中考电热器保温加热档位问题和电功率专题(含答案)

电热器档位问题和电功率问题专题一．选择题（共1小题）二．填空题（共6小题）2．（2013•安顺）某电饭锅设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”档时，电饭锅处于_________（选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温相加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为_________．3．图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间．三脚插头上标着E的导线和_________相连．调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“_________”（填“1”、“2”、“3”或“4”）时为保温档．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是_________．4．（2013•德城区二模）电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制〕，从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图，当温控开关S0断开时，饮水机处于_________（保温/加热）工作状态；．5．（2013•崇文区一模）如图所示电路是电热水壶的原理图，设电源电压保持不变，发热板R3的额定功率为540W，10R1=R2．当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于正常加热状态；当S1断开，S2闭合时，电热水壶处于保温状态．保温时发热板的实际功率是正常加热时的1/9，则保温状态时电阻R2消耗的电功率为_________W．6．（2013•许昌二模）如图所示为某家庭电热水器的原理示意图，发热体分别由R1和R2组成，通过通、断开关可以使热水器处于“加热”或“保温”状态．电热水器处于“加热”状态时，电路中消耗的功率大；电热水器处于“保温”状态时，电路中消耗的功率小．则：（1）当开关S1闭合、S2断开时，电热水器处于_________状态；（2）当开关S1、S2均闭合时，电热水器处于_________状态．7．某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态．当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2=_________．三．解答题（共23小题）8．在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器．如图甲所示是他设计的电热水器的工作原理图，R1和R2是两根电热丝．他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“”表示，“”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）．可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两点接通，同时另一端也将3、4两点接通．当旋钮上的箭头指向A、B、C、R1和R2的阻值应分别为多大？（2）小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好．经检查无误后，小亮将电热器接入了家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时的实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V．请简单解释产生这种的偏差原因．（3）使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度就不再升高，此时水并没有沸腾．并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么？9．某物理实验小组的同学用图1所示的器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡L的电功率，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样．（1）在图1中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求电压表的量程选取最合理）．（2）实验过程中，滑动变阻器可以对电路起保护作用，因此闭合开关前，滑片应移到_________端（选填“A”或“B”）．U=_________V时，灯泡正常发光．小灯泡的额定功率约为_________W．有同学分析数据后发现表格中通过小灯泡的电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是_________．（4）找到原因后，同学们用一电阻箱替换了小灯泡．重新探究了电流与电压的关系，终于得出了“通过导体的电流值与电压值成正比”．接下来他们继续探究了“电流与电阻的关系”，他们进行了多次实验，实验数据如下表所示，其2所示，其电流大小为_________A．分析表二数据可知：当_________一定时，通过导体的电流跟这段导体的电阻成_________．（5）本实验中测量了多组数据，老师告诉同学们：在许多实验中都需要进行多次测量，有的是为了从不同情况中找到普遍规律，有的是为了多次测量求平均值以减小误差．你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是_________（填序号）．①探究串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系；②用伏安法测量定值电阻的阻值；③测量物体的长度．10．（2013•朝阳）如图（2）用盐水和两种不同金属自制的电池，其电压为1V左右，铜片为正极，铝片为负极．为准确测量该电池的电压，某同学设计出（1）图电路，R1、R2为阻值，已知的定值电阻（它们的阻值都在5Ω至10Ω之间）．已知的定值电阻（他们的阻值都在5Ω至10Ω之间）．①用简单的计算说明，连接电路时选择0.6A接线柱的理由．②用笔画线代替导线．按（1）图的设计思路在（2）图中将实物连成电路．③当某同学用最后一根导线连接完线路时，电流表指针就摆动了，分析一种可能的原因．灯泡电功率的实验．他设计的实物电路图如图3所示：①连接实物电路图时，在开关闭合前，滑动变组片的滑片P应调至_________端（选填“左”或“右”）．②实验时测得如表5中的几组数据，其中第2次实验时电流表的示数如图4所示，则第二次测得的电流是_________ A，则此时小灯泡的实际功率为_________W．③分析②中数据，你认为该小灯泡是否合格？_________（选填“合格”或“不合格”），如果生产这种小灯泡的钨丝长度是一定的，则这个小灯泡的钨丝的横截面积比合格产品_________（选填“粗”或“细”）11．金属的电阻随温度升高而增大，小灯泡发光时，灯丝温度高，灯丝电阻比不发光时大得多，在课外兴趣小组活动时，某校甲乙同学用实验研究小灯泡的电功率跟所加电压的关系，实验室提供给他们的器材是：额定电压6V，额定功率为3W的小灯泡1只，电压表1只，电流表1只，变阻器1只，电源（大于6V）1个，开关1个，导线若干．（1）甲同学根据P=UI设计了如图a所示的电路进行研究．乙同学先由计算式R=U额2/P额算出小灯泡的电阻R，再根据P=U2/R设计了如图b所示的电路进行研究，你认为哪位同学设计的电路是合理的_________（填“甲”或“乙”或“甲和乙”）（2）若甲乙同学按照各自所设计的电路进行实验，甲同学先测出若干组电压和电流值，再由P=UI求得对应的功率，并做出功率岁电压变化的图线；乙同学先测若干电压值，再由P=U2/R求得对应的功率，也做出功率随电压变化的图线，则下图中哪个图线反映了他们的实验结果_________．（图中标有a的为甲同学所得的图线，图上标有b 的为乙同学所得图线）12．在北方冬天热力厂将水加热后，通过管道把热水送到各家各户的暖气片中进行集中供暖．在南方家庭取暖的设施各不相同，油汀电暖器是一种常用的取暖设备，如图所示，上下各一根中空的金属管，其中一根管中安装一根电发热丝，这两管道间用若干条形金属管上下连通，在管道中充满绝缘、导热性能良好的导热油．现己知该电暖器最大电功率为2000W，其中导热油6kg，金属管及散热片等总重5kg．水的比热容为c0=4.2x103 J/（kg•℃），导热油的比热容c l=1.8×103J/（kg•℃），金属管及散热片的比热容c2=0.46×103J/（kg•℃）•导热油的凝固温度约﹣48℃，沸点约150℃．试解答下列问题：（1）为什么北方集中供暖用水作为传递热量的介质，而油汀电暖器却要用导热油作为传递热量的介质？依据你所学的知识说明其道理．（2）油汀电暖器的电发热丝应当安装在上金属管还是下金属管中？为什么？（3）为什么油汀电暖器要采用“上下各一根中空的金属管，这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构，而不采用“左右各一根中空的金属管，这两管道间用若干根金属管左右连通”的结构？请说明其中的道理．（4）若室内温度为0℃，要将该电暖器的温度升至80℃，至少需多长时间？设加热过程中散失的热量占总热量的20%．13．（2013•崇安区一模）阅读下面短文，回答相关问题：空气能热水器空气能热水器（如图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置．其耗能约为电热水器的四分之一．空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势．图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成．制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，液态制冷剂可吸收外界空气的热能，在蒸发器内部转化为气态．B．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．C．在冷凝器中，高温高压的蒸气通过冷凝器时从气态转化为液态，同时释放出大量的热量，被水箱中储备水吸收，使水温升高，从而达到制热水的目的．空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值．能效比越高，说明热水器的制热效果越好．请回答下列问题：（1）试写出文中划线部分①的物态变化的名称：_________；划线部分②中是利用_________的方式改变了水的内能．（2）利用空气能热水器制热水，其效率_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1，原因是由于_________．①该空气能热水器正常工作1h消耗的电能多大？②这1h产生的热水的体积为多大？（C水=4.2×103J/（kg・℃）；ρ水=1.0×103kg/m3）14．（1）某物理兴趣小组的同学为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系，设计了如图1所示的电路．实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置，通过比较电压表的示数来比较电阻丝电阻的大小．现有几①在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时，他们将编号为_________两根金属丝对应接入电路1和2的位置，当发现电压表示数U1：U2接近_________时，可以初步判定：在导体的材料和横截面积相同的条件下，导体的电阻与其长度成正比．②在探究过程中，如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置，则他们想探究的是导体电阻与_________之间的定量关系．（2）为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了图2（甲、乙）所示的两个方案．①这两个方案的共同点是：通过观察_________知道电热的多少．②甲方案探究的问题是：_________．③乙方案探究的问题是：_________．（3）用如图3所示的电路来测量未知电阻R X的阻值，R0阻值已知．请将实验过程补充完整：a．对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处；b．闭合开关，_________；c．断开开关，整理器材．小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关，然后在豆浆机开始制作豆浆的同时，开始记录她家电能表（如图所示）的转盘转过的圈数，当豆浆机发出声光报警时为止，数得电能表的转盘转过了74圈．请回答：（1）煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能？（2）根据第1问的计算结果，计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈？（3）第2问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗？如不相符，请说出你对产生这一偏差的猜想．16．目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统．它的结构如图甲所示，乙图是它内部电路的示意图．它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类，太阳能和风能都属于_________A．二次能源B．可再生能源C．常规能源D．非清洁能源（2）风力发电机是根据_________原理发电的，利用风力发电时，是将_________能转化为电能．（3）路灯下地基修得很宽大，目的是_________（4）甲、乙图中有一个共同的元件被虚线框遮住，它是_________．（5）假设路灯每晚工作10h，路灯正常工作时每晚消耗的电能为多少KW•h？（6）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（s．m2）（1s辐射在每1m2上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？17．诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们．2012年进入12月份一直到13年2月底的雾霾就是很好的证明．滨州市环保局大气污染防治科科长祁少军介绍，PM2.5是雾霾天气的主要成因．滨州市环境保护监测站空气物理检测室主任蔡学军说：“滨州的PM2.5来源主要有机动车尾气、扬尘污染和工业污染”，倡导“低碳环保，绿色出行”回归传统和自然的呼声越来越高，但“国际无车日”活动并不是拒绝汽车，而是唤起民众对自身生活方式的反思，如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地，一种新的交通工具﹣﹣电动汽车应运而生（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？（2）求电动汽车在水平路面上以最大速度匀速行驶4.5×103m所用的时间？（3）若电动汽车在水平路面以最大速度匀速行驶时受到的阻力为车重的0.02倍，求电动汽车匀速行驶4.5×103m过程中，牵引力所做的功及此时的工作电流？18．如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示．油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3．当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示．已知：ρ汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg．（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（2）若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶100km消耗汽油多少升？（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因．19．诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们，回归传统和自然的呼声越来越高，“骑上你的自行车”成为倡导“国际无车日”（9月22日）活动的宣传用语．“国际无车日”活动并不是拒绝汽车，而是唤起民众对自身生活方式的反思．（1）在能源危机日趋严峻的今天，开发安全、洁净的新能源是解决能源危机的重要途径．日本的核泄露事件再次给人类敲响了警钟．核能在我们国家现阶段是新能源，核电站是利用原子核的_________（“裂变”或“聚变”）来释放核能，并把核能转化为_________能．（2）节能也是解决能源危机的途径之一．如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地，一种新的交通工具﹣﹣电动自行车应运而生了．如图所示为某品牌电动自行车的结构图．该电动自行车的部分技术参数中，电池标有“32Ah48V”字样，输出电压48V．该电池一次充满电后储存的电能是_________KW•h．该电池对外供电时将_________能转化为电能．（3）若电动自行车的效率为80%，行驶过程中所受阻力为车总重的0.06倍．若人车总质量为160Kg，求车以4m/s 的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流（g取10N/kg）．20．（2013•贵港）目前，小汽车已进入寻常百姓家．如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图．其中电源电压恒为12V，R0为定值电阻．为油量表（实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表），R x为压敏电阻（其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小）．关于压敏电阻R x的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示（汽33（1）该汽车油箱是长方体形容器，底面积为0.3m，油箱内汽油高度达到18cm时，油箱即装满，则油箱装满时汽油的质量是多少？（2）油箱装满时，油量表的示数如图2所示，求定值电阻R0的值．（3）当油箱内汽油用完时，油量表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值．（4）为了测试该汽车的油耗，将汽车油箱装满后，沿高速公路行驶300km的路程，油量表的指针向左逐渐偏转到“E”，如图3所示，问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L（1L=1dm3）？21．（2013•襄城区模拟）小明想将家里一个“220V 1100W”的单档热水器改装成具有加热和保温功能的双档热水器，且加热功率不变．他首先设计了图所示的电路：其中R0为原加热丝，R1为添加的保温电阻，阻值为66Ω，且接在热水器外不参与保温，S为转换开关．（不考虑温度影响）求：（1）加热丝R0的电阻和正常加热状态的电流？（2）保温状态时，热水器的保温功率？（不含在外的保温电阻）（3）后来在使用过程中，小明发现：改装过的热水器虽然能满足要求，但处于保温状态时，保温电阻产生的大量热能都浪费了．于是又进行了二次改进：在保温效果不变情况下用R2替换R1，并将R2放入热水器中，使R2也参与保温．试求R2的阻值是多少？22．（2010•黑河）如图所示，是电饭锅内部电路简图，它有“高温烧煮”和“保温”两档，由温控开关自动控制．煮饭（1）当温控开关闭合后，电饭锅处于“高温烧煮”档还是“保温”档？（2）R1的阻值．（3）保温时R1的实际功率．23．（2012•绥化）某电热水瓶容量为2L，有加热和保温两档，该电热水瓶装满初温为20℃的水接在家庭电路中，它正常工作时的功率和时间关系如图所示．（外界大气压强为1个标准大气压，计算结果保留一位小数）求：（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？（2）若通电10min恰好将水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？24．（2012•柳州二模）学完电学知识后，老师让同学们为学校的植物温室设计一个有加热档和保温档的电热器，要求加热功率为400W，保温功率为40W．如图甲是小明设计的，其中R1、R2都是发热体；乙是小刚设计的，其中R1是发热体，R2是置于室外的定值电阻．电源电压为220V．（1）电热器加热10分钟，产生多少J的热量？（2）在乙电路中，当开关断开时，是保温还是加热？（3）求甲电路中的R1及R2的值．（4）你认为哪位同学设计的电路比较好，说明理由．25．（2013•越秀区一模）小明家的电热水机，有加热时间和保温两种状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机的名牌数据如下表所示，其电（2）电阻R1的阻值；（3）饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能是多少？26．（2013•武昌区模拟）如图所示是某电子瓦罐的工作电路图，ND为标有“2V 10mA”的指示灯，R0的限流电阻，R1、R2分别为发热电阻．该电子瓦罐共有高温和低温两档，其部分参数如下表所示．求：（1）要使指示灯正常发光，指示灯电路的功率为多少？（2）加热电阻R1的阻值为多少？（3）在一个标准大气压下，电子瓦罐装水至最高水位，用高温档将温度为20℃的水烧开需要70min，则电子瓦罐4.2×103J/（kg•℃）】．27．（2013•南岗区一模）晓彤家的电饭锅内部电路可以简化为如图所示，通过查阅说明书，晓彤得知该电饭锅正常工作的最大功率为2000W，两根电热丝的电阻R1=R2．（1）该电饭锅共有_________个工作档，每根电热丝的电阻值是_________Ω．若该电饭锅用最小功率处于保温状态，根据电路图，应该进行的操作是_________．（2）晓彤妈妈发现用该电饭锅做晚饭时，所用时间比白天长．晓彤为了探究原因是什么，在做晚饭时，利用家中标有“3000r/kWh”的电能表和秒表，测得该电饭锅的最大功率为1800W．请你写出晓彤的实验步骤．（不写数学表达式）（3）通过上述实验，晓彤发现做晚饭时，电饭锅的实际功率小于额定功率，请你说明可能的原因．28．小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取泡沫塑料①和卫生纸②两种作保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀．做两个相同的硬纸外壳，其中一个装置如图（a）所示，根据实验测得的数据绘得图（b）所示“水温与时间关系”的图象．实验过程室温基本不变，请回答：（1）你认为小黄在操作时，就控制变量法方面还要注意什么？（只要求写出一条）（2）①和②哪种材料的保温性能较好？为什么？（3）当时的室温大约是多少？，电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．（1）低温挡正常工作时的额定功率；（2）中温挡正常工作10分钟产生的热量；（3）高温挡正常工作时的额定电流．（4）在电热水器高温档工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘在1min内转过了60转．此时电路的实际电功率是多大？30．（2012•南开区二模）小林妈妈从商场购得一电热毯，小林在使用中感到温度太高，现想用一个开关和﹣个电阻把它改装为两档，使它的发热功率可以为原来的数值，也可以为原来的一半．厂家说明书只写出额定电压为220V，无其他指标．设电热毯发热电阻为R，外加电阻为r．小林设计了两种电路如甲图和乙图所示，（1）你认为符合要求的是哪个电路图？（2）请根据你选择的正确改装的电路图，推导出电热毯发热电阻R与外加电阻r大小关系的表达式．电热器加热档保温档专题答案与试题解析一．选择题（共1小题）二．填空题（共6小题）2．（2013•安顺）某电饭锅设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”档时，电饭锅处于保温（选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温相加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为1：49．P=P==：3．图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间．三脚插头上标着E的导线和电饭锅的金属外壳相连．调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“3”（填“1”、“2”、“3”或“4”）时为保温档．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是电流做功产生的热量小于或等于散失的热量．可知，。