中考必刷题专题 训练42多挡位电热器综合计算

专题42  多挡位电热器综合计算

1．某种智能型电饭锅，如图甲所示，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。求：

（1）电阻R1的阻值

（2）此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中80%热量被水吸收，则能将初温是20℃，多少质量的水烧开。（在一个标准大气压下，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），计算结果保留2位小数。）

2．如图为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，已知正常工作时，高火加热功率为500W，文火萃取功率为100W，若壶中药液的总质量为1kg，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图所示

（1）观察图像中高火加热过程可知：电煎药壶在前半段比后半段时间的加热效率。上述高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•°C）]

（2）分析电路可知：当Sa接2，同时Sb________时，电路处于文火萃取阶段，电路中的电阻________在工作。

（3）已知电阻R2=484Ω，求R1的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少瓦？

3．图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：

（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。【c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3】

（2）电热丝R2的阻值。

（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温挡加热5min，粥升高的温度。【取c粥=4.0×103J/（kg•℃）】

4．如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S1时，R1加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S2时，R2保温，防止爆米花变凉；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米=1.2×103J/（kg•℃）]

（1）将100g、20℃的玉米加热到300℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；

（2）电阻R1发热，把100g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时5min，求R1的加热效率。

（3）求保温电阻R2的阻值。

5．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下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为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热）。

（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；

（2）某次使用加温器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）

（3）一天，芳芳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的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？

6．如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：

（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）]

（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？

（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为多大？

7．洗碗机是自动清洗、筷、盘、碟等餐具的机器。某型号家用洗碗机工作程序为：首先给水箱水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50°C即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系启动，将水箱中的废水排出，水的比热容为4.2×103J/（kg·°C），设水箱中水的初温为20°C，加热时产生的热量全部被水吸收。

（1）图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，________的功能。

（2）图乙为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像。求发热电阻的阻值多大？不计水的电阻。

（3）某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水多少千克？

8．一款电热水壶工作时有两挡，分别是加热挡和保温挡。其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）。已知R1=44Ω，R2=2156Ω，外界气压为一个标准大气压，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃），求：

（1）当开关S置于_______（选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热挡，它的功率是多大？

（2）保温状态下电路中的电流是多大？

（3）若将体积为1L，初温为20℃的水烧开需要7分钟，求电水壶的加热效率η。（结果保留一位小数）

9．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：

（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？

（2）电热丝工作时的电阻是多大？

（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？

10．如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关S可以同时与a、b相连，或只与c相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热挡时总功率为1540W，在保温挡时的总功率为55W。请根据以上信息解答下列问题：

（1）将开关s与a、b相连时，＿＿＿＿发光（选填“红灯”或“绿灯”），此时电饭煲处于＿＿＿＿状态（选填“加热”或“保温”）

（2）电饭煲处于加热状态时，R的电功率为P1；处于保温状态时，R的电功率为P2，P1：P2=400∶1．请计算电阻R1的阻值。

（3）如果在不改变原来保温挡和加热当电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，请设计出1种方案，并用简要的文字说明（也可配合作图说明）

11．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=56Ω，R2=44Ω，求：

（1）大功率挡的额定功率。

（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量？

（3）若用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，求熨烫机的加热效率。（结果保留一位小数）

12．下图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感．图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关．将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示．求：

（1）5～10min，电饭煲的功率．

（2）20～30min，电饭煲产生的总热量．

参考答案

1.60.5Ω；（2）1.29kg。

2.（1）3.36×105（2）断开R2（3）121Ω   80W

3.（1）2.1×105J   （2）110Ω   （3）45℃

4.（1）玉米吸收的热量：

Q吸=c玉米m（t﹣t0）=1.2×103J/（kg℃）×0.1kg×（300℃﹣20℃）=3.36×104J；

（2）由题知，电阻R1发热，加工时给玉米加热的功率P加热=200W，

由P=可得，电阻R1加热消耗的电能为：

W=P加热t=200W×5×60s=6×104J，

R1的加热效率：

η=×100%=56%；

（3）由题和图示知，只闭合开关S2时，只有R2连入电路，处于保温，

由P=得R2的阻值：

R2==2200Ω。

5.（1）加湿器处于低挡位置时的发热功率为100W

（2）加湿器在高挡正常工作时消耗的电能为2.4×105J，可以使注水仓中冷水的温度升高19℃

6.（1）加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收2.4×105J的热量；

（2）电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、151.6Ω；

（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为70800J。

7.（1）自动停止加热（2）60.5Ω（3）7200kg

8.（1）2   （2）0.1A   （3）72.3%

9.（1）0.5A   （2）55Ω   （3）450J

10.（1）红灯加热（2）110Ω

（3）在不改变原来保温挡和加热当电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，根据P=U2/R可知，电阻越小时，功率越大，所以应使三个电阻并联。

可以设计以下电路：

闭合相应的开关时，具有不同的功率：

当闭合S、S2、S3时，断开S1时，R、R1、R2并联，电路的总电阻最小，功率最大，快速加热；

闭合开关S2、S3，断开S、S1时，R、R1并联，电饭煲为原来的加热状态；

闭合开关S1、断开S、S2、S3时，R与R2串联，电饭煲为原保温状态。

11.（1）1964W（2）6.72×104J（3）1.3748×105J

12.（1）660W   （2）2.64×105J