为
自动断电温度为,即水的末温,则水吸收的热量
(2)由表中数据可知,额定加热功率为500W,由可知,电热水袋消耗的电能
电热水袋的加热效率
(3)应该并联接入电路中。因为电热水袋工作的原理是电流的热效应,由可知,当电源电压不变时,电路中的总电阻越小,相同时间内放出的热量越多,而并联电路中并联的电阻越多,电路的总电阻越小,所以,应该并联接入。
答:(1)水吸收的热量为;
(2)加热效率为;
(3)应该并联接入电路中;因为电热水袋工作的原理是电流的热效应,由可知,当电源电压不变时,电路中的总电阻越小,相同时间内放出的热量越多,而并联电路中并联的电阻越多,电路的总电阻越小,所以,应该并联接入。
2.(1)44Ω;(2)484W;(3)36W
【详解】解:(1)由图乙可知,温控开关闭合,汤锅电路中只有R1工作;当温控开关断开时,汤锅电路中R1、R2串联,因串联电路中的总电阻大于任一分电阻,所以由可知,汤锅电路中只有R1工作时,电阻最小,电功率最大,汤锅为加热状态;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,汤锅为保温状态;由可知,R1的电阻
(2)由串联电路的电阻特点可知,保温挡时汤锅电路的总电阻
R=R1+R2=44Ω+56Ω=100Ω
该汤锅保温挡时的额定保温功率
(3)由可知,R右的电阻
由题意可知,导线的电阻与R右串联,此时右盘的实际电压
由串联电路的电压特点可知,导线两端的电压
U线=U﹣U实=220V﹣198V=22V
根据串联电路的电流特点和P=UI知
则
答:(1)汤锅加热状态正常工作时,R1的电阻为44Ω;
(2)若R2的电阻为56Ω,则该汤锅保温挡时的额定保温功率为484W;
(3)此时导线上消耗的电功率是36W。
3.(1)0.25A;(2)95W;(3)40℃;(4)将图(a)中R1与R2互换位置
【详解】解:(1)由图(a)分析可知,暖脚器只有两种工作状态:当闭合S、断开S1时,R1单独工作,此时电路中电阻大,在电源电压一定时,功率小,是低温挡;当S、S1都闭合时,R1与R2并联工作,此时电路中总电阻小,功率大是高温挡。所以低温挡正常工作时的电流为
(2)由(1)知,高温挡时,R1与R2并联工作,高温挡正常工作的功率
(3)关闭其他用电器,只让暖脚器单独工作时,消耗的电能
不计热量损失,热垫吸收的热量等于消耗的电能,则热垫吸热升高的温度为
则吸热后热垫能达到的温度为
(4)要保持暖脚器高温挡功率不变,而降低低温挡的功率,可以将图(a)中R1与R2互换位置,其他条件不变。互换后,当S、S1都闭合时,R1与R2仍是并联工作,是高温挡,其总功率为95W不变;更换前低温挡时R1单独工作,低温挡的功率为
更换位置后,低温挡工作时R2单独工作,低温挡的功率为
这样更换位置后高温挡功率不变,低温挡功率变小,符合题目要求。
答:(1)暖脚器在低温挡正常工作时,电路中的电流为0.25A;
(2)暖脚器在高温挡正常工作时的功率为95W;
(3)当关闭其他用电器,只让暖脚器单独工作,发现家里如图丙所示的电能表转了10转,则可将初温为15℃的热垫加热到40℃;
(4)若要保持暖脚器高温挡功率不变,而降低低温挡的功率,可将图(a)中R1与R2互换位置。
4.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据题意可知,每盏灯泡正常工作时的功率为,每盏灯泡2min内产生的热量
(2)由图乙可知,温度为时,的阻值为,由图甲可知,和串联接入控制电路,则有
若要浴室中的温度不得超过40℃,则当温度达到40℃时,“浴霸”电路断开,即控制电路中的电流大于或等于50mA,因此,控制电路的最小电压为
(3)取临界情况,当电流为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以
可得
由图乙可知,对应的温度为,当电流为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以
可得
由图乙可知,对应的温度为,则浴室内温度可控制范围。
答:(1)工作电路正常工作时,每盏灯泡2min内产生的热量为;
(2)若浴室中的温度不得超过40℃,控制电路的电源电压U的最小值为;
(3)若控制电路电源电压恒为18V,则将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制范围的大小为。
5.(1)断开;(2)121Ω;(3)2592.59s
【详解】解:(1)由图得,当开关S0断开,两电阻丝串联,电阻较大,为保温状态;当开关S0闭合,电阻丝R1独自工作,电阻较小,为加热状态。
(2)由得,R1的电阻值是
(3)将装满水箱的水从20℃加热至100℃需要吸收热量为
需要消耗的电能为
饮水机实际加热功率为
由得,饮水机需要加热的时间
答:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态;
(2)R1的电阻值是121Ω;
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有198V,将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要2592.59s。
6.(1)0.5A;(2)40Ω;(3)见解析
【详解】解:(1)根据表格数据可知,电动机的功率PM=110W,由电路图可知,电动机与电加热丝是并联的,由P=UI可知,空气炸锅正常工作时,通过电动机的电流
(2)由图乙可知,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,由可知,电路中的总功率最小,空气炸锅处于低温挡;当S闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,由可知,总功率最大,空气炸锅处于高温挡;则由可得,R1的阻值为
(3)由题意知,空气炸锅高温挡工作时的加热功率为
P高=1210W电动机的功率
PM=110W则此时电路中的总功率
此时若将额定功率900W的电饭锅和额定功率1500W电水壶,与空气炸锅一起接入电路正常工作,且空气炸锅使用高温挡,则此时电路中的总功率为
由P=UI可得,此时电路的电流为
由此可知,此时不能在使用空气炸锅高温挡在厨房进行烹饪。
答:(1)该空气炸锅正常工作时,通过电动机的电流为0.5A;
(2)电加热丝R1的阻值为40Ω;
(3)见解析。
7.(1)174240J;(2);(3)110Ω
【详解】解:(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能
(2)由可知,电热饮水机处于保温时电路中的电流为
电热饮水机处于加热时电路中的电流为
加热电流与保温电流之比为。
(3)当闭合时,饮水机处于加热状态,的功率
由可得,通过的电流为
则R2的阻值
答:(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为174240J;
(2)饮水机加热电流与保温电流比值为11∶1;
(3)R2的阻值为110Ω。
8.(1),;(2);(3);(4),
【详解】解:(1)当S闭合时,电饭锅处于加热状态,由图甲可知,此时电路中只有工作,根据可得可得
当S断开时,电饭锅处于保温状态,由图甲可知,、串联,根据可得可得
故阻值为
(2)由可知,保温状态时电路中的电流为
电饭锅保温5min,电热丝产生的热量为
(3)粥用加热挡从20℃加热到86℃吸收的热量为
加热挡加热时电流做的功为
加热挡加热需要的时间为
(4)若在使用过程中,电热丝损坏了,用滑动变阻器R实现发热电功率的调节,只使有作为发热体,由于原电路加热时只有工作,因此新的电路中在加热,为保持功率不变,电路仍只有工作,此时滑动变阻器的接入阻值为
根据可得保温时电流大小分别为
根据欧姆定律可得保温时电路总电阻分别为
故保温时滑动变阻器的接入阻值为
答:(1)电热丝、的阻值分别为、;
(2)电饭锅保温5min,电热丝产生的热量为;
(3)将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要600s;
(4)电饭锅在保温、加热挡时,对应的滑动变阻器的阻值分别是、0。
9.(1)86.8%;(2)1000W;(3)400m
【详解】解:(1)电热水器正常加热10min,消耗的电能
5L的水的质量
5L、初温为20℃的水加热到50℃所吸收的热量
电热水器的效率为
(2)电能表的铝盘转过200转,该热水器消耗的电能为
则电热水器的实际功率为
(3)该热水器的电阻为
热水器的实际电压为
导线与热水器是串联,由此可得,导线两端的电压为
根据串联电路中电压和电阻的关系
可得两根导线的总电阻为
所以每根导线长为
所以供电站距她家400m远。
答:(1)电热水器的效率为86.8%;
(2)电热水器的实际功率为1000W;
(3)供电站距她家400m远。
10.(1)0.11A;(2)2420Ω;(3)200V
【详解】解:(1)酸奶机处于加热状态时电路中的总电流
(2)加热时,R1和R2并联,保温时,R1单独工作,根据并联各支路工作互不影响可知,R2的电功率
R2的阻值
(3)加热挡工作10min消耗的电能
加热挡的实际电功率
由于加热时,R1和R2并联,则并联电路的总电阻
则此时酸奶机两端的实际电压
答:(1)酸奶机处于加热状态时电路中的总电流0.11A;
(2)电阻R2的阻值是2420Ω;
(3)此时酸奶机两端的实际电压是200V。
11.(1)保温状态;(2)75.8Ω,2000W;(3)400r;(4)见解析
【详解】解:(1)图乙中触点2接通,R1与R2串联,根据可知:此时电路中的电阻最大,电功率最小,加热台处于保温状态。
(2)加热台保温时,两个电阻串联,总电阻为
则
R2= R串- R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω
当图乙中触点1接通,电路中只有R1工作,加热台处于加热状态,加热功率
(3)加热状态下工作20min消耗的电能
W= P加t=2000W×20×60s=2.4×106J
电能表转盘转数
(4)根据公式可知,电源电压一定时,减小电路中的电阻,可以增大加热功率。并联电路总电阻小于任何一个分电阻,因此应该将这个50Ω的电阻并联在R1两端。
答:(1)S0转接到如图乙所示位置,此时加热台处于保温状态;
(2)定值电阻R2的阻值为75.8Ω,加热台加热功率为2000W;
(3)在加热状态下工作20min消耗的电能使电能表转盘转过400转;
(4)将50Ω的电阻并联在R1两端。
12.(1)0.2A;(2)60.5Ω,1039.5Ω;(3)420s
【详解】解:(1)正常保温状态时,电路中的电流
(2)两开关均闭合时,电路中只有R1接入电路,总电阻较小,根据可知,此时电热饮水机处于加热状态,R1的电阻
只闭合开关S时,两电阻串联,此时电路处于保温状态,电路总电阻
则R2的电阻
(3)盛满水时水的体积
由密度公式可得,水的质量
水吸收的热量
不计热量损失,消耗的电能
所需要的时间
答:(1)正常保温状态时,电路中的电流为0.2A;
(2)电阻R1和R2的阻值分别为60.5Ω、1039.5Ω;
(3)容器中装满水时,将水从20℃加热至100℃所需要的时间为420s。
13.(1);(2)80%;(3)0.45A
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)在这次温控中,温控棒消耗的电能为
温控棒的温控效率为
(3)温控棒的电阻
此时温控棒的工作电流为
答:(1)温控棒工作一次水族箱中水吸收的热量为;
(2)温控棒的温控效率为80%;
(3)温控棒的工作电流为0.45A。
14.(1)2∶1;(2)1320W,880W
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1,电路中只有R1工作,电阻较大,根据
知电饭锅处于保温挡;开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,根据
知电饭锅处于加热挡;R2的电功率为
R2的电阻为
R1、R2的比值为
(2)在不增减器材的基础上,且保证加热功率尽可能大,可以将两电阻并联,电阻最小,功率最大,由于R1大于R2,所以,开关S2接在R1所在的支路上,如下图所示:
当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电阻较小,只闭合S1时,只有电阻R2工作,此时电路中的电阻较大,由
知当开关S1、S2均闭合时功率较大,为加热挡,只闭合S1时,功率较小,为保温挡;所以,保温功率为
加热功率仍等于原来的规律,为
答:(1)R1、R2的比值为2:1;
(2)加热功率为1320W,保温功率为880W。
15.(1) 2A;(2) 73.3Ω;(3) 0.484
【详解】解:(1)由电路图可知,闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,此时电阻较大(大于并联时的总电阻),由可知电饭锅的功率较小,处于低温挡,由可知,通过R1的电流
(2)由电路图可知,闭合开关S、S1时,R1与R2并联,此时电阻较小,电饭锅的功率较大,处于高温挡,因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以R2的电功率
由可得,电热丝R2的电阻
(3)根据可得高温挡时消耗的电能
低温挡时消耗的电能
本次煮饭消耗的总电能
答:(1)煮饭时通过R1的电流为2A;
(2)电热丝R2的阻值为73.3Ω;
(3)这次煮饭电饭锅共消耗电能为0.484。
16.(1)开关S将触点2和3接通时,水龙头放出的是温水。
(2)水龙头在热水挡工作时的功率为3300W。
(3)图丙中的温水挡功率为733.3W。
【详解】(1)根据电功率公式可知,在电源电压U一定时,电路的总电阻R越大,电功率P越小,为温水挡;总电阻R越小,电功率P越大,为热水挡。由图乙电路可知,当开关S接通触点2和3时,只有电阻R1接入电路,此时电路中的总电阻最大,根据可知,电功率最小,为温水挡;当开关S接通触点3和4时,电路为两电阻并联,电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大,为热水挡。
(2)当水龙头处于热水挡时,开关S接通触点3和4,电阻R1和R2并联。电路的总功率等于各支路功率之和。电阻R1的功率
电阻R2的功率
热水挡的总功率
(3)由图丙可知,当开关S断开时,电阻R1和R2串联接入电路,电路总电阻
当开关S闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2接入电路,电路总电阻
因为
所以,根据可知,电阻越大,功率越小,因此开关S断开时为温水挡。
温水挡的功率
17.(1)0.3A;(2)2200Ω;(3)150s
【详解】(1)由图可知,只闭合开关S时,电路为R1的简单电路;同时闭合S、S1时,R1、R2并联。由于并联后总电阻小于任一支路电阻,所以并联电路电阻较小。由可知,电压一定时,电阻越小,消耗的电功率越大,则只闭合S时为慢档打印,同时闭合S、S1时为快档打印。快档打印的电流为
(2)慢档打印时,通过电路的电流
R1的阻值为
(3)33g的塑料条从加热到吸收热量为
若不计热损失消耗电能为
使用快挡打印所需的时间
答:(1)该打印笔在快挡打印功率状态下的工作电流为0.3A;
(2)的阻值为2200Ω;
(3)使用快挡打印,完成这次打印所需的时间为150s。
18.(1)闭合;4A;(2)5.04×105J;(3)55W;(4)800W
【详解】解:(1)由电路图可知,当S1、S、S2都闭合时,R2短路,电路只有R1工作;当开关S、S1闭合、S2断开时,两电阻串联;根据串联电阻的规律可知,串联的总电阻大于R1的电阻,根据可知,电源电压不变,当电路只有R1工作时电流大,根据可知,此时R1的功率大,为加热状态,即手动开关S、S2都闭合时,电热水壶处于加热状态;根据表中数据可知,电热水壶的额定加热功率为880W,由可知,正常工作时,通过加热管R1的电流为
(2)由表中数据知,一满壶水的体积为1.5L,根据可知,其质量为
在1标准大气压下,水的沸点为100℃,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收的热量
(3)由欧姆定律,根据(1)知,加热管电阻
当开S、S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电路处于保温状态,根据电阻的串联规律,此时电路的电阻
由欧姆定律,此时电路中的电流
因为只有加热管放出的热量能被水吸收,则电热水壶的保温功率就是保温时R1的功率
(4)如图乙电能表上标有,表示电能表转盘每转3000圈消耗1千瓦时的电能,则转40转消耗的电能为
1min转盘转了40转,晚上烧水时电热水壶的实际功率为
答:(1)加热水壶处于加热状态时,手动开关S、S2应处于闭合状态,正常工作时,通过加热管R1的电流为4A;
(2)电热水壶正常工作,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收的热量为5.04×105J;
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,电热水壶的保温功率为55W;
(4)晚上烧水时电热水壶的实际功率为800W。
19.(1)7.68×105J;(2)121Ω;(3)600圈
【详解】解:(1)由得,智能多功能热菜板在高温挡正常工作10min消耗的电能
W=Pt=1280W×600s=7.68×105J
(2)由图可知,当S、S2闭合时,此时电路为R2的简单并联电路,R2的功率
此电路为中温挡。当所有开关都闭合,电路为R1和R2的并联电路,电路总电阻最小,由可知此时电路的总功率最大,即为“高温挡”;而高温挡是并联的总功率,则R1的电功率
P1=P高-P2=1280W-880W=400W
则当S、S1闭合时,此时电路为R1的简单电路,电功率最小,是低温挡,功率为400W;由得R1的电阻
(3)低温挡工作30min消耗的电能
W′=P1t=400W×1800s=7.2×105J=0.2kW·h
电能表所转的圈数为n,由得
n=WN=0.2kW·h×3000r/( kw·h)=600r
答:(1)智能多功能热菜板在高温挡正常工作10min消耗的电能为7.68×105J;
(2)电阻R1为121Ω;
(3)在此过程中电能表转动600圈。
20.(1)55Ω;(2)5.544×105J;(3)630s
【详解】解:(1)由图乙可知,当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电煮锅处于高挡;由可知,发热电阻R1的阻值
当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,电煮锅处于低挡;由知,R1、R2的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,限流电阻R2的阻值
R2=R﹣R1=220Ω﹣55Ω=165Ω
(2)水的体积
V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3
由可知,水的质量
m=ρ水V=1×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量
(3)不计热量损失,电煮锅消耗的电能
W=Q吸=5.544×105J
由可知,电煮锅的加热时间
答:(1)限流电阻R2的阻值为55Ω;
(2)在标准大气压下,将1.5L水从12℃烧开,水需要吸收的热量为5.544×105J;
(3)不计热损失,在标准大气压下,用高温当将1.5L水从12℃烧开,需要的时间为630s。
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