2022年中考物理专题复习——电能表的应用及计算
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这是一份2022年中考物理专题复习——电能表的应用及计算,共21页。
1.电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。
2.读数:
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位;
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数:W电=W末-W初;
3.单位:电能表的计量单位是千瓦时,符号为kW•h,俗称度;
4.换算关系:1度1kW•h = 3.6×106J
5.表盘上的参数:
①220V表示电能表应接到220V的电路中使用;
②5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A;
③感应式电能表常数2500r/kW·h表示消耗1kW·h的电能,电能表的表盘转2500转;
④电子式电能表常数3200imp/(kW•h):电路中每消耗1kW•h电能,指示灯闪烁次数。
⑤50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。
6.根据电能表转盘转动的转数计算电能:如果电能表标有“:Nr/kW·h”,当转盘转过n圈时,消耗的电能为W=nr/Nr×kW·h
【题型专练】
题型一:电能表读数及简单计算
1.假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h;
B.冰箱每天平均工作的时间为0.5h;
C.冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转;
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
2.如图所示,是小静同学观察到自家电能表的情况,下列说法正确的是 ( )
A.该电能表在220 V以下的电路中也能正常使用
B.该电能表正常工作的电流为30A
C.表盘上示数的含义为:截止目前,电能表共消耗了1469.5kW•h的电能
D.小静关闭家中其他用电器,只让空调单独工作1min,发现电能表的转盘刚好转了30圈,在这段时间内空调消耗的电能为5.4×104J
3.小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是( )
A.他家在这段时间内消耗的电能为992kW•h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.这个电能表的测量值是以“J”为单位
D.若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作20min,则电能表的圆盘转1200转
4.小明家月初电能表示数如图甲所示,月末电能表读数如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电能表是测量消耗电能的仪表
B.家庭电路中电能表应安装在空气开关(或熔丝)之后
C.小明家在这段时间内消耗的电能为9000kW•h
D.若只让一个“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5h,则电能表的圆盘转了1800转
5.如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kWh
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁次数越多,说明电路中消耗的电能越多
6.我国家庭电路的电压为______V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数。他家这周消耗了______kW·h的电能。
7.月底,小明对自家用电的情况进行调查,观察到电能表的表盘如图所示,小明家中用电器正常使用的总功率不能超过______W,用电器工作时消耗0.5kW·h的电能,电能表指示灯闪烁______次。若上月底电能表示数为1877.6kW·h,则本月消耗的电能为______kW·h。
8.如图所示的电能表的读数是______kW·h;若该电能表的表盘转了360转,则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。
9.如图所示是小陶子家的电能表。电路中,某时间段只有电水壶工作,电能表的铝盘转过了150转,这段时间内电水壶消耗的电能是 kWh。若电水壶里装有1kg的水,经过一段时间后,水的温度从20℃升高到70℃,则该过程中水吸收的热量是 J。(已知水比热容c水=4.2×103J/(kg℃)
10.如图为小伟家的电能表,他发现该电能表的转盘在某段时间内转了500转,则在该段时间内小伟家消耗的电能是 kW•h。
11.苏州市城乡电网改造后,家用的电能表全部改用了精度高、能耗少的脉冲式数字电能表.小明家脉冲式数字电能表的表盘上有“3000imp/(kW•h)”、“220V 20A”等信息,若小明关闭其它所有的用电器,只接通一只“220V 100W”的电灯,使其工作1h,则电灯消耗的电能是 J,合 kW•h,电能表的指示灯闪烁了 次。
12.某电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW•h)”字样,将一标有“220V 30W”的用电器单独接在该电能表上,正常工作6min,在此期间该用电器消耗的电能为 kW•h,电能表指示灯闪烁了 次。
题型二:由电能表计算用电器电功率
1.小美利用家中的电能表如图所示,测家用电热水壶的功率,他关闭了家中其它用电器,只有电热水壶工作,记录所测数据,进行计算,下列说法正确的是( )
A.观察并记录电能表转盘转动10圈,记录电热器工作的时间t
B.只使电热器工作10s,观察并记录电能表转盘转动的圈数N
C.使用这个电能表的家庭最多只能同时使用总功率为220W的用电器
D.记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t,误差最小
2.仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为________kW。
3.如图所示的电能表,在某段时间内转盘转了1800转,则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______kW·h,此电能表允许接入用电器的最大总功率是______W。
4.待在家里,经过2.5h,吴丽家中电能表的示数从图中的示数变成为,则此段时间内电能表的转盘转动了______圈,家庭电路实际消耗的功率为______W。
5.小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大总功率为_______W。他关闭家中其他用电器,只让电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该电饭锅的实际功率为___________W。
6.李芳用家中的电能表表盘如图,她家新购置了一台用电器,她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致,于是她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用电器工作,1min内电能表的转盘转了30转,则测得该用电器的电功率是______W,已知她家原有用电器的总功率是3000W,从电能表使用的角度考虑,她家的电路______(选填“能”或“不能”)接入该用电器。
7.如图所示是小飞家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超过______。他让一个电暖气单独接入电路,使用高温挡工作,电能表转盘刚好转了100转,电暖气高温挡的实际功率为______。电暖气换用低温挡加热时,电能表的转盘转速会变______(填“快”或“慢”)。
8.如图是现在家庭常用的电子式电能表表盘,表盘上标有3000r/(kW•h),表示每消耗1kW•h的电能,指示转盘转动3000次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了300次。该家用电器消耗的电能______J,该家用电器的额定功率是______W,则这个家用电器可能是______(选填“ 电热水壶”、“台灯” 或“电视机” )。
9.某同学家中有一台电热饮水机,铭牌上部分信息如图所示,饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器,只让该饮水机单独工作,电能表转盘转了50转用时60s,电能表参数如图所示,则该饮水机在这段时间内消耗的电能为______J,此时家中的实际电压为______V。
题型三:电能表的应用及综合计算
1.图甲是小明家的电饭锅及电路原理图,该电饭锅有高温和保温两档,由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝,现将电饭锅接在220V的电源上,使用高温档工作时,电饭锅功率为1000W;使用保温档工作时,电饭锅功率为440W。(c水=4.2×103J(kg·℃))
根据相关知识,回答下列问题:
(1)饭煮熟后,开关S将______(选填“闭合”或“断开”)
(2)电热丝R的阻值为多少?(______)
(3)用此电饭锅高温档将质量为1kg,温度为25℃的水加热,使锅中水温升高60℃,需用时5min,求此加热过程中电饭锅的加热效率。(______)
(4)如图乙所示,电能表上有一参数模糊不清,小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅,调至高温档烧水5min,电能表的转盘转了250转,则电能表上模糊的参数应该是多少?(______)
2.某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能,其铭牌如图甲所示,工作电路图如图乙所示,虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成,定值电阻R0=40Ω,R'是最大阻值为840Ω的可变电阻(调温开关),人通过调节R'可以改变电热水壶的功率。
(1)在额定电压下工作时,该电热水壶最大功率为多大?
(2)电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示(壶内水温跟壶表面温度一致),在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用,要求电热水壶温度保持70℃,问应将R'的阻值调为多大?
(3)用电高峰时,实际电压为200V,当电路中只有电热水壶以最大功率加热时,如图丁所示的电能表指示灯在1min内闪烁了多少次?
3.如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少?
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少?
4.寒冷的冬天,孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”,铭牌如表中所示,请回答下列问题:
(1)该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少?
(2)该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热是多少?
(3)在奶奶家,到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时,发现加热时间明显比白天长.聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故,于是专门进行了一番测量:她关掉其它用电器,单独给这个“暖手宝”通电6分钟,观察到家里的电能表(如图所示)转盘转了44转.请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少?(不考虑温度对电阻的影响)
5.养生壶是一种用于养生保健的可以烹饪的容器,类似于电水壶,其最大的特点是采用一种新型的电加热材料,通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻,在两端制作银电极,通电后产生热量把壶内的水加热.小明家买了一把养生壶(图甲),其铭牌如表所示。
小明关闭了家中的其它所有用电器,并在壶中加入质量为1kg,初温为25℃的水,6min将水烧开(标准大气压下),求:
(1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转,此过程中养生壶消耗的电能是多少?
(2)养生壶的热效率是多少?
(3)请通过计算分析,该养生壶烧开水的过程中是否正常工作?
6.如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?
(2)发热电阻R1的阻值是多少?
(3)高温挡的电功率是多少?
(4)小余发现傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25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)
7.如图是电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两档,分别是高温烧煮和低温焖饭,S1为档位自动控制开关,R0和R均为电热丝。已知R0的阻值为1210Ω,该电饭锅铭牌技术参数如下表所示(低温焖饭档额定功率模糊不清),求:
(1)电饭锅低温焖饭时的额定功率以及电热丝R的阻值。
(2)该电饭锅在低温档工作加热900s,同时发现标有“3600imp/(kw·h)”的电能表的指示灯闪烁了36次。那么此时电饭锅的实际电压是多少?
8.电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,三角牌电吹风的主要技术参数如图乙所示。
(1)当只闭合S1时,电动机正常工作,通过电动机的电流为多大?
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作10min内电流通过电热丝R产生的热量是多少?
(3)小明家的电能表(电能表上标有600revs/kW•h)如图丙所示,当小明家其它用电器都关闭,只有电吹风工作且吹冷风时,10min内电能表的转盘转了10圈,请计算电吹风吹冷时的实际功率。
9.随着人们生活水平的提高,糖尿病患者越来越多,如图甲所示是一款养生电饭煲,可以煮出低糖米饭工作过程中先用高温加热煮沸,让大米吸热吸水后迅速膨胀,淀粉大量溶入米汤中,然后将米汤分离,再采用低温蒸煮米饭煮熟后自动进入保温状态,既能大大降低米饭中的糖分而且环保节能。内部结构电路如图乙所示,R1和R2均为加热电阻且保持不变,R是可变电阻,通过调节R可以让电饭煲进入保温状态,S1和S2为温控开关,设定好预设温度,通过S1、S2的断开与闭合(其中S2不能单独闭合),可以自动实现电饭煲的高温加热,低温蒸煮和保温状态的转换,图丙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮熟米饭所消耗的电能随时间的变化关系。求:
(1)电饭煲正常工作时,高温功率是多少?
(2)某周末的晚饭时,小明想利用标有“3000imp/(kW•h)”字样的电能表测量家庭电路的实际电压,只让电饭煲接入电路,在高温状态下,她观察到电能表上的指示灯在2分钟内闪烁了81次,则此时的实际电压是多少?
(3)电饭煲在保温状态时每秒钟向外散失的热量Q跟电饭煲温度与环境温度的温差关系如图丁所示,假设加热电阻放出的热量能被电饭锅完全吸收。在额定电压下工作,在温度为20℃的房间使用,要求电饭煲温度保持为70℃,问应将R的阻值调为多大?
2022年中考物理专题复习——电能表的应用及计算参考答案
【考点梳理】
1.电能表是测量电功或者说是用户的用电器在某段时间内消耗电能多少的仪表。
2.读数:
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位;
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数:W电=W末-W初;
3.单位:电能表的计量单位是千瓦时,符号为kW•h,俗称度;
4.换算关系:1度1kW•h = 3.6×106J
5.表盘上的参数:
①220V表示电能表应接到220V的电路中使用;
②5A表示电能表允许通过的最大电流不超过5A;
③感应式电能表常数2500r/kW·h表示消耗1kW·h的电能,电能表的表盘转2500转;
④电子式电能表常数3200imp/(kW•h):电路中每消耗1kW•h电能,指示灯闪烁次数。
⑤50HZ表示这个电能表应接在频率为50HZ的电路中使用。
6.根据电能表转盘转动的转数计算电能:如果电能表标有“:Nr/kW·h”,当转盘转过n圈时,消耗的电能为W=nr/Nr×kW·h
【题型专练】
题型一:电能表读数及简单计算
1.假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h;
B.冰箱每天平均工作的时间为0.5h;
C.冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转;
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
【答案】A。
2.如图所示,是小静同学观察到自家电能表的情况,下列说法正确的是 ( )
A.该电能表在220 V以下的电路中也能正常使用
B.该电能表正常工作的电流为30A
C.表盘上示数的含义为:截止目前,电能表共消耗了1469.5kW•h的电能
D.小静关闭家中其他用电器,只让空调单独工作1min,发现电能表的转盘刚好转了30圈,在这段时间内空调消耗的电能为5.4×104J
【答案】D
3.小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是( )
A.他家在这段时间内消耗的电能为992kW•h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.这个电能表的测量值是以“J”为单位
D.若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作20min,则电能表的圆盘转1200转
【答案】D
4.小明家月初电能表示数如图甲所示,月末电能表读数如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电能表是测量消耗电能的仪表
B.家庭电路中电能表应安装在空气开关(或熔丝)之后
C.小明家在这段时间内消耗的电能为9000kW•h
D.若只让一个“220V 1000W”的电热水器正常工作0.5h,则电能表的圆盘转了1800转
【答案】A。
5.如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kWh
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁次数越多,说明电路中消耗的电能越多
【答案】D
6.我国家庭电路的电压为______V;如图所示是小明家中一周前、后电能表示数。他家这周消耗了______kW·h的电能。
【答案】 (1). 220 (2). 13
7.月底,小明对自家用电的情况进行调查,观察到电能表的表盘如图所示,小明家中用电器正常使用的总功率不能超过______W,用电器工作时消耗0.5kW·h的电能,电能表指示灯闪烁______次。若上月底电能表示数为1877.6kW·h,则本月消耗的电能为______kW·h。
【答案】8800;1600;140
8.如图所示的电能表的读数是______kW·h;若该电能表的表盘转了360转,则此时的用电器消耗了______kW·h的电能。
【答案】201.8;0.6。
9.如图所示是小陶子家的电能表。电路中,某时间段只有电水壶工作,电能表的铝盘转过了150转,这段时间内电水壶消耗的电能是 kWh。若电水壶里装有1kg的水,经过一段时间后,水的温度从20℃升高到70℃,则该过程中水吸收的热量是 J。(已知水比热容c水=4.2×103J/(kg℃)
【答案】0.05 2.1×105
10.如图为小伟家的电能表,他发现该电能表的转盘在某段时间内转了500转,则在该段时间内小伟家消耗的电能是 kW•h。
【答案】0.2
11.苏州市城乡电网改造后,家用的电能表全部改用了精度高、能耗少的脉冲式数字电能表.小明家脉冲式数字电能表的表盘上有“3000imp/(kW•h)”、“220V 20A”等信息,若小明关闭其它所有的用电器,只接通一只“220V 100W”的电灯,使其工作1h,则电灯消耗的电能是 J,合 kW•h,电能表的指示灯闪烁了 次。
【答案】3.6×105;0.1;300。
12.某电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW•h)”字样,将一标有“220V 30W”的用电器单独接在该电能表上,正常工作6min,在此期间该用电器消耗的电能为 kW•h,电能表指示灯闪烁了 次。
【答案】0.003;6。
题型二:由电能表计算用电器电功率
1.小美利用家中的电能表如图所示,测家用电热水壶的功率,他关闭了家中其它用电器,只有电热水壶工作,记录所测数据,进行计算,下列说法正确的是( )
A.观察并记录电能表转盘转动10圈,记录电热器工作的时间t
B.只使电热器工作10s,观察并记录电能表转盘转动的圈数N
C.使用这个电能表的家庭最多只能同时使用总功率为220W的用电器
D.记录电能表示数从2385.6跳到2385.7时所用的时间t,误差最小
【答案】A
2.仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为________kW。
【答案】0.12;1.2。
3.如图所示的电能表,在某段时间内转盘转了1800转,则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是______kW·h,此电能表允许接入用电器的最大总功率是______W。
【答案】0.6;4400。
4.待在家里,经过2.5h,吴丽家中电能表的示数从图中的示数变成为,则此段时间内电能表的转盘转动了______圈,家庭电路实际消耗的功率为______W。
【答案】6000;800。
5.小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大总功率为_______W。他关闭家中其他用电器,只让电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该电饭锅的实际功率为___________W。
【答案】4400;600。
6.李芳用家中的电能表表盘如图,她家新购置了一台用电器,她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致,于是她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用电器工作,1min内电能表的转盘转了30转,则测得该用电器的电功率是______W,已知她家原有用电器的总功率是3000W,从电能表使用的角度考虑,她家的电路______(选填“能”或“不能”)接入该用电器。
【答案】600;能。
7.如图所示是小飞家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超过______。他让一个电暖气单独接入电路,使用高温挡工作,电能表转盘刚好转了100转,电暖气高温挡的实际功率为______。电暖气换用低温挡加热时,电能表的转盘转速会变______(填“快”或“慢”)。
【答案】 (1). 8800 (2). 1500 (3). 慢
8.如图是现在家庭常用的电子式电能表表盘,表盘上标有3000r/(kW•h),表示每消耗1kW•h的电能,指示转盘转动3000次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了300次。该家用电器消耗的电能______J,该家用电器的额定功率是______W,则这个家用电器可能是______(选填“ 电热水壶”、“台灯” 或“电视机” )。
【答案】3.6×105;1000;电热水壶。
9.某同学家中有一台电热饮水机,铭牌上部分信息如图所示,饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其它用电器,只让该饮水机单独工作,电能表转盘转了50转用时60s,电能表参数如图所示,则该饮水机在这段时间内消耗的电能为______J,此时家中的实际电压为______V。
【答案】6×104(或60000);200。
题型三:电能表的应用及综合计算
1.图甲是小明家的电饭锅及电路原理图,该电饭锅有高温和保温两档,由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝,现将电饭锅接在220V的电源上,使用高温档工作时,电饭锅功率为1000W;使用保温档工作时,电饭锅功率为440W。(c水=4.2×103J(kg·℃))
根据相关知识,回答下列问题:
(1)饭煮熟后,开关S将______(选填“闭合”或“断开”)
(2)电热丝R的阻值为多少?(______)
(3)用此电饭锅高温档将质量为1kg,温度为25℃的水加热,使锅中水温升高60℃,需用时5min,求此加热过程中电饭锅的加热效率。(______)
(4)如图乙所示,电能表上有一参数模糊不清,小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅,调至高温档烧水5min,电能表的转盘转了250转,则电能表上模糊的参数应该是多少?(______)
【答案】断开;61.6Ω;84% ;3000r/(kW·h)。
2.某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能,其铭牌如图甲所示,工作电路图如图乙所示,虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成,定值电阻R0=40Ω,R'是最大阻值为840Ω的可变电阻(调温开关),人通过调节R'可以改变电热水壶的功率。
(1)在额定电压下工作时,该电热水壶最大功率为多大?
(2)电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示(壶内水温跟壶表面温度一致),在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用,要求电热水壶温度保持70℃,问应将R'的阻值调为多大?
(3)用电高峰时,实际电压为200V,当电路中只有电热水壶以最大功率加热时,如图丁所示的电能表指示灯在1min内闪烁了多少次?
【答案】(1)1210W;(2)400Ω;(3)50次。
3.如图甲是某电热水壶的电路图,铭牌如图乙。R为加热器,温控器S是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,加热器加热。当水沸腾后,S会自动断开进入保温状态,从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知:水的比热容c=4.2103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)该电热水壶正常加热工作时,其加热器的阻值是多少?
(2)该电热水壶正常加热工作时,对加热器通电10s产生的热量是多少?
(3)将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是多少?
(4)用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能,实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转,此时电路消耗的实际功率是多少?
【答案】(1)48.4Ω;(2)10000J;(3)525000J;(4)0.8kW。
4.寒冷的冬天,孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”,铭牌如表中所示,请回答下列问题:
(1)该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少?
(2)该“暖手宝”正常工作5分钟产生的热是多少?
(3)在奶奶家,到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时,发现加热时间明显比白天长.聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故,于是专门进行了一番测量:她关掉其它用电器,单独给这个“暖手宝”通电6分钟,观察到家里的电能表(如图所示)转盘转了44转.请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少?(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】(1)该“暖手宝”正常工作时通过的电流为2A;电阻为110Ω;(2)该“暖手宝”正常工作5min产生的热量是1.32×105J;(3)这时她奶奶家实际电压是110V。
5.养生壶是一种用于养生保健的可以烹饪的容器,类似于电水壶,其最大的特点是采用一种新型的电加热材料,通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻,在两端制作银电极,通电后产生热量把壶内的水加热.小明家买了一把养生壶(图甲),其铭牌如表所示。
小明关闭了家中的其它所有用电器,并在壶中加入质量为1kg,初温为25℃的水,6min将水烧开(标准大气压下),求:
(1)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转,此过程中养生壶消耗的电能是多少?
(2)养生壶的热效率是多少?
(3)请通过计算分析,该养生壶烧开水的过程中是否正常工作?
【答案】(1)养生壶消耗的电能为3.6×105J;(2)养生壶的效率为87.5%;(3)养生壶没有正常工作。
6.如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?
(2)发热电阻R1的阻值是多少?
(3)高温挡的电功率是多少?
(4)小余发现傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25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)
【答案】
(1)由P=UI可得,低温挡工作时电路中的电流:
I1===2A;
(2)当只闭合S1时,R1、R2串联,处于低温挡,由P=可得:
R串===110Ω,
发热电阻R1的阻值:
R1=R串﹣R2=110Ω﹣70Ω=40Ω;
(3)当S1、S2都闭合时,电路中只有电阻R1接入电路中,根据P=可知,此时电路中电阻较小,功率较大,为高温挡;
高温挡的电功率:
P高温===1210W;
(4)“3000r/(kW•h)”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转,
电能表转盘转25转时,电烤箱消耗的电能:
W=kW•h=×3.6×106J=3×104J,
电烤箱的实际功率:
P===1000W,
由P=得实际电压:
U实===200V。
答:(1)低温挡工作时,电路中的电流是2A;
(2)发热电阻R1的阻值是40Ω;
(3)高温挡的电功率是1210W;
(4)用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
7.如图是电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两档,分别是高温烧煮和低温焖饭,S1为档位自动控制开关,R0和R均为电热丝。已知R0的阻值为1210Ω,该电饭锅铭牌技术参数如下表所示(低温焖饭档额定功率模糊不清),求:
(1)电饭锅低温焖饭时的额定功率以及电热丝R的阻值。
(2)该电饭锅在低温档工作加热900s,同时发现标有“3600imp/(kw·h)”的电能表的指示灯闪烁了36次。那么此时电饭锅的实际电压是多少?
【答案】当开关S和S1均闭合时,电路为并联,总电阻最小,仅闭合开关S时,电路仅有R0工作,总电阻最大,根据可知,电阻越大功率越小,为低温档,电阻越小功率越大,为高温的。
(1)低温档时电路仅有R0工作,则功率为
当开关S和S1均闭合时,电路为并联,总电阻最小,为高温档,R0两端电压不发生变化,功率不变,则R的功率为
PR=P高-P低=840W-40W=800W
则可求电热丝R的阻值为
(2)低温档工作加热900s消耗电能为
则由可求实际电压为
答:(1)电饭锅低温焖饭时的额定功率为40W,电热丝R的阻值为60.5Ω;
(2)此时电饭锅的实际电压是220V。
8.电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,三角牌电吹风的主要技术参数如图乙所示。
(1)当只闭合S1时,电动机正常工作,通过电动机的电流为多大?
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作10min内电流通过电热丝R产生的热量是多少?
(3)小明家的电能表(电能表上标有600revs/kW•h)如图丙所示,当小明家其它用电器都关闭,只有电吹风工作且吹冷风时,10min内电能表的转盘转了10圈,请计算电吹风吹冷时的实际功率。
【答案】(1)当只闭合S1时,只有电动机接入电路中,此时电路的功率为吹冷风时的功率;
由P=UI可得,
I冷===0.5A;
(2)当同时闭合S1、S2时,电动机与R并联,此时电路的功率为吹热风时的功率;
电阻R的功率为:P2=P热﹣P冷=880W﹣110W=770W,
10min内电流通过电热丝R产生的热量:Q=W=Pt=770W×10×60s=4.62×105J;
(3)电能表转10圈消耗的电能:
W===kW•h,
已知所用时间t=10min=h,
由P=可得,电吹风吹冷时的实际功率:
p===0.1kW=100W。
答:(1)当只闭合S1时,电动机正常工作,通过电动机的电流为0.5A;
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作10min内电流通过电热丝R产生的热量是4.62×105J;
(3)电吹风吹冷时的实际功率为100W。
9.随着人们生活水平的提高,糖尿病患者越来越多,如图甲所示是一款养生电饭煲,可以煮出低糖米饭工作过程中先用高温加热煮沸,让大米吸热吸水后迅速膨胀,淀粉大量溶入米汤中,然后将米汤分离,再采用低温蒸煮米饭煮熟后自动进入保温状态,既能大大降低米饭中的糖分而且环保节能。内部结构电路如图乙所示,R1和R2均为加热电阻且保持不变,R是可变电阻,通过调节R可以让电饭煲进入保温状态,S1和S2为温控开关,设定好预设温度,通过S1、S2的断开与闭合(其中S2不能单独闭合),可以自动实现电饭煲的高温加热,低温蒸煮和保温状态的转换,图丙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮熟米饭所消耗的电能随时间的变化关系。求:
(1)电饭煲正常工作时,高温功率是多少?
(2)某周末的晚饭时,小明想利用标有“3000imp/(kW•h)”字样的电能表测量家庭电路的实际电压,只让电饭煲接入电路,在高温状态下,她观察到电能表上的指示灯在2分钟内闪烁了81次,则此时的实际电压是多少?
(3)电饭煲在保温状态时每秒钟向外散失的热量Q跟电饭煲温度与环境温度的温差关系如图丁所示,假设加热电阻放出的热量能被电饭锅完全吸收。在额定电压下工作,在温度为20℃的房间使用,要求电饭煲温度保持为70℃,问应将R的阻值调为多大?
【答案】由图知当S1和S2都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=知电路处于高温挡;
当S1和S2都断开时,R1和R串联,总电阻最大,根据P=知电路处于保温挡;
当只闭合开关S1时,只有电阻R1工作,总电阻较大,根据P=知电路处于低温挡。
(1)根据题意和图丙可知0﹣0.1h是高温挡,0.1h﹣0.5h为低温挡,0.5h以后为保温挡,
高温挡的功率为:P高温===1kW=1000W;
(2)高温挡的总电阻为:R′===48.4Ω,
2min内消耗的电能为:
W==0.027kW•h=0.027×3.6×106J=9.72×104J,
由W=UIt=t得,实际电压为:
U实===198V;
(3)从图丙可知,低温挡的功率P低温===0.44kW=440W,根据(1)中分析可知R1的阻值R1===110Ω;
电饭煲温度为70℃,在温度为20℃的房间使用,此时电热水壶表面温度与环境温度之差为:
△t=70℃﹣20℃=50℃,
由图像知,电饭煲每秒钟散发的热量Q=110J,
则散热功率P散===110W,
要保持电饭煲的温度不变,则电饭煲的电功率P=P散=110W,
此时电路中的总电阻:
R总==440Ω,
则R的阻值:R=R总﹣R1=440Ω﹣110Ω=330Ω。
答:(1)电饭煲正常工作时,高温功率是1000W;
(2)某周末的晚饭时,小明想利用标有“3000imp/(kW•h)”字样的电能表测量家庭电路的实际电压,只让电饭煲接入电路,在高温状态下,她观察到电能表上的指示灯在2分钟内闪烁了81次,则此时的实际电压是198V;
(3)电饭煲在保温状态时每秒钟向外散失的热量Q跟电饭煲温度与环境温度的温差关系如图丁所示,假设加热电阻放出的热量能被电饭锅完全吸收。在额定电压下工作,在温度为20℃的房间使用,要求电饭煲温度保持为70℃,问应将R的阻值调为330Ω。
XX牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
产品名称
暖手宝
产品货号
QB32
额定功率
440W
额定电压
220V
通电储热
5~8分钟
电源线长
约80cm
暖手宝直径
约220mm
型号
HX﹣201504
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1210W
XX牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
产品名称
暖手宝
产品货号
QB32
额定功率
440W
额定电压
220V
通电储热
5~8分钟
电源线长
约80cm
暖手宝直径
约220mm
型号
HX﹣201504
额定电压
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频率
50Hz
额定功率
1210W
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