2020年中考物理母题题源系列专题18多挡位电热器电功率的计算(含解析)
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2024年中考物理专题复习—电功率多档位问题类型1.电热器的多档位问题根据电功率的公式2UPR可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大;电阻越大,电功率越小。
阻小温高功率大,阻大温低功率小。
例1.如图所示,电阻R1>R2,电源电压均为U,在相同时间内,图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲,图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙,图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙,图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁,则()A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁答案:C。
例2.电源电压不变时,在相同的时间内,两电阻串联时总电阻最________,产生的总热量最________,发热功率最________;两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。
如果电热器处于两电阻串联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)档位;如果电热器处于两电阻并联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)档位。
答案:大;小;小;小;多;大;低;高。
例3.如图所示是电热水壶的工作电路图,闭合开关S,当电热水壶处于加热状态时,开关S2处于________状态。
若电热水壶在加热状态时的功率为1210W,则电阻R1=________Ω。
如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%,则保温状态下R2的电功率为________W。
答案:闭合;40;108.9。
例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压U =220V 不变,两根电热丝的电阻关系为R 1=2R 2,通过旋转扇形开关S ,接触不同触点,实现高、低两个挡位的转换,低温挡时的发热功率为440W 。
求:(1)R 1和R 2的电阻值。
(2)电热器处于高温挡时的总功率。
2020中考物理电学综合之多档位题目有解析1.如图所示是加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1、R2均为发热电阻丝,通过开关通断组合,可得到不同加热档位。
该加热器最大电功率为12W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是8W。
则下列判断正确的是()A. 该加热器只有两个加热档位B. 加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3C. 加热器功率最大时,R1与R2的电流之比为2∶1D. 该加热器的最小电功率是8W2.小刚同学在学习串、并联电路知识后,对家用电器进行了研究。
在老师的指导下,将一调温型电热毯的电路简化为如图所示的类似电路,其中L1和L2分别表示二根相同的电热丝(暂用灯泡符号代替)、图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关,“三刀”(即AB、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动,、“3”、“4”档中的某一档位上,小刚同学尝试画出了开关滑到这些档位时所对应的简化使开关处于“1”、“2”电路图并进行了说明,其中与实际情况不符合的是()时,简化电路如甲图A. 当开关处于文件位“1”B. 当开关处于文件位“2”时,简化电路如乙图C. 当开关处于文件位“3”时,简化电路如丙图D. 当开关处于文件位“4”时,电热毯没有启动,无法画出简化电路图3.如图是某品牌的抽油烟机,主要部件是照明灯和抽气扇(电动机),它们可以独立工作,互不影响,抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个档位,功率大小不同。
下列电路图中符合要求的是()A. B. C. D.4.理发用电吹风的典型电路如图所示,其中电热丝通电后可以发热,电动机M通电后可以送风,择开关放在“热”、“冷”、“停”位置上,电动机可分别送出热风、冷风或处于停机状态,则以下说法错误的是()A. 1﹣2位置是“停”的位置B. 2﹣3位置是“冷”的位置C. 3﹣4位置是“热”的位置D. 有一个档位能使电热丝单独工作5.小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个档位的发热功率。
第十八章专题训练多挡位电热器综合计算1.如图甲所示是一款加热型榨汁机,图乙是它的内部电路结构示意图,其中R1、R2均为发热电阻丝,接通电动机可以进行榨汁;关闭电动机接通电阻丝可以进行加热或者保温:榨汁机的部分参数如表所示,求:(1)仅榨汁时,正常工作10s电路消耗的电能?(2)若R2=400Ω,则加热功率为多少?(3)傍晚用电高峰时,小红关闭家里所有用电器,只让榨汁机以加热档工作,发现在5min 内电能表的转盘转了50转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?(不考虑电阻值随温度的变化)榨汁机部分参数表额定电压220V加热功率?保温功率121W榨汁功率88W容量400ml2.如图甲为某型号电热水壶,它具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。
其简化电路如图乙所示。
S1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。
S2是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开,电热水瓶处于保温状态。
S3是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵(类似于电动机)将水抽出。
已知电热水壶保温功率为50 W,加热功率为1150W。
(1)电热水壶处于保温状态且不抽水时,接入电路的电阻是多少Ω?(2)电热水壶处于加热状态时,通过 R 1的电流是多少A ?(3)闭合 S 3,电磁泵正常工作时两端电压为20V ,已知 R 3阻值为 200Ω,放满一杯水约需10s ,则电磁泵正常工作10s 消耗的电能约为多少J ?3.图甲所示为某电暖器的简化原理图,其中R 1、R 2是两个相同的电热丝,单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。
已知电源电压为220V ,每个电热丝的额定电压均为220V ,现要在某卧室使用该电暖器,卧室的容积为50m 3,空气的比热容为1.0×103J/(kg·),空气密度为=1.2kg/m 3,假设卧室封闭,请根据图像及以上信息解答下列问题。
(1)每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?(2)只闭合S 2时,流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?(3)只闭合S 1和S 3,让电暖器工作15min ,卧室内的温度升高了10,电暖器的加热效率是多少?℃℃4.如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。
【母题来源1】2016年郴州卷【母题原题】热熔胶是常用的粘合剂,它在常温下是固体。
图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的PTC加热元件,电路如图乙所示,单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。
胶枪扳机松开时,开关S l断开,开关S2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(150℃---180℃)。
此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,固体胶条向前挤压,枪口冒出温度为150℃---180℃的胶液。
在近似计算时,可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。
问:(1)单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少?(2)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?(3)接通电源60s后,假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100s,它产生热量的60%被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?【答案】(1)500Ω;(2)48.4W;(3)6453.3J(3)开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,R1与R2并联,胶枪正常工作,由丙图可知,150℃时PTC的电阻为1200Ω,电路中的总电阻:R总 =R1/2=1200Ω/2=600Ω,电路消耗电能产生的热量:Q放=U2/R总t=(220V)2/600Ω×100s≈8066.7J,在这过程中胶条吸收的热量:Q吸=Q放η=8066.7J×80%≈6453.3J。
【母题来源2】2016年河源卷【母题原题】如图甲是某款电热水龙头.即开即热、冷热兼用.图乙是它的原理电路图R 1.R 2为电热丝.通过旋转手柄带动开关S 接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换.有关参数如表.不考虑温度对电阻丝值的影响,请回答下列问题:(1)开关与1.2接触时,水龙头放出的水是(填“温”、“热”)水,此时电路中的电流多大?(2)水龙头放热水时,正常工作50s ,消耗的电能是多少?(3)R 2的电阻值多大?产品名称即热式热水龙头应用场所厨房、卫生间额定功率温水热水额定电压220V 额定频率50Hz防触电类型Ⅰ类(最高等级)【答案】(1)温;10A (2)1.65×105J ;(3)R 2= 44Ω(2)开关接2、3时,电阻R 1、R 2并联,连入电阻较小,由RUP2可知电功率较大,为高温档,水龙头放出的水是热水,P 热水=3300W ,正常工作50s ,消耗的电能:W=P 热水t =3300W×50s=1.65×105J ;(3)由P=UI 得总电流A V W U P I152203300热水,通过R2的电流I 2=I ﹣I 1=15A ﹣10A=5A ,由欧姆定律RU I 得44522022AV I U I .【母题来源3】2016年鄂州卷【母题原题】如图所示为某电热饮水机电路原理图,当开关S 闭合时,饮水机处于加热状态,当S 断开时,处于保温状态。
第十八章 电功率18.5专题 多挡位问题的分析及计算1.电热器电路高低挡位的判断电热器电路中根据电阻的不同组合,可以实现几个不同功率工作状态的切换。
每一个工作状态称为一个挡位。
因此,挡位根据电功率的高低来区分的,功率越高,单位时间发热越多,被加热物体温度就越高,挡位就越高。
功率、挡位的对应关系如下表。
对于两个电阻R 1、R 2(R 1>R 2)组成的电路,可以有四种工作状态:R 1单独工作(图甲),R 2单独工作(图乙),R 1、R 2串联工作(图丙),R 1、R 2并联工作(图丁) (1)电阻总电阻的判断因为串联电路总电阻大于其中任何一个电阻,并联电路总电阻小于其中任何一个支路电阻,所以12R R R R 并串>>>。
(2)电路总功率的判断①用公式2U P R判断,电源电压一定时,电路总电阻越小,功率越大,挡位越高。
②用公式P =UI 判断,电源电压一定时,电路总电阻越小,总电流越大,功率越大,挡位越高。
(3)挡位的判断①R 1、R 2并联工作(图丁)电阻最小,功率最大,所以是高温挡; ②R 2单独工作(图乙)电阻比并联电阻大,功率稍小,所以是中高温挡; ③R 1单独工作(图甲)电阻比R 2单独工作电阻大,功率更小,所以中低温挡; ④R 1、R 2串联工作(图丙)电阻最大,功率最小,所以是低温挡。
注意:以上挡位的命名是根据四种情况都存在而言的。
而对于给定的电路,可能存在上述情况中两到三种,比如某电路存在①②③三种情况,那么②就叫中温挡,③就叫低温挡;另一电路存在②③④三种情况,②就叫高温挡,③就叫中温挡;还有一电路只存在③④两种情况,③就叫高温挡,④就叫低温挡了。
所以具体的挡位命名需根据题目信息确定,只需根据功率的高低排序和题目中挡位对应起来就行了。
2.常见的高低温挡电路举例(1)串联电路(R1>R2)注意:R1或R2单独工作时的电流比R1、R2串联工作时的电流大,也就是说,R1或R2单独工作时与串联工作时通过自身的电流不相同,计算时不要张冠李戴。
《多挡位电热器的相关计算》考点+训练多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用,涉及到电热、电功、电功率的综合性问题,是电学问题的重点和难点。
多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点,更侧重电功率的考查。
通过多挡位电热器的考查,能很好的考查学生对电路结构的认识,同时更能考查对电功率和电热的计算能力。
1、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。
电热器电路是纯电阻电路,一般接在家庭电 路,电压为220V ,是个常量,所以:(1)比较电热的多少一般用Q=W=2U R t ,比较功率的大小用2=U P R 。
(2)如果已知各挡功率,计算电热(电功)用Q=W=Pt 。
(3)如果没有已知功率,通常通过2=U P R 计算出电功率,再用Q=W=2U Rt 计算电热。
当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。
2、多个加热电阻的电热器:多挡位电热器,顾名思义,电热器有多个挡位,不同挡位电功率不同。
由于用电器多接在220V 电压下工作,所以依据2U P R可知: ①当电路中电阻越大,电功率越小,为低挡位(保温挡)工作;②当电路中电阻越小,电功率越大,为高挡位(加热挡)工作;③当电阻介于大电阻和小电阻之间时,为中温挡。
通常家用多挡电热器是通过改变开关状态,改变工作电路结构,从而改变用电器消耗的电功率,实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。
高温挡——通过开关的转换,实现电路的并联,并联支路越多,电阻越小,功率越大,温度越高;低温挡——通过开关的转换,实现电路的串联联,串联电阻越多,电阻越大,功率越小,温度越低;3、只有一个加热电阻的电热器:串联电阻分压,使加热管的电压改变从而引起电功率变化。
这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻,分压电阻的电热是不能用来加热的。
4、电热器是用来加热的,所以常常与比热容相关计算联系起来,考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等,进而计算加热效率。
被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t,消耗的电能W=Pt,加热效率100%QWη=⨯吸。
专题18 多挡位电热器电功率的计算【1 】(2018•广安卷)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少?(2)电阻R2的阻值是多少?(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V 10(20A);3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少?【答案】(1)4A;(2)1100Ω;(3)800W。
点睛:(1)知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率,利用P=UI求电路总电流;(2)分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系,利用P=可知什么情况为保温档,再利用P=求R2的阻值;(3)3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求电能表转盘转200r消耗的电能,再利用P=求电饭锅此时的实际加热功率。
【2】(2018•重庆A卷)小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。
求:(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加==4A;由图可知当s接a时处于加热状态,此时电路中只有R2,所以R2==55,R串==484,所以R1=R串-R2=484-55=429(3)圆盘转了30转消耗的电能W==0.01kw t=1min=h所以P=0.6kw=600W. 【3】( 2018•天津卷)图为某电热器的电路原理图,通过将开关S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,对应的额定功率分别为800W和40W。
2020春人教版中考物理:电功率附答案**九年级全一册第18章电功率**1、如图所示,导体A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,测量发现A和B电压相等.在相同时间下,下列叙述正确的是()A.A和B的材料相同,电流通过A、B所做的功相同B.A和B的材料相同,电流通过A、B所做的功不相同C.A和B的材料不相同,电流通过A、B所做的功相同D.A和B的材料不相同,电流通过A、B所做的功不相同2、小明家中的电能表如图3所示,下列说法中不正确的是()A.每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转了2500转B.电能表的额定电压为220V,允许通过的最大电流为10AC.小明家中“220V 7A”的电烤炉和“220V 5A”的电热壶可以同时正常工作D.电能表读数的单位是kW·h3、如图所示,手电筒中的电流为 0.5 A ,电源为三节新干电池,则该手电筒中小灯泡的功率最接近()A . 0.25 WB . 0.75 WC . 2.25 WD . 9.00 W4、下列能测出小灯泡的额定功率的是()A.小灯泡发光最亮的一次B.小灯泡发光最暗的一次C.小灯泡正常发光的一次D.随便哪一次都可以5、有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转,再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热。
下图M 是托盘电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是?()6、有两个电阻,R1<R2,采用下列几种方式分别接到电压为U的电源上,在相同时间内电流做功最少的连接方式是( )A.R1、R2并联B.R1、R2串联C.只接入R1 D.只接入R27、甲用电器在5 min内消耗的电能为1.5×105J,乙用电器在1 h内消耗的电能为0.5 kW·h,则甲用电器和乙用电器电功率的大小关系是()A.P甲>P乙B.P甲=P乙C.P甲<P乙D.无法比较8、在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表,分析数据得到的下列结论中正确的是()电压U/V 1.5 2 2.5 3电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35A.灯丝的电阻随电压的增大而减小B.小灯泡的额定功率为0.8 WC.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比9、一台电动机,额定电压为100 V,电阻为1 Ω.正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机因发热损失的功率为()A.500 W B.25 WC.1 000 W D.475 W10、有一电炉丝,阻值为R,接在电压为U的电源上,在t时间内电流做功为W,经下列改装后,在t时间内电流做功仍为W的是( )A.把此电炉丝接到电压为的电源上,时间为tB.把电炉丝的电流减小为,时间为tC.把电炉丝长度去掉一半接到电压为U的电源上,时间为2tD.把电炉丝长度去掉一半接到电压为的电源上,时间为2t11、如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω。