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【中考物理】2022-2023学年广东省深圳市第一轮专项复习—温档类计算专题(含解析)
展开这是一份【中考物理】2022-2023学年广东省深圳市第一轮专项复习—温档类计算专题(含解析),共62页。试卷主要包含了单选题,计算题,综合题,填空题等内容,欢迎下载使用。
【中考物理】2022-2023学年广东省深圳市第一轮专项复习
—温档类计算专题
一、单选题
1.在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示。和均为电热丝,是自动控制开关,可实现“低温挡”“高温挡”之间的转换。饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当只闭合开关时,处于高温档 B.高温挡的功率为220W
C.电阻的阻值为110Ω D.30min内电路消耗的总电能是
二、计算题
2.电热饮水机是生活中常用电器,它有加热和保温两种功能,如表是该饮水机的铭牌,简化电路如图所示,S0为温控开关,求:
智能牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
加热
1100W
保温
121W
频率
50Hz
(1)饮水机正常加热10min所消耗的电能;
(2)当饮水机加热时R1的功率;
(3)电路中R2的阻值。
3.小明家的豆浆机的简化电路如图所示,铬牌中部分参数如表所示。豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到64℃时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小明用初温20℃、总质量为1kg的水和少量豆子制作豆浆。[水和豆子的比热容取c=4.2×103J/(kg•℃)]
豆浆机铭牌
最大容积V/L
2
加热器功率P热/W
880
额定电压U/V
220
电动机功率P动/W
120
(1)求加热器单独工作时电路中的电流;
(2)求温控开关闭合前水和豆子吸收的热量;
(3)本次制作豆浆共计用了9min的时间,若在温控开关闭合前加热器正常工作生产的热量70%被水和豆子吸收,求本次制作豆浆共消耗的电能。
4.明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态,它的简化电路图如图所示,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
保温功率
242W
容量
2.5L
(1)求该饮水机加热时的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)某一天,小明断开家中其它用电器,使饮水机处于加热状态,发现家中标着“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转了120转,求此饮水机加热的实际功率。
5.小红的妈妈去年“双11”在“天猫”上快抢了一款如甲图所示的高、低温两挡电烤锅,其铭牌上的参数如下表所示,内部的工作原理图如乙图所示,R1,R2代表两根电热丝,S2为温控开关,根据上述信息,试解答下列问题:
名称:电烤锅
型号:YX﹣135
加热材质
不锈钢管
控制方式
机械式
额定电压
220V
低温挡功率
880W
高温挡功率
1980W
(1)该电烤锅在低温挡正常工作2h消耗电能是多少?
(2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)假如电热丝R2烧毁了,要使电烤锅恢复正常工作,小红用两根均为“220V 550W”的电热丝替代R2,你认为小红的做法能否满足要求?如果可以,是否为最佳方案?(请你用计算结果回答)。
6.阿甘京多年前购入了一款家用电暖器,如图甲,该电暖器有“高温”、“中温”、“低温”三个挡位,其牌上的电路如图乙所示,电路图中扇形阴影部分表示一块金属片开关,电路中的1、2、3、4、5是触点,金属片通过旋转可以和相邻两触点良好接触。铭牌上的档位信息如表格丙所示,因长年使用,表格上有处数据已被磨掉,已知电暖器R1、R2、R3为加热电阻,且R1=2R3。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)阿甘想了解凌晨点时家里电路的实际电压,于是将家里其他用电器都关闭,他利用频闪记录仪记录到该电暖器在高温挡工作时,家里标有“”的电能表频闪灯在10min闪烁了1331次,则他家此时的实际电压是多少?
7.小亮家新买了一台美的电饭锅,它有加热和保温两种功能,电饭锅的原理简图如图所示,电饭锅的铭牌内容如下表。求:
额定电压
220V
加热功率
1100W
保温功率
44W
最大容积
3L
(1)电饭锅处于保温状态时,电路中的电流;
(2)电饭锅处于加热状态时,30min消耗的电能为多少kw·h?
(3)R2的阻值。
8.如图所示是某型号的电热水壶及铭牌,请根据铭碑所提供的信息,求:
型号
BW﹣15
额定电压
220V
额定功率
2200W
额定频率
50Hz
额定容量
2L
(1)电热水壶正常工作时电热丝的电阻是多大?
(2)若夏天用电高峰时电热水壶的实际工作电压只有198V,不考虑电热丝电阻随温度的变化,则电热水壶的实际功率为多少瓦?
9.学校购置了一批温热型饮水机,配置每个班级。其电路图和铭牌如图所示,查阅说明书了解到,通电后开关S和闭合饮水机进入加热状态:当瓶胆内水的温度被加热到90℃时,加热状态就停止,断开而进入保温状态;当胆内水的温度下降到60℃时,加热状态就又会自动启动。请解答以下问题:
额定频率
50
额定电压
220V
加热功率
500W
保温功率
50W
瓶胆容量
1
制热水能力
5
(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是多大?
(2)电热丝的规格?
(3)通过观察发现:瓶胆内装满初温20℃的水,通电后正常工作,加热状态10min后停止,间隔15min后加热状态又启动。求饮水机在这25min工作过程中消耗的电能和对外损失的能量是多少?[]
10.康康家里有一台电火锅,部分技术参数如下表,图甲是其内部电路的工作原理简图,、均为阻值不变的加热电阻,通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换,其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。
额定电压
220V
高温挡
1100W
低温挡
880W
保温挡
×××W
(1)电火锅正常工作时,锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃,求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率;
(2)若改用低温挡给(1)问中的水加热,请比较使用高温挡还是低温挡更节能;
(3)求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
11.小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表。饮水机正常加热7min,可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压),然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究,解决下列问题:
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号,将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点,表示a与a接通)
(2)加热过程中,饮水机的加热效率。【水的比热容4.2´103J/(kg·℃)】
额定电压U/V
220
加热功率P1/W
1000
保温功率P2/W
100
电阻R1/Ω
435.6
电阻R2/Ω
48.4
12.小超研究了家里的智能电热马桶盖(如图甲),设计出如图乙所示的便座加热电路,R1和R2是两个定值电阻(表示两个电热丝),单刀双掷开关S2可接a或b,该电路通过开关S1和S2的不同接法组合,实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(见下表)。求:
S1
断开
断开
闭合
闭合
S2
接b
接a
接a
接b
功率
P0=0
P1=24.2W
P2=48.4W
P3
(1)R1的阻值是多少?
(2)表中的P3是多少?
(3)不使用其他用电器,只让便座加热电路以高温挡工作5min,标有“3000imp/kW⋅h”的电能表指示灯闪烁了20次,电路两端实际电压是多少?
13.浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴,导致成像模糊,而浴室防雾镜的背面粘贴有等大的电热膜,通电后镜面受热,水蒸气无法凝结其上,成像清晰。如图所示是某型号的浴室防雾镜,其相关数据如表:
面积大小
镜子质量
1.2kg
额定电压
220V
额定功率
(1)在某次洗浴中,浴室温度为,正常工作2min使平面镜的平均温度升高到,求电热膜对平面镜的加热效率。[玻璃的比热容为]
(2)如图乙所示,小夏给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热膜的功率在原功率的25%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要。求滑动变阻器的最大阻值。
14.图甲是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未知),图乙为其简化电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题:
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?
(2)若某房间内空气质量为30 kg,空气温度为10 ℃,设空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作10 min,放出热量的60%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少?
×牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡
频率
50Hz
15.随州的冬季不像北方有集中供暖,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”挡正常工作时电路中的电流;
(3)若室内空气质量为50kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作10min,放出热量的50%被室内空气吸收,那么可使室内气温升高多少?(假设空气的比热容为
1.1×103J/(kg•℃))
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温档
高温挡
1600W
频率
50Hz
16.如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、低两档加热,其简化电路图如图乙所示。 R1、R2均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如下表所示。 求:
容量
1L
额定电压
220V
高温档功率
1100W
低温档功率
(1)R2的阻值是多少?
(2)加热杯的的低温档功率是多少?
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温档加热,使1L水从20℃升高到100℃,需要多长时间?
17.养生壶具有传统电热水壶的功能,还可烧开水、煮面、汤圆、水饺、煮鸡蛋、煮咖啡、做小火锅等,深受人们的青睐。如图甲是小源家的养生壶,它有高温、低温、保温三个功能,如表所示是其部分参数,如图乙所示是它的高温档和低温档的工作电路图,其中R1、R2为定值电阻,小源某次煲汤时,先用高温档加热总质量为2.5kg的水和大米混合物,使其温度从20℃上升到100℃,然后换低档加热,最后保温,如图丙所示是工作信息图象。
(1)求该养生壶高温档正常工作时的电阻;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是多少?[水和大米混合物的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)];
(3)根据图丙所示的信息求养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能;
(4)小源想测一下该壶高温档加热时的实际功率,于是他关闭了家里的其他用电器,只用该壶高温档加热,在加热过程中家用电表(如图)转盘1min内转了30转,则该壶高温档加热时的实际功率是多少?
额定电压/V
220
高温档功率/W
700
低温档功率/W
500
容量/L
3
防干烧功能
有
18.如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜,该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃,玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃,可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上,电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简化电路如图乙所示,其相关参数如表所示。求:
(1)冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少?
(2)冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少?
(3)该冰柜的玻璃门的质量是5kg,若不计热量损失,电热丝正常工作使玻璃门升高20℃需要多长时间?[玻璃的比热容为0.84×103J/(kg·℃)]
(4)若断开其他所有用电器,只将该冰柜接入家庭电路,发现如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈,求此冰柜工作时的实际电功率是多少?
冰柜总质量
160kg
额定电压
220V
电动压缩机的额定功率
110W
防雾电热丝的额定功率
100W
19.当空气湿度比较低时,很多人家里都会使用电热加湿器如图甲,其工作原理如图乙,相关参数如表所示。工作时,电热加湿器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度;当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入加热仓中。求∶
工作电压
220V
工作频率
50Hz
最大运行功率
40W
储水箱容量
2.4L
气雾调节器最大电阻
990Ω
(1)当电热加湿器以最大运行功率工作时,电热丝R1的阻值为多大?
(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率正常工作,经过5min36s恰好使水沸腾产生水蒸气,求加热仓中水的质量。(设电热丝R1产生的热量全部被水吸收,当地气压为标准大气压)
(3)电热加湿器以最低气雾量工作时,求气雾调节器消耗的电功率。
20.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,使食物得到最佳的口感和营养。把电饭锅接入220V的电路中,某次煮饭电饭锅的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是多少A?
(2)整个煮饭过程消耗了多少电能?
(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅,发现家中标有“3000imp/kW•h”的电能表指示灯闪烁了150次刚好用时5min,求电饭锅此时的实际功率是多少?
21.近来网上热卖的空气炸锅,可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热,形象一点就是在锅里放了一台吹风机,用热风吹食物。其内部电路原理如图,相关参数如表。试求:
(1)热风加热时电路中的总电流;
(2)正常工作时电热管的电阻;
(3)炸制食品前先用热风预热5分钟,求这个预热过程消耗的电能。
额定电压
220V
电源频率
50HZ
热风功率
1276W
冷风功率
66W
22.如图1所示,是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌。暖奶器具有加热、保温双重功能,当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态,连接触点2和3时为保温状态,连接触点3和4时为加热状态。(温馨提示:最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)
(1)求电阻R2的阻值;
(2)把450g牛奶从20℃加热到40℃,求牛奶所吸收的热量。[c牛奶=4.0×103J/(kg•℃)]
(3)如图2所示,是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象,求暖奶器在加热过程中的热效率。(结果保留到小数点后一位)
23.如图甲是油汀电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:已知c煤油=2.1×103J/(kg•℃)
额定电压
220V
煤油质量
20kg
功率选择
1600W/1100W/500W三档可调
操作方式
手动
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)电暖器在低温挡时,正常工作的电阻为多少,低温档电阻应是图乙中的R1还是R2?
24.在我国家用电器的额定电压均为220V,如图所示为小明家的智能电表,他家部分用电器的额定功率及数量如表所示。
电器
额定功率/W
数量
电热水壶
2 200
1
空调
1 100
1
电视机
110
1
节能灯
16
22
(1)求空调正常工作3小时所消耗的电能;
(2)求上述表格里所有用电器同时正常工作的总电流;
(3)在用电高峰期,小明发现电能表的电压示数为198 V,此时用电热水壶烧水(设电热水壶电阻保持不变),求电热水壶此时的实际功率。
25.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,其相关参数如表。
(1)当该眼罩还剩20%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少消耗多少电能______?
(2)图乙是手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩简化原理图。电源电压U为6V,已知电热丝R1阻值为8Ω,电热丝R2阻值为12Ω,开关S3只接a或b;
①乙图电路中S1闭合、S2断开、S3接a时,加热电路为______(选填“高”、“中”或“低)温挡,此时的加热功率为______W;
②充满电,最多能在高温挡正常工作多长时间?______
26.如图所示,是电饭锅内部电路简图,它有“高温烧煮”和“保温”两档,由温控开关自动控制。煮饭时,先按下温控开关按钮,当达到设定温度(饭已煮熟)时,按钮会自动弹起。电饭锅及电路简图如图,铭牌如表,请你解答以下问题:
(1)当温控开关闭合后,电饭锅处于“高温烧煮”档还是“保温”档?
(2)求R1的阻值。
额定电压
高温烧煮功率
保温时电路总功率
频率
220V
880W
44W
50Hz
27.下表为一台电热水器的铭牌(有一项内容模糊不清),电热水器内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。求:
(1)低温挡正常工作时的额定功率;
(2)中温挡正常工作10分钟产生的热量;
(3)高温挡正常工作时的额定电流。
××牌电热水器
额定电压
220V
额定电流
高温挡
中温挡
5A
低温挡
2A
电源频率
50Hz
28.电热加湿器靠电流的热效应工作,某种家用电热加湿器相关参数,如表所示,外形电路简化图,如图所示,电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。
(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝R1的电阻值;
(2)如果加热仓内冷水的温度为,用最大运行功率工作,经过5min36s水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积。,,电热丝R1产生的热量全部被水吸收,环境为标准大气压;
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为,加湿器以低气雾量工作。求此时电热丝R1的电功率。
工作电压:
工作频率:
最大运行功率:
储水箱容量:
尺寸:高,底部直径
满水工作时间:高气雾量,低气雾量
29.如图所示为某电热饮水机电路原理图,从其说明书上的收集到的信息如下表。为了测量它加热时的实际功率,小明断开家中其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路,闭合开关S,通电15分钟,观察到家中标有“”字样的电能表转盘转过600转(r)。
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的额定功率
880W
保温时的额定功率
50W
根据以上信息,求:
(1)加热电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响);
(2)R2阻值为多少;
(3)饮水机加热时的实际功率。
30.为畅享“绿色家园,环保生命”的生活理念,某家庭购置了一款多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。图是某品牌养生壶简化电路图,开关S2可以断开、接A、接B。[]
项目
参数
额定电压(V)
220
低温档功率(W)
275
中温档功率(W)
550
高温档功率(W)
1100
(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶处于低温档;
(2)养生壶处于中温档工作时,求电路中的电流大小;
(3)求R2的阻值;
(4)在标准大气压下,使用高温档正常加热,将质量为1kg、初温是12℃的一壶水烧开,用了7min,求水吸收的热量和养生壶高温档的加热效率。
31.小明家安装了一种某型号的浴室防雾镜(如图甲所示),其背面粘贴有等大的电热膜。使用时,镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像。其简化电路图如图乙所示,下表是该防雾镜的相关数据:
(1)求电热膜R0 的阻值。
(2)经冬季测试,电热膜正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃,求电热膜对平面镜的加热效率。[玻璃的比热容为0.75×10 3J/(kg•℃)]
(3)为了能使防雾镜满足不同季节使用的需要。小明给防雾镜电路连接了一个阻值440Ω的电阻R(如图丙所示),变成了两个档位的防雾镜。当开关S闭合、S′断开时,电热膜R0 的实际功率为多少瓦?
镜子质量
1.1kg
额定电压
220V
额定功率
110W
三、综合题
32.冬季新式取暖工具一取暖壁画(如图-1所示)得到了很多人的青睐,它原理简单,主要部件为碳晶发热板和电源连接线以及温控器。图-2为一款取暖壁画的电路图。工作参数如下表,假设画内电阻丝电阻不随温度变化,空气的比热容,空气的密度。求:
取暖壁画
最大采暖面积
高温挡功率
低温挡功率
(1)我们国家普通居民住房的房间高度约为(只填写整数部分)_______左右,为了使房间取暖效果好,壁画应悬挂的偏_______(选填“高”或“低”)一些;
(2)的电阻为多少_______?
(3)取暖壁画高温挡正常工作时,要使房间温度升高10至少需要多长时间_______?
33.如图甲所示,小明家新买了一台电热足浴器,其简化电路如图乙所示。当水温达设定温度时,温控开关S可自动切换至保温状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。请完成以下问题:
(1)用手向上提起加满水的足浴器时,手臂有很强的下坠感,这说明物体间______,由图乙可知,当开关S跳至______触点位置时,足浴器进入保温状态。
(2)足浴器正常加热时电路中的电流为多少______?
(3)水箱中装满初温为20℃的水,足浴器正常加热8min,可使水温升高到40℃,则水吸收的热量为多少______?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
(4)上述加热过程中,电热足浴器消耗的电能为多少______?加热效率是多少______?(保留一位小数)
额定电压
220V
最大水量
5L
加热功率
1100W
保温功率
220W
34.图甲是自动上水电热水壶,因其方便取水、加热、保温,越来越受到人们的青睐。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能在10s内将水抽到0.5m高的水壶中并装满。电热水壶自动控温的工作电路如图丙所示,部分参数如下表,底部与水平底座的接触面积为0.01m2,=10N/kg。请你解答下列问题:
额定电压
220V
抽水电动机功率
4W
电热水壶功率
加热1100W
保温55W
电热水壶容量
2L
电热水壶净重
1kg
(1)电热水壶中水泵的原理与图乙相似,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在______的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于______,会继续向上运动;
(2)电热水壶装满水时对水平底座的压强;( )
(3)电动机抽取并装满一壶水的工作效率;( )
(4)电热丝R2的阻值。( )
35.有一种电炖锅,其简化电路如图所示,、为发热体,为定值电阻,S为选择开关,S1为温控开关,选择开关档位转换情况如表所示,自动挡通过温控开关S1来改变的功率,高温加热时功率为,小功率加热时功率为(忽略温度对电阻的影响)
选择开关的连接情况
档位
功率
S与触点1接触
保温档
44
S与触点2接触
自动挡
S与触点3接触
高温档
320
(1)S与触点2接触,温控开关S1___时,电炖锅处于高温加热状态。
(2)S与触点1接触,通过的电流是多大?______
(3)定值电阻的阻值是多大?____
(4)使用高温档加热时,把的水从烧开标准大气压下),至少需要多长时间?______
36.如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜,该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃,玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃,可以有效防止在玻璃上出现水雾,电热丝与冰柜中的电动制冷压缩机连接的简化电路如图乙所示,其相关参数如表所示。超市内温度一般调节在26℃左右。求:
额定电压
220V
电动制冷压缩机额定功率
220W
防雾电热丝的额定功率
110W
(1)在玻璃上出现水雾是水蒸气__________造成的(填物态变化名称)。
(2)其中防雾电热丝的电阻为多少? __________
(3)冰柜的电动制冷压缩机和防雾电热丝同时正常工作时干路上的电流为多少? __________
(4)冰柜的电热丝与电动制冷压缩机同时正常工作10min,消耗多少电能? __________
37.如图是某家用电热水器的电路图,温控开关S1可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。水的比热容为4.2103J/(kg·℃)]
额定电压
220V
容积
30L
加热功率
2000W
保温功率
800W
(1)开关S1接______(选填“a”或“b”)时为加热状态,R1的阻值为多大?( )
(2)水箱中装有质量为20kg,初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收多少热量?( )
(3)加热状态下,水温升高到55℃时,热水器正常工作了35min,求加热效率是多少?( )
38.小海家新买了一台电暖器,如图甲所示,如表是它的铭牌(其中高档功率模糊不清),图乙为其简化的电路原理图,和为加热电阻,已知。请你完成下列问题:
型号电暖器
额定电压
高档功率
中档功率
1100W
低挡功率
550W
(1)电暖器处于低档功率工作时,应闭合开关______;加热电阻和的阻值之比是______;
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少?( )电暖器在高档功率正常工作时的总电流是多少?( )
(3)小海家客厅内的空气质量约为80kg,气温为6℃,打开电暖器中档功率正常工作50分钟,假设电热转换效率为,电暖器放出热量的被客厅内的空气吸收,设定空气的比热容为,则客厅的温度可升高多少度?( )
四、填空题
39.如图甲是一种恒温调奶器,它可以自动调好加水的奶粉然后加热到最适合宝宝饮用的温度,在40℃时自动保温。图乙是该款调奶器的部分铭牌信息,图丙是电路简图(、为电热丝,、是自动温控开关).电阻的阻值为______Ω;在用电高峰期,只让调奶器通电,使其处于加热状态,电能表(如图丁所示)的圆盘转了30转,则调奶器加热的实际电功率为______W。
40.电吹风是现代家庭的常用电器,如图甲所示的电吹风其电路原理图如图乙所示,其主要技术参数如图丙所示,则当电吹风正常工作吹热风时,电路中的电流为__A,电热丝的阻值大小为__Ω。
额定电压
220V
频率
50Hz
吹热风时功率
880W
吹冷风时功率
80W
答案:
1.C
【详解】A.当只闭合开关时,电路中只有R1,处于低温档,故A错误;
B.由乙图可知高温档的功率为660W,故B错误;
C.电阻的阻值
故C正确;
D.30min内电路消耗的总电能是
故D错误。
故选C。
2.(1);(2)979W;(3)400Ω
【详解】解:(1)饮水机正常加热10min所消耗的电能为
(2)当开关S0断开,S闭合时,电路中只有R2,总电阻较大,电源电压不变,根据可知,总功率较小,饮水机处于保温状态,且
当开关S0与S闭合时,电路中R1与R2并联,总电阻较小,电源电压不变,根据可知,饮水机处于加热状态,且
故当饮水机加热时R1的功率为
(3)当开关S0断开,S闭合时,电路中只有R2,饮水机处于保温状态,且
根据可知
答:(1)饮水机正常加热10min所消耗的电能为;
(2)当饮水机加热时R1的功率为979W;
(3)电路中R2的阻值为400Ω。
3.(1)4A;(2)1.848×105J;(3)5.04×105J
【详解】解(1)由可得,加热器单独工作时电路的电流
(2)吸收的热量
(3)豆浆机中水温升到64℃前只有加热器工作,加热器单独工作时消耗的电能
加热器单独工作的时间
因此加热器和电动机同时工作的时间
则加热器和电动机同时工作消耗的电能
本次制作豆浆共消耗的电能
答:(1)加热器单独工作时电路中的电流为4A;
(2)质量为1kg的水和豆从20℃加热到64℃需要吸收的热量为1.848×105J;
(3)本次制作豆浆共消耗的电能为5.04×105J。
4.(1)4A;(2)145Ω;(3)800W
【详解】解:(1)由表格数据可知,饮水机加热时的额定功率P加=880W,额定电压U=220V;由P=UI可知,饮水机加热时的电流
(2)当开关S接a时,只有R1工作,当开关S接b时,电热丝R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联后的总电阻大于各电热丝的电阻,电压一定时,根据可知,当开关S接a时,只有R1工作,此时电路中的电阻最小,电功率最大,为加热状态;电热丝R1的阻值
当开关S接b时,电热丝R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,电功率最小,为保温状态;电热丝R1、R2的总电阻
则
R2=R﹣R1=200Ω﹣55Ω=145Ω
(3)3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转过3000转,则电能表转盘转了120转,饮水机消耗的电能
饮水机加热的实际功率
答:(1)该饮水机加热时的电流为4A;
(2)电阻R2的阻值为145Ω;
(3)此饮水机加热的实际功率为800W。
5.(1)1.76kW•h;(2)44Ω;(3)答案见解析
【详解】解:(1)由可知,在低温挡正常工作2h消耗的电能
(2)由电路图可知,开关S1、S2闭合时,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,电烤箱处于高温挡;因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以,R2的电功率
由可知,电阻R2的阻值
(3)一根“220V 550W”电热丝的电阻
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,两根“220V 550W”电热丝并联时的总电阻
因R2=R并,所以,用两根“220V 550W”的相同电热丝替代R2,能使电路恢复正常工作。
答:(1)该电烤锅在低温挡正常工作2h消耗电能是1.76kW•h;
(2)(2)电热丝R2的阻值是44Ω;
(3)用两根“220V 550W”的相同电热丝并联替代R2,能使电路恢复正常工作。
6.(1);(2);(3)
【详解】解:根据图乙所示,金属片开关置于1、2时,电路断开,用电器没有工作;金属片开关置于2、3时,R1与R2串联;金属片开关置于3、4时,R1短路,电路为R2的简单电路;金属片开关置于4、5时,R1未接入,R2与R3并联;根据可知,当电压一定时,功率与电阻成反比。综合上述分析,可知金属片开关置于2、3时,R1与R2串联,为低温挡;金属片开关置于3、4时,电路为R2的简单电路,为中温挡;金属片开关置于4、5时,R2与R3并联,为高温挡。
(1)R2的阻值为
(2)该电暖器在低温挡工作时的总电阻为
R1的阻值为
则R3的阻值为
所以该电暖器在高温挡工作时的功率为
(3)在10min内消耗的电能为
实际功率为
根据高温挡的总电阻不变可得
解得
答:(1)R2的阻值是;
(2)该电暖器在高温挡工作时的功率是;
(3)他家此时的实际电压是。
7.(1)0.2A;(2)0.55;(3)1056Ω
【详解】解:(1)电饭锅处于保温状态时,电功率为44W,电压为220V,则电路中通过的电流为
(2)电饭锅处于加热状态时,功率为1100W,30min内产生的热量为
W=Pt=1100W×30×60s=1.98×106J=0.55kw·h
(3)当S闭合时,电路中只接入R1,此时为加热状态,R1的功率为1100W,由题意可知R1的电阻
当S断开时,电饭锅处于保温状态,R1和R2串联,处于保温状态,由(1)可知,此时电路中的电流为0.2A,根据欧姆定律可得
R2=R总-R1=1100Ω-44Ω=1056Ω
答:(1)电路中的电流为0.2A;
(2)30min消耗的电能为0.55kw·h;
(3)R2的阻值为1056Ω。
8.(1)22Ω;(2)1782瓦
【详解】解:(1)由P=得到电热水壶正常工作时电热丝的电阻是
R===22Ω
(2)电热水壶的实际功率为
P实===1782W
答:(1)电热水壶正常工作时电热丝的电阻是22Ω;
(2)当实际工作电压只有198V,不考虑电热丝电阻随温度的变化,则电热水壶的实际功率为1782瓦。
9.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是
(2)当开关S0断开时,只有电阻R2工作,电热丝的阻值
(3)饮水机在这25min工作过程中消耗的电能
饮水机中水吸收的能量为
则对外损失的能量是
答:(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是;
(2)电热丝的阻值;
(3)对外损失的能量是。
10.(1);;(2)高温挡更节能;(3)
【详解】解:(1)水吸收的热量
由图可知,用高温档将水从50℃的水加热到60℃所需要的时间t1=3min=180s,这个过程消耗的电能
电火锅的热效率
(2)由图可知改用低温挡给(1)问中的水从50℃的水加热到60℃所需要的时间t2=5min=300s,这个过程消耗的电能
,所以使用高温档更节能。
(3)分析电路,当闭合开关S、S1,开关S2接b,电路中只有R1接入电路,电路处于低温档,则流过R1的电流
R1的电阻
当闭合开关S、S1、S2接b,电路中R1、R2并联接入电路,电路处于高温档,此时电路总电流
流过R2的电流
R2的电阻
当闭合开关S、S2接a时,电路中R1、R2串联接入电路,电路处于保温档,此时电路总电阻
电路保温功率
答:(1)水吸收的热量为;电火锅的热效率为;
(2)高温挡更节能;
(3)电火锅正常工作时保温挡的电功率为。
11.(1)
或 ;
(2)80%
【详解】解(1)接aa表示开关断开,当开关接cc可知,可以是两电阻串联,根据可知,电源电压不变,总电阻最大,故电功率比较小,是保温档,根据可知,电阻最小时,总功率最大,故选择小电阻,故R2作为加热电阻,是加热档。如接bb;同理也可以接bb时,是保温档,接aa时,是高温档,故如下图所示:
或 。
(2)水吸收的热量
饮水机加热7min,消耗的电能
饮水机的加热效率
答:(2)饮水机的加热效率。
12.(1)1000Ω;(2)96.8W;(3)200V
【详解】解:(1)由电路图和表格可知,当开关S1闭合、S2接a时,电路为R1的简单电路,此时P2=48.4W,由可得,R1的阻值
(2)当开关S1断开、S2接a时,R1和R2串联,此时
P1=24.2W
此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻值
R2=R-R1=2000Ω-1000Ω=1000Ω
由图可知,当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,由等值电阻并联的规律可得,此时电路中的总电阻
则P3的大小
(3)由(2)和上表中数据知,当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,此时功率为96.8W,为高温挡,电能表上标有“3000imp/kW⋅h”的字样,表示电能表每闪烁3000次耗电1kW⋅h,则电能表指示灯闪烁了20次,消耗的电能为
W=kW⋅h×20=kW⋅h=×3.6×106J=2.4×104J
以高温挡工作5min,则实际功率为
因电阻丝电阻可认为不变,根据得,所以
故电路中实际电压
答:(1)R1的阻值为1000Ω;
(2)表中的P3=96.8W;
(3)不使用其他用电器,只让便座加热电路以高温挡工作5min,标有“3000imp/kW⋅h”的电能表指示灯闪烁了20次,电路中实际电压为200V。
13.(1)80%;(2)
【详解】解:(1)正常工作2min,平面镜吸收的热量
电热膜的加热功率为
则正常工作2min,电流产生的热量为
则加热效率为
(2)当滑动变阻器阻值最大时,电热膜的实际功率为
根据可得电热膜的电阻为
由可得,当滑动变阻器最大阻值时,通过电热膜的电流为
由欧姆定律可得,电路中的总电阻为
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知
答:(1)电热膜对平面镜的加热效率为80%;
(2)滑动变阻器的最大阻值为。
14.(1)88Ω;(2)18℃
【详解】解:(1)闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路,由知道,“低温”挡正常工作时的电阻
(2)闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路,单独闭合S2为“中温”挡,高温挡为S1、S2同时闭合,R1、R2并联,则高温挡的功率
P高=P低+P中=550W+1100W=1650W
电暖器的“高温”挡正常工作10分钟,放出的热量
Q=W=P高温t=1650W×10×60s=9.9×105J
空气吸收的热量
Q吸=ηQ=60%×9.9×105J=5.94×105J
由知道,房间的空气温度升高
答:(1)“低温”挡正常工作时的电阻是88Ω;
(2)可使此房间的空气温度升高18℃。
15.(1)11Ω;(2)5.27A;(3)8.73℃
【详解】解:(1)闭合开关S1,R1单独接入电路,R1>R2,根据可知电暖气处于低温,则R1的阻值
(2)闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路;单独闭合S2为“中温”挡,“高温”挡为S1、S2同时闭合,R1、R2并联
根据P=UI可得,“中温档”正常工作时的电流
(3)因为所以电暖器的“高温”档正常工作10min,放出的热量
空气吸收的热量
由可得,房间空气升高的温度
答:(1)R1的电阻是110Ω;
(2电暖器“中温”档正常工作时的电流是5.27A;
(3)可使此房间的空气温度升高8.73℃。
16.(1)44Ω;(2)220W;(3)305.5s
【详解】解:(1)由电路图知高温档时只有电阻R2工作,低温档时电阻R1和R2串联,根据知,R2的阻值为
(2)根据知,加热杯的的低温档功率为
(3)满壶水的体积为
V=1L=1dm3=10-3m3
由可得,水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg
水吸收的热量为
不计热量损失时,消耗的电能为
W=Q吸=3.36×105J
由可得,需要的加热时间为
答:(1)R2的阻值是44Ω;
(2)加热杯的低温档功率是220W;
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温档加热,使1L水从20℃升高到100℃,约需要305.5s。
17.(1)69.14Ω;(2)80%;(3)1.8×106J;(4)600W
【详解】(1)由图知道,当开关S、S1闭合时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,养生壶的功率最大,处于高档,由知道,该养生壶高温档正常工作时的电阻R2的阻值
(2)水和大米混合物吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J;
由图丙知道,高温挡的加热时间t高=25min=1500s,由 知道,用高档加热消耗的电能
W=P高t高=700W×1500s=1.05×106J
由知道,该养生壶用高档加热的效率
(3) 由图丙知道,本次煲汤过程中一共消耗的电能为高温挡消耗电能与低温挡消耗电能之和,即
W总=W高温+W低温=P高温t高温+P低温t低温=700W×25×60s+500W×25×60s=1.8×106J
(4)此过程中养生壶消耗的电能
实际功率
答:(1)该养生壶高温档正常工作时的电阻69.14Ω;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是80%;
(3)养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能1.8×106J;
(4)该壶高温档加热时的实际功率是600W。
18.(1)0.5A;(2)484Ω;(3)840s;(4)81W
【详解】解:(1)由P=UI可得,冰柜的电动压缩机正常工作时的电流
(2)由可得,冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻
(3)玻璃门升高20℃吸收的热量
不计热量损失,则有
W=Q吸=8.4×104J
由可得,电热丝正常工作使门玻璃升高20 ℃需要的时间
(4)电能表的转盘转过27r时,冰柜在5分钟消耗的电能
冰柜的的实际功率
答:(1)冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为0.5A;
(2)冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为484Ω;
(3)电热丝正常工作使玻璃门升高20℃需要840s;
(4)此冰柜工作时的实际电功率是81W。
19.(1)1210Ω;(2)0.04kg;(3)9.9W
【详解】解:(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,R2接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,加湿器以最大运行功率工作;由表格数据可知,加湿器的最大运行功率P大=40W,由
可得,电热丝R1的阻值
(2)电阻丝R1产生的热量
Q放=W最大=P最大t=40W×(5×60s+36s)=13440J
水吸收的热量
Q吸=Q放=13440J
由可得
(3)当滑片移到最右端时,接入电路中的电阻最大,此时R1与R2串联,加湿器以最低气雾量工作,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
此时气雾调节器R2消耗的电功率
P2=I2R2=(0.1A)2×990Ω=9.9W
答:(1)电热丝R1的电阻值为1210Ω;
(2)加热仓中水的质量为0.04kg;
(3)气雾调节器消耗的电功率为9.9W。
20.(1)3;(2)0.275 kW•h;(3)0.6 kW
【详解】(1)电饭锅正常工作时的最大电流为
(2)整个煮饭过程消耗的电能
(3)电饭锅消耗的电能为
电饭锅的电功率为
答:(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是多少3A。
(2)整个煮饭过程消耗电能为0.275 kW•h。
(3)电饭锅此时的实际功率是0.6kW。
21.(1)5.8A;(2)40Ω;(3)3.828105J
【详解】解:(1)热风加热时电路中的总电流是
(2)由电路图结合题意可知,热风时电风扇和电热管R并联同时工作,冷风时只有电风扇工作,因热风功率等于电热管和电风扇的功率之和,所以正常工作时电热管的功率是
正常工作时电热管的电阻是
(3)预热过程消耗的电能是
答:(1)热风加热时电路中的总电流是;
(2)正常工作时电热管的电阻是;
(3)预热过程消耗的电能是。
22.(1)242Ω;(2);(3)81.8%
【详解】解:(1)由题意可知,当S接“2、3”时,电路为的简单电路,暖奶器处于保温状态;当接“3、4”时,电路为、并联,暖奶器处于加热状态,因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,的电功率
电阻的阻值
(2)牛奶从加热到吸收的热量
(3)由图像可知,加热时间为,加热过程消耗的电能
则暖奶器在加过程中的热效率
答:(1)电阻R2的阻值为242Ω;
(2)牛奶所吸收的热量是;
(3)暖奶器在加热过程中的热效率为81.8%。
23.(1)8.4×105J;(2)96.8Ω,R1
【详解】(1) 煤油温度升高20℃时,吸收的能量为
(2)电暖器在低温挡时,电功率为500W,则正常工作的电阻为电阻R1比较大,故只有电阻R1接入。
低温档功率最小,只有一个电阻接入,根据可知,电阻越大,功率越小,故低温档电阻应是图乙中的R1。
答:(1) 煤油温度升高20℃时,吸收了热量是;
(2) 电暖器在低温挡时,正常工作的电阻为,低温档电阻应是图乙中的R1。
24.(1)3.3kW×h;(2)17.1A;(3)1782W
【详解】(1)空调正常工作3小时消耗电能为
W=Pt=1.10kW×3h=3.3kW·h
(2)上述表格里所有用电器的总功率为
P总=2 200 W+1 100 W+110 W+16 W×22=3 762 W
同时正常工作的总电流为
(3)电热水壶的电阻为
电压为198V时,电热水壶的实际功率为
答:(1)空调正常工作3小时所消耗的电能为3.3kW×h;
(2)上述表格里所有用电器同时正常工作的总电流为17.1A;
(3)电热水壶此时的实际功率为1782W。
25. 17280J 低 1.8 0.8h
【详解】(1)[1]由表可知,电池容量为1000mAh,额定充电电压为6V,则当该眼罩还剩20%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少消耗的电能
(2)①[2][3]由电路图可知,当S1闭合、S2断开、S3接a时两电阻串联,当S1闭合、S2闭合、S3接a时电路为R1的简单电路,当S1闭合、S2闭合、S3接b时两电阻并联,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以当S1闭合、S2断开、S3接a时,电路的总电阻最大,由可知,电源的电压一定时,电路的总功率最小,加热电路为低温档。此时的加热功率
②[4]由①可知,当S1闭合、S2闭合、S3接b时,两电阻并联,加热电路为高温档,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以高温档时电路中的电流
充满电时最多能在高温档正常工作的时间
答:(1)当该眼罩还剩20%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少消耗17280J电能;
(2)①乙图电路中S1闭合、S2断开、S3接a时,加热电路为低温挡,此时的加热功率为 1.8W;
②充满电,最多能在高温挡正常工作0.8h。
26.(1)高温烧煮;(2)55Ω
【详解】解:(1)由电路图知,温控开关闭合时,R2被短路,电路中只有电阻R1工作,此时电路电阻较小,根据公式可知电路电功率较大,所以电饭锅处于“高温烧煮”档。
(2)R1的阻值
答:(1)当温控开关闭合后,电饭锅处于“高温烧煮”档;
(2)R1的阻值为55Ω。
27.(1)440W;(2)6.6×105J;(3)8.3A
【详解】解:(1)低温挡正常工作的额定功率为
P=UI=220V×2A=440W
(2)中温挡正常工作10min产生的热量即电流在相同时间内做的功
W=UIt=220V×5A×10×60s=6.6×105J
(3)高温挡正常工作时,根据可得,只有两个电阻并联,电路中的电阻最小,功率最大,相同时间内产生热量最多,低温挡两个电阻串联
中温挡只有R1连到电路中
故R2=66Ω
则R1、R2并联后的总电阻为
正常工作时的电流
答:(1)低温挡正常工作时的额定功率440W;(2)中温挡正常工作10分钟产生的热量6.6×105J;(3)高温挡正常工作时的额定电流8.3A。
28.(1)1210Ω;(2)40cm3;(3)12.1W
【详解】(1)当气雾调节器的滑片移到最左边时,气雾调节器被短路,只有电热丝工作,加湿器的功率最大,由可得,电热丝的阻值
(2)以最大功率工作
电阻丝产生的热量
因电阻丝产生的热量全部被水吸收,所以水吸收的热量
标准大气压下水的沸点为,由得水的质量
由可得,加热仓中水的体积
(3)当滑片移到最右端时,的最大阻值和串联,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,电路中的电流:
此时电热丝的电功率
答:(1)电热丝的阻值为。
(2)加热仓中水的体积为40cm3。
(3)此时电热丝的电功率是12.1W。
29.(1)55Ω;(2)913Ω;(3)800W
【详解】解:(1)已知加热时的额度电功率,根据可得R1的阻值
(2)根据可知,电阻最小时,消耗的功率大,处于加热状态。故当开关S闭合时,电阻R2被短路,电路中只有电阻R1时,处于加热状态;开关S断开时,电阻R1、R2串联,处于保温状态。由表格可知保温是的额定功率为50W,根据可得保温时的电阻
保温时,电阻R1、R2串联,则R2阻值
(3)饮水机通电15分钟实际消耗的电能
则通电15分钟,饮水机加热的实际功率
答:(1)加热电阻R1的阻值是55Ω;
(2)R2阻值为913Ω;
(3)饮水机加热时的实际功率是800W。
30.(1)S1断开,S2接A;(2)2.5A;(3)88Ω;(4)3.696×105J,80%
【详解】(1)由图知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由
可知,总功率最小,此时为低温档。
(2)养生壶处于中温档工作时,由得,电路中的电流
(3)由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由
可知,总功率最大,所以此状态为高温档;当S2接A,S1闭合时,R2被短路,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温档,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,高温档时R2的电功率
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的阻值
(4)在标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量
由可得,使用高温档正常加热7min消耗的电能
养生壶高温档的加热效率
答:(1)当开关S1断开,S2接A时,为低温档;
(2)养生壶处于中温档工作时,电路中的电流为2.5A;
(3)R2的阻值为88Ω;
(4)水吸收的热量为3.696×105J,养生壶高温档的加热效率为80%。
31.(1)440Ω;(2)75%;(3)27.5W
【详解】(1)由表格数据可知额定电压为220V,额定功率为110W,电热膜R0 的阻值为
(2) 电热膜正常工作400s,消耗的电能为
W电=Pt=110W×400s=4.4×104J
平面镜的平均温度升高了40℃,吸收的热量为
Q吸=cmΔt=0.75×103J/(kg·℃)×1.1kg×40℃=3.3×104J
电热膜对平面镜的加热效率为
(3)当S闭合,S′断开时,R0与R串联,因为R0=R,所以
电热膜的实际功率为
答:(1)求电热膜R0 的阻值为440Ω;
(2)经冬季测试,电热膜正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40℃,求电热膜对平面镜的加热效率为75%;
(3)为了能使防雾镜满足不同季节使用的需要。小明给防雾镜电路连接了一个阻值440Ω的电阻R(如图丙所示),变成了两个档位的防雾镜。当开关S闭合、S′断开时,电热膜R0的实际功率为27.5瓦。
32. 3 低 96.8Ω 6.5min
【详解】解:(1)[1][2]我们国家普通居民住房的房间高度约为3m,为了使房间取暖效果好,壁画应悬挂的偏低一些,这样由于被加热的空气密度较小,会向上运动,冷空气向下运动,对流效果好。
(2)[3]高温挡时,只有接入电路,根据公式可得
低温挡时和,串联接入电路,根据公式可得
(3)[4]房间内空气质量
房间温度升高10所需热量
高温挡正常工作,功率为,加热时间
答:(1)我们国家普通居民住房的房间高度约为3m 左右,为了使房间取暖效果好,壁画应悬挂的偏低一些;
(2)的电阻为96.8Ω;
(3)取暖壁画高温挡正常工作时,要使房间温度升高10至少需要6.5min。
33. 力的作用是相互的 b 5A 4.2×105J 5.28×105J 79.5%
【详解】(1)[1]由物体间力的作用是相互的可知,用手向上提起加满水的足浴器时,手臂有很强的下坠感。
[2]足浴器进入保温状态时,电路的总功率最小,电源的电压一定时,由P=可知,此时电路的总电阻最大,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,所以,由图乙可知,开关S应跳至b触点位置。
(2)[3]由P=UI可得,足浴器正常加热时电路中的电流
I加热===5A
(3)[4]水箱中装满水时水的体积
V=5L=5dm3=5×10-3m3
水的质量
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
则水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J
(4)[5]电热足浴器消耗的电能
W=P加热t′=1100W×8×60s=5.28×105J
[6]加热效率
η=×100%=×100%≈79.5%
34. 大气压 惯性 3000Pa 25 836Ω
【详解】(1)[1][2]电热水壶的水泵是在叶轮转动时,水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在外界大气压的作用下,通过进水管进入泵壳。当水离开出水口后,由于惯性要保持原来的运动状态,会继续向上运动。
(2)[3]水的质量为
水壶对水平底座的压力为
电热水壶装满水时对水平底座的压强
(3)[4]自动抽水时,电动机做的功
可得,电动机消耗的电能
电动机的抽水效率
(4)[5]当开关闭合时,电路处于加热状态,只有接入电路。由
可得,的阻值
当开关断开时,电路处于保温状态,和串联接入电路。、的总电阻
所以
35. 闭合
【详解】(1)[1]当S与触点2接触,S1断开时,和串联接入电路,此时电路中的总电阻最大,功率变小,电炖锅处于保温状态;当S1闭合时,电路中只有,此时电路中的总电阻最小,功率最大,电炖锅处于加热状态。
(2)[2]S与触点1接触,和串联接入电路,,由可得通过的电流为
(3)[3]当S1闭合工作,处于高温状态,功率为,由可得
当S1断开与串联,此时的功率为,由得
总电阻为
则
(4)[4]由可得水的质量为
烧开水所消耗的电能为
D
由可得加热时间为
36. 液化 440Ω 1.5A 1.98×105J
【详解】(1)[1]在玻璃上出现水雾是水蒸气液化成小水滴造成的。
(2)[2]由可得防雾电热丝的电阻为
(3)[3]冰柜的电动制冷压缩机和防雾电热丝同时正常工作时,电路的总功率为
P=PM+P电热丝=220W+110W=330W
则干路上的电流为
=1.5A
(4)[4]冰柜的电热丝与电动制冷压缩机同时正常工作10分钟,由可得消耗的电能为
W=Pt=330W×10×60s=1.98×105J
37. a 24.2Ω 5.25×106J 60%
【详解】(1)[1][2] 当开关S接时,电路为的简单电路,此时电路的电阻较小,电路的总功率最大,是加热状态;由得,的阻值
故的阻值为24.2Ω。
(2)[3] 水吸收的热量
(3)[4] 由可得,加热35分钟消耗的电能
则加热效率:
答:答:(1) ;的阻值为;
(2) 水需要吸收热量;
(3) 加热效率是。
38. S、S1 2:1 44Ω 7.5A 15℃
【分析】(1)当同时闭合开关S、S1时,此时为的简单电路。电路电阻最大,根据判断加热状态。
(2)由可求得加热电阻正常工作时的电阻,由可求得电暖器在高档功率正常工作时的总电流。
(3)由可求得消耗的电能,可求得转换的热量,然后可求得空气吸收的热量,再利用可求得升高的温度。
【详解】(1)[1]由图知,当同时闭合开关S、S1时,此时为的简单电路;当同时闭合开关S、S2时,此时为的简单电路;当同时闭合开关S、S1、S2时,和并联,总电阻最小。已知,则当同时闭合开关S、S1时,电路中电阻增大,根据可知,此时电路消耗的功率最小,为低温档。当同时闭合开关S、S2时,为中温挡;当同时闭合开关S、S1、S2时,为高温档。
[2]已知中档功率为1100W,低挡功率为550W,由可知,加热电阻和的阻值之比
(2)[3]由可得,加热电阻正常工作时的电阻
[4]高档功率
由可得,电暖器在高档功率正常工作时的总电流
(3)[5]由可得,打开电暖器中档功率正常工作50分钟,消耗的电能
由可得,电暖器放出热量(即转化为的内能)
空气吸收的热量
由可得,空气升高的温度
答:(1) S、S1;;
(2)加热电阻正常工作时的电阻是44Ω;电暖器在高档功率正常工作时的总电流是7.5A;
(3)客厅的温度可升高15℃。
39. 121 300
【详解】[1]由图可知,当S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,总电阻最大(大于并联的总电阻),总功率最小,调奶器处于保温状态;当S1、S2都闭合时,电路为R1、R2并联,总电阻最小,总功率最大,调奶器处于加热状态,因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,R2的电功率
P2=P加热-P保温=440W-40W=400W
由可得,电阻R2的阻值
[2]调奶器处于加热状态消耗的电能
调奶器加热的实际电功率为
40. 4 60.5
【详解】[1] 当同时闭合S1、 S2时,电动机和电热丝并联,电吹风功率为热风时功率,即则电路中的电流为
故吹热风时电路中的电流为4A。
[2]电热丝的电功率是
;
则电热丝的阻值为
故电热丝的阻值为60.5Ω。
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