初中物理中考复习《多挡位电热器的相关计算》考点+训练.docx

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初中物理中考复习《多挡位电热器的相关计算》考点+训练

《多挡位电热器的相关计算》考点+训练

多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用,涉及到电热、电功、电功率的综合性问题,是电学问题的重点和难点。

多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点,更侧重电功率的考查。

通过多挡位电热器的考查,能很好的考查学生对电路结构的认识,同时更能考查对电功率和电热的计算能力。

1、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。

电热器电路是纯电阻电路,一般接在家庭电

路,电压为220V,是个常量,所以:

(1)比较电热的多少一般用Q=W=t,比较功率的大小用。

(2)如果已知各挡功率,计算电热(电功)用Q=W=Pt。

(3)如果没有已知功率,通常通过计算出电功率,再用Q=W=t计算电热。

当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。

2、多个加热电阻的电热器:

多挡位电热器,顾名思义,电热器有多个挡位,不同挡位电功率不同。

由于用电器多接在220V电压下工作,所以依据可知:

①当电路中电阻越大,电功率越小,为低挡位(保温挡)工作;

②当电路中电阻越小,电功率越大,为高挡位(加热挡)工作;

③当电阻介于大电阻和小电阻之间时,为中温挡。

通常家用多挡电热器是通过改变开关状态,改变工作电路结构,从而改变用电器消耗的电功率,实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。

高温挡——通过开关的转换,实现电路的并联,并联支路越多,电阻越小,功率越大,温度越高;

低温挡——通过开关的转换,实现电路的串联联,串联电阻越多,电阻越大,功率越小,温度越低;

3、只有一个加热电阻的电热器:

串联电阻分压,使加热管的电压改变从而引起电功率变化。

这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻,分压电阻的电热是不能用来加热的。

4、电热器是用来加热的,所以常常与比热容相关计算联系起来,考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等,进而计算加热效率。

被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t,消耗的电能W=Pt,加热效率。

当电能全部转化为水的内能时,W=Q吸。

在计算过程中,要注意被加热的物质的温度变化时,“升高了”还是“升高到”。

一、中考题型分析

中考中,多挡位电热的计算是中考中一个重要的考点,综合性强,往往是中考中压轴的题目。

主要以综合应用计算题的形式出现,常常结合考查电路结构、欧姆定律、电功率、电热及其变形公式等内容,分值7分左右;当然也会有填空、选择题,分数较少,2-3分。

二、典例精析

★考点一:

多挡位电热器挡位判断:

◆典例一:

(2019·广东)某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡。

如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是____图、____图和____图。

(选填“甲”“乙”或“丙”)

◆典例二:

(2019·成都)如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1

闭合开关S,要让电暖器处于第二挡工作,则应再将开关

闭合;若电暖器在第二挡正常工作10min,则产生的热量是J。

额定电压

220V

功率选择

一挡950W

二挡1150W

三挡2100W

★考点二:

多挡位电热器的相关计算:

◆典例一:

(2019·江西)如图甲所示,是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌,暖奶器具有加热、保温双重功能,当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态,连接触点2和3时为保温状态,连接触点3和4时为加热状态(温馨提示:

最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)

(1)求电阻R2的阻值;

(2)把400g牛奶从20加热到40,求牛奶所吸收的热量【c牛奶=4.0×103J/(kg·)】

(3)如图乙所示,是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象,求暖奶器在加过程中的热效率。

(结果保留到小数点后一位)

◆典例二:

(2019·绍兴)电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。

如图甲是一款市场上的产品,小敏查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。

(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要多少时间?

(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。

电源电压U

恒为4.8伏,已知电热丝R1阻值为4欧,电热丝R2阻值为6欧,开关S3只接a或b。

①丙图电路中S1闭合,S2断开,S3接a时,加热电路为(选填“高”、“中”或“低”)温挡挡。

②中温挡功率为多少瓦?

③高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?

1、(2019·贵阳)如图所示是加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1、R2均为发热电阻丝,通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。

该加热器最大电功率为12W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是8W。

则下列判断正确正确的是()

A.该加热器只有两个加热挡位

B.加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1:

R2=1:

3

C.加热器功率最大时,R1与R2的电流之比为2:

1

D.该加热器的最小电功率是8W

2、(2019·重庆A)具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。

下图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。

下列说法正确的是()

A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能B.开启防雾功能,电路总电阻为5Ω

C.化霜与防雾电路的总功率之差为15WD.从防雾到除露,电路总电流变化1A

3、(2019·南充)如图是电热饮水机电路原理图,已知R1=100Ω,R2=20Ω,当开关S1、S2闭合时,饮水机处于___________状态(填“保温”或“加热”),饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。

4、(2019·绵阳)某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。

小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。

已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=_____Ω。

额定电压

220V

额定功率

低温挡

440W

高温挡

1100W

5、(2019·盐城)新型电饭锅煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关。

高、低温挡的额定功率见下表。

煮饭时,闭合开关S,电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kW•h。

求:

(1)煮饭时通过R1的电流;

(2)电热丝R2的电阻;

(3)30min内R2消耗的电能。

6、(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、低三个加热挡位,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,低温挡功率为高温挡功率的,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,火锅处于低温挡?

(2)R3的阻值是多少欧姆?

电火锅处于低温挡正常工作时,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,用高温挡加热汤液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)]

7、(2019·宿迁)某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅,该火锅产品铭牌和电路图如图所示:

额定电压

220V

额定功率

高温挡

中温挡

低温挡

880W

440W

220W

(1)当开关S1断开,S2接a时,该电火锅选用______挡工作(选填“高温”“中温“或“低温”)。

(2)当电火锅使用中温挡正常工作时,电路中电流是多大?

接入电路的电热丝的阻值是多少?

(3)用电火锅高温挡在额定电压下烧水7分钟,电流做了多少功?

若电热丝产生的热量全部被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为20℃的水升高多少℃(c水=4.2×103J/(kg•℃))?

8、(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I0=15mA,其阻值R随温度变化的规律图象如图乙所示,电源电压U1恒为6V,当电磁铁线圈中的电流I>8mA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I≤8mA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,U2=220V,加热时的功率P加热=2200W,保温时的功率P保温=110W,加热效率η=90%,R2=2R1,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?

二、典例精析

★考点一:

多挡位电热器挡位判断:

◆典例一:

(2019·广东)某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡。

如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是____图、____图和____图。

(选填“甲”“乙”或“丙”)

【答案】丙乙甲。

【解析】图甲只闭合开关S0、S1,只有电阻丝R1接入电路中;图乙只闭合开关S0、S2,只有电阻丝R2接入电路中;图丙三个开关都闭合,两电阻丝R1、R2并联接入电路中;由于R1>R2,甲、乙、丙三个电路的电阻关系R丙<R乙<R甲,电源电压一定,由可知,P丙>P乙>P甲,所以高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是丙图、乙图、甲图。

【考点】多挡位电热器挡位判断。

◆典例二:

(2019·成都)如图甲是一种家用电暖器,图乙是其简化的电路图,已知R1

闭合开关S,要让电暖器处于第二挡工作,则应再将开关

闭合;若电暖器在第二挡正常工作10min,则产生的热量是J。

额定电压

220V

功率选择

一挡950W

二挡1150W

三挡2100W

【答案】S16.9×105。

【解析】根据可知,电阻最大时,电功率最小,由于R1

【考点】多挡位电热器挡位判断。

★考点二:

多挡位电热器的相关计算:

◆典例一:

(2019·江西)如图甲所示,是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌,暖奶器具有加热、保温双重功能,当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态,连接触点2和3时为保温状态,连接触点3和4时为加热状态(温馨提示:

最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)

(1)求电阻R2的阻值;

(2)把400g牛奶从20加热到40,求牛奶所吸收的热量【c牛奶=4.0×103J/

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