精練13 電功電熱的計算（原卷版）

精練13電功電熱的計算【知識儲備】電功公式計算公式：P=UI=W/t(適用于所有電路)由此可得電功W=UIt對于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=U2/R串聯(lián)電路中常用公式：P=I2RP1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/RP1：P2=R2：R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn焦耳定律、電熱器電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt。電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點：①清潔衛(wèi)生，②熱效率高，③方便調(diào)控，缺點是非加熱用電器工作時也產(chǎn)生熱量?！緦ｎ}精煉】1．（2023?寧波一模）2022年世界杯足球賽于11月21日至12月18日在卡塔爾舉行，如圖甲是賽事的吉祥物——“La′eeb”，市面上出現(xiàn)了一些會發(fā)光的“La′eeb”，內(nèi)部是一種LED燈。型號：S﹣LM16額定容量：800mAh標定電壓：3.7V執(zhí)行標準：GB31241﹣2018生產(chǎn)日期：2022.9.10LED燈兩端電壓（V）流過LED燈電流（mA）LED燈的顏色1.820紅1.920黃2.020藍（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)LED燈發(fā)出紅光時，消耗的電功率是多少瓦？（2）有一款發(fā)光“La′eeb”內(nèi)部的電路如圖乙所示，其中電阻R為90歐姆，電路中的充電電池的銘牌如表（且充電與供電時電壓保持不變）。閉合開關(guān)后，當(dāng)電路中的電流為20毫安時，電池充滿電最多可用小時；（3）通過計算說明此時在電池的標定電壓下LED燈發(fā)出什么顏色的光？2．（2023?鹿城區(qū)一模）圖甲所示是微電腦控制的多功能養(yǎng)生壺，乙是它的簡化電路圖。發(fā)熱電阻R2兩端電壓通過微電腦進行調(diào)節(jié)，發(fā)熱功率從200～800W可調(diào)。小明在某次使用時選擇藥膳功能：機器開始以800W功率進行加熱，8分鐘加熱到80℃，然后自動轉(zhuǎn)到200W，再加熱30分鐘直到結(jié)束。（1）L為電源指示燈，標有“2.5V，0.1W”，計算R1的阻值。（2）小明該次使用，從開始加熱到結(jié)束，整個過程發(fā)熱電阻R2消耗了多少電能？（3）發(fā)熱電阻功率從800W自動轉(zhuǎn)到200W是通過微電腦改變其兩端電壓來實現(xiàn)，已知800W時發(fā)熱電阻兩端電壓為220V，則當(dāng)它功率變?yōu)?00W時，它兩端電壓為V。3．（2023?濱江區(qū)模擬）電飯鍋已經(jīng)成為每個家庭必不可少的家用電器。如圖是電飯鍋的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，已知電飯鍋的部分參數(shù)：額定電壓220V，R1＝88Ω，保溫功率為88W，S1為手動開關(guān)，S2為雙金屬片開關(guān)（右端固定）。（1）求電飯鍋的加熱功率；（2）求R2的阻值；（3）考慮到能量的有效利用應(yīng)該選用（選填“僅R1”或“R1和R2都”）與鋁制內(nèi)膽（裝米飯的部位）緊貼。（4）與鐵相比，銅升高相同溫度熱膨脹較明顯。已知雙金屬片兩層的材料分別為鐵和銅，上層應(yīng)該選用（選填“銅”或“鐵”）。4．（2022?江山市一模）空氣炸鍋，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無油煙味，深受廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌空氣炸鍋，有低溫、中溫、高溫三擋調(diào)節(jié)。其發(fā)熱元件為兩個電阻，R1＝50Ω，R2＝200Ω，額定工作電壓為220V，發(fā)熱部分內(nèi)部電路可簡化為圖乙所示電路。請回答下列問題：（1）當(dāng)S1閉合，S接a處時，炸鍋處于中溫擋工作，求此時電路中的電流。（2）從中溫擋調(diào)至高溫擋工作，兩個開關(guān)應(yīng)如何操作。（3）求空氣炸鍋處于高溫擋時的實際功率。5．（2022?寧波模擬）小寧在光合作用實驗中，要將葉片放在盛有酒精的小燒杯中，并對小燒杯進行水浴加熱，使葉片褪色。他設(shè)計了如圖甲的恒溫控制器電路。電路有“加熱“和“恒溫“兩種狀態(tài)。閉合開關(guān)S，溫控開關(guān)在溫度低時閉合、溫度到達一定值時自動斷開，降溫后再閉合，循環(huán)工作，起到調(diào)節(jié)溫度作用。指示燈亮表示進入恒溫狀態(tài)，它的額定電壓為110V，且亮起即正常工作。圖中發(fā)熱元件電阻阻值為48.4歐。（1）將圖乙中提供的電路接入甲圖中“1”“2”“3”接線柱，符合要求的是電路圖。（2）電路在加熱狀態(tài)時的功率是多少？（3）若恒溫控制器中水的質(zhì)量為1kg，由于水自身散熱等因素，恒溫控制器的加熱效率為70%。進入“恒溫”狀態(tài)后，水溫每分鐘下降6℃，要讓水溫維持在70℃～75℃之間，每“加熱”和“恒溫”為一個周期，則此周期多長時間？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]6．（2022?溫州二模）我國北方冬天比較寒冷，許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床﹣﹣“韓式電熱炕”。其工作電路可簡化為如圖所示，其中K為保護開關(guān)，平常處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度超過某一警戒溫度時自動斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點旋轉(zhuǎn)，每次都和相鄰的兩觸點同時接觸，從而實現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個擋位的轉(zhuǎn)換（擋位順序未知，電功率越大擋位越高）。小明在家里利用所學(xué)的物理知識來測量該電熱炕的電功率。他先關(guān)閉家里其它所有的用電器，然后將S旋轉(zhuǎn)到與觸點1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標有“3000r/（kW?h）”的電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)。已知R1和R2是發(fā)熱電阻，R2的阻值是R1的2倍，其它電阻忽略不計，小明家電壓恒為220V．完成下列問題：（1）當(dāng)S與觸點1、2接觸時，電熱炕功率是多少？（2）當(dāng)電熱炕處于低擋時，電路中通過O點的電流是多少？（3）當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min，所消耗的電能可使1.8L水從25℃升高到多少攝氏度？（無熱損失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），結(jié)果保留1位小數(shù)。）7．（2022?杭州一模）某型號電飯煲有加熱和保溫功能，如圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲在一次工作中電功率與時間的關(guān)系圖像。（1）用所學(xué)的物理知識分析說明：當(dāng)開關(guān)S接觸點2時，電飯煲處于什么功能狀態(tài)？此時電飯煲的電功率為多少？（2）分析計算電路中R1、R2的電阻分別是多少？（3）電飯煲在這一次工作中一共消耗多少焦的電能？合用了多少度電？8．（2022?臺州模擬）如圖甲為汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型，接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會亮、暗（微弱發(fā)光）交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈的規(guī)格為“6V3W”（電阻不變），定值電阻R0需要接在A處或B處，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計。（1）當(dāng)電流通過電磁鐵時，電磁鐵上端為極；定值電阻R0應(yīng)接在圖甲電路中位置（選填“A”或“B”）；（2）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時工作（即雙跳燈開啟），轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點接通（選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；（3）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點“2和3”接通時，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實際電壓變化如圖乙所示，當(dāng)指示燈微弱發(fā)光時，其兩端實際電壓為Ux，消耗的實際功率為額定功率的19①Ux的值；②右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作45秒消耗的電能；③R0的阻值。9．（2022?長興縣模擬）近年來近視已經(jīng)成為我國青少年高發(fā)眼病之一，相關(guān)的護眼產(chǎn)品逐漸增多。如圖是一款市面上銷售的護眼儀，它可以通過熱敷和振動對眼部進行按摩從而達到緩解眼部疲勞的效果。該產(chǎn)品使用說明書相關(guān)參數(shù)如圖甲所示，簡化后的電路原理如圖乙所示。護眼儀“自動模式”工作時，電路中電流大小的規(guī)律性變化如圖丙所示。（1）護眼儀處于“活力模式”，則開關(guān)S應(yīng)連接。（選“AC”、“BC”或“AB”）（2）護眼儀“自動模式”工作10分鐘消耗的電能。（寫出計算過程）（3）計算電熱絲的阻值大小。（寫出計算過程）10．（2022?嘉善縣一模）小明用零花錢給媽媽買了一個電熱足浴盆。圖中甲是該品牌足浴盆的電路圖（局部）表是產(chǎn)品銘牌（最大功率被覆蓋）。電路中的電動機帶有按摩裝置，S1為溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于某設(shè)定值時，開關(guān)自動閉合；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時，開關(guān)自動斷開；小明媽媽某次用足浴盆洗腳時，水的質(zhì)量為3kg，初溫是18℃。足浴盆正常工作，電路中總電流隨時間的關(guān)系如圖乙所示，0﹣6min為加熱階段，使水溫達到預(yù)設(shè)溫度；閉合S2，6min﹣20min電路中電動機一直工作，電熱絲間歇工作。請回答以下問題：（1）電動機正常工作時，通過的電流是多少。（2）電熱絲工作時的功率是多少。（3）若不考慮熱量散失，則預(yù)設(shè)溫度是多少。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]指標參數(shù)最大容水量/kg4額定電壓/V220電動機功率/W110最大功率/W11．（2022?桐廬縣一模）有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈，其電路如圖甲所示。電源電壓為24V，燈泡L的額定電壓為12V，通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。（1）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻為多少Ω？（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使燈泡的實際功率