初中电学计算(多档位家用电器类)-包含答案

多档位电学计算题综合练习一、计算题1.小明家电热吹风机的铭牌如表格所示，其工作原理如图甲所示。

由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变。

为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家 中把该吹风机单独接入家庭电路并使其吹热风，发现电能表的转盘 6 min 内转过 132 圈，电能表规格如图 乙所示。

求：（1）这段时间内电吹风消耗了多少电能？（2）氧化电热丝正常工作时的实际电功率是多少? 氧化电热丝电阻值是多少？（3）为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝串联还是并联一段新电热丝？连接上去的新电阻丝 的阻值是多少？2.一台饮水机的铭牌如下表，工作电路如图所示，S 0 是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状 态．问：热水箱容量 1.5L额定电压220V加热功率600W（1）将 1kg 的水从 20℃加热到 70℃，水吸收的热量是多少?[c 水=4.2×103J ／（kg·℃）] （2）饮水机在加热状态下正常工作 15min ，消耗的电能是多少?（3）若在保温状态下，饮水机消耗的功率是 44W ，则 R 2 的阻值是多少?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/m 3 ， c 水=4.2×103J/(kg·℃)，g=10N ／kg ）项目电源电压（V）参数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（1）求R1和R2串联的总阻值；（2）养生壶处于中温档工作时，求电路中的电流大小；（3）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。

4.如图是李明设计的调光灯电路，R为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。

已知滑动变阻器R的规格为“10Ω2A”，灯泡L上标着“10V12W”的字样，电源电压恒为16V；灯泡电阻随温度变化。

（1）求定值电阻R的阻值；（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。

5.图甲所示的是一款三档可调电炖砂锅，其质量为4kg。

图乙是它的简化电路图，R1和R2均为发热电热丝，R1的阻值为121Ω，R2的阻值为242Ω．[c汤＝4×103J/（kg•℃），c＝1×103J/（kg：℃）求：砂锅（1）电炖砂锅的中档功率是多少？（2）将5kg的汤温度升高60℃，需要吸收多少热量？（3）用高档加热时，将5kg的汤温度升高60℃需要多长时间？（除砂锅吸收热量外其他散失热量忽略不计）6.如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]额定电压220V容量30kg加热功率2200W保温功率605W（1）求出R1，R2的阻值？（2）水箱中装满初温为20℃的水，加热使温度升高到60℃，水需要吸收多少热量？（3）在上述加热状态下，热水器正常工作50min需消耗多少电能？加热效率是多少？（小数点后保留一位有效数字）7.如图甲所示，是小明的爷爷网购的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为发热丝，其中R1的阻值是80Ω；该足浴器有：低温、中温和高温档等3个档位；其铭牌的部分参数如图乙所示，电热足浴器开关S闭合、S接3时，控制面板显示如图丙所示，求：（1）这台电热足浴器内部电路中R2的阻值是多少？（2）该足浴器低温档的数据模糊不清（图丙），请你计算出低温档的功率是多少？（取整数）（3）足浴器装入最大容量初温为22℃的水，正常加热，当水温达到控制面板上显示的温度时，加热过程耗时400s，则该足浴器的热电效率约是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]8如图甲是某品牌的足浴盆，它既有加热功能，又有按摩功能，温控开关可自动控制盆中水的加热温度．图乙是足浴盆的简化电路图，相关参数如表，请根据这些信息完成下列问题：型号B25额定电压220V加热功率1000W电动机功率22W（1）加热电阻正常工作时的阻值；（2）启动按摩功能时通过电动机线圈的电流；（3）在足浴盆中加入适量水后，在额定电压下加热并同时启动按摩功能，工作了5min，足浴盆消耗多少焦耳电能？9.如图甲所示的某品牌豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成．中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表．请解答下列问题：型号额定电压打浆装置电热装置JYP-p115220V电机功率加热功率保温功率180W1000W242W（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/（kg·℃）]（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？（3）该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？10如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为500W．保温功率为60W．R1、R2均为加热电阻丝（假设电阻不变），请解答下列问题：（1）电阻丝R1的阻值是多少？（2）某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kW•h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少？11.如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。

中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。

请解答下列问题：（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）]（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？12.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？44W -=1100 ΩPW ，W=Pt 得烧开一壶水需要的时间为： t = = 3.696×105J = 420s一、计算题1.【答案】 （1）解：电吹风 6min 内消耗的电能：W=(132/3000) ×1kW•h =0.044kW•h=0.044×3.6×106J=1.584×105J （2）解：此时吹热风时电路的实际功率：P=W/t=0.044kW·h /0.1h=0.44kW=440W ，此时电热丝的实际功率：P 热′=P -P 电动机=440W -40W=400W ，由 P=U 2 /R 可得，氧化电热丝的实际电阻值：′=U 2/P 热=（220V ）2 /400W=121Ω（3）解：吹风机正常工作时，P 热额= 480W ，电阻丝的阻值 R=U 2/P 热额=（220V ）2 /480W≈100.8Ω＜121Ω；因并联电路总电阻小于任何一个支路电阻；所以为恢复电热吹风机的铭牌功率，应与氧化电热丝并联一段新电热丝．P 新 = 480 W -400 W=80 W ，R 新=U 2/P 新=（220V ）2 /80W=605Ω2.【答案】 （1）解：Q=cm △ t=4.2ⅹ103J/(kg·o C)ⅹ1kg ⅹ(70 o C -50 o C)=2.1ⅹ105J（2）解：Q=Pt=600W ⅹ15ⅹ60s=5.4ⅹ105J（3）解： R 2 = U2=(220V)23.【答案】 （1）解：当 S 2 接 A ，S 1 断开时，电阻 R 1 和 R 2 串联接入电路，养生壶处于低温档， R =U 2/P =（220V ）2/275W=176Ω串低（2）解：I=P/U=550W/220V=2.5A（3）解：水的质量：m=ρV=1×103kg/m 3×1×10-3m 3=1kg水吸收的热量：Q 吸=cm(t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-12℃)=3.696×105J 由: η = Q吸Q吸 Pη 1100W×0.84.【答案】 （1）解：U 0=16V -10V=6V I L =P L /U L =1.2A R 0=U 0/I L =5Ω（2）解：U R =IR/2=5V U 01=IR 0=5VU L1=16V -5V -5V=6V P 实=U L1I=6W＝（220V ）R 1 + U 2）t ，用高档加U 2+U 2＝是加热状态，根据 P = U 2 得，R 1 的阻值： R 1 = (220V) 则加热效率： η = Q根据题意知道，电热足浴器开关 S 0 闭合、S 接 3 时的功率为 1210W ，由 P = U 2内部电路中 R 2 的阻值是： R 2 = P = 1210V（2）解：因为 R 1＝80Ω；由电阻的串联规律知道，此时电路的电阻最大，由 P = U 2(220V)2 所以，低温档的功率是： P 低= R = 120Ω ≈403W5.【答案】 （1）解：根据 P ＝U 2 R可知，只闭合 S 1 时，电路为 R 1 的简单电路，电炖砂锅处于中温档， P中＝ U 2P12Ω2 ＝400W ；（2）解：将 5 kg 的汤温度升高 60℃，需要吸收热量：Q ＝c m △汤 t+c 吸汤砂锅 m △砂锅t ＝4×103J/（kg•℃）×5kg×60℃+1×103J/（kg•℃）×4kg×60℃＝1.2×106J+2.4×105J＝1.44×106J（3）解：由题意可知，砂锅吸收热量外其他散失热量忽略不计，吸收的热量 Q 吸＝W ，即 Q 吸＝P 高 t ，当S 1、S 2 都闭合时，电热丝 R 1、R 2 并联，电炖砂锅处于高温档，所以 Q 吸＝P 高 t ＝（U 2 R 2热时，将 5kg 的汤温度升高 60℃需要的时间： t ＝Q吸R 1 R 21.44×106J2 2（220V ）+（220V ）121Ω 242Ω＝2400s6.【答案】 （1）解：当开关 S 接 a 时，电路为 R 1 的简单电路，此时电路的电阻较小，电路的总功率最大，P U 2 = 2200W = 22Ω ；R加热当开关 S 接 b 时，R 1 ， R 2 串联在电路中，是保温状态，则两电阻的总电阻为： R 1 + R 2 =U 2 P保温= (220V)2 =605W80Ω ，故 R 2 阻值为：R 2=80Ω-22Ω=58Ω（2）解：根据 Q 吸 = c m Δt 得，水吸收的热量：Q 吸=cm （t -t 0）=4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（60℃-20℃）=5.04×106J（3）解：加热 50 分钟消耗的电能：W =P 加热 t =2200W×50×60s=6.6×106J ；吸 W= 5.04×106J = 76.4%6.6×106J7.【答案】 （1）解：由电路图知道，当 S 0 闭合，S 接 1 时，两电阻串联，当接 2 时，为 R 1 的简单电路， 当接 3 时为 R 2 的简单电路；R知道，这台电热足浴器U 2 (220 )2高W＝40Ω答：这台电热足浴器内部电路中 R 2 的阻值是 40Ω档，R 串联＝R 1+R 2＝80Ω+40Ω=120Ω，U 2串联答：低温档的功率是 403WR知道，此时为低温t 知道，电热足浴器消耗的电能是：W ＝Pt ＝1210W×400s ＝4.84×105J ，= 4.84×105 ×100%≈86.8%＝ (220V)2＝48.4ΩW(220V)2 电阻 R 1 的阻值：R 1= =48.4Ω； =1000W（3）解：由于足浴器装入最大容量是5L ，最大容量时水的质量是：m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×5×10﹣3m ＝5kg ， 当水温达到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量是：Q 吸＝cm （t ﹣t 0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg× （42℃﹣22℃）＝4.2×105J ；因为加热时间是 t ＝400s ，由 P = W所以，该足浴器的热效率是： η =答：该足浴器的热效率为 86.8%Q吸W 4.2×105J J8.【答案】 （1）解：由图可知，加热时足浴盆正常工作时的功率 P ＝1000W ，电压 U ＝220V ，由 P ＝U 2R可得加热电阻值：R 加热＝U 2 P加热1000 （2）解：启动按摩功能时，电动机工作，功率 P ＝22W ，电压 U ＝220V ，由 P ＝UI 可得通过线圈的电流：I ＝ P电动机 U＝ 22W ＝0.1A220V（3）解：由 P ＝Wt在额定电压下加热并同时启动按摩功能，工作了 5min 消耗电能：W ＝W 加热+W 电动机＝（P 加热+P 电动机）t ＝（1000W+22W ）×300s ＝3.066×105J9.【答案】 （1）解：浆的初温为 40℃，使该浆的温度升高到 100℃，豆浆吸收的热量：Q=cmΔt=4.0×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃-40℃）=2.4×105J答：加热该浆使其温度升高到 100℃，需要吸收 2.4×105J 热量（2）解：当开关 S 接 a 时，为 R 1 的简单电路；S 接 b 时，两电阻串联，因根据串联总电阻大于其中任一分电阻，根据 P= U2R可知，当开关 S 接 a 时，加热状态；当开关 S 接 b 时，电阻 R 1 和 R 2 串联为保温状态，U 2 P加热当开关 S 接 b 时，电阻 R 1 和 R 2 串联，为保温状态，则总电阻：R=U 2 P保= (220V)2=200Ω，根据电阻的串联可242Ω得，R 2 的阻值：R 2=R -R 1=200Ω-48.4Ω=151.6Ω 答：电阻 R 1 和 R 2 的阻值分别为 48.4Ω 和 151.6Ω（3）解：该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 1min 所消耗电能：W 总=(P 电机+P 加热)t=(180W+1000W)×60s=7.08×104J答：该豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 1min 所消耗电能为 7.08×104J10.【答案】（1）解:由乙图知道，饮水机保温时为 R 2 的简单电路，饮水机加热时 R 1 与 R 2 并联，因为电 路的总功率等于各用电器功率之和，所以，加热时电阻丝 R 1 的电功率是：1 =P 加热 -P 保温 =500W -60W=440W ，又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 P=U 2/R 知道，电阻 R 1 的阻值：R 1 =U 2/P 1=(220V)2/440W=110Ω（2）解:根据题意知道，在加热状态下 5 分钟消耗的电能是：W =54/1600kW•h=1.215×105 J ， 故加热状态下饮水机的的实际功率是：P 实际=W/t=1.215×105J/5×60s=405W ，5＝ （220V ） ＝48.4Ω；由 P ＝ （220V ） P U ＝ 880W ＝4A；路总电阻较大；由 P ＝ 可知，当 S 、S 0 闭合时，电功率较大，为加热档；当S 闭合、S 0 断开时，电功率较小，为保温档；P 保温＝44W ，由 P ＝ 可得：R 2＝＝ (220V)2＝1100Ω；3000kW•h ＝15 kW•h ，电饭锅此时的实际加热功率：P＝t ＝ 15kW •h＝0.8kW ＝800W 。