内容正文:
甘肃
物 理
分层练习册
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模块五 电(磁)学
小专题培优5 多挡位家用电器相关计算
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1.(2025云南)为保障行车安全,同学设计了后视镜除雾、
除霜装置,简化电路如图所示。电源电压为12 V,加热电
阻、的阻值均为6 Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜。
将旋转开关调至“1”时启动除___模式,加热1 min,后视镜温度升高6 ℃,
后视镜玻璃质量为0.15 kg,加热效率为____%。
霜
50
第1题图
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2.(2025威海)某汽车加热座椅的工作原理如图所示,
、 均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、
中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别
为60 W、30 W,电源电压为12 V 。处于低挡位时开关
的通断情况为_______________,此时电路消耗的总功率为____W 。
断开,接2
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第2题图
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3.(2025成都)小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热
器,电路如图所示。电源电压为24 V,为单刀多掷开关,
是阻值为12 Ω的电热丝, 为某种材料制成粗细均匀的
电热丝,最大阻值为24 Ω,触点2为的中点位置。当
闭合, 拨到触点3时,加热器处于_______挡;加热器在
“中温”挡下工作1 min ,电路消耗的总电能是_______J。
高温
1 440
第3题图
5
第4题图
4.(2025凉州区二模)如图甲所示为一款养生壶,图乙为电路原理简图,
如表为它处于加热状态时的部分参数,当、 都闭合时,养生壶处于加
热状态,只闭合 时,养生壶处于保温状态。
额定电压 220 V
加热功率 880 W
额定容量 2 L
(1)养生壶在加热挡时电路中
的电流是多大?
解:由P=UI 可知,养生壶在加
热挡时电路中的电流I= =4 A
(2)如果养生壶在加热挡正常工作2 min ,消耗多少电能?
养生壶在加热挡正常工作2 min ,消耗的电能W=Pt=880 W×120 s=105 600 J
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(3)若正常工作时保温挡的电功率为加热时的10%,则 的阻值是多大?
根据题意可知,养生壶保温挡功率 =880 W×10%=88 W
由题意知,当、 都闭合时处于加热状态,此时仅接入电路,由P =
可知, 的阻值 =55 Ω
由题意知,只闭合时,养生壶处于保温状态,此时与 串联接入电
路,此时电路的总电阻 R= =550 Ω
则的阻值=550 Ω-55 Ω=495 Ω
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5.(2025宜宾)中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型
的电热煎药壶,额定电压为220 V ,有高温、低温两个挡位,其内部简化
电路如图乙所示,当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。、 是
两个阻值不变的电热丝,=484 Ω,=121 Ω,U=220 V。
第5题图
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第5题图乙
(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还
是C、D ?
解:开关接触B、C时,电阻 接入电路,开关接触C、D
时,电阻与 并联接入电路,由 P = 可知,低温挡时,
较大,即开关接触B、C 。
(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少?
开关接触B、C时,电热煎药壶处于低温挡,由P= 可知,低温挡工作时
的功率为 =100 W
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(3)计算使用高温挡工作1 min ,电流做功是多少?
使用高温挡工作时,、并联接入电路,由 P = 可知,
此时电路中的电功率为
500 W
工作1 min电流做功W= =500 W×1×60 s=3×J
第5题图乙
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(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为4.0×
J/(kg∙℃),质量为200 g,加热8 min,温度从5 ℃升高到45 ℃。请计算
此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计,结果保留一
位小数)。
中药吸收的热量为
低温挡工作8 min 消耗的电能
此过程中的加热效率为η=66.7%
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第6题图
6.如图甲所示是小明家的蒸汽拖把。使用时,电热丝加热水,产生高温蒸
汽从拖把头喷出,能高效清洁地面的同时杀灭地面上的细菌。该电热拖把
的简化加热电路如图乙所示,有高低两个挡位,
已知电热丝的阻值为33 Ω,低挡位的功率为
550 W 。
(1)低挡位正常加热时电路中的电流为多大?
解:由题意可知,低挡位的功率为550 W,由P=UI 可得,低挡位加热时电
路中的电流 =2.5 A
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第6题图
(2)电热丝 的阻值为多少?
分析图乙可知,当开关接2时两电阻串联,电路中电阻较大,
当开关接1时,为 的简单电路,电路中电阻较小,根据 P=
可知,电阻大时电功率更小,故开关接2时为低挡位。低
挡位加热时电路中的总电阻=88 Ω
根据串联电路的电阻规律可知,电热丝 的阻值=88 Ω-33 Ω
=55 Ω
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(3)已知拖把水箱内水的质量为0.55 kg ,用高温挡加热时,假设电热丝
放出的热量全部被水吸收,将水箱中的水从20 ℃加热到100 ℃ 需要多长时
间?[水的比热容为4.2×J/(kg℃)]
将水加热到100 ℃ 需要吸收的热量
电能产生的热量为
高温挡的功率 =880 W
由P= 可得,需要加热的时间t =210 s
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(4)若想缩短高挡位加热水的时间,且不改变低挡位功率,在现有元件
不变的前提下,可以对电路进行的改进是_________________________。
将电热丝与互换位置
第6题图乙
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