初中物理 人教版九年级上学期同步单元专题大培优电功率电热综合计算训练2.docx
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初中物理人教版九年级上学期同步单元专题大培优电功率电热综合计算训练2
九年级上学期同步单元专题大培优:
电功率电热综合计算训练2
1.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1/5,R1为242Ω,R2为60.5Ω.(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的组值是多少欧姆?
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/(kW·h)]
2.一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)。
(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);
(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/(kW.h)”的电能表转盘在121s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。
3.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为常闭锅体,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12Ω,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湿,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,π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集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
4.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U=220V,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。
5.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R2=3R1;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。
(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R;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/(kW.h)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?
6.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,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?
7.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440Ω,不计温度对R1、R2阻值的影响。
(1)当开关Sb断开,Sa与触点1接通时,求通过开关S。
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Ra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/(Kg℃)
(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。
8.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“220V1000W”的字样;控制电路电源电压U=30V,热敏电阻R1作为感应器探测水温,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永=4.2×103J(kg℃)
(1)电热器正常工作时的电阻:
(2)电热器正常工作时,给恒湿箱中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,电熟器的加热时间;
(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。
9.电热水龙头(亦称作“即热水龙头”或“快热水龙头”)是现代家庭冬季常用的配备用品,其构造主要包括水龙头本体及水流控制开关,水龙头本体内设有加热腔和电器控制腔,用密封板隔开,电器控制腔内设有加热电路,加热腔内设有加热管,加热管功率一般在2kW~3kW,3s~5s即可加热出热水。
图甲是某款电热水龙头,图乙是它的原理电路。
R1、R2为电热丝,由如图位置顺时针旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而依次实现冷水(常温)、温水、热水之间的切换,有关参数如下表。
不考虑温度对电阻丝的影响(R1 (1)分别写出水龙头放出冷水、温水、热水时,图乙中R1、R2的工作情况。 (2)当水龙头放出的水是温水时,电路中的电流是多大? (3)当水龙头放出的水是热水时,正常工作60s,消耗的电能是多少? (4)R1、R2的电阻各是多大? 10.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。 (1)安装工人将热水器从楼背到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,热水器于加热状态。 (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? 九年级上学期同步单元专题大培优: 电功率电热综合计算训练2答案 1.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1/5,R1为242Ω,R2为60.5Ω.(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的组值是多少欧姆? 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/(kW·h)] 答案: (1)火锅处于低温档; (2)l81.5l.2×104(3)此时电火锅不正常工作 2.一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)。 (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); (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/(kW.h)”的电能表转盘在121s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)2.7A (2)200V(3)用高温挡更节能。 3.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为常闭锅体,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12Ω,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湿,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,π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集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)6280N (2)0.07kg(3)2188Ω 4.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U=220V,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)5A (2)44Ω(3)0.97元 5.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R2=3R1;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。 (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R;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/(kW.h)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)121Ω(3)19℃(4)60.75W 6.小明家的
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