资源简介

第三章电能计算专题复习
1．取暖器是人们常用的一种家电，如图是某取暖器工作原理的简化电路图，它是利用电流热效应工作的。已知该取暖器有高温挡和低温挡，R1和R2为完全相同的两根电热丝。只闭合S，通过R2的电流是2A。求：
(1)的阻值是多少？
(2)只闭合S，电路的功率是多少？
(3)高温挡正常工作100秒，整个电路消耗的电能是多少？
2．2025年央视春晚舞台上，H1人形机器人以《秧BOT》舞蹈惊艳亮相。该机器人身高1.8m，质量47kg，搭载自主研发的360°全景深感知系统，能完成高精度复杂动作，其参数如下。
参数名称 数值
最大行走速度 3.3m/s
单脚触地面积 0.02m2
额定功率 1000W
(1)机器人到舞台的距离为16.5m，它以最大行走速度到舞台所需时间为 s。
(2)机器人单脚站立时对舞台的压强为 Pa。
(3)机器人在春晚表演中连续正常工作3分钟，此过程中消耗的电能为 J。
3．如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2=242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。
(1)请分析电路图，闭合S1，当S2 时（选填“闭合”或“断开”），电熨斗处于高温挡；
(2)电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。则R1的电阻是多大？
(3)电熨斗在高温挡状态下正常工作，通电多长时间电路中会产生3.9×104J的热量？
4．糖画是我国的一种传统民间手工艺，它亦糖亦画，可观可食，深受小朋友的喜爱。图甲是某款3D糖画打印笔进行绘画的场景，将糖装入打印笔，通电后笔内电热丝发热，糖受热后挤出，在空气中迅速冷却，最后凝固成型。图乙是打印笔的内部简化电路，电源电压为220V， R1和 为发热电阻丝（电阻丝电阻随温度变化忽略不计）。图丙是某次打印糖画时，打印笔的电功率与时间的关系图像。
(1)若要快速打印（高功率），需要闭合开关 ；
(2)求 的阻值；
(3)计算该次打印糖画消耗的电能。
5．小浙家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为55W，发热管电阻为44Ω。小浙用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为180℃，总工作时间为20min，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
(1)为使空气炸锅能按设计要求工作，应在图乙电路中的a和b分别串联________；
A．a处温控开关，b处定时开关；
B．a处定时开关，b处温控开关。
(2)空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为多少？
(3)空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能？
6．某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，为加热电阻，其中的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
(1)该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的 ；
(2)旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷眼罩处于高温挡工作，理由是： ；
(3)若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则的大小是多少？
(4)旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
7．小柯在科学课上设计了一款加热装置，加热电路如图甲所示，电阻和是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关可接或，再通过开关的通断，实现“高、中、低”三种温档的调节，电阻为。
(1)中温档时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），开关接 （选填“a”或“b”）；
(2)在高温档时，若要使整个电路的总功率不超过，求的最大阻值是多少？
(3)若电路中只有该装置在低温档时工作了，如图乙所示的家用电能来指示灯闪烁了150次，则该装置的低温档功率为多少？若此时的阻值为，则电路实际电源电压为多少伏？
8．某品牌智能马桶坐圈的简易加热电路如图所示，电阻和是阻值恒定的电热丝，单刀双掷开关，可接a或b，再通过开关的通断，实现“高、中、低”三种温挡的调节，其中低温挡的功率为20瓦，电阻为1210欧。
(1)要使电路处于高温挡，应 （选填“闭合”或“断开”）与 连接（选填“a”或“b”）
(2)该坐圈处于中温挡工作时的电功率为多少？
(3)1千瓦时的电能可供该坐圈高温挡工作多少小时？
9．一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R 、R 为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 220V 加热功率 1210W
磨豆功率 110W 保温功率 88W
(1)当闭合开关 、断开其他开关时，咖啡机处于磨豆阶段。
(2)当S2、S3都闭合时，咖啡机处于加热阶段；当S2闭合，S3断开时咖啡机处于保温阶段。求R2的阻值大小。（不考虑温度对电阻的影响）
(3)在额定电压下只让咖啡机加热档单独工作，观察到家中的电能表表盘（如丙图）在2分钟内电能表指示灯闪烁了 次。
10．我市户外公共场所中多处便民饮水机已投入使用，小科对此很感兴趣，自己设计了一款饮水机，其部分结构示意图（如图甲）。
(1)小科应将电加热装置安装在贮水箱的 （填“上部”或“下部”），加热效果更好。
(2)图乙为电加热装置电路简化图，饮水机有加热档和保温档。当开关S1 （填“闭合”或“断开”）时，直饮水机处于保温状态。
(3)R1和R2均为阻值不变的电热丝，R2的阻值为48.4Ω，正常工作时，保温档功率为110W，请求出电阻R1的阻值大小。
(4)小科为提升饮水机的能源利用率，对设计方案进行了改进（如图丙）。对比图甲、图丙两种设计方案，图丙方案更有助于提高能源利用率的依据在于： 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《第三张电能计算专题复习》参考答案
1．(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）闭合S，为R2的简单电路，已知通过R2的电流是2A，家庭电路电压为220V，由欧姆定律可知
（2）闭合S，电路的功率P=UI2=220V×2A=440W
（3）由电路图可知，当两只开关都闭合时，R1、R2并联，由并联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知，当电源电压一定时，电路电阻越小，功率越大，因此两开关都闭合时，取暖器处于高温挡。由题意可知，两电阻的阻值相同，由并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻
则高温挡正常工作100秒，整个电路消耗的电能
2．(1)5
(2)
(3)
【详解】（1）由表格数据可知，机器人的最大行走速度，由可知，它以最大行走速度到舞台所需时间
（2）机器人站立时对舞台的压力
机器人单脚站立时对舞台的压强；
（3）由表格数据可知，机器人的额定功率为1000W，机器人消耗的电能。
3．(1)闭合
(2)44Ω
(3)30s
【详解】（1）由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于低温挡；当S1、S2都闭合时，两电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温档。
（2）当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电熨斗处于低温档，据得R1的电阻
（3）电熨斗在高温挡状态下正常工作，电阻R2消耗的电功率
此时电熨斗的功率P=P1+P2=1100W+200W=1300W
产生3.9×104J的热量需要的时间
4．(1)S1、S2
(2)
(3)
【详解】（1）据乙图可知，同时闭合两个开关，被短路，电路为R1单独串联，电路中总电阻最小，由可知，此时的电功率最大，为高功率档位。
（2）据丙图可知，高功率挡，电功率为22W，则的阻值为
当S1闭合，S2断开时，电路为两电阻串联，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小为低功率挡，丙图中低功率挡的电功率为10W，电路中的总电阻为
的阻值为
（3）该次打印糖画消耗的电能为
5．(1)B
(2)5.25A
(3)9.9×105J
【详解】（1）由图乙可知，空气炸锅工作时，电风扇与发热管并联，所以在干路的a点串联一个定时开关，在定时开关断开时能使空气炸锅自动停止工作，在b处安装温控开关，控制发热管的工作，故B符合题意。
（2）据丙图可知，空气炸锅工作到12min时，温度逐渐升高，说明此时风扇和发热管均工作，风扇支路的电流为
发热管支路的电流为
则图乙电路c点电流为
（3）据丙图可知，加热过程工作的时间为
风扇单独工作的时间为
空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能为
6．(1)氧气和营养物质
(2) de 见解析
(3)
12.5Ω
(4)
2.5W
【详解】（1）电热敷眼罩通过加热眼部，促进血液循环，为眼部组织细胞提供更多氧气和养料。氧气是细胞进行有氧呼吸产生能量的必需物质，养料则是细胞进行生命活动的物质基础。因此，电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳。
（2）[1][2]据乙图可知，旋转开关转至ab时，电路为断路，此时眼罩不工作；旋转开关转至bc时，电路为两电阻串联；旋转开关转至cd时，电路为一个电阻单独串联；旋转开关转至de时，此时电路为两电阻并联，根据串并联电阻规律可知，串联电阻最大，并联电阻最小，根据可知，电阻越小，电功率越大，因此当旋转开关转至de时，电路为两电阻并联时，电热敷眼罩处于高温挡工作。
（3）若旋转开关转至de时，电路为两电阻并联，此时支路电流为
R3支路电流为
则的阻值为
（4）旋转开关转至cd时，电路为一个电阻单独串联，此时电热敷眼罩的功率为
7．(1) 闭合 b
(2)968Ω
(3)50W，200V
【详解】（1）[1][2]如图，当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻和并联；当开关S1闭合，S2接b时，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路；当开关S1断开，S2接b时，两个电阻和串联。由串并联电阻规律和可知，当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻和并联，为高温挡；当开关S1闭合，S2接b时，电路为R1的简单电路，为中温挡；当开关S1断开，S2接b时，两个电阻和串联，为低温挡。
（2）在高温档时，两电阻并联，已知电阻为，则R1的电功率为
则的最大电功率为
的最大阻值是
（3）电能来指示灯闪烁了150次，消耗的电能为
该装置的低温档功率为
低温挡时两电阻串联，则电路中的总电阻为
此时电路中的电压为
8．(1) 闭合 a
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）当开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联，由并联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻最小，根据可知此时总功率最大，为高温挡；
闭合S1，S2接b时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，根据可知此时总功率较大，为中温挡；
当开关S1断开、S2接b时，两电阻串联，由串联电路的电阻特点可知，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。
（2）该座圈处于中温挡工作时的电功率
（3）该座圈处于低温挡时，电路的总电阻
由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值R2=R串-R1=2420Ω-1210Ω=1210Ω
高温挡的功率
1千瓦时的电能可供该座圈高温挡工作的时间
9．(1)S1
(2)见解析
(3)121
【详解】（1）当S1闭合，电动机工作，咖啡机处于磨咖啡豆阶段。
（2）当S2、S3都闭合时，咖啡机处于加热阶段，电路中只有R1工作，R1的阻值为
当S2闭合，S3断开时咖啡机处于保温阶段，R1和R2串联，则R1和R2的总阻值为
R2的电阻为
R2=R总-R1=550Ω-40Ω=510Ω
（3）只让咖啡机加热档单独工作2分钟，消耗的电能为
在2分钟内电能表指示灯闪烁次数为
10．(1)下部
(2)断开
(3)
391.6Ω
(4)回收热水冷却时释放的热量，提高冷水加热的初始温度，从而降低电能消耗
【详解】（1）将加热装置安装在贮水箱的下部，则下面的水受热而上升，周围的冷水流过来受热，从而对流起来，加热效果会更好。
（2）根据乙图可知，当开关S1断开时，两个电阻串联；当开关S1闭合时，R1被短路，只有R2单独工作；比较可知，前者总电阻大于后者；根据可知，前者功率小为保温档，后者功率大为加热档。
（3）保温时的总电阻
则电阻R1的阻值R1=R总-R2=440Ω-48.4Ω=391.6Ω
（4）图丙设计方案中，开水热交换后，变成温开水，冷水吸收开水冷却时释放的热量，提高冷水加热的初始温度，从而降低电能消耗。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

展开更多......

收起↑