沪粤版初中九年级物理专项素养综合练(十三)电热综合计算课件

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类型一　用电器铭牌问题1.(跨学科·物理学与日常生活)(2024广东江门蓬江期中)小明 发现家中新购买的电热水壶上有一铭牌如图所示。请你通 过计算回答下列问题:
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?(2)该电热水壶正常工作时的电阻为多大?(3)当用电高峰时电热水壶两端的实际电压只有200 V,求此 时电热水壶的实际功率是多少瓦?
解析    (1)由P=UI可得,电热水壶正常工作时的电流:I= = =5.5 A;(2)由I= 可得,该电热水壶正常工作时的电阻:R= = =40 Ω;(3)当用电高峰时电热水壶两端的实际电压只有200 V时,电 热水壶的实际功率:P实= = =1 000 W。
2.(2023山西中考)如图是某多功能电饭锅,具有加热和保温两挡功能(S1为总开关,S2为温控开关),其内部有两个加热电阻丝R1和R2(R1的电阻是198 Ω,R2的电阻是44 Ω)。某次将2 kg初温为20 ℃的米和水加热到100 ℃,然后自动转入保温状态。如表是电饭锅铭牌上的部分参数,求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)] 
(1)加热过程中,米和水吸收的热量。(2)正常加热时,通过电路的电流。(3)请你在虚线框内画出电饭锅的电路图,并结合所画的电路 图说明开关是何种状态时电饭锅处于加热状态。
解析    (1)加热过程中,米和水吸收的热量:Q吸= cm(t-t0)=4.0×1 03 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.4×105 J;(2)由表格数据可知,电饭锅的加热功率P加热=1 100 W。由P=UI可知,正常加热时,通过电路的电流:I= = =5 A;(3)由P= 可知,电饭锅加热挡工作时电路中的电阻:R加热= = =44 Ω=R2。
电饭锅保温挡工作时电路中的电阻:R保温= = =242 Ω=R1+R2。电饭锅的电路图如图所示。
当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由P= 可知,电路消耗的总功率最大,电饭锅处于加热状态;当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由 P= 可知,电路消耗的总功率最小,电饭锅处于保温状态。
3.(2023内蒙古赤峰中考)小明给家里买电热水壶,他测试了价格相同的甲、乙两款电热水壶,它们的铭牌如图所示。均正常工作,都把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲用时125 s,乙用时120 s。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (1)甲电热水壶正常工作时电阻是多大?(2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量是多少?(3)如果从甲或乙中选择一款节能的电热水壶,通过计算分析,他应该选择哪一款?
解析    (1)由P= 可得甲电热水壶正常工作时电阻为R甲= = =55 Ω;(2)质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,吸收的热量Q吸=c水m (t-t0)=4.2×103 J/(kg· ℃)×1 kg×(42 ℃-20 ℃)=9.24×104 J;(3)把质量为1 kg的水从20 ℃加热到42 ℃,甲电热水壶用电 量W甲=P甲t甲=880 W×125 s=1.1×105 J;乙电热水壶用电量W乙= P乙t乙=1 000 W×120 s=1.2×105 J;因为W甲类型二　多挡位开关问题
4.(2023辽宁沈阳中考)如图,电源两端电压为12 V且保持不变,灯泡L标有“6 V    6 W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为40 Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)求:(1)灯泡的电阻;(2)当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R2接入电路的电阻为18 Ω时,灯泡两端的电压;(3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表示数为1.5 A,此时R1消耗的电功率。
5.(新课标·模型建构)(2024山西阳泉期末)某品牌的节能电饭 锅,额定工作电压为220 V,其电路原理图如图所示,发热电阻 R1、R2分别为50 Ω和200 Ω,当开关S1闭合、开关S接b端时为 高温挡,高温挡的功率为1 210 W;开关S1闭合,开关S断开时为 中温挡。求:(1)当开关S1断开,开关S接a端时,电路中的电流;(2)中温挡正常工作时,电路的总功率;
(3)若某次热水时,电饭锅高温挡的实际功率只有1 000 W,电 能转化为热能效率为80%,1 kg水温度从20 ℃上升到100 ℃,需要加热的时间。[c水取4.2×103 J/(kg·℃)]
解析    (1)当开关S1断开,开关S接a端时,R1和R2串联在电路中, 根据串联电路的电阻规律可得,电路的总电阻:R总=R1+R2=50 Ω+200 Ω=250 Ω。由欧姆定律可得,电路中的电流:I= = =0.88 A。(2)开关S1闭合,开关S断开时为中温挡,此时电路为R2的简单 电路,由P= 可得,电路的总功率:P中温挡= = =242 W;
(3)水加热吸收的热量为:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J;根据η= ×100%可得需要消耗的电能:W= = =4.2×105 J;根据P= 可得加热时间:t= = =420 s。
6.(2024陕西师大附中期末)图甲是某款家用电熨斗。电路原 理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为220 Ω,通过S1、S2实现 温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220 V,电熨斗消 耗的最大功率为660 W。(不计热量损失)
(1)只闭合S1,电熨斗消耗的功率;(2)只闭合S2,求R2在100 s内产生的热量;(3)为适应更多衣料,小明对电路作了改进(如图丙)。在电熨 斗原低温工作状态下,移动滑片P,使相应发热体的功率可在 原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少?