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(共38张PPT)
题型四　综合题
三、电学(电热)综合题
　挡位类相关计算(10年8考)
类型
1
1. (2024北京)如图所示是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值 一定的电热丝，R1＝550 Ω，R2＝44 Ω.该电热器接入电压为220 V的 电路中.求：
第1题图
(1)低温挡时电路中的电流.
1. (2024北京)如图所示是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值 一定的电热丝，R1＝550 Ω，R2＝44 Ω.该电热器接入电压为220 V的 电路中.求：
第1题图
(2)高温挡时电热器的电功率.
(2)当开关S1和S2均闭合时，R1和R2并联，电路总电阻
最小，功率最大，电热器处于高温挡
电路的总电流I＝I1＋I2＝0.4 A＋5 A＝5.4 A
高温挡时电热器的电功率P高＝UI＝220 V×5.4 A＝1 188 W
2. (2024湖北省卷)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的 水被加热汽化后喷出.图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限 流电阻，S为自动温控开关.将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热 板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置 “2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到100 ℃时，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2题图
(1)求R1的阻值.
2. (2024湖北省卷)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的 水被加热汽化后喷出.图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限 流电阻，S为自动温控开关.将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热 板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置 “2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到
100 ℃时，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2题图
(2)求挂烫机待机状态的功率.
(2)当S在位置“2”时，挂烫机处于待机状态，R2接入电路，此时电路中 的电流为0.02 A
由P＝UI可得，挂烫机待机状态的功率
P待机＝UI2＝220 V×0.02 A＝4.4 W
甲 乙
第2题图
2. (2024湖北省卷)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的 水被加热汽化后喷出.图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限 流电阻，S为自动温控开关.将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热 板被加热，电路中的电流为5.0 A；当温度升到130 ℃时，S切换到位置 “2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02 A，当温度降到
100 ℃时，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2题图
(3)熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150 s消耗的 电能.
(3)挂烫机加热状态时的功率
P加热＝UI1＝220 V×5.0 A＝1 100 W
挂烫机0～150 s消耗的电能
W＝P加热t加热＋P待机t待机＝1 100 W×(30 s＋70 s)＋4.4 W×(20 s＋30 s)＝ 110 220 J
丙
第2题图
(4) 请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语.
(4)标签提示语：①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔掉插 头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电热板；⑤使用时请勿离 人；⑥使用时请勿覆盖；⑦使用时远离儿童，谨防烫伤；⑧请放置在儿童 触摸不到的地方，避免儿童玩耍；⑨请勿连续长时间使用蒸汽功能；⑩避 免与其他大功率电器共用同一插座； 切勿触碰蒸汽或者熨烫金属部 件，以免烫伤； 注水和排水前一定要先断开电源，拔掉插头； 使用 之后一定要等挂烫机冷却后再进行收纳.(其他答案合理亦可)
3. (2024龙东)一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低 三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻(阻值 保持不变).已知R1的阻值为176 Ω，电火锅的部分参数如下表所示.求：
甲 乙
第3题图
额定电压 220 V
低温挡功率
中温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(1)R3的阻值是多少？
甲 乙
第3题图
3. (2024龙东)一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低 三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻(阻值 保持不变).已知R1的阻值为176 Ω，电火锅的部分参数如下表所示.求：
甲 乙
第3题图
额定电压 220 V
低温挡功率
中温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
(2)当开关S接低温挡时，R1与R3串联
电路的总电阻R低＝R1＋R3＝176 Ω＋44 Ω＝220 Ω
电火锅在低温挡工作时的功率
甲 乙
第3题图
3. (2024龙东)一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低 三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻(阻值 保持不变).已知R1的阻值为176 Ω，电火锅的部分参数如下表所示.求：
甲 乙
第3题图
额定电压 220 V
低温挡功率
中温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(3)某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1 kg水从20 ℃加热到沸腾，用时14 min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)水吸收的热量Q吸＝c水 mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃
－20 ℃)＝3.36×105 J
不计热量损失，电火锅消耗的电能
W＝Q吸＝3.36×105 J
电火锅中温挡的实际功率
甲 乙
第3题图
4. (2024河南改编)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节 旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换.
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
(1)电暖器的插头是三脚插头，插入插座后，电暖器的金属外壳与家庭电 路的 线相连，可防止漏电时对人造成伤害.
地
(2)小华家的插座允许通过的最大电流为10 A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用.
解：(2)由题可知，插座允许接入用电器的最大功率
P大＝UI大＝220 V×10 A＝2 200 W
电暖器的高温挡功率为2 000 W＜2 200 W
所以此插座能满足该电暖器正常使用
4. (2024河南改编)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节 旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换.
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
4. (2024河南改编)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节 旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换.
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
(3)若该电暖器一天正常工作6 h，其中高温挡2 h，低温挡4 h，则一天耗 电多少千瓦时？
(3)高温挡工作2 h消耗的电能
W1＝P1t1＝2 kW×2 h＝4 kW·h
低温挡工作4 h消耗的电能
W2＝P2t2＝0.8 kW×4 h＝3.2 kW·h
该电暖器一天正常工作6 h消耗的电能
W总＝W1＋W2＝4 kW·h＋3.2 kW·h＝7.2 kW·h
(4)小华与妈妈一起做饭时，准备同时用电饭锅和电磁炉.小华说：“应先 把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾.”请运用 物理知识进行解释.
4. (2024河南改编)小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节 旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换.
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
5. 小强爸爸为家中新买了一个如图甲所示的电饭锅，它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图乙所示，已知R1、R2均为加热电阻，电阻R2＝220 Ω，低温挡功率为176 W.
(1)电饭锅工作时，是通过 的方式改变食物内能的.
甲 乙
第5题图
热传递
5. 小强爸爸为家中新买了一个如图甲所示的电饭锅，它有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图乙所示，已知R1、R2均为加热电阻，电阻R2＝220 Ω，低温挡功率为176 W.
甲 乙
第5题图
(2)加热电阻R1的阻值是多少？高温挡的功率是多少？
甲 乙
第5题图
5. (2024陕西黑白卷)小强爸爸为家中新买了一个如图甲所示的电饭锅，它 有高温、低温两个挡位，其简化电路图如图乙所示，已知R1、R2均为加热 电阻，电阻R2＝220 Ω，低温挡功率为176 W.
甲 乙
第5题图
(3)该电饭锅广告页上宣传“高温挡的热效率可以达到90%以上”，
小明利用电饭锅高温挡将1 kg的粥从20 ℃加
热到80 ℃用时5 min.请通过计算验证该广告
是否属实.[已知电热丝电阻不随温度变化，粥 的比热容取4.0×103 J/(kg·℃)]
(3)粥吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.0×103 J/(kg·℃)×1 kg×(80 ℃－20 ℃) ＝2.4×105 J
高温挡工作5 min消耗的电能
W＝P高温t＝880 W×5×60 s＝2.64×105 J
该电饭锅高温挡的热效率
所以该广告属实
甲 乙
第5题图
6. 小刚给奶奶买了一台电热足浴盆，其部分铭牌信息如表格所 示，如图甲所示为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，S0为电源开 关，当开关S闭合或断开时，足浴盆的挡位不同，求：
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
额定电压 220 V
额定加热功率 484 W
额定保温功率 121 W
第6题图甲
(1)加热挡正常工作时，电路中的电流.
第6题图甲
6. 小刚给奶奶买了一台电热足浴盆，其部分铭牌信息如表格所示，如图甲所示为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，S0为电源开关，当开关S闭合或断开时，足浴盆的挡位不同，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
额定电压 220 V
额定加热功率 484 W
额定保温功率 121 W
第6题图甲
(2)R1的电阻.
(2)由电路图可知，S0、S均闭合时，电磁铁工作，动触
点被吸下与静触点b相接，工作电路中只有R2接入电路
中，此时电路中总电阻最小，功率最大，为加热状态
S0闭合、S断开时，电磁铁不工作，动触点与静触点a相接，工作电路中两 电阻串联，此时电路中总电阻最大，功率最小，为保温状态
则R1＝R总－R2＝400 Ω－100 Ω＝300 Ω
第6题图甲
6. 小刚给奶奶买了一台电热足浴盆，其部分铭牌信息如表格所示，如图甲所示为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，S0为电源开关，当开关S闭合或断开时，足浴盆的挡位不同，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
额定电压 220 V
额定加热功率 484 W
额定保温功率 121 W
第6题图甲
(3)关闭其他用电器，单独接入一个足浴盆(只加热)，将4 kg水从20 ℃加 热到40 ℃的过程中，如图乙所示的电能表表盘一共转了360圈，求足浴盆 的加热效率是多少？(百分号前保留一位小数)
第6题图乙
(3)水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(40 ℃
－20 ℃)＝3.36×105 J
足浴盆消耗的电能
足浴盆的加热效率
　电热器改装及相关计算(2020.23)
类型
2
7.学习小组在制作“电热水壶”项目化学习中，利用电热丝R1和R2(两电阻阻值不同)设计了具有加热和保温两个挡位、额定电压为220 V的电热水壶，关闭其他用电器，将该电热水壶调至加热挡，将1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃用时6 min，观察到电能表指示灯闪烁了300 imp[电能表标有3 000 imp/(kW·h)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)].
求解下列问题：
第7题图
(1)加热过程中，水吸收的热量.
解：(1)该电热水壶将1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量
Q吸＝c水 mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J
第7题图
7.学习小组在制作“电热水壶”项目化学习中，利用电热丝R1和 R2(两电阻阻值不同)设计了具有加热和保温两个挡位、额定电压为220 V的 电热水壶，关闭其他用电器，将该电热水壶调至加热挡，将1 kg的水从
20 ℃加热到100 ℃用时6 min，观察到电能表指示灯闪烁了300 imp[电能
表标有3 000 imp/(kW·h)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)].
求解下列问题：
第7题图
(2)电热水壶加热挡的功率.
(2)电热水壶单独工作6 min消耗的电能
(3)若添加一个开关S3，使该电热水壶在原加热功率不变的情况下，具有 高温、中温和保温三种挡位，请在虚线框内画出改装后的电路图.
8. 小明学完电学知识后为爷爷设计了一款电热水暖床，它由水暖 床循环管和储水器两部分组成，如图甲所示，工作原理是通过电热丝R1将 储水器中的水加热后再由水泵输送到循环管来供暖.电热丝加热功率为
500 W，储水器水箱可装入1 kg的水，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).求：
第8题图
(1)电热丝R1的阻值；
8. 小明学完电学知识后为爷爷设计了一款电热水暖床，它由水暖 床循环管和储水器两部分组成，如图甲所示，工作原理是通过电热丝R1将 储水器中的水加热后再由水泵输送到循环管来供暖.电热丝加热功率为
500 W，储水器水箱可装入1 kg的水，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).求：
第8题图
(2)使用时储水器加满水，使水温升高10 ℃需要通
电105 s，其加热效率是多少？
(2)水吸收的热量Q吸＝c水 m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃＝ 4.2×104 J
消耗的电能W＝Pt＝500 W×105 s＝5.25×104 J
(3)小明还想添加一个开关和一个电阻R2为电热水暖床增加一个保温挡， 请在虚线框中设计一个电路，完成这项改装.

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