专题51 计算题——电器(一) 备战中考物理重难点题型专题突破
展开本专题涉及的考点及公式
1.串联电路
(1)电流:串联电路电流处处相等。即:。
(2)电压:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即:。
(3)电阻:串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和。即:。
(4)功率:串联电路的总功率等于各部分电路消耗的功率之和。即:。
(5)分压原理:串联电路中各部分两端的电压与电阻成正比。即:或。
2.并联电路
(1)电流:并联电路中总(干路)电流等于各支路电流之和。即:。
(2)电压:并联电路的各支路两端的电压等于总电压。即:。
(3)电阻:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即:。
(4)功率:并联电路的总功率等于各支路消耗的功率之和。即:。
(5)分流原理:并联电路中各支路的电流与电阻成反比。即:或。
3.欧姆定律及变形式:,,。
4.电功:(普适式),(适用于任何电路),(适用于纯电阻电路)。
5.电功率:(定义式),(普适式),(适用于纯电阻电路)。
6.电热:(定义式),(适用于纯电阻电路),非纯电阻电路。
7.物质吸放热:
8.效率:或。
一、计算题
1.(2022·天津·统考中考真题)额定功率为3000W的电热水器正常工作时,把质量为60kg的水从20C加热到70C。已知c水=4.2×103J/(kg·C),不计热量损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
2.(2022·辽宁沈阳·统考中考真题)如图所示,质量为440g初温为25℃的食用油注入大烧杯中,并将电加热器放入食用油中。电加热器正常工作100s,测出食用油的温度为65℃,已知电加热器的额定电压为220V,额定功率为440W。【食用油的比热容为2×103J/(kg℃)】
(1)电加热器正常工作时的电流和电阻;
(2)正常工作100s,电加热器消耗的电能;
(3)电加热器的热效率。
3.(2022·辽宁锦州·统考中考真题)小明家购买了一台电热水器,铭牌显示:容量是50L,额定电压是220V,额定功率是2000W。[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]求:
(1)该电热水器正常工作时的电阻是多少?
(2)某次洗浴时,水箱装满初温为20℃的水,正常工作加热到60℃,若热水器的加热效率是84%,则此次加热消耗多少电能?
(3)一天,小明家只有该热水器和额定功率为700W的电饭锅接入电路,它们都正常工作,则标有2000r/(kW·h)的电能表的铝盘4min转了多少转?
4.(2022·山东济南·统考中考真题)小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位,其简化电路如图所示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω,通过计算回答:该电热水器在“加热”档位工作时
①通过它的电流是多少安?
②它的电功率是多少瓦?
③它工作100s消耗了多少焦的电能?
5.(2022·河南·统考中考真题)九一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起,完成以下活动内容。
(1)某型号洗衣机的洗涤功率为250W,完成一次洗涤的时间为30min,则一度电可供该洗衣机完成几次洗涤?
(2)若自来水的温度为15℃,某电热水器的电加热效率为84%,则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45℃?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)请写出一条节约用电的建议,并用所学的物理知识加以解释。
6.(2022·青海·统考中考真题)“厨宝”是一种小型家用厨房热水器,内部电路如图所示,R为电热丝,额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高4℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。请你完成下列计算:
(1)“厨宝”的功率;
(2)“厨宝”消耗的电能;
(3)水吸收的热量;
(4)“厨宝”的效率。
7.(2022·江苏扬州·统考中考真题)如图所示为某款电热水龙头电路图,a、b、c、d为四个固定触点,绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P置于不同位置时,有冷水、温水和热水三种状态,正常工作时出温水的电功率为1100W,出热水的电功率为2200W。
(1)求出温水时电路中的电流;
(2)求出热水时2分钟内消耗的电能;
(3)若水龙头只能出冷水和温水,电路可能存在的故障。(写出一条即可)
8.(2022·宁夏·统考中考真题)如图,甲是一种常见的电热水袋,乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示。已知水的初始温度为15℃,在额定电压下加热10min,温控开关自动断开,指示灯熄灭,请根据信息完成下列问题:
(1)计算加热电阻的阻值。(结果保留一位小数)
(2)计算水吸收的热量。[c水=4.2×103/(kg·℃)]
(3)计算加热电阻消耗的电能和加热效率。(指示灯消耗的电能不计)
9.(2022·辽宁盘锦·统考中考真题)某功率可调的电加热设备,内部简化电路如下图所示,虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成,定值电阻R0阻值为22Ω,滑动变阻器R′最大阻值为1000Ω。滑动变阻器的滑片调至某一位置时,将2kg初温为20℃的水加热至70℃,此过程加热效率为84%,【c水=4.2×103J/(kg·℃)】求:
(1)该加热设备的最大电功率;
(2)本次加热过程消耗的电能;
(3)该加热设备电功率为550W时,R′接入电路的电阻。
10.(2022·江苏宿迁·统考中考真题)寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时,了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适,实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器,计划通过“众筹”项目向厂家定制生产,其电路如图所示,定值电阻R1和R2表示电热丝,R2的阻值为3300Ω,有高温档和低温档两种加热功能,低温档功率为11W,当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时:
(1)S1接a、b哪个端点时为低温档?低温档加热时的电流?
(2)求R1的阻值及加热器高温档时的功率;
(3)高温档工作10min,最多可使马桶圈温度升高多少℃?[设电热丝放出热量70%被马桶圈吸收,马桶圈的质量为1kg,马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg·℃)]
11.(2022·山东东营·统考中考真题)在综合实践活动中,兴是小组设计了一款双档位电加热器,利用产生的蒸汽加湿或消毒,电加热器工作时,高档先将水箱内的水加热到100℃,低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路,S1和S均为自动控制开关,当水温达到100℃时S1自动断开,当水的质量低于0.2kg时S自动断开,R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L,水的初温为20℃。[,]
(1)求低档工作时加热器的电功率;
(2)求R1的电阻;
(3)求电加热器高档位工作的加热效率。
12.(2022·湖北随州·统考中考真题)很多家庭的卫生间里安装着浴霸,小李家的浴霸如图甲,由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”都是“220V 250W”,“小灯”标有“220V 16W”,换气扇的参数是“220V 50W”。该浴霸由4个开关控制(如图乙、丙)。设浴霸一直都在220V电压下工作。
(1)冬天寒冷,小李家洗浴时只闭合S1和S2(S3和S4未闭合),只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时,求这一天浴霸用了几度电;
(2)夏天炎热,小李洗浴时只闭合S3和S4(S1和S2未闭合),(1个)“小灯”照明,(1个)换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少?
13.(2022·甘肃兰州·统考中考真题)一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示,它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功能,还可以烧水、煮茶等。电陶炉的简化电路如图乙所示,其参数如表所示,高温档额定功率字迹已被磨损。旋转旋钮开关,可实现停止工作、低温档和高温档的转换。R1和R2均为电热丝,R2=72.6Ω。求:
(1)R1的阻值;
(2)高温档额定功率;
(3)在某用电高峰期,若家庭电路中只有电陶炉在工作,发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁168次,使质量为1.7kg的水从25℃升高到49℃,求此时电陶炉的加热效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
14.(2022·四川遂宁·统考中考真题)小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置(如图甲),该装置电路如图乙所示:L为照明装饰小彩灯(标有“6V 3W”),为总开关,为温控开关(温度低于20℃自动接通,温度升高到24℃时自动断开),R是阻值为的电热丝。某次换水后,鱼缸内有10kg初温为19℃的水,闭合开关,L正常发光,R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]:
(1)电源电压是多少?
(2)R开始发热到停止工作水吸收了多少热量?
(3)R开始发热到停止工作的时间是多少秒?(不考虑热量损失,电热丝产生热量均被水吸收。)
一、计算题
1.(2023春·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习)某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器,其内部简化电路如图甲所示。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源(电压恒定U=5V)、开关S0、电磁铁(线圈电阻R0=20Ω)、热敏电阻R组成,热敏电阻R的阻值随水温的变化图像如图乙所示。工作电路中R1=44Ω,R2=956Ω。当开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热,当水温达到100℃时,衔铁会被吸下,工作电路处于保温状态。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),解答下列问题:
(1)当水温达到100℃时,控制电路中的电流是多少?
(2)电热水器将水箱中1kg的水从17℃加热到83℃,用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率;
(3)用电高峰期,当电热水器处于保温状态时,电热水器工作450s,消耗1.8×104J的电能,此时电热水器两端的实际电压是多少?
2.(2023·山西·山西实验中学校考一模)如图是某款壁挂饮水机,体积比较小,可以挂在墙上,有热能交换装置,加热效率为80%。其内部有两个加热电阻R1、R2,只闭合S1,R1工作进行恒温预热,同时闭合S1、S2,R1和R2同时工作进行额定制热。饮水机部分参数如表,请你结合有关信息,解决以下问题:[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)画出壁挂饮水机内部的电路图;
(2)求壁挂饮水机内部任意一个发热电阻的阻值;
(3)某次加热一杯500mL的水至100℃,用时105s,求饮水机的实际制热功率。
3.(2023春·江苏泰州·九年级姜堰区实验初中校考阶段练习)小明家有一个电加热坐垫,其铭牌上标有“220V 24.2W”(24.2W是电加热坐垫加热时的功率),电加热坐垫的简化电路图如图所示。通过调控开关可实现保温和加热两个功能,电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热,电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W。求:
(1)电加热坐垫处于加热状态时通过的电流是多少?
(2)电阻R1和R2的阻值各是多少?
4.(2023·福建厦门·福建省同安第一中学校考一模)图是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图,R1、R2是电热丝。开关S接2、3时处于慢热档;开关S接3、4时处于速热档。速热档功率为1200W,使80mL的水温度从20℃升高到120℃用时30s。电源电压为220V,R1=60.5Ω,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)速热过程水吸收的热量;
(2)R2的阻值;
(3)速热过程的加热效率。(计算结果保留一位小数)
5.(2023春·江苏苏州·九年级昆山市第二中学校考开学考试)小湘发现某家用电暖器有“高温”、“中温“、“低温”三个挡位,其内部电路图及铭牌如图所示。已知电阻R1、R2、R3为加热电阻,R1=R3-30Ω。求:
(1)R2的阻值是多少?
(2)该电暖器在高温挡工作时的功率是多少?
(3)小雨想了解某日后半夜时家里电路的实际电压,于是将家甲其他用电器都关闭,他观察到该电暖器在中温档工作时,家里标有“2000r/kW·h”的电能表转盘在0.4h内转了800r,则他家此时的实际电压是多少?
6.(2023春·山东济宁·九年级济宁市第十三中学校考阶段练习)重庆今年的冬季特别冷,所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡,铭牌见下表(“中温”挡功率空出),其电路原理如图乙,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全。当S、S1闭合,S2断开时,电暖器为“低温”挡。(R1>R2)
求
(1)R1的阻值;
(2)“中温”挡正常工作100s,电流产生的热量;
(3)在用电高峰期,家庭电路中电压会低于220V,小文想知道高峰期时候的电压,他只让电暖器处于高温挡单独工作,表盘示数使用前后如图丙、丁所示,通过表盘显示的数据计算出使用期间的实际电压为多少V?(已知商用电费单价为0.6元/kW·h)
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
电陶炉
额定电压
220V
额定功率
高温档
××W
低温档
400W
额定电压
220V
适用水源
净化水
额定制热功率
2100W
水温选择
开水、温水
恒温预热功率
40W
水的初温
20℃
XX牌电暖气
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
1210W
低温挡
440W
频率
50Hz
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温档
高温挡
1210W
频率
50Hz
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