山东省2022年中考物理(五四制)教材基础巩固-小专题(四)多挡位加热器的相关计算

1．（2021·淄博）如图所示，甲是某款即热式电热水龙头，乙是它的电路原理图，R1和R2是电阻分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换，则（）A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是15AD．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W2．（2021·威海）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1、R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1＝88Ω，电热扇部分参数如表所示。额定电压220V高温挡加热功率1650W电动机功率44W电动机线圈电阻6Ω（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率；（2）求R2的阻值；（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？3．（2020·青岛）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）]求：（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比；（2）电阻R2的阻值；（3）给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，电热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间。参考答案【专题题组训练】1．D2．解：(1)电热扇处于低温挡且不转动时，只有电热丝R1连入电路，等效电路图如图所示，此时电路正常工作消耗的总功率：P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,88Ω)＝550W。(2)开关S1与触点3、4接触时，两电热丝并联，此时电热扇为高温挡，则电热丝R2的功率：P2＝P高－P1＝1650W－550W＝1100W，R2的阻值：R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω。(3)电动机正常工作时的电流：I＝eq\f(P′,U)＝eq\f(44W,220V)＝0.2A，电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量：Q＝I2R′t＝(0.2A)2×6Ω×10×60s＝144J。3．解：(1)由图乙可知：P加热＝1600W，P保温＝400W，由P＝UI可得：I加热∶I保温＝eq\f(P加热,U)∶eq\f(P保温,U)＝P加热∶P保温＝(1600W)∶(400W)＝4∶1。(2)根据P＝eq\f(U2,R)可得：当S接1时，R1＝eq\f(U2,P加热)＝eq\f(（220V）2,1600W)＝30.25Ω，当S接2时，R总＝eq\f(U2,P保温)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω，电阻R2的阻值：R2＝R总－R1＝121Ω－30.25Ω＝90.75Ω。(3)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(80℃－20℃)＝3.024×105J，加热水消耗的电能：W＝eq\f(Q吸,η)＝eq\f(3.024×105