电学综合(以家用电器为载体的计算题).doc

题型五：以家用电器为载体的计算题1、 小明家中的电热饮水机有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92时，开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降到一定温度t时，S1又闭合重新加热。饮水机的电路原理图如图所示，铭牌数据如下表所示： 热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率2Kg220 V440W40W（1）求电阻R1的阻值；（2）求正常加热时通过饮水机的电流；（3）在无人取水的情况下，饮水机重新加热一次的设计为5 min，加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温是多少？不计能量损失，C水=4.2103J/( Kg)2、在“家电下乡”活动中，小明家买了一台微波炉。（1）他观察电源线插头的三个脚，如图所示，知道其中稍长些的脚E是把微波炉的外壳与 相连接，而且脚E稍长些可保证在插入插座和拔出插座时更安全，原因是 额定电压220 V最大加热功率1100W电源频率50Hz加热效率大于92防触电保护类（2）微波炉说明书中的铭牌如上表所示，在使用最大加热功率加热时，家庭电路中干路中的电流增加了多少？（3）小明对加热功率大于92有点怀疑，他动手进行了测量。他用容积为250mL的矿泉水瓶装满20的自来水，倒入专用塑料杯中，放入微波炉中用最大加热功率加热1 min ，取出后测得温度为78。请你计算这台微波炉的加热效率是多少？（4）我国出台了一系列“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法。3、小明家买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打豆浆时位置发生移动，“吸盘”是利用 起固定作用的；（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与 相连；（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。由此可知，豆浆机中的电动机和加热器的连接方式是 ；（4）当香喷喷的打浆打好后，小明打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用所学过的物理知识解释其中的原因。（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如下表，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？额定电压220 V额定频率50Hz电动机额定功率180W电热器额定功率850W（6）小明想粗略测算一下豆浆机电热器的加热效率是多少。于是，他把80 g大豆和1500 g清水放入豆浆机中，测出其初温为20，豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约为12 min时豆浆沸腾，测其温度为100。设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？（7）小明想比较豆浆的密度与水的密度哪个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品叫简单地比较出二者密度的大小。4、如图所示是一个加热、保温电路的一部分。电热丝R1的规格为“220 V、1100W”，限流电阻R2=506。电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率为1100 W，保温功率为88 W。（电源电压保持不变，电阻不随温度变化）（1）请你按照上述原理，将图中电路连接完整。（2）某天在使用（1）中已经连接完整的电路时，R1烧毁了，有人想使电路恢复正常工作，设计了下面的方案。请你通过计算、分析，对两个方案作出评价：方案一：用“220V、220W”的电热丝R3、“220 V、880W”的电热丝R4串联起来替代R1；方案二：用两根都是“220V、550W”的电热丝R5并联起来替代R1；（3）请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使（2）中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。符号R6R7R8R9规格220V、500W220V、600W220V、2200W110V、550W数量11235、小明家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌如图所示，若自来水的温度是10，充满水后，小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源，加热指示灯亮；达到设定温度时，加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题：（1）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收了多少热量？（2）若不考虑能量损失，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？（3）若实际经过2h 30min指示灯才熄灭，则热水器的效率是多少？6、如图是小明家的电热水壶及铭牌，他用该电热水壶将1.5 Kg的水从20加热到100。（1）水吸收的热量是多少？ （2）若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要加热多少时间？（3）若电热水壶实际加热时间大于上述计算的时间，可能的原因有哪些？（写出两种）7、小明家想安装一台无水箱式电热水器，这种电热水器当有冷水流过它时，就能达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。已知冷水温度为15，淋浴所需热水温度为40，电热水器一分钟流出热水的质量约为4 Kg，C水=4.2103J/( Kg)（1）将质量为4 Kg、温度为15的冷水，加热到淋浴所需的温度，水吸收的热量是多少？（2）如果不考虑热损失，无水箱式电热水器的电功率至少多大才能满足淋浴的要求？（3）小明家的电路允许通过的最大电流是30 A，问他家能不能使用该电热水器？8、如图所示是小明家的部分电路，灯L上标有“220 V、40W”。他将电阻丝电阻为40的电热水壶插入插座，发现烧开满壶水需要5 min，电热水壶的电阻丝产生的热量为3105J。若灯丝和电阻丝的电阻均不随温度变化，求：（1）火线与零线间的实际电压是多少？(2)开关S闭合后，,灯L的实际功率是多少?9、如图所示是某种饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝，其铭牌如下表。分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。额定频率50Hz环境温度1038加热功率550W环境湿度90额定电压220 V制热水能力90 5 L/ h（1） 在加热状态下，饮水机正常工作是电路中的电流是多大？（2） 正常工作时该饮水机将热水壶中0.6 Kg、18的水加热到93，用时6. min。用这些数据及题目中的信息，计算热水壶中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。（3） 如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的功率的一半，则R1与R2的比值是多少？10、某电热毯只有一个档位，使用不方便。小明想用一根电阻丝作为发热体与其串联，将它改造成有两个档位的电热毯。已知原电热毯的额定电压为220 V，为了测量它的额定功率，小明把它与一个标有“220 V、25W”的灯泡串联在家庭电路中，如图甲所示，电压表的示数为176 V。（电源电压恒为220 V，不考虑温度对电阻阻值的影响） 甲 乙求：（1）原电热毯的额定功率多大？（2）为了使改造后的电热毯（如图乙所示）在低温档位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需要一个阻值多大的电阻丝？（保留一位小数）（3）改造后的电热毯，在低温档位时工作10 min，R0消耗多少电能？11、生活在高原的人们常用高压锅煮食物，这是因为高原地区的大气压较 。下图是电压力锅和它的工作电路图，R1为工作时的加热电阻，标有额定功率为800 W，R2为保温保压电阻，且R2=2 R1，S1为压力开关，当压强达到设定值时，会自动断开，S2为限时开关，可以设定加热时间。求： （1）当锅内气压为110千帕时，锅内气体对锅盖（面积为400cm2）的压力多大？（2）正常工作时，R1的阻值多大？（3）若用此电压力锅煮骨头汤，S2限时60 min。S1、S2同时闭合，工作30 min后，S1达到限压值断开，从S1闭合到限时结束，电压力锅共消耗了多少电能？12、如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为 能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220 V的电压时，通过电动机线圈的电流为50 A。问：（1）每分钟电动机消耗的电能是多少？（2）若该电动机线圈的电阻为0.4，则线圈每分钟产生的热量是多少？（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多大？13、如图所示是某电热器的电路原理图：（1）正常情况下，零线与地线之间的电压是 伏。（2）如果R1=R2=60.5，求电热器的旋钮开关分别位于“0”、“1”、“2”时电热器的电功率各是多少？旋钮开关接“2”时通电10分钟电热器产生的热量是多少？（3）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾，该开关最好安装在图中A、B、C、D、E中的 点。14、一台电动机正常工作时，两端的电压为220 V，通过线圈的电流为10 A，线圈的电阻是2。求：（1）电动机的电功率是多少？（2）线圈发热损失的功率是多少？（3）这台电动机1分钟产生的热量是多少？（4）这台电动机的效率是多少？15、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求： 牌电烤箱额定电压220 V额定功率高温档1100W低温档440W电源频率50Hz（1）电烤箱在高温档正常工作10分钟，消耗了多少电能？（2）电路中R1的阻值是多大？（3）电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流是多少？R1的功率是多大？16、小明同学家的浴室安装了一台可供冬季取暖和照明的电器，俗称“浴霸”，如图所示，其中L为标有“220 V、40W”的照明灯，L1、L2 、L3、L4均为标有“220 V、300W”的红外线取暖灯。（1）由浴霸的工作和照明灯的使用，可知它们是 联的。（2）照明灯正常工作时通过灯丝的电流多大？灯丝的电阻多大？（3）通常在洗浴前10分钟让所有红外线灯给浴室预热，则这10分钟内“浴霸”消耗的电能是多少？17、如图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供一只“220 V、40W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2，地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为7.2104J/( minm2)，太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作10小时。 假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响，每天以8小时计算。求： （1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？（2）若200W的白炽灯与这种40W的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比，在经济上是否有优势？（灯每天工作10小时，一年按365天计算）额定电压额定功率平均寿命每只售价每度电费白炽灯220 V200W1000 h2元0.5元电子节能灯220 V40W8000 h20元太阳能电池板20年1500元18、如图所示的电饭煲，内部有两条电阻丝，每条电阻丝的阻值都为110（电阻丝的阻值恒定不变）。电饭煲的额定功率从大到小有高、中、低三档，额定电压是220伏。把电饭煲接在220伏的电源上。 （1）分别画出电饭煲处于高、中、低三档时的电路图。（2）当电饭煲处于中档时，通过电阻丝的电流多大？电饭煲的功率多大？（3）当电饭煲处于低档时，电饭煲的功率多大？（4）当电饭煲处于高档时，电饭煲的功率多大？19、中考前，由于气温偏高，小明的妈妈买了一台冷热两用的空调安装在他的房间。这台空调的说明书中主要数据如下表，问： 电压220 V 频率50Hz额定制冷功率1320W额定制热功率1420W（1）空调工作时应选用上图中的 孔插座。（2）空调正常制冷时电流为多少？连续正常制冷30分钟消耗的电能为多少？（3）夏天由于空调使用较多，供电系统负荷增大。应如何使用空调有利于节能？20、电磁炉是一种新型灶具，炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底产生感应电流（涡流），涡流使锅提及食物的温度升高，所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身。小明在探究“家用电器”的综合实践活动中,以家里的电磁炉为观察研究对象，在表中记录了有关数据。观察对象有关记录和相关活动观察电磁炉铭牌U额=220 V、P额=2 KW观察电能表铭牌220 V、10（40）A、50Hz、2000r/ KWh用电磁炉加热1 Kg、初温t=25的水关闭其他家用电器，只将电磁炉接入电路中工作，观察电能表，表盘在2.5 min内转了150 r，此时温度计测得的水温为85请你解答下列问题：（1）加热2.5 min，水吸收的热量是多少？（2）加热2.5 min，电磁炉消耗的电能是多少？比较（1）（2）两问的结果，说明了什么问题？（3）电磁炉的实际功率是多少？请你将求解结果与表中的额定功率进行比较，发现了什么问题？并解释原因。21、家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳组成，接通电源后，磁控管会产生频率为2450MHz的微波，它在金属炉内来回反射，微波的电磁作用使食物分子高频率地振动，使内外同时迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素。（1）导体能反射电磁波，绝缘体可使微波透射，而食物通常较易吸收微波能而转换成热，故使用微波炉应（ ）A、用金属容器盛放食物放入炉内加热 B、用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热C、使用微波炉时，应关紧炉门，防止微波泄漏损伤人体健康D、使用微波炉应将它远离磁性材料（2）磁控管的输出功率约700W，食物吸收微波电磁能的效率为90，若将食物加热3 min，则吸收了多少热量？ （3）磁控管产生的微波的波长为多少？22、如图所示是家庭常用的电热水壶。（1）结合你对电热水壶的理解，就电热水壶的结构和使用过程中出现的现象，提出一个与物理有关的问题，并给出简要回答。示例：问题：用电热水壶烧水时，壶嘴为什么冒白汽？答：是水蒸气从壶嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的缘故。问题： 答： （2）暑假里的一天，小明去商店购买电热水壶，售货员给他了一份推销牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：牌电热水壶铭牌 优点：高效、节能、省时，烧一壶水仅用3分钟 额定电压220 V额定功率 1000W容积2L超温保护器熔断温度110请你根据上面提供的信息，计算：（1） 电热水壶正常工作时的电阻是多少？（2）电热水壶正常工作3分钟消耗多少电能？（3）请你估计本地夏季自然界中水的温度为 ，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？C水=4.2103J/( Kg)，气压为1标准大气压。（4）根据上述计算结果，请你对上面宣传广告中，“电热水壶的优点”中有关内容作出评价，并给消费者提一条有益的建议。23、小明同学为自家的洗浴电热器设计了一个自动控制装置，如图所示，R1是一个热敏电阻（置于热水器的水中），其阻值随温度的变化关系如表一所示，表二是这个电热水器的铭牌。已知继电器线圈电阻R2为10，左边的电源的电压U0=6伏不变。当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开；当继电器线圈中的电流减小到某一数值时，继电器的衔铁被释放，电热水器电路闭合，开始工作。表一：温度t/102030405060708090电阻R1/604230201510865表二：型号FED-H50额定电压交流220V最大水量50 Kg频率50Hz额定内压0.75MPa额定功率2000W请你解答：（1）正常工作时，电热水器的电阻是多少？（2）分析表一，热敏电阻的阻值随温度如何变化？（3）若电热水器内的水温控制在3060之间，求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时，继电器线圈中的电流是多少？（4）电热水器正常工作时，将整箱水从30加热到60需要多长时间？不计热损失。24、如图所示是电饭锅的实物图，图甲是它的内部电路图，图乙是它的电路简图。它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两档，由温控开关自动控制。煮饭时，先要按下温控开关按钮；达到设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起。（1）对照观察图甲和图乙，温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是 联的；按下温控开关按钮，“烧煮电路部分”的电压为 伏，“保温电路部分”将 （工作/不工作）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来 （大/小）。（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅的总功率为1100W，求“烧煮电路部分”的电阻R1（3）当控开关按钮弹起后，电饭锅的总功率为44W，求：电路中的电流是多少？“保温电路部分”的电阻R2是多少？（4）已知：只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光。请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关弹起时，红灯熄灭而黄灯亮？25、微波炉是一种清洁卫生、效率较高的家用电器。某微波炉的铭牌如下表所示。将体积为275 mL、初温为20的水放入该微波炉中用最大功率加热1分钟，取出后测得水温是40。防触电保护类型I类额定容积 20 L型号NNS313WF电源频率 50Hz额定电压 220 V质量 12 Kg最大功率 1100W求：（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？（2）加热过程中，消耗的电能是多少？（3）加热过程中，水吸收的热量是多少？微波炉的效率多大？26、小明家买了一台豆浆机，豆浆机的电路原理图和