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2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 多挡位电热器的相关计算
展开这是一份2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 多挡位电热器的相关计算,共16页。学案主要包含了多个加热电阻的电热器,只有一个加热电阻的电热器,中考题型分析等内容,欢迎下载使用。
1.“网络式”复习法:即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”:为了防止遗忘,就要采用提高“回头率”的`方法,即看完一节、一章、一部分之后,再回头扫视一遍,这样知识得到了系统的巩固,效果很好。
3.“空想法”:所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图:复习时,可以在每门考试科目众多的参考书中,选出一本较有代表性的参考书,通读全书后,理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法:把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
多挡位电热器的相关计算
一、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。
电热器电路是纯电阻电路,一般接在家庭电路,电压为220V,是个常量,所以:
(1)比较电热的多少一般用Q=W=t,比较功率的大小用。
(2)如果已知各挡功率,计算电热(电功)用Q=W=Pt。
(3)如果没有已知功率,通常通过计算出电功率,再用Q=W=t计算电热。
当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。
二、多个加热电阻的电热器:
多挡位电热器,顾名思义,电热器有多个挡位,不同挡位电功率不同。由于用电器多接在220V电压下工作,所以依据可知:
= 1 \* GB3 ①当电路中电阻越大,电功率越小,为低挡位(保温挡)工作;
= 2 \* GB3 ②当电路中电阻越小,电功率越大,为高挡位(加热挡)工作;
= 3 \* GB3 ③当电阻介于大电阻和小电阻之间时,为中温挡。
通常家用多挡电热器是通过改变开关状态,改变工作电路结构,从而改变用电器消耗的电功率,实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。
高温挡——通过开关的转换,实现电路的并联,并联支路越多,电阻越小,功率越大,温度越高;
低温挡——通过开关的转换,实现电路的串联联,串联电阻越多,电阻越大,功率越小,温度越低;
三、只有一个加热电阻的电热器:
串联电阻分压,使加热管的电压改变从而引起电功率变化。这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻,分压电阻的电热是不能用来加热的。
四、电热器是用来加热的,所以常常与比热容相关计算联系起来,考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等,进而计算加热效率。
被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t,消耗的电能W=Pt,加热效率。当电能全部转化为水的内能时,W=Q吸。在计算过程中,要注意被加热的物质的温度变化时,“升高了”还是“升高到”。
五、中考题型分析
中考中,多挡位电热的计算是中考中一个重要的考点,综合性强,往往是中考中压轴的题目。主要以综合应用计算题的形式出现,常常结合考查电路结构、欧姆定律、电功率、电热及其变形公式等内容,分值7分左右;当然也会有填空、选择题,分数较少,2-3分。
★常考知识点一:多挡位电热器挡位判断:
典例1.如图是高、中、低“三档”电热器(R1>R2)的工作电路,如果将电热器调至高温档工作,应该闭合开关______;如果调至中温档工作,已知电源电压为U,通电时间为t,则它产生的热量的表达式:______。
典例2.如图是小林家里电热水器的工作原理图,两根加热管电阻相同。电热水器功率有高、中、低三档。当S1断开,S2接b时,其功率为低档,大小为1000W。
(1)请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦。(不必写出推导过程)
(2)小林选用某功率档加热水箱里的50L水,水温升高40℃用了40min,求此过程电热水器的效率。[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)
★常考知识点二:多挡位电热器的相关计算:
典例3.如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。则开关S接触______触点时(选填“12”或“23”或“34”),水龙头放出的温水;若将两电阻的位置互换,温水档的电功率将______,水龙头在热水挡正常工作300s产生的热量是______J。(不用科学记数法表示)
典例4.CFXB型热水杯的原理图如图所示,它有加热和保温两档,通过单刀双掷开关S进行调节,R0、R为电热丝,当开关S接加热档时,电路的功率为1000W,当开关S接保温档时,电路的总功率为44W,R2、R阻值恒定不变。
(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是多少?
(2)电热丝R0、R的阻值多大?
(3)在一标准大气压下把一满壶水从30 ∘C烧开需要14分钟,求这个热水壶的效率是多少?【c水=4.2×103J/kg⋅℃】
跟踪训练
5.小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫(原理如图所示),发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,S为挡位切换开关,R1和R2为电热丝,电源电压为24V,R1=16Ω,若开关切换到3时,电路处于______ 档,此时电路中的电流是1A,则电热丝R2两端的电压______ V;电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量______ J。
6.有一种电热水壶常有两个档“烧水”和“保温”,如图是其内部简化电路图,已知R0=55Ω,R1=1045Ω,当S接1时,电热水壶处于______(选填“烧水”和“保温”)挡,当S接2时,通电1min产生的热量是______J。
7.图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1
(1)水吸收的热量为多少J?
(2)电热水器需要工作多长时间?
9.有一款新型智能电热水壶,有高、中、低三档,并可以手动调节,它的等效电路如图所示,其中R1=R2=88Ω,均为电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b。
(1)开关S1、S2处于什么状态时,电热水壶处于低温档?
(2)电热水壶处于高温档时的电功率是多大?
(3)用高温档加热时,把1kg水从20℃加热到70℃需多长时间?(c水=4.2×103J/(kg⋅℃),不计热量损失,时间结果保留一位小数)
10.下表为一台电饭煲的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝.
试求:(1)电饭煲在高温档正常加热工作时的电流;
(2)电路中R1的阻值;
(3)电饭煲在低档保温正常工作1min,电路中R1产生的热量.
11.如图甲所示是一款电烤箱,图乙是其简化电路图。它设有高、中、低三挡开关。已知R1=96.8Ω、R2=48.4Ω,[取c肉=3.0×103J/(kg⋅℃)],求:
(1)电烤箱中火档的电功率是多少W?
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃, 需要吸收多少热量?
(3)若电烤箱的加热效率为60%,那么用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃,需要多长时间?
12.在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示某家用电中药壶,右表是其铭牌,猛火挡额定功率字迹已被磨损;工作电路简化为图乙所示,其中S′为挡位开关,R1、R2为定值电阻,A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时,红灯亮;处于文火挡时,绿灯亮。R2=217.8Ω。
(1)判断A灯是红灯还是绿灯;
(2)求电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功;
(3)猛火档的额定功率;
(4)当把家中的其他用电器都与电源断开,在标准大气压下用猛火挡将1kg的10℃药液加热至沸腾(药液的沸点与水相同),标有“1200r/kW⋅h”字样的电能表转过150转。求此电中药壶的加热效率。[药液的比热容为4.0×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】S、S1、S2 Q=U2R2t
【解析】解:(1)由电路图可知,当开关S、S1、S2闭合时,两电阻并联,
根据电阻的并联特点可知,此时电路中的总电阻最小,
由P=U2R可知,此时电热器的电功率最大,处于高温档位;
(2)当闭合开关S、S2闭合时,电路中只有R2工作,
∵R1>R2,
∴由P=U2R可知,此时电热器处于中温档位,
t内产生的热量:
Q=U2R2t。
故答案为:S、S1、S2;Q=U2R2t。
(1)根据P=U2R可知,在电源的电压不变时,要调到电热器的高温档位,应使电路中的总电阻最小,根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小,据此判断需要闭合的开关;
(2)当电路中只有R2工作时,电热器处于中温档位,根据焦耳定律求出通电时间为t内产生的热量。
本题考查了电功率公式和焦耳定律的灵活应用,关键是根据电阻的并联特点和两电阻之间的关系确定电热器的档位。
2.【答案】解:(1)当S1断开,S2接b时,两加热管电阻串联,电热水器处于低温档,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,P低=U2R+R=U22R=1000W,即U2R=2000W,
当S1闭合,S2接a时,加热管电阻并联,电热水器处于高温档,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻为R2,
则P高=U2R2=2U2R=2×2000W=4000W;
当S1闭合,S2接b时,电路为一根加热管电阻的简单电路,电热水器处于中温档,
则P中=U2R=2000W;
(2)水的体积:
V=50L=0.05m3,
由ρ=mV可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
则水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×40℃=8.4×106J,
若消耗的电能W=Q吸=8.4×106J,
则电热水壶的功率P=Wt=8.4×106J40×60s=3500W,
所以,加热档位为高温档,消耗的电能:
W′=P高t=4000W×40×60s=9.6×106J,
此过程电热水器的效率:
η=Q吸W×100%=8.4×106J9.6×106J×100%=87.5%。
答:(1)电热水器的高、中档功率分别是4000W、2000W;
(2)此过程电热水器的效率为87.5%。
【解析】(1)当S1断开,S2接b时,两加热管电阻串联;当S1闭合,S2接a时,加热管电阻并联;当S1闭合,S2接b时,电路为一根加热管电阻的简单电路;根据电阻的串并联和P=U2R求出电热水器的高、中档功率;
(2)知道水的体积,根据密度公式求出水的质量,根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量,根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位,再根据W=Pt求出消耗的电能,利用η=Q吸W×100%求出电热水器的效率。
本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用,关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断。
3.【答案】23 变大 990000
【解析】解:由电路图可知,接12时处于断路状态,接23时,电路中只有R2工作,接34时,电阻R1、R2并联,根据P=可知,接12时为冷水挡,接23时为温水挡,接34时为热水挡,则开关S接触23触点时,水龙头放出的温水,此时的电功率为:
P==1100W;
若将两电阻的位置互换,温水挡的电阻由44Ω变为22Ω,电阻变小,根据P=可知电功率将变大。
当开关S接触3、4触点时,电路中R1、R2电热丝并联,
此时的电功率:P′=+P=+1100W=3300W;
水龙头在热水挡正常工作300s产生的热量为Q=W=Pt=3300W×300s=990000J。
故答案为:23;变大;990000。
当开关S接触1、2触点时,电路不通电,电热丝不工作,水龙头放出的是冷水;当开关S接触2、3触点时,电路中只有R2电热丝工作,根据P=求出此时电功率的大小;当开关S接触3、4触点时,电路中R1、R2电热丝并联,电路总功率等于各部分电功率之和,根据P=可以求出此时的电功率大小,比较可知,开关S接触不同位置时的状态;若将两电阻的位置互换,温水挡的电阻由44Ω变为22Ω,电阻变小,根据P=分析温水档的电功率变化情况;根据Q=W=Pt计算水龙头在热水挡正常工作300s产生的热量。
本题考查并联电路特点和电功率公式的灵活运用,分清电路的连接是解题的关键。
4.【答案】解:
(1)由表格数据可知,保温时的功率为44W,
由P=UI可得保温档正常工作时,电路中的电流:
I保温=P保温U=44W220V=0.2A;
(2)由图知S接2时只有R0接入电路,为加热状态,
由P=U2R可得R0的电阻:
R0=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω,
S接1时两电阻串联,为保温状态,
总电阻:R总=U2P保温=(220V)244W=1100Ω,
所以R=R总−R0=1100Ω−48.4Ω=1051.6Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm(t2−t1)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−30℃)=5.88×105J;
热水壶消耗的电能:W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J,
热水壶的效率:η=Q吸W×100%=5.88×105J8.4×105J×100%=70%。
答:(1)在保温档正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(2)电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω;
(3)热水壶的效率是70%。
【解析】本题考查了串联电路特点、功率和热量公式的应用以及效率的计算,关键是正确分析电路,明确电路状态。
(1)由表格数据,根据P=UI计算在保温档正常工作时,电路中的电流;
(2)由电路图知S接1时两电阻串联,为保温状态;S接2时只有R0接入电路,为加热状态,根据电路特点和P=U2R计算两电阻的阻值;
(3)利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量;消耗的电能可利用公式W=Pt来计算,热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。
5.【答案】低温 8 2160
【解析】解:(1)当开关S接3时,R1、R2串联;当开关S接2时,只有R1工作;当开关S接1时,没有电阻工作处于,处于关挡;
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接3时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,根据P=U2R可知,电功率最小,座椅垫处于低温挡;
当开关S接2时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,电功率最大,座椅垫处于高温挡;
根据I=UR得电热丝R1两端的电压为:
U1=IR1=1A×16Ω=16V,
由串联电路电压的规律得电热丝R2两端的电压为:
U2=U−U1=24V−16V=8V;
(2)高温挡加热时座椅垫工作1min产生的热量为:
Q=I2R1t=U2R1t=(24V)216Ω×60s=2160J。
故答案为:低温;8;2160。
(1)当开关S接3时,R1、R2串联;当开关S接2时,只有R1工作;当开关S接1时,没有电阻工作;根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知高温挡、低温挡以及关挡的电路连接;根据欧姆定律算出电热丝R1两端的电压,由串联电路电压的规律算出电热丝R2两端的电压;
(2)根据Q=I2Rt=U2R1t求出高温挡加热时座椅垫工作1min产生的热量。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律公式以及焦耳定律的应用,能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
6.【答案】保温 52800
【解析】解:(1)由电路图可知,当开关S置于“1”档时,两电阻串联,电路电阻最大,根据P=U2R可知,电饭锅电功率最小,处于保温状态;
(2)当开关S置于“2”档时,R1被短路,只有R0接入电路,电路电阻最小,电饭锅电功率最大,处于加热状态。
此时电路中电流:I=UR0=220V55Ω=4A;
通电1min电路产生的热量:Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×60s=52800J。
故答案为:保温;52800。
(1)电路电压U一定,由P=U2R可知,电阻越大,电功率越小,分析电路图确定电饭锅的状态;
(2)由I=UR计算电路中电流,由Q=I2Rt计算通电1min电路产生的热量。
本题考查欧姆定律和电功率公式应用以及电热的计算,分析清楚电路结构是关键。
7.【答案】S1
【解析】由电路图可知,闭合开关S、S2时,R2单独接入电路,由R1
电暖器在第二挡正常工作10 min产生的热量为Q=W=P2t=1150 W×10×60 s=6.9×105 J.
8.【答案】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103 J/(kg⋅℃)×40kg×(70℃−20℃)=8.4×106J;
(2)不计热量损失,电热水器消耗的电能W=Q吸=8.4×106J,
由P=Wt可得,电热水器需要工作的时间:
t=WP=8.4×106J2100W=4000s。
答:(1)水吸收的热量为8.4×106J;
(2)电热水器需要工作4000s。
【解析】(1)知道水的质量和初温、末温、比热容,根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)不计热量损失,消耗的电能W=Q吸,再利用P=Wt求电热水器需要工作的时间。
本题考查了吸热公式、电功率公式的应用,注意利用好条件:不计热量损失,消耗的电能W=Q吸。
9.【答案】解:(1)由电路图知,当S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电路总电阻最大,电源电压U一定,由P=U2R可知,此时总功率小,电热水壶处于低温挡;
(2)当S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,总电阻最小,由P=U2R可知,总功率最大,电热水壶处于高温挡,
R1、R2并联时,总电阻:R并=R1R2R1+R2=88Ω×88Ω88Ω+88Ω=44Ω,
高温档加热时,电路消耗的功率:P高=U2R并=(220V)244Ω=1100W;
(3)把1kg水从20℃加热到70℃吸收的热量:
Q=c水m△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(70℃−20℃)=2.1×105J;
不计热量损失,W=Q=2.1×105J;
由P=Wt可得,所需时间t=WP高=2.1×105J1100W≈190.9s。
答:(1)当S1断开,S2接b时,电热水壶处于低温档;
(2)用高温档加热时,电功率是1100W;
(3)把1kg水从20℃加热到70℃需要190.9s。
【解析】(1)由P=U2R可知,电压一定时,电路电阻越大,功率越小,电热水壶处于低温挡,根据电路图分析电路结构,判断低温挡时,开关的状态;
(2)当R1、R2并联,电路电阻最小,由P=U2R可知,功率最大,电热水壶处于高温挡,根据并联电阻的规律算出总电阻,利用P=U2R可求得高温档加热时的电功率;
(3)根据Q=cm△t可求得水吸收的热量,不计热量损失,Q=W,利用P=Wt可求得时间。
本题考查了电功率公式、吸热公式、电功公式的应用,分清电热水壶处于不同状态时电路的连接方式是关键。
10.【答案】解:(1)由P=UI可得,电饭煲在高温档正常加热工作时的电流:
I=P高温U=1100W220V=5A;
(2)由电路图可知,开关S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电饭煲处于高温档,
由P=U2R可得,电路中R1的阻值:
R1=U2P高温=(220V)21100W=44Ω;
(3)由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电饭煲处于低温档,
由P=UI可得,低档保温正常工作时的电流:
I′=P低温U=440W220V=2A,
工作1min电路中R1产生的热量:
Q1=(I′)2R1t=(2A)2×44Ω×60s=10560J.
答:(1)电饭煲在高温档正常加热工作时的电流为5A;
(2)电路中R1的阻值为44Ω;
(3)电饭煲在低档保温正常工作1min,电路中R1产生的热量为10560J.
【解析】(1)电饭煲在高温档正常加热工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出电流;
(2)由电路图可知,开关S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,电饭煲处于高温档,根据P=U2R求出电路中R1的阻值;
(3)由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电路中的总电阻最大,电饭煲处于低温档,根据P=UI求出低档保温正常工作时的电流,根据Q=I2Rt求出工作1min电路中R1产生的热量.
本题考查了串联电路的特点和电功率公式、焦耳定律的应用,分清电饭锅不同档位时电路的连接方式是关键.
11.【答案】解:(1)当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联;当S1断开、S2接a时,只有R1工作;当S1断开、S2接b时,R1、R2串联;
根据串并联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻大于任一分电阻,并联电路的总电阻小于任一分电阻,
所以当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联,电路中的总最小,根据P=U2R可知,电路中的总功率最大,电烤箱处于高温挡;
当S1断开、S2接b时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,电烤箱处于低温挡;
当S1断开、S2接a时,只有R1工作,电烤箱处于中温挡;
电烤箱中火档的电功率:P=U2R1=(220V)296.8Ω=500W;
(2)烤肉的质量m=500g=0.5kg,
将500g烤肉从20℃加热到260℃,需要吸收的热量:Q吸=c肉m(t−t0)=3.0×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(260℃−20℃)=3.6×105J;
(3)由η=Q吸W可知,用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃,电烤箱消耗的电能:W=Q吸η=3.6×105J60%=6×105J,
电烤箱高温挡的电功率:P高=P1+P2=U2R1+U2R2=(220V)296.8Ω+(220V)248.4Ω=1500W,
由P=Wt可知,需要加热的时间:t′=WP高=6×105J1500W=400s。
答:(1)电烤箱中火档的电功率是500W;
(2)将500g烤肉从20℃加热到260℃,需要吸收3.6×105J的热量;
(3)若电烤箱的加热效率为60%,那么用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃,需要的时间为400s。
【解析】(1)当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联;当S1断开、S2接a时,只有R1工作;当S1断开、S2接b时,R1、R2串联,根据串并联的特点和P=U2R可知各种状态下的电路连接,并根据P=U2R可求出电烤箱中火档的电功率;
(2)知道烤肉的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t−t0)求出将500g烤肉从20℃加热到260℃,需要吸收的热量;
(3)根据效率公式求出用高温挡将500g烤肉从20℃加热到260℃,电烤箱消耗的电能,根据P=U2R求出高温挡的功率,利用P=Wt求出需要加热的时间。
本题是电热综合题,主要考查串并联电路的特点、电功率公式、吸热公式以及效率公式的灵活运用,能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
12.【答案】解:指示灯的阻值忽略,当开关S闭合,S′打至触点2时,电路为两电阻和指示灯B的串联的电路,此时电路中总电阻较大,根据P=U2R可知总功率较小,电中药壶处于文火挡;
当开关S闭合,S′打至触点1时,电路为R1和指示灯A的串联电路,此时电路中总电阻较小,根据P=U2R可知总功率较大,电中药壶处于猛火挡。
(1)当开关S闭合,S′打至触点1时,电路为R1和指示灯A的串联电路,电中药壶处于猛火挡,此时红灯亮,故A灯是红灯;
(2)电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功W=P文火t=200W×10×60s=1.2×105J;
(3)A、B为阻值可忽略不计的指示灯,电中药壶处于文火挡时,根据P=U2R可知R串=U2P文火=(220V)2200W=242Ω,根据电阻串联的特点可知R1=R串−R2=242Ω−217.8Ω=24.2Ω,
根据P=U2R可知猛火档的额定功率P猛火=U2R1=(220V)224.2Ω=2000W;
(4)药液吸收的热量Q吸=cmΔt=4.0×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−10℃)=3.6×105J;
消耗的电能W电=1501200kW⋅h=0.125kW⋅h=4.5×105J,
此电中药壶的加热效率η=Q吸W电=3.6×105J4.5×105J=80%。
答:(1)A灯是红灯;
(2)电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功为1.2×105J;
(3)猛火档的额定功率为2000W;
(4)此电中药壶的加热效率为80%。
【解析】指示灯的阻值忽略,当开关S闭合,S′打至触点2时,电路为两电阻和指示灯B的串联的电路,此时电路中总电阻较大,根据P=U2R可知总功率较小,电中药壶处于文火挡;当开关S闭合,S′打至触点1时,电路为R1和指示灯A的串联电路,此时电路中总电阻较小,根据P=U2R可知总功率较大,电中药壶处于猛火挡。
(1)当开关S闭合,S′打至触点1时,电路为R1和指示灯A的串联电路,电中药壶处于猛火挡,此时红灯亮,据此分析;
(2)根据W=P文火t得出电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功;
(3)A、B为阻值可忽略不计的指示灯,电中药壶处于文火挡时,根据P=U2R可知总电阻R串,根据R1=R串−R2可知R1的阻值;根据P=U2R可知猛火档的额定功率;
(4)根据Q吸=cmΔt得出药液吸收的热量;1200r/kW⋅h表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转1200r,求出转盘转150r电路中消耗的电能,根据η=Q吸W电得出此电中药壶的加热效率。
本题是一道电学与热学的综合应用题,与生活息息相关,使学生觉得学了物理有用,在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。
整壶水的质量
2kg
额定电压
220V
加热时的总功率
1000W
保温时的功率
44W
额定电压
220 V
功率选择
一档950 W
二挡1150 W
三挡2100 W
XX牌电饭煲
额定电压
220V
额定功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50Hz
××牌电药壶
额定电压
220V
额定功率
猛火挡
×××W
文火挡
200W
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