人教版九年级物理 第十八章电功率综合应用电热综合计算题练习试题.docx
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人教版九年级物理第十八章电功率综合应用电热综合计算题练习试题
第十八章电功率综合应用电热综合计算问题
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
，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的阻值是多少欧姆？
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．图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：
额定电压
220V
电功率
高温挡
1320W
中温挡
880W
低温挡
440W
甲乙
（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。
【c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3】
（2）电热丝R2的阻值。
（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温挡加热5min，粥升高的温度。
【取c粥=4.0×103J/（kg•℃）】
3．如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关S可以同时与a、b相连，或只与c相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。
该电饭煲具有加热、保温功能，在加热挡时总功率为1540W，在保温挡时的总功率为55W。
请根据以上信息解答下列问题：
（1）将开关s与a、b相连时，＿＿＿＿发光（选填“红灯”或“绿灯”），此时电饭煲处于＿＿＿＿状态（选填“加热”或“保温”）
（2）电饭煲处于加热状态时，R的电功率为P1；处于保温状态时，R的电功率为P2，P1：
P2=400∶1．请计算电阻R1的阻值。
（3）如果在不改变原来保温挡和加热当电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，请设计出1种方案，并用简要的文字说明（也可配合作图说明）
4．如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。
只闭合开关S1时，R1加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S2时，R2保温，防止爆米花变凉；爆米花机的铭牌如表所示。
[c玉米=1.2×103J/（kg•℃）]
额定电压
220V
加热功率
200W
保温功率
22W
电动机功率
40W
（1）将100g、20℃的玉米加热到300℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；
（2）电阻R1发热，把100g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时5min，求R1的加热效率。
（3）求保温电阻R2的阻值。
5．如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。
当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。
加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R2的阻值范围是0~1210欧。
求：
（1）电热丝R1的电阻值；
（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？
[c水=4.2×103J（kg•℃）]
（3）设电热丝电阻不变，电热丝R1工作时最小功率是多少？
6．小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如图甲所示，如图乙为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。
求：
型号
MLJY﹣01
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
100W
（1）额定加热电流
（2）R1和R2的阻值各为多少欧?
（3）在用电高峰期，小峻关闭家中其它用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1min电能表（如图丙所示）的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?
7．妈妈为了给小丽增加营养，买了一款煲汤用的电热锅，额定电压是220V，加热时的额定功率是1100W，加热效率为84%，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4︰25．请解答：
（1）当同时闭合开关S、S1时，电热锅处于＿＿＿＿（选填“加热”或“保温”）状态；
（2）若正常工作时，电热锅将4L水从40℃加热到65℃，水吸收的热量是多少？
（3）电阻R1的阻值是多少？
（4）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅将4L水从40℃加热到65℃，实际用时550s。
若此过程中共消耗6.1×105J的电能，计算这时通过液晶电视机的电流是多少？
（假设加热过程中电热锅的加热效率不变）
8．下图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感．图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关．将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示．求：
（1）5～10min，电饭煲的功率．
（2）20～30min，电饭煲产生的总热量．
9．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。
它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=56Ω，R2=44Ω，求：
（1）大功率挡的额定功率。
（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量？
（3）若用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，求熨烫机的加热效率。
（结果保留一位小数）
10．小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成。
加热系统的加热电阻额定电压220V，额定功率605W。
问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少?
消耗的电能是多少?
[c水=4.2×103/（kg·℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少?
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少?
11．图甲是一家用电器，有“低温”，“中温”，“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”挡．请完成下列问题：
××牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡
（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？
（3）若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃）且保持不变，用该电要器的“高温”挡正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？
12．图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用。
（1）该电热水瓶的说明书上标注着12分钟快速沸腾的条件：
水温——25℃，水量——4kg，沸腾温度——100℃，电压——220V。
若加热管的R为24.2Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少？
（2）已知圆柱形内胆的底面积为250cm2，出水口比最高水位高3cm。
当内胆中装有2L水时，按住出水开关20s，出水电动机恰好能抽出1L的水。
若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率P约为多少W？
13．某科技兴趣小组设计了一个简易保温箱，电路原理如图甲所示，虚线框内为加热电路部分，闭合开关S，加热电路给保温箱加热，R1为定值电阻，R2为可变电阻（可变电阻是阻值可以调整的电阻器，其阻值可在0和最大阻值之间调节）；L是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热；当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。
已知，电源电压恒为24V，保温箱工作时加热电路的最大功率为144W，最小功率为24W。
（1）求R1的阻值；
（2）在某次探究活动中
，需要利用保温箱把3kg干泥土从20℃加热到28℃。
已知加热电路释放的热量有20%被干泥土吸收，干泥土的比热容c＝0.84×103J/（kg·℃），求加热所需要的最短时间；
（3）调节可变电阻R2为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作20s后温度传感器会切断电源，停止工作10s后，温度传感器又接通电源加热，如此反复，工作程序如图乙所示，在此工作程序下，5min内保温箱消
耗电能9600J，求可变电阻R2的阻值。
14．如图4－甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。
它有大、小两个加热挡位，其内部电路如图4－乙所示，电热丝R1＝56Ω，R2＝44Ω。
图4
（1）求大功率挡的额定功率。
（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，则需要吸收多少热量？
（3）若用大功率挡加热这些水，所需时间为1min10s，求熨烫机的加热效率。
（结果保留一位小数）
15．洗碗机是自动清洗、筷、盘、碟等餐具的机器。
某型号家用洗碗机工作程序为：
首先给水箱水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50°C即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水系启动，将水箱中的废水排出，水的比热容为4.2×103J/（kg·°C），设水箱中水的初温为20°C，加热时产生的热量全部被水吸收。
（1）图甲为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。
此开关除了具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，________的功能。
（2）图乙为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像。
求发热电阻的阻值多大？
不计水的电阻。
（3）某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水多少千克？
16．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。
R1、R2为发热电阻，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）。
额定电压/V
220
高挡发热功率/W
400
最大注水量/kg
3
（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（2）某次使用加温器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。
如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能。
如果电阻R1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•℃）
（3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时电阻R2的实际加热功率是多少？
参考答案
1.
（1）“1和2”
（2）R3的阻值是181.5欧姆；1.2×104J（3）此时电火锅不正常工作。
2.
（1）2.1×105J
（2）110Ω（3）45℃
3.
（1）红灯加热
（2）110Ω（3）在不改变原来保温挡和加热当电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，根据P=U2/R可知，电阻越小时，功率越大，所以应使三个电阻并联。
可以设计以下电路：
闭合相应的开关时，具有不同的功率：
当闭合S、S2、S3时，断开S1时，R、R1、R2并联，电路的总电阻最小，功率最大，快速加热；闭合开关S2、S3，断开S、S1时，R、R1并联，电饭煲为原来的加热状态；闭合开关S1、断开S、S2、S3时，R与R2串联，电饭煲为原保温状态。
4.
（1）玉米吸收的热量：
Q吸=c玉米m（t﹣t0）=1.2×103J/（kg℃）×0.1kg×（300℃﹣20℃）=3.36×104J；
（2）由题知，电阻R1发热，加工时给玉米加热的功率P加热=200W，
由P=
可得，电阻R1加热消耗的电能为：
W=P加热t=200W×5×60s=6×104J，
R1的加热效率：
η=
×100%=56%；
（3）由题和图示知，只闭合开关S2时，只有R2连入电路，处于保温，
由P=
得R2的阻值：
R2=
=2200Ω。
5.
（1）电热丝R1的电阻值为1210Ω
（2）将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要300s时间
（3）设电热丝电阻不变，电热丝R1工作时最小功率是10W
6．
（1）额定加热电流为4A；
（2）R1和R2的阻值分别为429Ω和55Ω；
（3）在用电高峰期，浴足盆加热的实际电功率为600W。
7.
（1）当同时闭合开关S、S1时，R1被短路，此时电路电阻最小，根据P=U2/R可知，此时电路功率最大，处于加热状态；
（2）4.2×105J（3）66Ω（4）1A
8.
（1）660W
（2）2.64×105J
9.
（1）1964W
（2）6.72×104J（3）1.3748×105J
10.
（1）5.04×105J5.445×105J
（2）500W（3）8W
11.
（1）88Ω
（2）7.5A（3）15℃
12.
（1）87.5%
（2）0.065W
13．
（1）R1的阻值是4Ω；
（2）加热所需要的最短时间是700s；
（3）可变电阻R2的阻值是8Ω。
14.
（1）当开关旋至2时，此电路中电阻最小，功率最大。
大功率挡的额定功率：
P大＝
＝
＝1100W
（2）水箱中的水需要吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×0.2kg×（100℃－20℃）＝6.72×104J
（3）由P＝
可得，用大功率挡加热这些水消耗的电能：
W＝P大t＝1100W×70s＝7.7×104J
熨烫机的加热效率：
η＝
＝
≈87.3%
15．
（1）自动停止加热
（2）60.5Ω（3）7200kg
16.
（1）加湿器处于低挡位置时的发热功率为100W
（2）加湿器在高挡正常工作时消耗的电能为2.4×105J，可以使注水仓中冷水的温度升高19℃
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