(三輪復(fù)習(xí)沖刺)2021年中考物理重要考點(diǎn)突破專題12多檔位用電器相關(guān)計(jì)算(含解析)

1、中考物理重要考點(diǎn)突破:專題12多檔位用電器相關(guān)計(jì)算/方法指導(dǎo)k一、電阻均為發(fā)熱電阻從而改變用電器電功率來(lái)實(shí)多擋位的實(shí)質(zhì)是利用多開關(guān)控制接入電路中總電阻的大小,現(xiàn)對(duì)擋位的控制.R總越大，P實(shí)越小，擋位低；R總越小，P實(shí)越大，擋位高.短路式低溫檔、人U2只閉合S,兩電阻串聯(lián)，P低 R1 R2昌溫檔人一、小gcU2閉合S、So,只有R接入電路，巳一R并聯(lián)式1H1LI低溫檔i 人qAU 2只閉合S,只有R2接入電路，P低 R 2昌溫檔cU U2 U2S、So均閉合，R、R并聯(lián)，F(xiàn)L0 R尾a .-220單刀雙擲式低溫檔 一'U2$斷開，&接b, R、R2串聯(lián)，P低 R1 R2ali中溫

2、U2閉合S,及接b,只有R1接入電路，印UR1檔7高溫檔人一3U U2 U2S1閉合，G接a, R、R2并聯(lián)，ReR1 R220V C二、發(fā)熱電阻和定值電阻串聯(lián)根據(jù)Q= I2Rt,得P=I2R計(jì)算發(fā)熱功率，電路電流越大，發(fā)熱功率越大。U2發(fā)熱 §電阻一人一,如圖中，S1、S2均閉合時(shí)為局溫?fù)?，塔R只閉合S1時(shí)為低溫?fù)?，P低（U ）2RR Ro/分類訓(xùn)練類型一兩檔位用電器1.如圖所示為某品牌電飯鍋的簡(jiǎn)化電路圖，R和R2均為電熱絲，S是溫度自動(dòng)控制開關(guān)，已知電飯鍋的額定電壓為220 V,高溫?fù)豕β蕿? 320 W,低溫?fù)豕β蕿?10 W.求：(1)將鍋內(nèi) 2 kg的水從 20 c加熱到

3、100 C,水吸收的熱量；c水= 4.2X103J/(kg C)(2)電熱絲R的阻值.【解析】(1)水吸收的熱量Q吸=c 水mA t = 4.2 X 10 3 J/ (kg C) X ( 100 C-20 C) = 6.72 X 10 5 J(2)由P= U可知，當(dāng)S、S1都閉合時(shí)，電路中 R、R2并聯(lián)，電路中電阻最小，電路處R于高溫?fù)?，?dāng)S閉合、S斷開時(shí)，電路為 R的簡(jiǎn)單電路，電路處于低溫?fù)?電阻R的功率P2=P高溫一P低溫= 1 320 W- 110 W = 1 210 W,U12(220 V) 2電阻R的阻值.= = =40 P21 210 W2.下表為某品牌取暖用油汀的銘牌，其內(nèi)部電路

4、如圖所示，R和R均為電熱絲，S1是溫度自動(dòng)控制開關(guān).閉合開關(guān)S, 30 min內(nèi)油汀消耗的電能為 0.88 kW-h.求：(1)通過(guò)R的電流；(2)電熱絲R的電阻；(3) 30 min內(nèi)開關(guān)S1閉合的時(shí)間.額定電壓220 V額定功率低溫?fù)?80 W高溫?fù)? 200 W【解析】(1)由電路圖及表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)僅S閉合時(shí)處于低溫?fù)?P 880 W即流過(guò)電阻R的電流為：I1 = U= 2|°= 4 A;, 一，、人，一P 2 200 W(2)當(dāng)開關(guān)S、S同時(shí)閉合時(shí)，處于局溫?fù)?，則電路中的總電流為I =口= 220 V = 10A則流過(guò)R的電流為：I 2= I Ii = 10 A 4 A =

5、 6 A, U 220 V電熱絲 R的阻值為：R?= =36.7 QI 26 A(3) 30 min內(nèi)R消耗的電能為W= Fit =0.88 kWX0.5 h =0.44 kW - hF2消耗的電能為 W= W- W= 0.88 kW - h-0.44 kW - h=0.44 kW - h1-h= 20 min.3R 的電功率為 F2=P Pi=2 200 W- 880 W= 1 320 W= 1.32 kWW 0.44 kW - h t 2=F21.32 kW3 .小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理如圖甲.R、R都是發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且 R=3R; S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為

6、觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān) S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的切換(低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱)，其部分技術(shù)參數(shù)如下表.甲注注電1怛L22«尚揩發(fā)外助口僧14M1汗水生"一工本池期3*/，*a 10 20 30 乙第3題圖(1)開關(guān)處于圖示位置，電熱加濕器的狀態(tài)是 (選填“關(guān)” “低擋”或“高 擋”)；(2)求電熱加濕器中 R的阻值;(3)某次使用加濕器在額定電壓下工作，加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量，其工作30 min的功率與時(shí)間圖像如圖乙所示，如果電阻R在此次高擋加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少c?計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，水的比熱容

7、為4.2 X103 J/ (kg C)(4)某一天，小明斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱， 發(fā)現(xiàn)家中3 000revs/ (kW-h)的電能表轉(zhuǎn)盤在400 s內(nèi)轉(zhuǎn)了 27圈，求此時(shí)電阻 R的實(shí)際功率是多少?【解析】(1)關(guān)(2)當(dāng)開關(guān)處于2、3時(shí),R與R串聯(lián)，電路的電阻最大，根據(jù) P= U可知，此時(shí)的功R率較小，處于低擋，當(dāng)開關(guān)處于3、4時(shí)，R被短路，電路只有 R接入電路，電路的電阻最小，功率最大，處于高擋，則 R的阻值為R =12(220 V)400 W2-=121 Q(3)由圖可知，電熱加濕器在高擋的工作時(shí)間為 量為 Q 放=P高t=400 WX 10X60 s =2.4 X

8、 10 5 J10 min ,則R通電10 min產(chǎn)生的熱Qk由于 Q吸=Q放，根據(jù) Q吸=cmA t可知，伶水升圖的溫度為 At= 一 cm2.4 X105 J4.2 X103 J/ (kg C) x 3 kg=19 C(4)由題知 R=3R = 363 Q,電熱加濕器在低擋工作時(shí)消耗的電能為W= -27X3.6 x 106 J =3.24 X 104 J 3 000U由 W= Pt和 P =心得，電熱R器的實(shí)際電壓為U3.24 X 10 JX (121 Q + 363 Q)400 s= 198 V由于R : R= 1 ： 3,根據(jù)串聯(lián)分壓的原理可知,U實(shí)=U+ U2、U ： U2= 1 ：

9、 3,則 12= 148.5一 L2"一一"一U2根據(jù)P=£可知，R的頭際功率為 P2實(shí)=三 RR, 一、2(148.5 V )= 60.75 W363 Q4 .如圖甲為常用的電熱飲水機(jī)，其電路原理如圖乙所示.該飲水機(jī)的額定電壓為 220 V,加熱電功率為1 100 W,保溫電功率為 44 W, R、R均為電熱絲(R、R的電阻不隨溫度變化).請(qǐng)問(wèn)：(1)當(dāng)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于 (選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)，此時(shí)電路中的電流是多大？(2)電熱絲R的電阻是多大？(3)飲水機(jī)加熱工作時(shí)，將0.5千克初溫為20 C的水加熱到97 C,需要多長(zhǎng)時(shí)間(假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為水的

10、內(nèi)能)？【解析】(1)首先要根據(jù)p=U2來(lái)判斷多擋位問(wèn)題，當(dāng)RS閉合時(shí)，此時(shí)R被短路，電路中電阻最小，因此功率最大，為加熱擋，此時(shí)電路中電流:PU 1 100 WI =-U= 220 V =5 AR總=RU2(220 V) 2,(2) F2 = = 1 100 W = 44 Q,開關(guān)斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，此時(shí)為保溫?fù)酰琔2( 220 V) 2 八nrt_+ Fa= -= -=1 100 ，則 R=R總一R=1 100 Q-44 Q = 1 056 QP 保溫44 W(3)電能全部轉(zhuǎn)化為水吸收的熱量：即 W=Q吸，P熱t(yī) = cmA t因此可知通電時(shí)間:t= P熱= 147 scmA t 4.2

11、X103 J/ (kg C) X 0.5 kg X ( 9720) C1 100 W5.某電熱水器具有加熱和保溫功能，其工作原理如圖甲所示.其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計(jì)， R為熱敏電阻，熱敏電阻中允許通過(guò)的最大電流I0=15 mA,其阻值R隨溫度變化的規(guī)律圖像如圖乙所示，電源電壓U恒為6 V.當(dāng)電磁鐵線圈中的電流 I >8 mAM,電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)a、b接觸，加熱電路接通；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流K8 mAM,繼電器上方觸點(diǎn) c接觸，保溫電路接通.熱敏電阻R和工作電路中的三只電阻絲R、F2、F3均置于儲(chǔ)水箱中，U2=220 V,加熱時(shí)的功率 P加熱=2 200 W ,

12、保溫時(shí)的功率 P 保溫=110 W,加熱效率 刀=90% R=2R,水的比熱容 c水= 4.2X103 J/ (kgC).水箱內(nèi) 最低溫度為0 C.甲乙第5題圖(1)為使控制電路正常工作，保護(hù)電阻F0的阻值至少為多大？若F0為該值，試求熱水器剛開始保溫時(shí)水的溫度.(2)電阻絲R、R、R的阻值分別為多少歐姆？(3)該熱水器在加熱狀態(tài)下，將 44 kg、20 c的水加熱到50 C需要多少時(shí)間？【解析】(1)熱敏電阻中允許通過(guò)的最大電流10= 15 mA,U 6 V此時(shí)控制電路中電阻最小 R總小=3=1 5X10 2 A = 400 由圖像得水箱內(nèi)最低溫度為0 C時(shí)熱敏電阻最小，R最小= 100 Q

13、保護(hù)電阻阻值至少為R=R,m、 R最小= 400 Q-100 Q = 300 Q熱水器剛開始保溫時(shí)，控制電路中的總電阻取 ="=8 = 750 Q熱敏電阻的阻值 R= R總一R=750 Q-300 Q = 450 Q由乙圖像得，儲(chǔ)水箱中水溫是 70 C(2)加熱狀態(tài)時(shí)，電阻 R、R并聯(lián)在工作電路中U2(220 V) 2并聯(lián)電路的總電阻rl=多k = 22°又R并=RRR+ R,R=2R代入數(shù)據(jù)得R = 33 Q , R = 66 保溫狀態(tài)時(shí)，電阻 R、R串聯(lián)在工作電路中.12(220 V) 2R串=X-= 440 QP保溫110 Wr=r串r=440 Q-66 Q = 37

14、4 Q(3)水吸收的熱量： Q吸=cm(tt。)一»”, -5 c水m (t to)電流做的功：W 口熱=YY加 熱 時(shí) 間 ： t 加 熱W熱Pm熱c水m (t - tc)T P加熱4.2 X103 J/(kg C) X 44 kg x ( 50 C 20 C)90%< 2 200 W=2 800 s6.如圖甲是某電吹風(fēng)的工作原理圖.電吹風(fēng)工作時(shí)，可以分別吹出熱風(fēng)和涼風(fēng).為了防止溫度過(guò)高，用一個(gè) PTC電阻R與電阻為100 Q的電熱絲R串聯(lián)，R的阻值隨溫度的變化如圖乙所示.(1)當(dāng)開關(guān)S指向1位置時(shí)，電吹風(fēng)吹 風(fēng)；(2)該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，其溫度基本恒定在200 C左右，當(dāng)它的

15、溫度繼續(xù)升高時(shí)，R的電阻將,電熱絲的發(fā)熱功率將 (兩空均選填“增大”、“不變”或“減小”)；(3)該電熱絲的最大發(fā)熱功率是多少？【答案】（1）熱（2）增大減小【解析】（1）當(dāng)開關(guān)S指向1位置時(shí)，電熱絲與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，它們同時(shí)工作，電動(dòng)機(jī)吹熱風(fēng)；（2）從圖像中可以看出，當(dāng)溫度高于200 c時(shí)，PTC電阻的阻值增大，則它分得的電壓也增大，而電熱絲分得的電壓減小， 根據(jù)公式P=衛(wèi)可知，電熱絲的發(fā)熱功率將減??；（3）R從圖像可知，當(dāng)溫度為 35 C, PTC的電阻最小為10 Q,此時(shí)電路中的最大電流為 1=± =UR+R=220 V10 Q + 100 Q=2 A,電熱絲的最大發(fā)熱功率為P=

16、I2R= (2 A 2X100 Q= 400 W.77.如圖（1）為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機(jī)，它的正常工作電壓為 220 V,水箱裝水最多0.3 kg ,加熱功率有大、小兩個(gè)擋位.設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)的內(nèi)部電路有如圖（2）甲、乙兩種接法，其中電熱絲R = 56 Q, F2 = 44 Q.（2）第7題圖（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時(shí)，水蒸氣遇到衣服迅速 （填物態(tài)變化名稱）成小 水珠，放出熱量，將衣服熨平.（2）如果選擇甲電路，電路中最大電流為 A;如果選擇乙電路，電路中最大電 流為 A,由于兩個(gè)電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過(guò)的最大電流為8.2 A ,故設(shè)計(jì)師最終選擇了甲電路.（計(jì)算結(jié)果保

17、留一位小數(shù)）（3）請(qǐng)分別計(jì)算這款掛燙機(jī)兩個(gè)擋位的額定功率.（4）若將水箱中0.22 kg的水從25 C加熱到100 C ,掛燙機(jī)至少需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間水的比熱容 c=4.2X103J/ （kg C） ?【解析】（1）液化 （2） 5 8.9(3)掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí)，電路中電流為 5 A ,此時(shí)功率P 大=5 = 220 VX5 A= 1 100 W220 V220 V =2.2 A 100 Q掛燙機(jī)小功率擋工作時(shí)， R、R串聯(lián)，電路中電流I 總= R R+ R 56 Q + 44 Q小功率擋的功率P小=UI 總=220 VX2.2 A = 484 W(4)水吸收的熱量Q吸=cm (t t。)=

18、4.2 X 10 3 J/ (kg . C) X 0.22 kgX (100 C- 25 C) =6.93X10 4要使加熱時(shí)間最短，應(yīng)選用大功率擋，且電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收.所以有W= Q,由P=,W Q 6.93 X 104J t=PTPr 1 100 w =63 s題多解：(3)問(wèn)還可以這樣解:掛燙機(jī)大功率擋工作時(shí)，只有F2接入電路，由P= UI、I=U導(dǎo)，此時(shí)功率RU2(220 V) 2P 大=百=44 a =1 100 WU一，一掛燙機(jī)小功率擋工作時(shí)，R、R串聯(lián)，由P= UI、I =有得，此時(shí)功率RP小=u2U, 、2(220 V)R R+ F2 56 Q + 44 Q=484

19、W第8題圖8類型二三檔位用電器8.如圖甲是家用電暖器，利用電熱給煤油加熱取暖.圖乙為其簡(jiǎn)化的電路原理圖，已知電阻R>R,銘牌見下表.在電暖器跌倒時(shí)，跌倒開關(guān)S自動(dòng)斷開，切斷電源，保證安全.電暖器有“高溫?fù)酢?、“中溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢比齻€(gè)擋位，解答下列問(wèn)題：已知c煤油=2.1 X 103 J/ (kg C),額定電壓220 V煤油體積25 L功率選擇1 500 W/1 100 W/400 W 三擋可調(diào)操作方式手動(dòng)12【解析】(1)低溫?fù)醯墓ぷ麟娏?I <=PUJ22 W220V = 0.1(2)中溫?fù)跫訜?5 h ,消耗電能E 電=止 P 中 t = 0.044 kWX 5 h = 0

20、.22 kW - h= 0.22(3)低溫?fù)鯐r(shí)，Si斷開、S2接b, R和R串聯(lián),(220 V)22 W2-=2 200 Q，一、一“、，“12( 220 V) 2中溫?fù)鯐r(shí)，只閉合S1, R接入電路，=4=1 100 QR=R 低溫R = 2 200 Q-1 100 Q = 1 100 Q高溫?fù)鯐r(shí)，S1閉合、&接a, R和R并聯(lián)：RR1 100 QX1 100 Qr高溫=一-=550 QR + R 1 100 Q + 1 100 Q一12( 220 V) 2局溫?fù)醯念~定功率：P高=三一= "c c- =88 WR?溫550 Q10.火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式.如圖所示為小明家使用的一款電火鍋工作電 路的原理圖.它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，旋鈕開關(guān)可以分別置于“0 和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱.正常工作時(shí)，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?1 , R為242 Q, 5F2為60.5 Q. (忽略溫度對(duì)電阻的影響)(1)請(qǐng)指出開關(guān)置于什么接線柱時(shí)，火鍋處于低溫?fù)酰?2) R3的阻值是多少歐姆？電火鍋處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，在