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1、压轴专题19 电热综合一计算题(共16小题)1(2019泰安)某电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R为热敏电阻,热敏电阻中允许通过的最大电流Ig15mA,其阻值R随温度变化的规律图象如图乙所示,电源电压U恒为6V,当电磁铁线圈中的电流I8mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点a、b接触,加热电路接通:当电磁铁线圈中的电流I8mA时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝R1、R2、R3,均置于储水箱中,U2220V,加热时的功率P加热2200W,保温时的功率P保温110W,加热效率90%,R22R1,水的比
2、热容,c水4.2×103J/(kg),水箱内最低温度为0。(1)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?若R0为该值,试求热水器刚开始保温时水的温度。(2)电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆?(3)该热水器在加热状态下,将44kg、20的水加热到50需要多少时间?2(2019威海)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位,旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时,低温档功率为高温档功率的,R1为242,R2为60.5(忽略温度对电阻的影响)(1)请指出开关
3、置于什么接线柱时,火锅处于低温档?(2)R3的阻值是多少欧姆电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温档加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作电能表的铭牌上标有3000r/(kWh)3(2019黄冈)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。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,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为
4、50W,加热功率为1000W。(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?(2)闭合S3,电磁泵两端电压为12V已知R3阻值为200,求电磁泵的电功率。(3)若水烧开后,S2没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,S1才会断开?已知发热盘质量为0.5kg,比热容为0.5×103J/(kg)。设水烧干瞬间,发热盘的温度为110,不计热损失。4(2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)。额定电压电炖锅档位额定功率/W220V低温200中温400高温600(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数
5、);(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kWh)”的电能表转盘在12ls内转了20圈,求此时的实际电压;(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。5(2019东营)图甲为新型风暖浴霸,因其安全性能好、发热柔和,深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动,通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图,其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2主要参数如下表。项目参数
6、额定电压(V)220R1额定功率(W)1936R2额定功率(W)968电动机功率(W)44适用面积(m2)10(1)开关均闭合,求浴霸正常工作时的干路电流是多少?(2)正常工作时,求R1的阻值是多少?(3)实际电压为200V时,求R2的实际功率是多少?(4)浴霸正常工作时,使容积为20m3的房间空气温度升高20,求室内空气吸收的热量是多少(空气取1.2kg/m3,c空气取1.0×103J/(kg),不考虑其他因素影响)6(2018天门)如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅(铭牌如表所示),图乙是简易原理图,A为密闭锅体,锅的内部直径为20cm,R1是加热电阻,R2是保温电阻,L为
7、指示灯,其阻值为12,S1为电源开关,S2为压力开关。闭合S1后,R1通电给压力锅内的水加热,锅内气体压强增大,当锅内气体压强达到设定值时,水开始沸腾,此时压力开关S2与触点a分开,与触点b接通,R2通电给压力锅内的水保温,电流表的示数比加热状态时减少了4.9A,水的沸点与气体压强p的关系如图丙,取3.14求(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力(2)电压力锅内装有初温为20,质量为5kg的水,从开始加热到锅内气压达到设定值时,水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量(不计热量损失,焦炭的热值为3×107J/kg)(3)R2的阻值7(2019黄石)一般热水器由加
8、热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如表所示,其测温系统可以简化为如图a所示的电路,电源电压为9V恒定电源,R1为4定值电阻,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图b所示。额定功率额定电压220V水箱容积60L建议使用人数34(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其它用电器,让热水器正常工作1分钟,观察电能表,如图c所示,转动了150转,消耗电能 kWh,则该电热水器的额定功率是 W。(2)若已装满水的水箱温度显示75时突然停电,但不停水。现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用40热水洗浴,通过控水系统将10冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少L(不计
9、热损失)(3)控温系统某时刻电压表示数为4V,此时水箱中水温是多少?8(2019湘西州)下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图,R1、R2为电热丝,且电阻不变,高温档位功率为1100W,低温档位功率为440W,家庭电路电压U220V,求:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度;(2)电路中R1的阻值;(3)如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元,试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。9(2019益阳)洞庭湖区域盛产水稻,早稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节。为解决早稻收获后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图甲所示,M为电动鼓风机,R为湿敏电
10、阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要。R0为10的定值发热电阻。(1)若鼓风机的额定电压为220V,额定功率为440W,鼓风机正常工作的电流为多大?(2)相对湿度在40%80%范围内时,R的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为70%时,试求发热电阻R0的电功率为多大?10(2019娄底)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲,R1、R2都是发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R23R1;S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热),其部分技术参数如下表。额定电压(V
11、)220高档发热功率(W)400注水仓最大注水量(kg)3(1)开关处于图示位置,电热加湿器的状态是 (选填“关”“低档”或“高档”)(2)求电热加湿器中R1的阻值;(3)某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,其工作30min的功率与时间图象如图乙所示,如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103J/(kg)(4)某一天,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低档加热,发现家中3000revs/(kWh)的电能表转盘在400s内转了27圈,求此时电阻R2的实际功率
12、是多少?11(2018广安)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇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(20)A;3000r/kWh”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?额定电压220V频率50Hz额定功率加热880W保温44W12(2017重庆)小明家的电饭锅如图甲,额定电压为220V,“煮饭”时额定功率为1210W,简化电路如图乙,
13、S1为温控开关,发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16,求:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?(2)电阻R1的阻值为多少欧?(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。则R2两端的实际电压为多少伏?13(2018重庆)某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参数如下表所示,其中快加热功率参数模糊不清,它能够把水加热到的最高温度为75简化电路如图所示,R1、R2均为加热电阻温度对电阻的影响忽略不计)。若电热水器中已装
14、满质量为40kg、温度为25的水。请完成下列问题:已知水的比热容c4.2×103J/(kg)(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量。(2)开关S1闭合,S2接b,电热水器处于慢加热工作状态,求R1的阻值。(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收,用该电热水器把原有的水加热到最高温度,用快加热比用慢加热节约多少秒(结果保留整数)额定电压220V保温功率605W慢加热功率1210W快加热功率14(2017黄冈)如图甲是某型号的电热炉,图乙是其电路结构简图,通过控制档位开关Sa、Sb可以获得四档加热功率,已知电阻丝R1的阻值为44,不计温度对R1、R2阻值的影响。(1)当
15、开关Sb断开,Sa与触点1接通时,求通过开关Sa的电流;(2)当开关Sb断开,Sa与触点2接通时,电热炉对1kg水加热7min,水温升高30,求电热丝R2的阻值。已知消耗的电能有75%被水吸收,水的比热容为4.2×103J/(k)(3)若开关Sb闭合时,电热炉的电功率总比Sb断开时大,请比较R1、R2阻值的大小关系,并写出分析过程。15(2019重庆)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105kW,输电电压为1100kV,经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头,其电阻为R0,他发现冬天使
16、用时水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路,如图,开关S1可以同时与a、b相连,或只与c相连,使其有高温和低温两档。求:(1)通过特高压输电线的电流;(2)改装前,若水龙头的热效率为90%,正常加热1分钟提供的热量;(3)改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4:1,请计算出高温档时的电功率。16(2016莱芜)科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路(设环境温度不高于20),由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 1000W”的字样;控制电路电源电压U30V,热敏电阻Rt作为感应器探测水温,
17、置于恒温水箱内,其阻值随温度变化的关系如图乙所示,R1为滑动变阻器。闭合开关S,电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示,衔接只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下,工作电路断开(不计继电器线圈的电阻,c水4.2×103J(kg)。求:(1)电热器正常工作时的电阻;(2)电热器正常工作时,给恒温箱中100kg的水加热,已知电热器的加热效率为70%,当水温由30升高到40时,电热器的加热时间;(3)为了把温度控制在40左右,设定在水温低于40时自动加热,在水温达到40时停止加热,求此时滑动变阻器R1消耗的电功率。二解答题(共5小题)17(2016金平区模拟)前不久中国游
18、客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议,其实这款马桶盖为中国杭州生产,如图甲所示。部分参数如表和加热原理如图乙所示。感应开关S闭合,保温座圈开始加热,再闭合开关S0洗净装置喷出热水。C水4.2×103J/(kg)、水1.0×103kg/m3)试问:额定电压220V洗净装置出水量0.9kg/min加热功率1800W保温座圈功率55W(1)R2的阻值是多少?(2)若洗净装置喷水时将水由20加热到40,该装置加热的效率是多少?(3)若保温座圈加热5min,洗净装置工作1min,共需要消耗多少J电能?18(2017越秀区校级二模)如图,图甲是某款电热水龙头,即开即热,冷热兼用。水
19、龙水的出水量可以调节,图乙是它的原理电路图R1、R2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: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:1100W热水:3300W额定电压220V额定频率50Hz防触电类型I类(最高等级)(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)R2的电阻值多大?(4)若水龙头每秒出水50g,冬天的自来水温度为5时,利用热水档时,水从水龙头出来是多少摄氏度(假
20、设电阻丝的热量被水完全吸收,水的比热容为c水4.2×103J(kg)(5)如果想水龙头出来的水的温度比上一问的更高一些,请你提出一个简单可行的办法。19(2018端州区校级一模)电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题,解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患;省时省电(比普通电饭锅节电30% 以上)如图所示是某款电压力锅及铭牌:额定电压220V额定容量5L额定功率900W工作压力5080kPa工作频率50Hz型号M50(1)你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座,为什么?(2)该电压力锅正常工作时电流多大(小数点后保留两位小数)(3)在该电压力锅中装入3kg初温为30的水,当
21、加热到120时刚好沸腾,水吸收了多少热量此时电压力锅工作30分钟的热效率是多少20(2018邹城市一模)随着生活水平的提高,水平家新安装了一台电热水器。下表是某品牌家用电热水器的主要参数。安装方式加热方式容量水温调节加热功率保温功率电源电压产品重量挂式金圭特护加热棒60L(3575)±54400W400W220V50Hz24kg(1)安装工人将热水器从一楼背到5楼,对热水器做的功是多少(每层楼高3m)(2)如图1,从安全方面考虑,电热水器的插座应选用带开关的三孔插座,请你将插座连接在电路中(3)如图2,为了增加坚固程度,常在热水器下加装一个铁三角架,要使铁架较为牢固、安全。应把热水器
22、放在A处还是B处,请你在选择的热水器上画出它的重力示意图和重力对O点的力臂。(4)如图3所示是电热水器原理的简易示意图,通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态。闭合开关S时,热水器于 状态。(5)求热水器中R1、R2的阻值大小。(6 在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后,把这些水由35加热到75时所用的时间大约为45min。该热水器的效率为多少?21(2019株洲模拟)如图甲是现在学校普遍使用的电锅炉,它的水箱容积为300L,额定电压为220V,电锅炉有加热和保温两档,其电路简化图如图乙R240,正常工作时电锅炉的加热功率为3630W,求:(1)若水箱装满水,将水从20加热到100,水吸收的热
23、量c水4.2×103J/(kg)(2)R1的阻值;(3)食堂工作人员发现当电路只有电锅炉在进行加热工作时,如图丙所示的电能表指示灯在1min内闪烁了160次,秋此时食堂电路中的实际电压。压轴专题19 电热综合一计算题(共16小题)1(2019泰安)某电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图甲所示。其中控制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R为热敏电阻,热敏电阻中允许通过的最大电流Ig15mA,其阻值R随温度变化的规律图象如图乙所示,电源电压U恒为6V,当电磁铁线圈中的电流I8mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点a、b接触,加热电路接通:当电磁铁线圈中的电流I8mA时,继电器上方触点
24、c接触,保温电路接通,热敏电阻R和工作电路中的三只电阻丝R1、R2、R3,均置于储水箱中,U2220V,加热时的功率P加热2200W,保温时的功率P保温110W,加热效率90%,R22R1,水的比热容,c水4.2×103J/(kg),水箱内最低温度为0。(1)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?若R0为该值,试求热水器刚开始保温时水的温度。(2)电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为多少欧姆?(3)该热水器在加热状态下,将44kg、20的水加热到50需要多少时间?【答案】:(1)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为450;若R0为该值,热水器刚开始保温时水的温度
25、为70。(2)电阻丝R1、R2、R3的阻值分别为33、66、374;(3)该热水器在加热状态下,将44kg、20的水加热到50需要2800s。【解析】:(1)由题意可知,热敏电阻中允许通过的最大电流I015mA,电源电压U16V,控制电路中最小值是R总小400,当水箱内最低温度为0时,热敏电阻阻值最小,R最小,R最小100。保护电阻R0的最小值,保护电阻阻值至少为R0R总小R最小400100300,热水器刚开始保温时,控制电路中的总电阻R总750,热敏电阻的阻值为:RR总R最小750300450,由图乙可知,此时水温为70;(2)由题意和电路图知:衔铁被吸下时,R1、R2并联,电热水器处于加热
26、状态,P加热2200W,且R22R1,所以2200W,2200W,2200W,解得:R133,R22R12×3366;根据题意可知,电磁继电器上方触点和触点c接通时,电热水器处于保温状态,则由电路图知,此时R2、R3串联,根据电阻的串联特点和欧姆定律可得保温功率:P保温110W,即110W,解得:R3374;(3)水吸收的热量:Q吸cm(tt0)4.2×103J/(kg)×44kg×(5020)5.544×106J:根据热效率公式可得,加热电路消耗的能量:W6.16×106J,加热时间:t2800s。2(2019威海)火锅是人们比较喜
27、欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位,旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时,低温档功率为高温档功率的,R1为242,R2为60.5(忽略温度对电阻的影响)(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温档?(2)R3的阻值是多少欧姆电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量是多少焦耳(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温档加热汤液2分钟,电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作电能表的铭牌上标有3000r/(kWh)【答案】:(1)当旋钮开关置于“1
28、和2”接线柱时,火锅处于低温档;(2)R3的阻值是181.5欧姆;电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量是1.2×104J焦耳;(3)此时电火锅不正常工作。【解析】:(1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,R2、R3串联,电路电阻最大,根据P可知,电功率最小,火锅处于低温档;当旋钮开关置于“2和3”接线柱时,R3被短路,电路为R2的简单电路,电路电阻较大,根据P可知,电功率较大,火锅处于中温档;当旋钮开关置于“3和4”接线柱时,R1、R2并联,电路电阻最小,根据P可知,电功率最大,火锅处于高温档。(2)高温档时的电功率:P高P1+P21000W,由题意知,低温档功率为高温档
29、功率的,即:P低P高1000W200W,由P可得,低温档时电路总电阻:R242,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3RR224260.5181.5。电火锅处于低温档正常工作时,在1分钟内产生的热量:QWP低t200W×60s1.2×104J。(3)电能表的表盘转了81转,电火锅消耗的电能:W0.027kWh9.72×104J,则电火锅的功率:P810W,因为电火锅的实际功率PP高,所以,此时电火锅不正常工作。3(2019黄冈)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温
30、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,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W,加热功率为1000W。(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?(2)闭合S3,电磁泵两端电压为12V已知R3阻值为200,求电磁泵的电功率。(3)若水烧开后,S2没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,S1才会断开?已知发热盘质量为0.5kg,比热容为0.5×103J/(kg)。设水烧干瞬间,发热盘的温度为110,不计热损失。【答案】:(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是
31、968;(2)电磁泵的电功率为12.48W;(3)若水烧开后,S2没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过2.5s时间,S1才会断开。【解析】:由图和题意可知,闭合开关S1和S2,电阻R1和R2并联,处于加热状态;只闭合开关S1时,只有电阻R2工作,处于保温状态;只闭合开关S1和S3时,电动机和电阻R3串联,电磁泵将水抽出,电动机工作。(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,只有电阻R2工作,根据P可得,电路中的电阻:R2968;(2)闭合S1、S3时,电动机和电阻R3串联,已知此时电磁泵两端电压为12V,则由串联电路电压的规律可得,电阻R3两端的电压:U3UU泵220V12V208V,这一支路的电
32、流为:I1.04A,则电磁泵的电功率:P泵U泵I12V×1.04A12.48W;(3)瓶里的水烧干后,发热盘吸收的热量:Q吸cmt0.5×103J/(kg)×0.5kg×(120110)2500J;瓶里的水烧干后,S2没有自动断开(仍然是加热状态),不计热损失,电流产生的热量全部被发热盘吸收,即WQ放Q吸,由P可得,水烧干后到S1断开所需的时间:t2.5s。4(2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)。额定电压电炖锅档位额定功率/W220V低温200中温400高温600(1)求电炖锅在高温挡正常工作
33、时的电流(计算结果保留一位小数);(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kWh)”的电能表转盘在12ls内转了20圈,求此时的实际电压;(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。【答案】:(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A;(2)在用电高峰期,此时的实际电压是200V;(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,由(3)可知用高温挡更节能。【解析】:(
34、1)由表中数据可知,高温的功率P高600W,由PUI可得,在高温档工作时,电路中的电流I高温2.7A,(2)由P可得,电炖锅的电阻:R121,电炖锅在高档工作时,电能表转盘在在121s内转了20r,则电炖锅消耗的电能:W实kWh3.6×106J4×104J,实际功率:P实,由P可得,电路的实际电压:U实200V。(3)高温档消耗的电能W高P高t高600W×6×60s2.16×105J,则水升高1消耗的电能1.08×104J,低温档消耗的电能W低P低t低200W×9×60s1.08×105J,则水升高1消耗
35、的电能为1.35×104J,因为1.08×104J1.35×104J,且两档加热水的质量相同,所以加热等质量的水升高1,高温档比低温档消耗电能少,用高温档节能。5(2019东营)图甲为新型风暖浴霸,因其安全性能好、发热柔和,深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动,通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图,其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2主要参数如下表。项目参数额定电压(V)220R1额定功率(W)1936R2额定功率(W)968电动机功率(W)44适用面积(m2)10(1)开关均闭合,求浴霸正常工作时的干路电流是多少?(2)
36、正常工作时,求R1的阻值是多少?(3)实际电压为200V时,求R2的实际功率是多少?(4)浴霸正常工作时,使容积为20m3的房间空气温度升高20,求室内空气吸收的热量是多少(空气取1.2kg/m3,c空气取1.0×103J/(kg),不考虑其他因素影响)【答案】:(1)开关均闭合,浴霸正常工作时的干路电流是13.4A。(2)正常工作时,R1的阻值是25。(3)实际电压为200V时,R2的实际功率是800W。(4)室内空气吸收的热量是4.8×105J。【解析】:(1)开关均闭合时,R1、R2和电动机同时工作,电路总功率为:PP1+P2+P31936W+968W+44W2948
37、W,由PUI 可得,浴霸正常工作时的干路电流:I13.4A;(2)由P可得R1的阻值为:R125;(3)由P可得R2的阻值为:R250,实际电压为200V时,R2的实际功率为:P2800W;(4)室内空气的质量为:m空气V1.2kg/m3×20m324kg, 空气吸收的热量为:Q吸c空气mt1.0×103J/(kg)×24kg×204.8×105J。6(2018天门)如图甲是某科技兴趣小组设计的一种电压力锅(铭牌如表所示),图乙是简易原理图,A为密闭锅体,锅的内部直径为20cm,R1是加热电阻,R2是保温电阻,L为指示灯,其阻值为12,S1为电
38、源开关,S2为压力开关。闭合S1后,R1通电给压力锅内的水加热,锅内气体压强增大,当锅内气体压强达到设定值时,水开始沸腾,此时压力开关S2与触点a分开,与触点b接通,R2通电给压力锅内的水保温,电流表的示数比加热状态时减少了4.9A,水的沸点与气体压强p的关系如图丙,取3.14求(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压力(2)电压力锅内装有初温为20,质量为5kg的水,从开始加热到锅内气压达到设定值时,水吸收的热量相当于多少焦炭完全燃烧时产生的热量(不计热量损失,焦炭的热值为3×107J/kg)(3)R2的阻值【答案】:(1)当锅内气体压强达到设定值时,锅内气体对锅盖的压
39、力为6280N,(2)水吸收的热量相当于0.07kg焦炭完全燃烧时产生的热量;(3)R2的阻值为2188。【解析】:(1)由表格数据可知,当锅内气体压强达到设定值时,气体压强p200kPa2×105Pa,锅盖面积S3.143.14×102m2,由p可得,锅内气体对锅盖的压力FpS2×105Pa×3.14×102m26280N,(3)当锅内气体压强达到设定值p200kPa时,水沸腾,由图丙可知此时锅内温度为120,水吸收的热量:Q吸cmt4.2×103J/(kg)×5kg×(12020)2.1×106J,不
40、计热量损失,根据Q吸Q放2.1×106J,则m焦炭0.07kg。(3)当开关S2与触点a点接通时,为加热状态,此时电流I加热5A,当开关S2与触点b接通时,R2与L串联,为保温状态,由题意可知,电路中的电流II加热I5A4.9A0.1A,保温时电路总电阻:R2200则R2的阻值:R2RRL2200122188;7(2019黄石)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如表所示,其测温系统可以简化为如图a所示的电路,电源电压为9V恒定电源,R1为4定值电阻,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图b所示。额定功率额定电压220V水箱容积60L建
41、议使用人数34(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其它用电器,让热水器正常工作1分钟,观察电能表,如图c所示,转动了150转,消耗电能0.05kWh,则该电热水器的额定功率是3000W。(2)若已装满水的水箱温度显示75时突然停电,但不停水。现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用40热水洗浴,通过控水系统将10冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少L(不计热损失)(3)控温系统某时刻电压表示数为4V,此时水箱中水温是多少?【答案】:(1)0.05;3000;(2)每人平均用水量是32.5L;(3)此时水箱中水温是60。【解析】:(1)“3000R/kWh”表示每消耗1kWh的电能,电能
42、表的转盘转3000转,则电能表的转盘转150转,电热水器消耗的电能:W0.05kWh。电热水器的额定功率:P3kW3000W;(2)由可得,水箱内热水的质量:m热水水V1.0×103kg/m3×60×103m360kg,设需要加入冷水的质量为m冷,则达到热平衡时(即水温最终为40),热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即:cm热水t1cm冷水t2,化简得:m热水t1m冷水t2,代入数据有:60kg×(7540)m冷水(4010),解得m冷水70kg,因原来水箱中有热水60kg,则此时水的总质量:m总m热水+m冷水60kg+70kg130kg,共4人要洗浴,
43、则每人需要水的质量:m32.5kg,由可得,每人需要水的体积:V32.5×103m332.5L;(3)由图a可知,R1与R2串联,电压表测定值电阻R1的电压,已知电源电压U9V,控温系统某时刻电压表示数为4V,即R1两端电压U14V,则R2两端电压:U2UU19V4V5V,已知R14,由I可得,流经R1的电流:I11A,串联电路中电流处处相等,则II1I21A,由I可得R2的电阻值:R25,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图b所示,其图象为一次函数,设其关系为R2kt+b,由图象可知,当温度t0时,R28;当温度t80时,R24,则有:8k×0+b4k×8
44、0+b解得k,b8,所以R2t+8,将R25代入R2t+8可得,t60,即此时水箱中水温是60。8(2019湘西州)下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图,R1、R2为电热丝,且电阻不变,高温档位功率为1100W,低温档位功率为440W,家庭电路电压U220V,求:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度;(2)电路中R1的阻值;(3)如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元,试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。【答案】:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度为5A;(2)电路中R1的阻值是44;(3)用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费为0.97
45、元。【解析】:(1)当S1、S2都闭合时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,根据P可知此时电路中的电功率最大,即为高温档位;已知高温档的功率P高温1100W,根据PUI可知,此时电路中的电流:I5A;(2)根据P可得,电路中R1的阻值:R144;(3)由P可得,电暖气处于低温档正常工作4小时所消耗的电能:WP低温t0.44kW×4h1.76kWh,需要交纳的电费为:1.76kWh×0.55元/kWh0.968元0.97元。9(2019益阳)洞庭湖区域盛产水稻,早稻收获期恰逢长江中下游梅雨季节。为解决早稻收获后稻谷霉变问题,某科技小组设计了一个稻谷烘干机。它的电路图如图
46、甲所示,M为电动鼓风机,R为湿敏电阻,其阻值能根据相对湿度(水蒸气含量)的变化而改变,且能满足实际需要。R0为10的定值发热电阻。(1)若鼓风机的额定电压为220V,额定功率为440W,鼓风机正常工作的电流为多大?(2)相对湿度在40%80%范围内时,R的阻值随相对湿度变化的关系如图乙所示。当相对湿度为70%时,试求发热电阻R0的电功率为多大?【答案】:(1)鼓风机正常工作的电流为2A;(2)相对湿度为70%时,发热电阻R0的电功率为4000W。【解析】:(1)由PUI可得,鼓风机正常工作的电流:I2A;(2)由图甲可知,鼓风机与电阻并联,电阻R与R0串联在同一条支路中,如图乙所示,当相对湿度
47、为70%时,湿敏电阻R的阻值:R1,电阻R与R0支路中的电流:I20A,发热电阻R0的电功率:P0I2R0(20A)2×104000W。10(2019娄底)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲,R1、R2都是发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R23R1;S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热),其部分技术参数如下表。额定电压(V)220高档发热功率(W)400注水仓最大注水量(kg)3(1)开关处于图示位置,电热加湿器的状态是关(选填“关”“低档”或“高档”)(2)求电热加湿器中R1的阻值;
48、(3)某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,其工作30min的功率与时间图象如图乙所示,如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103J/(kg)(4)某一天,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低档加热,发现家中3000revs/(kWh)的电能表转盘在400s内转了27圈,求此时电阻R2的实际功率是多少?【答案】:(1)关;(2)电热加湿器中R1的阻值为121;(3)可以使注水仓中冷水的温度升高19;(4)此时电阻R2的实际功率是60.75W。【解析】:(1)
49、由图甲可知,开关S接“1、2”触点时,电路断路,电热加湿器的状态是关;(2)由图甲知,开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定,由PUI可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡,则电热加湿器中R1的阻值:R1121;(3)由图乙知,工作30min时,其中高档工作时间为10min,低档工作时间为20min,由P可得,在高档正常工作时消耗的电能:W高P高t高400W×10×60s2.4×105J,如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,即Q吸W高2.4×105J,由Q吸cmt可得,水升高的温度:t19;(4)因
50、3000revs/(kWh)表示:每消耗1kWh的电能,电能表的转盘就转过3000r,则电能表的转盘转过27r时,加湿器在400s内消耗的电能:WkWh0.009kWh3.24×104J,加湿器在低挡加热的实际功率:P低81W,由图甲知,开关S接“2、3”触点时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,电热加湿器的功率最小,处于抵挡,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由PUII2R可得,电路中的电流:IA,此时电阻R2的实际功率:P2I2R2I2×3R1(A)2×3×12160.75W。11(2018广安)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇家中一台电
51、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(20)A;3000r/kWh”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?额定电压220V频率50Hz额定功率加热880W保温44W【答案】:(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是4A;(2)电阻R2的阻值是1100;(3)电饭锅此时的实际加热功率是800W。【解析】:(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热
52、状态下功率P880W,由PUI可得总电流:I4A;(2)当S、S0闭合时,R1和R2并联,电路总电阻较小;当S闭合、S0断开时,电路中只有R2,电路总电阻较大;由P可知,当S、S0闭合时,电功率较大,为加热档;当S闭合、S0断开时,电功率较小,为保温档;P保温44W,由P可得:R21100;(3)3000r/kWh表示电饭锅每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转3000r,则电能表转盘转200r消耗的电能:WkWhkWh,电饭锅此时的实际加热功率:P实0.8kW800W。12(2017重庆)小明家的电饭锅如图甲,额定电压为220V,“煮饭”时额定功率为1210W,简化电路如图乙,S1为温控开关,
53、发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1:16,求:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少安?(2)电阻R1的阻值为多少欧?(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表(如图丙)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。则R2两端的实际电压为多少伏?【答案】:(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为5.5A;(2)电阻R1的阻值为120;(3)则R2两端的实际电压为50V。【解析】:(1)正常煮饭状态下的电流:I5.5A;(2)由I得R2的电阻为:R240;在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1
54、:16。即I保2R2:I煮2R21:16I保:I煮1:4即:1:4所以R13R2120。(3)闪4次所消耗电能:W41.2×104J,P250W;U2P(R1+R2)250W×160;所以U200V;此时电路中的电流为:I'1.25A;则R2两端的实际电压为U''I'R21.25A×4050V。13(2018重庆)某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参数如下表所示,其中快加热功率参数模糊不清,它能够把水加热到的最高温度为75简化电路如图所示,R1、R2均为加热电阻温度对电阻的影响忽略不计)。若电热水器中已装
55、满质量为40kg、温度为25的水。请完成下列问题:已知水的比热容c4.2×103J/(kg)(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量。(2)开关S1闭合,S2接b,电热水器处于慢加热工作状态,求R1的阻值。(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收,用该电热水器把原有的水加热到最高温度,用快加热比用慢加热节约多少秒(结果保留整数)额定电压220V保温功率605W慢加热功率1210W快加热功率【答案】:(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量为8.4×106J。(2)R1的阻值为40;(3)用快加热比用慢加热节约4132s。【解析】:(1)水需要吸收的热量:Qcmt4.2×103J/(kg)×40kg×(7525)8.4×106J;(2)开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,电热水器处于慢加热
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