电器设备中的初中物理训练题含答案和解析.docx
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电器设备中的初中物理训练题含答案和解析
电器设备中的初中物理训练题(含答案和解析)
1.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。
下列电路中最符合电吹风工作要求的是( )
答案:
A
解析:
由题知,电吹风能吹冷风又能吹热风,即电路中电动机可以单独工作,也可以是电动机和电热丝同时工作。
由此分析各选项解答即可。
A.由图知,S1闭合时只有电动机工作,吹冷风;再闭合S2时,加热器和电动机并联,两者都能工作,此时吹热风,故A符合题意;
B.由图知,S1闭合时只有加热器工作,两开关都闭合加热器和电动机同时工作,只有热风没有冷风,故B不合题意;
C.由图知,S1闭合时加热器与电动机串联,再闭合S2时,只有电动机工作,但电动机和加热器串联时两者相互影响,故C不合题意;
D.由图知,S1闭合时电动机和加热器都工作,当两开关都闭合时只有加热器工作,故D不合题意。
2.某电吹风工作6min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 kWh,电功率为 W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作 h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 。
答案:
0.1;1000;10;8%。
解析:
(1)因为“1200r/kWh”表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表转盘转过1200r,所以电能表转盘转120r,电吹风消耗的电能:
W=(120/1200)kWh=0.1kWh
电吹风的功率:
P=W/t=0.1kWh/(6/60h)=1kW=1000W
(2)由P=W/t可得,这些电能可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间:
t′=
=
=10h;
(3)灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率(灯的电功率)之比,即η=P光/P
因10W的节能灯与100W的白炽灯在正常工作时发光效果相当,
所以两灯泡获得光能的功率相等,
则:
P白η白=P节η节,
即100W×η白=10W×80%,
解得该白炽灯的发光效率:
η白=8%。
3.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。
图乙是某品牌养生壶简化电路图。
(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg℃),g=10N/kg)
(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据;
(2)求R1的阻值;
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
275
中温档功率(W)
550
高温档功率(W)
1100
容积(L)
1
(3)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小;
(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
答案:
(1)电路中的总电阻最小,由P=
可知,总功率最大,所以此状态为高温档;
(2)88Ω;(3)1.25A;(4)420s。
解析:
(1)由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=
可知,总功率最大,所以此状态为高温档;
(2)由图知,当开关S1断开,S2接A时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P=
可知,总功率最小,此时为低温档;
当S2断开,S1闭合时,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温档。
由P=UI得,正常工作时通过R1的电流为:
I1=P中/U=550W/220V=2.5A,
由I=U/R得,R1的阻值:
R1=U/I1=220V/2.5A=88Ω
(3)由P=UI得,养生壶在低温档工作时电路中的电流为:
I低=P低/U=275W/220V=1.25A,
(4)由ρ=m/v可得,水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J,
由η=Q吸/W和W=Pt得,烧开一壶水需要的时间为:
t=w/P高=Q吸/ηP高=3.696×105J/1100W×80%=420s
4.小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机,回到家,他马上阅读了使用说明书,了解了豆浆机的主要结构(如图甲)、使用方法及注意事项,并观察了豆浆机铭牌(如图丙),电路原理图可等效成图乙。
下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。
请你帮小明解决下列问题:
甲乙丙
工作时间(min)
0~1
1~5
5~6
6~10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,电流做功多少焦?
(3)小明想了解家里电路的实际电压,于是将家里的其它用电器都关闭,他观察到豆浆机的电热丝工作时,家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转,则他家电路的实际电压是多少?
(不考虑温度对电阻的影响)
【答案】
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是80Ω;
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,电流做功3.024×105J;
(3)他家电路的实际电压是200V。
【解析】
(1)P=U2/R
电热丝电阻R=U2/P=(220V)2/605W=80Ω
(2)电动机和电热丝正常工作做一次豆浆所需时间分别是
t1 =2min=120st2 =8min=480s
∵W=Pt
W1 =P1t1=100W×120s=1.2×104JW2 =P2t2=605W×480s=2.904×105J
电流做的功W=W1+W2=1.2×104J+2.904×105J=3.024×105J
(3)电热丝3min内消耗的电能为:
∴电热丝实际功率
根据P=U2/R有
5.如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是 kWh,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作l2min。
发现此电能表的转盘转过了500转。
则这个电饭煲的额定功率是 W。
答案:
231.0;1000。
解析:
由图可知,电能表此时的读数为231.0kWh,
2500r/kWh表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表转盘转过2500r,
则电能表的转盘转过了500转,电饭煲消耗的电能:
W=
=0.2kWh,
电饭煲正常工作l2min,则该电饭煲的额定功率:
P=W/t=0.2kWh/(12/60h)=1kW=1000W
6.电饭锅是家中常用的用电器,下表是小字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“220V10(20A);3000r/kW•h”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1100Ω;
(3)电饭锅此时的实际加热功率是800W。
解析:
知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率,利用P=UI求电路总电流;分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系,利用P=
可知什么情况为保温档,再利用P=
求R2的阻值;3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求电能表转盘转200r消耗的电能,再利用P=
求电饭锅此时的实际加热功率。
(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热状态下功率P=880W,
由P=UI可得总电流:
I=
=
=4A;
(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:
R2=
=
=1100Ω;
(3)3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,
则电能表转盘转200r消耗的电能:
W=
kW•h=
kW•h,
电饭锅此时的实际加热功率:
P实=
=
=0.8kW=800W。
7.某型号电吹风,电动机和电热丝串联.电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风,电动机线圈电阻为R1,电热丝电阻为R2.将电吹风接入电压为U的电源后,通过的电流为I,消耗的电功率为P,同学们得到了四个关系式.下列选项中,关系式均正确的是( )
①UI>P②P=I2(R1+R2)③UI=P④P>Ⅰ2(R1+R2)
A.①②B.②③C.①④D.③④
答案:
D.
解析:
在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,
但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.
电吹风消耗的电功率P是总功率,总功率的大小应该用P=UI来计算,所以总功率P=UI,故①错误,③正确;
由题意知,该电吹风中电动机和电热丝串联,电路中电流为I,
电吹风中发热的功率要用P热=I2R来计算,所以总的发热功率为P总热=I2(R1+R2),
因为电
吹风工作时将电能转化为机械能和内能,
所以,吹风机的总功率要大于发热部分的功率,即P>Ⅰ2(R1+R2),故②错误,④正确.
8.某款迷你电饭煲有加热和保温两档.其电路如图所示,已知R1=88Ω,R2=2112Ω.开关S置于 (选填“1”或“2”)时是保温挡,保温10min产生的热量是 J.
答案:
2;13200.
解析:
根据公式P=
判定保温档时开关的位置;根据Q=W=
t求出产生的热量.
开关接1时,电阻R2被短路,电路中只有R1=88Ω;开关接2时,电阻R2和R1;串联接入电路中,电路的总电阻为R=R1+R2=88Ω+2112Ω=2200Ω;
在电压不变的情况下,根据公式P=
可知,开关接2时功率小,为保温档;
保温10min产生的热量为:
Q=W=
t=
×600s=13200J.
9.甲、乙两只电炉标有“220V500W”和“220V1000W”字样,把它们串联在220V的电路中.在相同时间内产生热量较多的是 ,将它们并联在电路中,产生热量较多的是 (选填“甲”或“乙”).串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为 .
答案:
甲;乙;111:
250.
解析:
知道两只电炉的额定电压和额定功率,根据R=
比较两只电炉的电阻,根据串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系;
根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和Q=W=Pt比较两电炉的产生热量关系;分别计算两种情况下甲消耗的实际功率并确定其比例关系.
(1)由P=
得,电炉的电阻R=
,
因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率P甲<P乙,
所以甲、乙两只电炉的电阻:
R甲>R乙,
又因为串联电路中的电流处处相等,
即通过甲、乙两只电炉的电流:
I甲=I乙,
根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,故串联时产生热量较大的是甲;
将它们并联在220V电路上,
根据并联电路中各支路两端的电压相等,即U甲=U乙=220V,
则两电炉的实际功率等于额定功率,即:
P甲=500W;P乙=1000W,
根据Q=W=Pt可知,在相同时间内产生的热量Q甲<Q乙,故并联时产生热量较大的是乙;
(2)甲电炉的电阻为R甲=
=
=96.8Ω,乙电炉的电阻为R乙=
=
=48.4Ω,
串联在220V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=I实2R甲=(
)2×R甲=(
)2×96.8Ω≈222W;
当甲电炉并联在220V电路中,P实甲′=P额甲=500W,
所以两种情况下甲消耗的功率之比为P实甲:
P实甲′=222W:
500W=111:
250.
10.冬天,人们常用电热毯来取暖.如图所示,是某品牌电热毯的等效电路,有高温档和低温档,低温档电功率为25W,已知电阻R=484Ω.求:
(1)开关S闭合时电热毯处于 档;
(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能;
(3)电阻R0的阻值.
答案:
(1)高温;
(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能为9×104J;
(3)电阻R0的阻值为1452Ω.
解析:
由电路图可知,开关S闭合时,电路为R的简单电路;开关断开时,R与R0串联,根据P=UI=
可知,电压一定时,电路中的电阻越小时,总功率越大,电热毯处于高温档,反之处于低温档;根据W=Pt求出电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能;开关断开时,R与R0串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,电热毯处于低温档,根据P=UI=
求出电路的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R0的阻值.
(1)由电路图可知,开关S闭合时,电路为R的简单电路,电路中的总电阻最小,
由P=UI=
可知,电路中的总功率最大,电热毯处于高温档;
(2)由P=
可得,电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能:
W=P低温t=25W×3600s=9×104J;
(3)开关断开时,R与R0串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,电热毯处于低温档,
此时电路的总电阻:
R总=
=
=1936Ω,
因电路的总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R0的阻值:
R0=R总﹣R=1936Ω﹣484Ω=1452Ω.
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