2024年中考物理专题复习——电功率挡位问题（精品讲义）

这是一份2024年中考物理专题复习——电功率挡位问题（精品讲义），共6页。试卷主要包含了电热加湿器靠电流的热效应，01kW×24h=0，696×105J，4×104J等内容，欢迎下载使用。
这种电学综合压轴题，往往涉及到的恰恰都是学生们司空见惯的生活用电器，这部分用电器主要包括“电热水壶”、“电风扇”、“电烤箱”、“电吹风机”、“电热毯”、“豆浆机”、“电热马桶盖”、“热得快”、“空气净化器”、“水族箱”、“电热足浴盆”、“电磁炉”、“电热炉”、“滚筒洗衣机”、“冰柜”、“恒温调奶器”、“电加热座椅”、“养生壶”等等。
这些家用电器都重点考查了电学内容中的“串并联电路特点、电能、电功公式、电功率公式、实际功率与额定功率之间关系、总功率与各用电器功率之间关系、欧姆定律、焦耳定律、挡位问题、公式的适用条件”等内容。
“挡位分析”
利用开关控制用电器的电功率
知识原形：电压相同
两挡开关的设计 三挡开关的设计

以其中“电饭锅”为例，重点会从“挡位”问题做文章。
记住：“保温、小火”都是“抵挡位”！“加热、大火”都是“高挡位”！挡位一定要判断正确，要牢牢记住，电阻越小，挡位越高，电阻最小时，挡位最高！
另外还要记住由于电功以及电功率的公式都有四五个，灵活选择最佳公式是提高效率和准确度的最好方法！
例1.电热加湿器靠电流的热效应。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的 水沸腾变成蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值；
（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积；[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1×103kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，环境为标准大气压]
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为1210Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？24小时R1消耗多少度电？
解析：（1）此时R2被短路，只有R1工作
（2）Q吸=Q放=W=Pt=40W×（5×60s+36s）=13440J
由Q吸=cmΔt知：
（3）
W=P1t=0.01kW×24h=0.24kW·h
例2.如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能；高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。[ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，g=10N/kg]
（1）开关S1、S2处于什么状态，电炖锅为低温挡，说明判断依据；
（2）求R1、R2的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开，若电炖锅高温挡加热效率为80%，求烧开一锅水需要的时间。
解析：（1）当S1断开、S2接A时，两电阻串联，总电阻最大，U电源不变
由知：P最小，为低温挡
（2）S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，为中温挡
S1闭合、S2接B时，两电阻并联，为高温挡
P2=P高－P低=1100W－400W=700W
故：
（3）m=ρV=103kg/m3×1×10-3m3=1kg
Q吸=cmΔt=……=3.696×105J
例3.如图甲所示为一款电暖桌，它具有桌面烫手、桌底暖脚功能，同时具有内置电陶炉，并且可以通过电动升降实现茶几、办公桌和餐桌的功能转换。产品铭牌部分如下图表所示，请回答下列问题：
（1）电暖桌可以通过电动机由58cm高的茶几功能上升到76cm高的餐桌功能。已知桌面的质量为85kg，则电动机做的有用功为多少？（g=10N/kg）
（2）电暖桌取暖功能有高、低两挡，由旋纽开关换挡，等效电路图如图乙所示，电源电压U=220V，则R2的电阻为多大？
（3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁81次共用时70s，并且使壶中0.5L水从25℃升高到65℃，求此时电陶炉的实际功率及效率。（计算结果要求小数点后保留1位小数）
解析：（1）W=mgh=85kg×10N/kg×（0.76cm－0.58cm）=153J
（2）开关接2时，高挡，此时：
开关接1时，低挡，此时：
故：R2=R总－R1=121Ω－24.2Ω=96.8Ω
（3）
m=ρV=103kg/m3×0.5×10-3m3=0.5kg
Q吸=cmΔt=……=8.4×104J
例4.空气炸锅是一种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅，其内部电路可简化为图乙，部分参数和食品加热时间如表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。
（1）正常工作时，求通过发热管的电流；
（2）某次用该空气炸锅一锅薯条耗时15min，求所消耗的电能；
（3）根据空气炸锅的工作原理，发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是______________。
解析：（1）；
（2）空气炸锅加热时的总功率：P=P1+P2=1320W+80W=1400W；
消耗的电能：W=Pt=1400W×15×60s=1.26×106J；
（3）食物用盛放篮盛放后只有上表面方便通过空气加热，因此放在最下；通过发热管加热后的锅内空气密度小，浮力大于重力会上升，要利用大功率风扇把热空气吹到食物上，因此，风扇在最上面。发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是风扇，发热管、盛放篮。
每一位初中生都应该能从上面这些习题中得到反馈，这样的题，不易得分​！尤其是对于中下游学生来说，得分太难了。
实际上，所有的初中物理综合题，本质上都来源于基础知识，电学综合题当然不例外，同学们只要把基础知识打扎实，再加上平时多研究错题，​解题能力很快就能提高上去！​工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm，底部直径168mm
满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h
项目
参数
电源电压/V
220
中温挡功率/W
400
高温挡功率/W
1100
容积/L
1
××牌多功能电暖桌
取暖类型
电暖
尺寸
1200·700·580-750
电暖气功率
（400W）2000W
最大采暖面积
20m2
取暖挡位
双挡
电陶炉功率
1500W
部分参数
风扇额定功率/W
80
发热管额定功率/W
1320
额定电压/V
220
食品加热时间
薯条/min
12-15
鸡翅/min
18-20