中考物理试题分类汇编电学压轴题之家用电器问题.docx

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中考物理试题分类汇编电学压轴题之家用电器问题

中考物理试题电学压轴题之家用电器问题

从简单的手电筒、白炽灯到较复杂的电饭锅、电热水器，乃至先进的旅行电热水壶之类的，均已在各地的中考中亮相，而家用电器所包含的知识点几乎可涵盖中学物理的全部，因此认识家用电器，了解基本原理，分析实际问题，提升运用的能力，是我们平时所要注意的几方面。

下面试举几例加以说明

一、电灯

例1.家用的白炽灯泡应用了物理中的许多知识，请你说出所知道的至少3个物理知识在灯泡中的应用：

（1）_____________；

（2）_____________；（3）_____________。

解析：

这是一道开放题，答案很多。

只要符合题意即可。

例如：

灯丝利用电流的热效应；制造的部分材料如玻璃是绝缘的；额定电压相同时，大功率灯泡的灯丝较粗是为了减少电阻；小功率的灯泡抽气是为了防止钨丝氧化，大功率灯泡充入氮气等是为了防止钨升华。

练习1：

甲、乙、丙三只白炽灯泡，规格分别是“220V40W”、“110V40W”、“36V40W”，当它们均正常发光时，其亮度（D）

A.甲灯最亮B.乙灯最亮

C.丙灯最亮D.三只灯一样亮

解：

额定电压下工作时，三个实际功率都是40W，比较灯泡的亮度就是比较实际功率，三者实际功率相同，所以亮度相同

二、电饭锅

例2.明明和妈妈到商场去购买电饭锅。

他从品种繁多的电饭锅说明书中取出一份，表中所示即为该说明书的一部分。

明明与妈妈商议后，购买了型号为MG—TD35型的电饭锅。

回家后他想，此电饭锅将电能转化为锅中水热能的效率如何呢？

于是他在锅内装入了1.5升温度为20℃的水，接在220伏的照明电路中通电后16分钟水开始沸腾。

根据以上经验他估测了其烧水效率。

请你也估算一下其烧水效率为多少？

（液面气压约为1标准大气压值）

型号

MG—TD35

MG—TD45

MG—TD55

MG—TD65

电源

220V～50Hz

220V～50Hz

220V～50Hz

220V～50Hz

额定功率/W

600

700

900

1100

煮米量/杯

2～7

3～9

4～12

5～15

长×宽×高/mm

334×266×307.6

334×266×323.6

354×286×350.6

354×286×364.6

煮饭方式

直接加热

直接加热

直接加热

直接加热

解估算方法：

在锅内装入1.5L、温度为20℃的水，通电后16min水开始沸腾（水温为100℃）．

（1）16min电饭锅消耗电能（总功）：

W总=Pt=600W×16×60s=576000J；

（2）m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg．

水吸热（有用功）：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg（100℃-20℃）=504000J；

练习2：

家用电饭锅的工作原理是由R1和R2两个电阻串联连接在220伏电路中的，并在R1两端并联上一只开关S。

当开关S闭合或断开时可以实现电饭锅的加热或保温状态。

已知电饭锅在一种状态下的总功率为100W，在另一种状态下的总功率为800W，且R1、R2的阻值不随温度变化。

求：

（1）加热时的电流；

（2）R1和R2的阻值；（3）保温时R1的功率。

解：

（1）加热时的电流：

（2）①当开关闭合时，电阻R1被短路，只有R2接入电路，此时处于加热状态，电功率为800W，则

②开关断开时，两电阻串联，此时处于保温状态，电功率为100W，则

因此R1=484Ω-60.5Ω=423.5Ω

（3）保温时电路中的电流为：

，R1的功率为P1=I2R1=（0.45A）2×423.5Ω=85.76W．

三、电冰箱

下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目．（　　）

容声冰箱BCD--20g/HC

格力电风扇KYTA--30A

总有效容积：

208L

额定电压：

220V

冷冻室有效容积：

97L

工作频率：

50Hz

冷冻能力：

5.25kg/24h

扇叶直径：

300mm

电源：

220V/50Hz

输出风量：

＞50m3/min

额定输入功率：

140W

功率：

50W

耗电量：

1.00kWh/24h

净重：

4.1kg

净重：

58kg

毛重：

5kg

根据铭牌上提供的信息，可以判断：

①一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多②一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多③电风扇额定电流比电冰箱大④电风扇额定电流比电冰箱小．

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

解：

（1）格力电风扇一天内连续运转消耗的电能：

W=Pt=0.05kW×24h=1.2kW•h，冰箱耗电量1.00kW•h/24h，所以，一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多；

（2）冰箱额定电流：

电风扇额定电流：

所以，电风扇额定电流比电冰箱小．故选B．

四、洗衣机

例4.下表为某同学家中一品牌洗衣机所用的电动机的工作参数：

其中，脱水电动机的工作电流已模糊不清，他想用所学知识把它测出来．于是，他将家中的其它用电器都关闭，只让洗衣机工作．洗衣机工作时，经过进水、洗涤、排水、脱水等程序．洗衣机洗涤时，洗涤电动机要经历正转、停、反转的过程，其时间分配如图（单位：

秒）．

该同学测得一次洗衣服的全过程中，洗涤时间为14分钟，脱水时间为2分钟，标有“3000r/kwh”的电能表盘恰好转过了84圈．则：

（1）该次洗衣的全过程大约消耗多少电能？

（2）该次洗衣过程中，洗涤电动机消耗的电能是多少？

（3）脱水电动机的工作电流为多少？

（说明：

①不考虑洗衣机进水、自动排水时控制系统和指示灯的耗电．②两台电动机均正常工作．）

解：

（1）

（2）洗涤电动机工作的时间

（3）洗涤电动机消耗的电能是W洗=UI洗t洗=220×0.5×720J=79200J

（4）（3）脱水电动机消耗的电能是W脱=W-W洗=0.028×3.6×106J-79200J=21600J

脱水电动机的工作电流为

练习4：

洗衣机脱水时，有时会发生较大的振动而产生噪声，正确的处理方法是（B）

A.在人耳处减弱噪声，塞上耳塞

B.在声源处减弱噪声，放平衣物

C.在传播过程中减弱噪声，关好门窗

D.用手按住它，不让它振动

五、热水器

例5.刘学同学家里的家用电热水器的铭牌如下表所示：

××牌全自动电热水器

型号：

THP2－12D容量：

12L

额定电压：

220V额定电功率：

2KW

类别：

防触电保护一类净重：

22㎏

出厂日期：

20XX年9月10日编号：

2009091000

××公司制造

根据铭牌所提供的信息，解答下列问题：

（1）为了安全起见，该电热器应选用图中的插头，该插头三个脚为什么做成长度不同？

（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻是多大？

（3）将该电热水器装满水加热，使水温由20℃升高60℃，水吸收的热量是多少？

（C水＝4.2×103J/（㎏.℃））

（4）若电热水器在正常工作时电热丝所产生的热量的84%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？

解：

（1）它比其它两脚稍长一些，插插头时能使家用电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开地线，即使家用电器因绝缘不好“漏电”，人也不会触电。

（2分）

（2）R=U2/P=2202/2000=24.2Ω（2分）

（3）Q=cmΔt=4.2×103×12×60=3.024×106J（2分）

（4）Wη=QPtη=Qt=Q/Pη=3.024×106/（2000×0.84）=1800s（2分）

如图所示，是智能电热水器的模拟装置，R1、R2是两只阻值相同的电热丝，S1、S2是同一装置控制的相同温控开关（它们同时闭合同时断开），S3是独立温控开关．

（1）开关处于什么位置，热水器处于加热状态和保温状态？

（2）电热器的加热功率是2420W，则每根电热丝的阻值是多少？

（3）智能热水器加热到设定温度时，温控开关改变其加热状态，水的温度始终保持不变则水每1min向环境散热是多少？

（4）用该加热器使10kg20℃的水刚好加热到70℃时，用时为30min，则加热器的效率为多少？

（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）

解：

（1）因串联电路中电阻越串越大、大于任何一个分电阻，并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻，

所以，当闭合S1、S2断开S3时，两电热丝并联，电路中的电阻最小，由

可知，电压一定时，电路的电功率最大，电热水器处于加热状态；

当断开S1、S2闭合S3时，两电热丝串联，电路中的电阻最大，由

可知，电压一定时，电路的电功率最小，电热水器处于保温状态；

（2）加热状态两电热丝并联，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且总功率等于各分用电器功率之和，

所以，高温档的电功率：

因R1和R2是两根阻值相同的电热丝，

所以，

解得：

R1=40Ω，即每根电热丝的阻值是40Ω；

（3）保温状态两电热丝串联，因水的温度始终保持不变，

所以，Q散失=W，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和

所以，每1min向环境散热：

（4）水吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）

=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（70℃-20℃）

=2.1×106J，

加热30min消耗的电能：

W=Pt=2420W×30×60s=4.356×106J，

电热水器加热时的热效率：

练习5：

如图为某电热饮水机的电路原理图，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；当水温降至一定温度时，S1又闭合重新加热．　已知电源电压保持220V不变，电阻R1的阻值为1210Ω，电阻R2的阻值为121Ω．求：

（1）饮水机处于保温状态时的电功率．

（2）饮水机处于加热状态时电路的总功率．

（3）饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能．

解：

（1）开关S1自动断开，电路为R1的简单电路，保温状态时的电功率：

（2）S1又闭合时，两电阻并联，

∵并联电路中各支路两端的电压相等，

可得，两支路的电流分别为：

∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴干路电流：

电路中的总功率：

P加热=UI=220V×2A=440W；

（3）饮水机处于保温状态10分钟消耗的电能：

W=P保温t=40W×10×60s=2.4×104J．

六、其它电器

例6.小明的爸爸从国外带回几只旅行电热壶，下表是其译成中文的铭牌．

额定电压

110V

额定功率

550W

容积

1L

（1）小明说这个壶在中国家庭电路不能直接使用，请你解释其原因．

（2）小明说可以将此电热壶串联一个电阻后使用，请你帮他计算出该电阻的阻值是多少？

（3）此壶正常工作时，将一壶1标准大气压下20℃的水烧开需要多少时间？

（不计热量损失）

（4）小明的方法值得改进吗？

如果是你，你有更好的办法充分利用电能吗？

最好将两个这样的电热壶串联，刚好能接在我国家庭电路中使用，同时烧水就不会浪费电能．

解：

（1）由电热水壶的铭牌知，电热水壶的额定电压是110V，如果直接接在我国220V的电路上，远远超过电热水壶的额定电压，会烧坏电热水壶．所以不能直接接在我国家庭电路中．

（2）电热水壶的额定电压是110V，额定功率是550W，

电热水壶的额定电流：

电阻：

要想让电热水壶正常工作，要串联一个电阻来分担电压，

串联电阻的电阻值：

R'=R总-R=44Ω-22Ω=22Ω；

（3）水的体积V=1L=10-3m3,

∴电热水壶装满水后的质量：

m=ρv=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg，

水烧开吸收的热量：

Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J，

不计热量损失，W=Q=3.36×105J，

（4）值得改进；方法是：

将两个这样的电热壶串联，接在我国家庭电路中使用，用电热壶烧水时，同时烧水就不会浪费电能

练习6：

小明家中有20W日光灯5盏，25W白炽灯4盏，100W彩电、1200W空调、700W电饭锅、1000W电水壶各一个，他应选择额定电流等于或稍大于________A熔丝接在进户线上。

目前我市已实行新的分时电价政策，8：

00到21：

00的电价为0.55元/度，其余时间电价为0.3元/度，若他家平均每天用电热水壶烧水1h，小明将烧水时间由中午改为在21：

00以后。

这样，一个月（30天）他家能节约电费________元。

解：

当小明家中得这些用电器同时工作时其总电流为:

W=Pt=1kw×30h=30kw•h，小明烧水时间在21：

00以前，

此时电费为30kw•h×0.55元/度=16.5元；

当小明烧水时间改在21：

00以后，此时电费为30kw•h×0.3元/度=9元；

则他家能节约电费；16.5元-9元=7.5元．答案为：

15；7.5．

1、（2013东营）某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为220V、最大功率为440W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110Ω。

电阻值均不受温度影响。

（1）定值电阻R0的阻值是多大？

（2）该电熨斗工作时的最小功率多大？

此时通过电路的电流是多大？

（3）假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。

解：

（1）当调温电阻R=0

时电熨斗的电功率最大，由

和P=UI得

则

（2）当调温电阻R=110

时电熨斗的电功率最小，由

和P=UI得

电熨斗的最小电功率是

此时电熨斗的电流是

（或

）

（3）由图乙可知，当电熨斗功率是440W时，温度最高为200℃；当功率是220W时，温度最低为90℃。

故电熨斗工作时温度的调节范围为90℃～200℃。

2、（2013济宁）小满了解到从20XX年10月1日起禁止进口和销售100W及以上普通照明白炽灯，推广使用节能灯，于是马上买来“220V20W”的节能灯（图18乙），与“220V100W”的白炽灯（图18甲）做了对比实验，发现两灯发光效果相当。

（1）试计算换用这只节能灯和使用原来的白炽灯相比，一年工作2000h节约的电能。

（2）若实际电压为200V，求该节能灯的实际功率。

（结果保留整数）

解：

（1）一年可节约的电能：

W=Pt=（100－20）×10-3kW×2000h=160kW.h

（2）节能灯的电阻：

R=U额2/P额乙=2202/20欧=2420欧

节能灯的实际功率：

P实=U实2/R=2002/2420W=17W

3、（2013•黑河）小波的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机．下表是这个豆浆机的主要技术参数．如图甲所示是豆浆机的主要结构：

中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸．图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的“P﹣t”图象．

请解答下列问题：

型号

SYL﹣624

额定电压

220V

频率

50Hz

电动机功率

120W

加热功率

1210W

容量

1000mL

（1）豆浆机正常加热时的电流是多少？

（2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？

（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

（1）由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流：

I1=

=

=5.5A；

（2）由I=

可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：

R1=

=

=40Ω；

（3）由乙图可知：

加热时间t1=9min=540s，电动机工作时间t2=2min=120s，

加热消耗的功率：

W1=P1t1=1210W×540s=653400J，

电动机工作消耗的电能：

W2=P2t2=120W×2×60s=14400J，

豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能：

W=W1+W2=653400J+14400J=667800J．

4、（2013•深圳）如图1、图2所示是我们常见的可调节亮度的台灯及电路图，变阻器R的最大电阻值为2200Ω，台灯灯泡的铭牌如图3所示．

求：

（1）台灯灯泡的电阻．

（2）灯泡正常发光时的电流．

（3）台灯处在最省电时的工作状态时，灯泡的电功率．

（1）由P=

可得，灯泡电阻：

RL=

=

=2200Ω；

（2）灯泡正常发光时两端的电压UL=220V，功率PL=22W，

由P=UI可得，通过灯泡的电流：

IL额=

=

=0.1A；

（3）因为电路电压一定，总电阻越大功率越小就越省电，

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

∴此时电路中的电流：

I=

=

=0.05A，

灯泡的电功率：

P灯泡=I2RL=（0.05A）2×2200Ω=5.5W．

5、（20XX年广州市）23．（6分）如右图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。

（1）要送冷风，选择开关应放在______位置；要送热风，选择开关应放在_______位置。

（填“A”、“B”或“C”）

（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电8min电流所做的功是多少?

（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为多大？

（1）要送冷风，只需电动机工作，故选择开关放在B位置；要送热风，应使电动机和电热丝同时工作，故选择开关放在A位置。

（2）送冷风时电动机额定功率P1=120W，W=P1t=120W×8×60S=57600J

（3）∵P总=P1+P2∴电热丝发热功率为P2=P总－P1=560W-120W=440W

电热丝的电阻R丝由

得

R丝=U额2/P2=（220V）2/440W=110Ω

6、（2013临沂）用豆浆机制作豆浆的过程是:

按合适的比例把豆料、清水放人豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序.即可制成熟豆浆.某豆桨机的参数如下表:

一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，需13min完成加工过程，其工作信息如图14所示.请解答下列问题:

（1）根据工作信息图可知、从第6min至第9min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少?

（c豆浆=4.Ox103J（kg.℃））

（2}豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能?

（1）从第6min至第9min，豆浆的温度从70℃升高到100℃，Δt=30℃，豆浆的总质量即黄豆和清水的总质量m=1.5kg， 这段过程中豆浆吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.0×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣70℃）=1.8×105J，

（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作共需13min，其中加热预热功率均为1100W，用时11min；打浆功率200W，用时2min。

W总=W热+W打=P1t1+P2t2=1100W×11×60s+200W×2×60S=7.5×105J

第二问单位可用kw.h，结果是约为0.21kw.h。

7、（2013陕西）图示为某种家用电热水器工作电路的简化图，表中为其三种加热模式的相关参数。

（1）该电热水器的插头应接入孔插座。

（2）若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10min，通过发热电阻的电流是多少？

产生的热量是多少？

（计算结果保留两位小数）

（3）若该电热水器连续工作15min，消耗电能0.55kW·h,通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式？

（1）三

8、（2013十堰）如图甲，是小明设计的双向双动式和面机。

主要结构为：

一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机，在和面过程中二者交替工作，搅拌器正反搅拌。

下表是这个和面机的主要技术参数；图乙是和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的“P－t”图像。

额定电压

220V

额定频率

50Hz

搅拌电机功率

900W

料桶电机功率

（1）小明为了提醒自己和面机还连接在电路中，他在传统的插

头上增加一个总开关和指示灯（图丙），只要开关一按便可断电，不用费力拔除插头。

图丁是插头内部电路及和面机简化原理图，插头上的总开关应接在（选填“A、B、C）点。

（2）小明利用如图戊所示电磁继电器控制搅拌器的正反转，请将工作电路连接完整。

（3）为了测量和面机料桶电机的功率，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到和面机正常工作12min，家里标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过了480转。

计算料桶电机的功率多大？

（1）开关要能控制整个电路，应接在干路上，即A点。

（2）

（3）和面机正常工作12min，搅拌电机工作8min，搅拌电机功率为900W；料桶电机工作4min，料桶电机的功率未知。

标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过了480转，可计算和面机消耗的总电能：

W总=480r/（3000r/kW·h）=0.16kw.h=5.76×105J

搅拌电机消耗的电能W搅=P搅t1=900W×8×60s=4.32×105J

料桶电机消耗的电能W料=W总－W搅=5.76×105J－4.32×105J=1.44×105J

料桶电机的功率P料=W料/t2=1.44×105J/（4×60s）=600W

9、（2013内江）随着社会的进步，人们生活水平不断提高，电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家用电器，右表是小明家某品牌电冰箱的铭牌。

周末小明全家到外婆家看望外婆，他们从星期六上午10：

00出门到星期天上午10：

00回家的这一天中，他家的用电器只有电冰箱工作（正常且自动间歇），且他们出门和回家时电能表前、后两次的示数如图所示。

则：

（1）该电冰箱正常工作时的电流是多少?

（2）电冰箱在这一天中实际停机的时间是多少小时?

（计算结果保留一位小数）

（3）电冰箱主要工作部件是压缩机（压缩机实际是一个

电动机），电冰箱正常工作时压缩机将电能转化为机械能和

内能，如果压缩机线圈的电阻是8Ω，那么电冰箱正常工作

时压缩机的机械功率是多少瓦?

（1）电冰箱正常工作时的电流I额=P额/U额=110W/220V=0.5A

（2）由电能表前、后两次的示数可计算这一天电冰箱消耗的电能

W=5653.7kWh－5652.8kWh＝0.9 kWh

t工＝W/P＝0.9 kWh/0.11 kW＝90/11h≈8.2h

t停＝t－t工＝24h－8.2h≈15.8h

（3）P热＝I2R＝（0.5A）2×8Ω＝2W 

P机＝P－P热＝110W－2W＝108W 

10、（2013盐城）某豆浆机内部简化电路如图所示，R为电热丝，

为电动机，其额定功率是220W，S1为控制电动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接入220V电路中工作20min，其间电动机转动时间共2min，电动机转动时电路总电流是3A，求

（1）电动机转动时通过线圈的电流；

（2）电热丝R的阻值；（3）20min内豆浆机消耗的电能

（1）电动机额定功率是220W，电动机转动时通过线圈的电流IM=PM/U额=220W/220V=1A

（2）通过电热丝的电流IR=I－IM=3A－1A=2A

电热丝的电阻R=U/IR=220V/2A=110Ω

（3）豆浆机工作20min过程中，电热丝一直工作，工作时间t1=20×60s=1200s

电动机