2024貴州中考物理二輪重點專題研究 微專題 家用電器類相關(guān)計算（課件）

這是一份2024貴州中考物理二輪重點專題研究 微專題 家用電器類相關(guān)計算（課件），共35頁。PPT課件主要包含了解加熱器電阻阻值等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1. 多擋位的實質(zhì)：利用多開關(guān)控制接入電路中電阻的大小，從而改變用電器電功率來實現(xiàn)對擋位的控制．由 可知，R總越大，P實越小，擋位越低；R總越小，P實越大，擋位越高．2. 實際電壓與實際功率：①由 可知， ；②由W＝Pt可知， .
多擋位家用電器相關(guān)計算(黔西南州2022.21，黔東南州3考)
例1 某型號電熱水器有“高溫擋”和“低溫擋”兩個擋位，其原理如圖所示，若已知低溫擋功率為220 W，高溫擋為1 100 W，則：
(1)電熱水器在高溫擋正常工作時的電流．
解：由P＝UI可知，電熱水器在高溫擋正常工作時的電流
開關(guān)S1閉合、S2斷開時是低溫擋，此時R0與R串聯(lián)，則電路中的總電阻R總開關(guān)S1、S2閉合，只有R0工作時處于高溫擋，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)電熱水器在高溫擋工作7 min消耗的電能．(4)電熱水器在高溫擋工作7 min將2 kg的水由20 ℃加熱至64 ℃，該電熱水器高溫擋的加熱效率．
電熱水器以高溫擋正常工作7 min消耗的電能為W＝P高t＝1 100W×7×60 s＝4.62×105 J
水吸收的熱量為Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(64 ℃－20 ℃)＝3.696×105 J電熱水器高溫擋的加熱效率為
(5)若在用電高峰期時，在第(4)問條件相同的情況下，電路中的實際電壓為198 V，已知電熱水器電阻阻值和加熱效率不變，求加熱時間．(結(jié)果保留一位小數(shù))
由 可知，電熱水器此時的實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＝W＝4.62×105 J由W＝Pt可知，加熱的實際時間
(6)請你利用電阻R0、R再設(shè)計一種電熱水器的內(nèi)部電路，使其低溫擋的功率為1 100 W，并求出高溫擋的功率．(不增加開關(guān)和電阻)
根據(jù)題意可知，在220 V電壓下R0的發(fā)熱功率為1 100 W，因此低溫擋只有R0接入電路時滿足題目要求，由可知，當R0、R并聯(lián)時，電路的功率最大，因此設(shè)計的電路如答圖所示
當開關(guān)均閉合時電路為高溫擋，其功率為P高＝
例2 如圖甲所示是某品牌養(yǎng)生壺的簡化電路圖，該養(yǎng)生壺有低溫、中溫和高溫三種工作擋位，圖乙是它的相關(guān)參數(shù)．請回答下列問題：
解：當開關(guān)S1閉合，S2接A時，R2被短路，只有電阻R1接入電路，為中溫擋，R1的阻值為
(2)養(yǎng)生壺處于高溫擋時的功率．
開關(guān)S1斷開，S2接A時，R1、R2兩電阻串聯(lián)，總電阻最大，養(yǎng)生壺處于低溫擋，電路的總阻值為R2的阻值為R2＝R－R1＝176 Ω－88 Ω＝88 Ω電阻R1、R2并聯(lián)時，總功率最大，為高溫擋．因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，且電路的總功率等于各用電器功率之和，所以，高溫擋時R2的電功率P2＝P1＝P中＝550 W故高溫擋的功率P高＝P1＋P2＝550 W＋550 W＝1 100 W
(3)該養(yǎng)生壺在額定電壓下，處于高溫擋狀態(tài)下，將滿壺水從20 ℃加熱至沸騰，用時384 s，該養(yǎng)生壺的熱效率．(假設(shè)在一個標準大氣壓下)
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·℃)×1.1kg×(100℃－20℃)＝3.696×105 J由 可得，使用高溫擋正常加熱384 s消耗的電能W＝P高t′＝1 100 W×384 s＝4.224×105 J養(yǎng)生壺高溫擋的加熱效率
(4)用電高峰期時小明關(guān)閉家中其他用電器，只用該養(yǎng)生壺燒水，電能表的規(guī)格如圖丙所示，利用中溫擋加熱4 min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了100轉(zhuǎn)，此時電路中的實際電壓為多少？已知 ≈2.1.
轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動100轉(zhuǎn)消耗的電能該養(yǎng)生壺的中溫擋實際功率由 可知，實際電壓
純電學計算(黔西南州2022.21，黔東南州2考)
1. (2022三州聯(lián)考21題6分)如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220 V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)，將電飯煲接入220 V電路中，在電飯煲工作的30 min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間的變化如圖丙所示．求：
(1)5～10 min，電飯煲的功率．(2)20～30 min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量．
解：由圖丙可知：5～10 min電飯煲的功率P＝660 W
由圖丙可知：20～30 min電飯煲的功率P1＝440 W時間t＝30 min－20 min＝10 min＝600 s由Q＝W＝Pt得Q＝P1t＝440 W×600 s＝2.64×105 J
(3)電熱絲R2的阻值．
由電路圖可知，當開關(guān)S、S1 閉合時，R1與R2并聯(lián)，電路中總電阻最小，根據(jù)可知，電飯煲總功率最大為P＝660 W；當只閉合開關(guān)S時，電路為R1的簡單電路，電飯煲功率較小，根據(jù)圖丙可知，此時功率為P1＝440 W.加熱時電阻絲R2的電功率：P2＝P－P1＝660 W－440 W＝220 W由 可得，電阻R2的阻值：
2. (2023黔東南州24題6分)如圖所示是XX型“220 V　1 000 W”電飯煲的原理圖．它有高溫和保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)S進行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲．當開關(guān)S接高溫擋時，電路的功率為1 000 W；當開關(guān)S接保溫擋時，電路的總功率為22 W．求：(1)電飯煲在高溫擋時，開關(guān)S應(yīng)與哪個觸點連接？
解：當電飯煲在高溫擋時，根據(jù)可知，在電壓U保持不變的情況下，總電阻R應(yīng)該較小，所以開關(guān)S應(yīng)與觸點2相接．
(2)電熱絲R0的阻值多大？
當電飯煲處于加熱狀態(tài)時，只有加熱電阻R0接入電路，根據(jù) 可得
(3)當電飯煲在保溫擋時，實際電流多大？保溫 5 min，電熱絲R0消耗的電能是多少？
當電飯煲處于保溫狀態(tài)時，P保溫＝22 W，所以實際電流t＝5 min＝300 sR0消耗的電能W＝UIt＝I2R0t＝(0.1 A)2×48.4 Ω×300 s＝145.2 J
電熱綜合計算(黔西南州2023.22，黔東南州3考)　
3. (2021黔東南州25題8分)如圖甲是某電熱水壺的電路圖，銘牌如圖乙，R為加熱器，溫控器S是一個雙金屬片溫控開關(guān)，當溫度較低時，其處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱．當水沸騰后，S會自動斷開進入保溫狀態(tài)，從而實現(xiàn)了自動溫度開關(guān)控制(設(shè)加熱器電阻阻值一定)．[已知：水的比熱容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝10－3 m3]，求：
(1)該電熱水壺正常加熱工作時，其加熱器的阻值是多少？(2)該電熱水壺正常加熱工作時，對加熱器通電10 s產(chǎn)生的熱量是多少？
加熱10 s產(chǎn)生的熱量Q＝W＝Pt＝1 000 W×10 s＝1×104 J
(3)將電熱水壺裝滿初溫為25 ℃的水加熱到75 ℃，水吸收的熱量是多少？
2.5 L水的質(zhì)量為m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×2.5×10－3 m3＝2.5 kg水吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(75 ℃－25 ℃)＝5.25×105 J
(4)用如圖丙所示的電能表單獨測量該電熱水壺消耗的電能．實際加熱3 min時，電能表中間的鋁質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動了24轉(zhuǎn)，此時電路消耗的實際功率是多少？
圓盤轉(zhuǎn)24轉(zhuǎn)，消耗的電能為： ＝0.04 kW·h＝1.44×105 J實際功率為
4. (2023黔西南州22題6分)如圖是一款可以設(shè)定不同出水溫度的電熱飲水器原理示意圖，R是加熱電阻絲，阻值為44 Ω，Rt是熱敏電阻，其阻值與溫度的關(guān)系式為Rt＝5＋0.5t(式中Rt單位是Ω，t的單位是℃)，R0是設(shè)定溫度的變阻器．控制電路中，電源電壓為3 V．當電磁繼電器線圈中的電流小于等于10 mA時，銜鐵片會彈起，觸點分離，熱水器停止加熱．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)如果將水只加熱到80 ℃，閉合開關(guān)，則滑動變阻器的阻值要調(diào)到多大？(電磁鐵線圈電阻忽略不計)
解：由Rt＝5＋0.5t可得，水加熱到80 ℃時，熱敏電阻的阻值：Rt＝5＋0.5t ＝(5＋0.5×80) Ω＝45 Ω由 可得，電路中的電流為10 mA時電路中的總電阻：因串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，所以，滑動變阻器調(diào)節(jié)到的阻值：R0＝R總－Rt＝300 Ω－45 Ω＝255 Ω
(2)容器內(nèi)裝有700 mL、初溫為20 ℃的水，將其加熱到100 ℃，用時4 min，則該飲水器正常工作時加熱效率是多少？
容器內(nèi)水的體積：V＝700 mL＝700 cm3＝7×10－4 m3由 可得，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×7×10－4 m3＝0.7 kg水吸收的熱量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.7 kg×(100 ℃－20 ℃)＝2.352×105 J由W＝UIt和 得，電熱絲消耗的電能為：W＝ ×60 s＝2.64×105 J該熱水器的加熱效率：
5. (2023黔東南州24題8分)小明媽媽為奶奶買了一個電熱足浴盆(如圖所示)，內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成．加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220 V，額定功率為605 W，問：(1)小明幫奶奶泡腳時，向足浴盆中加入6 kg初溫為20 ℃的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作16 min將水加熱到40 ℃，此加熱過程中吸收的熱量是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：水吸收的熱量為Q吸＝c水m水(t1－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×(40 ℃－20℃)＝5.04×105 J
(2)加熱系統(tǒng)加熱時的熱效率是多少？(結(jié)果精確到0.1%)
加熱系統(tǒng)的加熱電阻加熱時間t＝16 min＝960 s加熱消耗的電能W＝Pt＝605 W×960 s＝5.808×105 J加熱系統(tǒng)加熱時的效率
(3)當小明家的實際電壓是200 V，加熱電阻工作的實際功率是多少？(加熱電阻阻值不隨溫度變化而變化)(4)足浴盆按摩系統(tǒng)中的電動機工作電壓是12 V(按摩系統(tǒng)將交流電壓轉(zhuǎn)換為12 V)工作電流為4 A，其電阻為0.5 Ω，電動機工作中因發(fā)熱損失的功率是多少？
由 得，加熱電阻阻值：加熱電阻的實際功率
電動機工作中熱損失的功率為P損＝I2R′＝(4 A)2×0.5 Ω＝8 W
6. (2022黔東南州24題9分)家用豆?jié){機的外形如圖甲所示，其機頭主要由一個電熱器(電熱絲)R和一個電動機 帶動的打漿器構(gòu)成，內(nèi)部電路簡化圖如圖乙所示．制作豆?jié){的過程是先加熱，后打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進行的．某品牌豆?jié){機銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如下表.
(1)豆?jié){機在額定電壓下打漿，通過電動機的電流是多少？
解：由銘牌參數(shù)知，電動機正常工作時，額定電壓為 220 V，電動機的額定功率為180 W，則豆?jié){機在額定電壓下打漿時的電流為
(2)小明同學想測算該豆?jié){機的加熱效率，他把100 g大豆和1.4 kg清水放入豆?jié){機中，測出其初溫為20 ℃，當電熱器正常工作時加熱總時間為9分鐘豆?jié){沸騰，測其溫度為100 ℃.請你幫他計算豆?jié){吸收了多少熱量？豆?jié){機的加熱效率是多少？[c豆?jié){＝4.0×103 J/(kg·℃)]
大豆質(zhì)量100 g＝0.1 kg，則豆?jié){的質(zhì)量為m＝m豆＋m水＝0.1 kg＋1.4 kg＝1.5 kg，豆?jié){吸收的熱量為Q吸＝c豆?jié){m(t－t0)＝4.0×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝4.8×105 J加熱時間t＝9 min＝540 s，則加熱9 min豆?jié){機消耗的電能是W＝P電熱器t＝1 000 W×540 s＝5.4×105 J則豆?jié){機的加熱效率是
(3)小明同學晚上使用該豆?jié){機，在與第(2)問條件相同情況下，發(fā)現(xiàn)電熱器加熱總時間由以前的9分鐘變?yōu)?0分鐘，豆?jié){機的加熱電阻R和加熱效率均不變，求晚上的實際電壓值．已知 ≈0.95.