2024甘肅中考物理二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題 用電器類(lèi)相關(guān)計(jì)算 （課件）

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由于家庭電路中U＝220 V，由P＝ 知，當(dāng)R最大時(shí)P最小，擋位最低；當(dāng)R最小時(shí)P最大，擋位最高．
(1)電熱水器在高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的電流；(2)R的阻值；(3)電熱水器在加熱狀態(tài)下工作7 min消耗的電能；(4)電熱水器在加熱狀態(tài)下工作7 min將2 kg的水由20 ℃加熱至64 ℃，該電熱水器的加熱效率；(5)若在用電高峰期時(shí)，在與第(4)問(wèn)條件相同的情況下，電路中的實(shí)際電壓為198 V，已知電熱水器加熱電阻阻值和加熱效率不變，求加熱時(shí)間 .(結(jié)果保留一位小數(shù))
例1　 某型號(hào)電熱水器有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢眱蓚€(gè)擋位，其原理如圖所示，若已知低溫?fù)豕β蕿?20 W，高溫?fù)鯙? 100 W，則：
解：(1)由P＝UI可知，電熱水器在高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的電流
(2)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)是低溫?fù)?，此時(shí)R0與R串聯(lián)，則電路中的總電阻開(kāi)關(guān)S1、S2閉合，只有R0工作時(shí)處于高溫?fù)?，故R0的電阻為因串聯(lián)電路中總電阻等于各電阻之和，所以R的阻值R＝R總－R0＝220 Ω－44 Ω＝176 Ω
(3)電熱水器以高溫?fù)跽９ぷ? min消耗的電能為W＝P高t＝1 100 W×7×60 s＝4.62×105 J
(4)水吸收的熱量為Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(64 ℃－20 ℃)＝3.696×105 J電熱水器的效率為
(5)由P＝ 可知，電熱水器此時(shí)的實(shí)際功率為由于電熱水器的加熱電阻R0和加熱效率均不變，所以相同情況下，熱水器消耗的電能相同，即W實(shí)＝W＝4.62×105 J由W＝Pt可知，加熱的實(shí)際時(shí)間
例2 如圖甲所示是某品牌養(yǎng)生壺的簡(jiǎn)化電路圖，該養(yǎng)生壺有低溫、中溫和高溫三種工作擋位，表中是它的相關(guān)參數(shù)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)R1的阻值；(2)養(yǎng)生壺處于高溫?fù)鯐r(shí)的功率；
(3)該養(yǎng)生壺在額定電壓下，處于高溫?fù)鯛顟B(tài)下，將滿(mǎn)壺水從20 ℃加熱至沸騰，用時(shí)384 s，該養(yǎng)生壺的熱效率；(假設(shè)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)
(4)用電高峰期時(shí)，小明關(guān)閉家中其他用電器，只用該養(yǎng)生壺?zé)娔鼙淼囊?guī)格如圖乙所示，利用中溫?fù)跫訜? min電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)了100轉(zhuǎn)，此時(shí)電路中的實(shí)際電壓為多少？(已知 ≈2.1)
(2)開(kāi)關(guān)S1 斷開(kāi)，S2 接a時(shí)，R1、R2兩電阻串聯(lián)，總電阻最大，養(yǎng)生壺處于低溫?fù)酰娐返目傋柚禐镽2的阻值為R2＝R－R1＝176 Ω－88 Ω＝88 Ω電阻R1、R2并聯(lián)時(shí)，總功率最大，為高溫?fù)?。因并?lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，且電路的總功率等于各用電器功率之和，所以，高溫?fù)鯐r(shí)R2的電功率P2＝P1＝P中＝550 W故高溫?fù)醯墓β蔖高＝P1＋P2＝550 W＋550 W＝1 100 W
解：(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1 閉合，S2 接a時(shí)，R2短路，只有電阻R1接入電路，為中溫?fù)?，R1的阻值為
(3)水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×1.1×10－3 m3＝1.1 kg水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.696×105 J由 可得，使用高溫?fù)跽＜訜?84 s消耗的電能W＝P高t′＝1100W ×384 s＝4.224×105 J養(yǎng)生壺高溫?fù)醯募訜嵝师牵? ×100%＝ ×100%＝87.5%
(4)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)100轉(zhuǎn)消耗的電能W電＝ ＝ kW·h＝1.2×105 J該養(yǎng)生壺的中溫?fù)鯇?shí)際功率P中實(shí)＝ ＝500 W由 可知，實(shí)際電壓U實(shí)＝ ≈210 V
1.某品牌電磁爐銘牌部分參數(shù)如圖所示，現(xiàn)將其接入220 V電路中給鍋內(nèi)25 ℃的水加熱5 min，鍋內(nèi)的水溫度升高到88 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，求：(1)電磁爐在5 min內(nèi)消耗的電能；(2)假設(shè)電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，那么鍋內(nèi)水的質(zhì)量是多少？
解：(1)電磁爐消耗的電能：W＝Pt＝2 100 W×5×60 s＝6.3×105 J(2)電磁爐產(chǎn)生的熱量Q放＝ηW＝84%×6.3×105 J＝5.292×105 J因?yàn)殡姶艩t產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，所以Q吸＝Q放，即Q吸＝Q放＝c水mΔt故m＝ ＝2 kg
2.某品牌電熱水器的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：
請(qǐng)根據(jù)表中信息計(jì)算：(1)電熱水器裝滿(mǎn)水時(shí)，水溫升高1 ℃吸收的熱量Q；[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](2)電熱水器的效率．(結(jié)果精確到百分位)
解：(1)電熱水器裝滿(mǎn)水時(shí)水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×50×10－3 m3＝50 kg水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×1 ℃＝2.1×105 J(2)電熱水器消耗的電能：W＝Pt＝2 000 W×1.9×60 s＝2.28×105 J電熱水器的效率
3. 母親為了給小林增加營(yíng)養(yǎng)，買(mǎi)了一臺(tái)全自動(dòng)米糊機(jī)，如圖甲所示．米糊機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：中間部分是一個(gè)帶可動(dòng)刀頭的電動(dòng)機(jī)，用來(lái)將原料粉碎打漿；外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管，用來(lái)對(duì)液體加熱．如圖乙所示是米糊機(jī)正常工作時(shí)，做一次米糊的過(guò)程中，電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作的“P－t”圖像．表格內(nèi)是主要技術(shù)參數(shù)．請(qǐng)問(wèn)：
(1)米糊機(jī)正常工作時(shí)的電熱管中的電流是多大？(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))(2)米糊機(jī)正常工作時(shí)做一次米糊，消耗的電能是多少？(3)米糊機(jī)在正常工作狀態(tài)下做一次米糊，若各類(lèi)原料和清水總質(zhì)量為1.5 kg，初溫為20 ℃，米糊沸騰時(shí)溫度是100 ℃，電熱管的加熱效率是多少？[已知原料和清水的混合物的比熱容及米糊的比熱容均為4.0×103 J/(kg·℃)，計(jì)算結(jié)果保留百分?jǐn)?shù)整數(shù)]
解：(1)電流(2)米糊機(jī)正常工作一次：加熱：W1＝3P1t1＝3×1 000 W×3×60 s＝5.4×105 J電機(jī)：W2＝2P2t2＝2×130 W×1×60 s＝1.56×104 J W＝W1＋W2＝5.4×105 J＋1.56×104 J＝5.556×105 J
(3)米糊沸騰時(shí)吸收的熱量Q＝cmΔt＝cm(t－t0)＝4.0×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝4.8×105 J電熱管的加熱效率η＝ ×100%＝ ×100%≈89%
4. (2022蘭州21題3分)某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能，圖甲為其內(nèi)部電路原理圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí)，該電飯煲處于______(選填 “保溫”或“加熱”)狀態(tài)，電阻R1的阻值是_____Ω. 圖乙是該電飯煲一次做飯過(guò)程中電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像，則這次做飯消耗的電能是________J.
5. (2021省卷23題7分)如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費(fèi)者認(rèn)可和青睞．它有三段溫控功能：高溫?zé)?，中溫煮和低溫熬，圖乙是它的簡(jiǎn)化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數(shù)．(ρ水＝1×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，g＝10 N/kg)
(1)開(kāi)關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，電燉鍋為低溫?fù)?，說(shuō)明判斷依據(jù)；(2)求R1、R2的阻值；(3)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一鍋水燒開(kāi)，若電燉鍋高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，求燒開(kāi)一鍋水需要的時(shí)間．
解：(1)由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)，S2接A時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，由 可知，總功率最小，所以此時(shí)電燉鍋為低溫?fù)酰?2)由電路圖可知，當(dāng)S2接A，S1閉合時(shí)，R2被短路，只有電阻R1接入電路，電燉鍋處于中溫?fù)酰畡tR1的阻值為：R1＝ ＝121 Ω高溫?fù)鯐r(shí)，R1、R2并聯(lián)，則此時(shí)R2消耗的功率P2＝P高－P中＝1 100 W－400 W＝700 W則R2的阻值為：R2＝ ≈69.14 Ω
(3)由ρ＝ 可得，水的質(zhì)量m＝ρV＝1×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg水吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－12 ℃)＝3.696×105 J由η＝ ×100%得，電燉鍋消耗的電能：W＝ ＝4.62×105 J由P＝ 得，燒開(kāi)一鍋水需要的時(shí)間：t＝ ＝420 s
(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流是多少？(2)發(fā)熱電阻R1的阻值是多少？
6. (2023省卷23題9分)如圖甲、乙所示是某調(diào)溫型電烤箱和簡(jiǎn)化電路圖，它的工作電壓為220 V，R1和R2均為電烤箱中的加熱元件，R2的阻值為70 Ω.當(dāng)只閉合S1時(shí)為低溫?fù)?，低溫?fù)蹼娍鞠涞碾姽β蕿?40 W.
(4)小余發(fā)現(xiàn)傍晚用電高峰時(shí)，電烤箱內(nèi)比平時(shí)溫度低，他猜想是用電高峰時(shí)電壓偏低所致，于是他想用電能表和秒表測(cè)量家庭電路的實(shí)際電壓.傍晚用電高峰時(shí)，他關(guān)閉家里所有用電器，只讓電烤箱以高溫?fù)豕ぷ?，發(fā)現(xiàn)在30 s內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了25轉(zhuǎn)，電能表的銘牌如圖丙所示，則用電高峰時(shí)家庭電路的實(shí)際電壓為多少？(不考慮電阻阻值隨溫度的變化)
(3)高溫?fù)鯐r(shí)應(yīng)該閉合的開(kāi)關(guān)是________，高溫?fù)醯碾姽β适嵌嗌伲?br/>解：(1)只閉合S1時(shí)為低溫?fù)?，電功率?40 W，由P＝UI可得，電路中的電流I＝ ＝2 A(2)只閉合S1時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電烤箱處于低溫?fù)?，由I＝ 可得，電路的總電阻R＝ ＝110 Ω，所以電阻R1＝R－R2＝110 Ω－70 Ω＝40 Ω(3)當(dāng)S1、S2 都閉合時(shí)，R2短路，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電烤箱處于高溫?fù)酰蒔＝ 可得，烤箱高溫?fù)醯碾姽β蔖高＝ ＝1 210 W