2018届中考物理复习 第十单元 电功率 生活用电 专题(10)电热器多挡位问题专项训练

专项训练(十) 电热器多挡位问题
一、填空题
1．[2017·成都]某款迷你电饭煲有加热和保温两挡。

其电路如图ZX10－1所示。

已知R1＝88Ω，R2＝2112Ω，开关S滑至于________(选填“1”或“2”)时是保温挡，保温10min产生的热量_______J。

图ZX10－1
2．图ZX10－2甲是某款电热水龙头，即开即热，冷热兼用，图乙是它的原理电路，下表给出了它的部分参数，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换，不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
甲乙
(1)开关仅与1接触时，放出的水是________(选填“冷”“温”或“热”)水，此时电路中的电流是________A。

(2)R2的电阻是________Ω。

3．如图ZX10－3所示是电热水器的原理示意图，闭合开关S，热水器处于________(选填“加热”或“保温”)状态。

电热水器使用三脚插头是为了使电热水器的____________接地。

向电热水器的蓄水箱中装入10kg的水，把这些水由20℃加热到70℃时需吸收________J的热量；如果用热效率为70%的锅炉燃烧焦炭来提供这些热量，则需要完全燃烧________kg焦炭。

[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107J/kg]
图ZX10－3
二、计算题
4．[2017·盐城]在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图ZX10－4甲所示。

图中R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关，煮饭时将该电路接入220V的电路中，在20min内，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示。

求：
(1)0～5min内通过R1的电流。

(2)30min内电路消耗的电能。

(3)10～15min内R1的电功率。

图ZX10－4
5．如图ZX10－5所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。

接通电路后，开关S自动与触点a、b 接通，1挡加热器开始加热。

当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。

现将质量为2.0kg、初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20min。

假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c ＝4.0×103J/(kg·℃)。

求：
ZX10－5
额定电压
(1)R1、R2的阻值。

(2)电压力锅加热多少秒后开始进入保压状态。

(3)电压力锅最后2min内消耗的电能。

6．[2017·重庆]B卷如下表所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。

如图ZX10－6所示的虚线框内是电烤箱内部的简化电路图。

R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。

电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡。

求：
(1)电烤箱在低温挡正常工作10min
(2)R1的阻值。

(3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/(kW·h)”的电能表的指示灯在2min内闪烁了81次，求此时家庭电路两端的实际电压。

图ZX10－6
参考答案
1．2 1.32×104
2．(1)温10 (2)60.5
[解析] (1)由题图乙可知，开关仅与1接触时，电阻R1单独接入电路；开关与1、2接触时，电阻R1和电阻R2并
联接入电路，总电阻比开关仅与1接时小。

综上，开关与1、2接触时，电路中总电阻小，功率大，放出来的是热水；开关仅与1接触时，电路中电阻比开关与1、2接触时电阻大，功率小，放出来的是温水；放温水时的电流I 1＝P 温水U ＝
2200 W
220 V ＝10 A 。

(2)开关与1、2接触时，放出来的是热水，两电阻并联，总电流I ＝P 热水U ＝3000 W 220 V ＝150
11A ，
R 2支路的电流I 2＝I －I 1＝15011A －10 A ＝40
11 A ，
R 2的电阻R 2＝U I 2＝220 V
40
11 A ＝60.5 Ω。

3．加热 金属外壳 2.1×106
0.1
[解析] 闭合开关时，电路中的电阻最小，由功率公式P ＝U
2
R 可知，当电压不变时，电阻越小，功率越大，所以此
时电热水器处于加热状态；当有金属外壳的用电器漏电时，可能会发生触电事故，故要使用三脚插头和三孔插座，使
金属外壳与大地相连，电流通过地线导入大地，防止触电事故的发生；水吸收的热量Q 吸＝c 水m 水(t －t 0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×10 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×106
J ，燃烧焦炭需放出的热量Q 放＝Q 吸η＝2.1×106
J 70%
＝3×106
J ，要产生
这么多热量，需要完全燃烧的焦炭质量m 焦炭＝Q 放q 焦炭＝3×106
J
3.0×107
J
＝0.1 kg 。

4．解：(1)依题意可知0～5 min 内，S 1处于闭合状态，此时的电功率P 1＝1100 W ， 电路中的电流I 1＝P 1U ＝1100 W
220 V
＝5 A 。

(2)30 min 内电路消耗的电能W ＝W 1＋W 2＝P 1t 1＋P 2t 2＝1.1 kW×2060 h ＋0.44 kW×1060 h ＝0.44 kW·h＝1.584×106
J 。

(3)由(1)题可知R 1＝U I 1＝220 V
5 A
＝44 Ω。

依题意可知10～15 min 内，S 1处于断开状态，R 1与R 2串联，此时电路总电功率为P 2＝440 W ，I′1＝P 2U ＝440 W
220 V ＝2
A ，10～15 min 内R 1的电功率为P′1＝I′12R 1＝(2 A)2
×44 Ω＝176 W 。

5．解：(1)1挡加热器加热时，P 1＝550 W ，U 2R 1＋U
2
R 2＝P 1①，
2挡加热器加热时，P 2＝110 W ，U
2
R 2＝P 2②，
联立①②得：
R 1＝110 Ω，R 2＝440 Ω。

(2)P 1t 1＝cm Δt ，
t 1＝cm Δt P 1＝4.0×103
J/（kg·℃）×2.0 kg×（102 ℃－36 ℃）550 W
＝960 s 。

(3)由(2)题知20 min 内1挡加热16 min ，故后4 min 为2挡加热器工作，所以最后2 min 内电压力锅消耗的电能
为W ＝P 2t 2＝110 W×120 s＝1.32×104
J 。

6．解：(1)电烤箱在低温挡正常工作10 min 电流做的功W ＝P 低t ＝400 W×10×60 s＝2.4×105
J 。

(2)由题图可知，开关接1时，R 1与R 2串联，总电阻最大，总功率最小，电烤箱处于低温挡；开关接2时，只有R 1
接入电路，总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡。

处于低温挡时，电路的总电阻R ＝U 2P 低＝（220 V ）
2
400 W ＝121 Ω，
则R 1的阻值R 1＝R －R 2＝121 Ω－72.6 Ω＝48.4 Ω。

(3)指示灯闪烁81次，电烤箱消耗的电能 W′＝
81 imp
3000 imp/（kW·h）
＝0.027 kW·h，
工作时间t′＝2 min ＝1
30
h ，
则电烤箱在高温挡的实际功率P 实＝W′t′＝0.027 kW·h
1
30 h ＝0.81 kW ＝810 W ；
此时家庭电路两端的实际电压U 实＝P 实R 1＝810 W×48.4 Ω＝198 V 。