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专题12铭牌、多挡位用电器的电功率计算
高分特训
01 用电器铭牌问题
1 (多选)观察下列四种家用电器的铭牌,判断下列说法中正确的是 ( )
A.空调机消耗的电能不一定比电视机消耗的电能多
B.四种家用电器正常工作时,电风扇的工作电流最大
C.四种家用电器正常工作时,电流通过电热水器做功最快
D.电热水器接在 110 V 的电路中,它的实际功率约为1 000 W
2 某品牌家用吸尘器的铭牌如下表所示,正常工作10s时间内电动机做的总功为 J,若电动机线圈电阻为1 Ω,10s时间内电动机线圈的发热量是 J,该吸尘器电动机的效率为 %(保留整数)。
产品尺寸/mm 358×248×307
额定电压/V 220
额定功率/W 1 100
3 如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝。小厨宝利用水箱储水,加热一段时间后,拧开水龙头就会有热水流出,其相关参数如下表所示。
产品名称 储水式小厨宝
额定电压 220 V 额定功率 1 200 W
最高温度 75 ℃ 额定容量 6 L
(1)小厨宝正常工作时的电阻是多大 (计算结果保留一位小数)
(2)要把满箱水从15 ℃加热到38 ℃,需要吸收多少热量 小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间
(3)小丽了解到有另一种速热式电热水器,额定功率为5 000 W,冷水流经速热式电热水器时,很快就可流出达到预设温度的热水。小丽家的电能表允许通过的最大电流为10 A,则她家的电路中能否安装这种电热水器
02 多挡位用电器问题
4 某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高温挡、中温挡和低温挡,图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R 、R 为发热电阻丝,且阻值R >R ,则高温挡、中温挡和低温挡对应的电路图分别是图 、图 和图 。(均填“甲”“乙”或“丙”)
5 如图是电热饮水机的电路原理图,已知 100 Ω,R =20Ω,当开关S 、S 均闭合时,饮水机处于 (填“保温”或“加热”)状态,饮水机的保温功率与加热功率之比为 。
6 如图是电饭锅工作原理的简化电路图,其额定电压为220 V,电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和低温焖饭挡。S 为挡位自动控制开关,R 和 R 均为电热丝,R 的阻值为1210Ω,高温烧煮挡的额定功率为840 W,电饭锅正常工作时,高温烧煮10 min 消耗的电能为 J,电饭锅低温焖饭时的额定功率为 W,电热丝R 的阻值为 Ω。
7 如图所示,甲是某款电热水龙头,乙是它的电路原理图。R 、R 是电热丝, 48 Ω。通过旋转手柄使扇形开关S 同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是 水。不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水挡位正常工作时电功率是 W。
8[2022·江苏常州中考]某型号电饭锅有加热和保温两挡,电路如图所示,220 V 电压下,其加热挡功率为1 100 W,保温挡功率为20W。
(1)闭合开关S 、S ,电饭锅处于 挡。
(2)电阻丝 R 的阻值为 Ω,R 的阻值为 Ω。
(3)处于保温状态的电饭锅,20 min 产生热量 J。
9 火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式。如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0 和1”“1 和2”“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的 ,R 为242 Ω,R 为 60.5 Ω。(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时,电火锅处于低温挡。
(2)R 的阻值是多少 电火锅处于低温挡正常工作时,在1m in内产生的热量是多少
(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温挡加热汤液2m in,电能表的表盘转了81 r。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作 [电能表的铭牌标有“3 000 r/(kW·h)”字样]
专题12 铭牌、多挡位用电器的电功率计算
1. AC 癖物由题图知,空调机的额定功率大于电视机的额定功率,由 可得,W=Pt,由于不知道时间长短,因此不能得出空调机消耗的电能和电视机消耗的电能大小关系,故A 正确;根据题图中的信息可知,四种家用电器正常工作时,额定电压相同,由P=UI可知,电热水器的额定电流最大,故B错误;电功率是表示电流做功快慢的物理量,由题图可知,电热水器的额定功率最大,因此四种家用电器正常工作时,电流通过电热水器做功最快,故C 正确;由 可得,电热水器的电阻电热水器接在110 V 的电路中,它的实际功率 故D 错误。故选 AC。
2.1.1×10 25098 解析由题表中数据知,吸尘器的电动机额定电压为 220 V,额定功率为1 100 W,由 可得,正常工作10 s时间内电动机做的总功 W= Pt=1 100 W×10s=1.1×10 J。由 P =UI 可得通过电动机的电流 s时间内电动机线圈产生的热量 这台吸尘器正常工作10s获得的机械能 10 J-250 J=10750 J。吸尘器电动机的效率η=
3.槲(1)根据 可得,小厨宝正常工作时的电阻
(2)由 得, 满箱水吸收的热量Q=c水m△t=
若电流做功全部转化成水吸收的热量,则W=Q,由 得
(3)由P=UI可得,速热式电热水器正常工作时的电流 因为I速热>10 A,所以小丽家不能安装这种电热水器。
4.破题思路
挡位 电阻接入情况(R >R ) 电功率表达式
高温挡 R 、R 并联
中温挡 R U R
低温挡 R L R
丙 乙 甲 解析 根据 知,电压不变时,电阻越小,功率越大,则将两电阻丝并联的总电阻最小,电路的功率最大,为高温挡;因为R >R ,所以电路中只接入R 的是中温挡;只接入 R 的是低温挡。
5.破题思路
挡位 开关闭合情况 电阻接入情况 电功率表达式
低温挡 S 闭合、S 断开 R 、R 串联
高温挡 S 、S 均闭合 R
加热 1:6 解析>当开关S 、S 均闭合时,只有R 接入电路,电路中的总电阻最小,电源电压不变,由 可知,此时电路的功率最大,饮水机处于加热状态,加热功率 当S 闭合,S 断开时,R 和R 串联,电路的总电阻最大,电源电压不变,由 可知,此时电路的功率最小,饮水机处于保温状态,保温功率 则保温功率与加热功率之比
6.5.04×10 40 60.5 磨析 电饭锅高温烧煮的功率 ,烧煮时间t=10 min=600 s,由 得,电饭锅高温烧煮10 min 消耗的电能W=P高t=840 W×600 s=5.04×10 J。当开关S 闭合、S 断开时,仅有 R 接入电路,电路电阻较大,根据 可知,电压一定时,电路电阻越大,电功率越小,此时电饭锅处于低温焖饭状态;电饭锅低温焖饭时的额定功率 当开关S 、S 都闭合时,电热丝R 、R 并联接入电路,电路电阻较小,根据 可知,电压一定时,电路电阻越小,电功率越大,此时电饭锅处于高温烧煮状态;则电热丝 R 消耗的电功率 电热丝R 的阻值
7.温 3025 解析 当开关S接触2、3 触点时,只有电阻R 接入电路,与接触3、4触点相比,电路的总电阻较大,由 可知,电源电压一定时,电路的电功率较小,水龙头放出的是温水;当开关S接触3、4触点时,电阻R 和R 并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水挡,此时电路中的总电阻 水龙头在热水挡位正常工作时的电功率
8.(1)加热 (2)44 2376 (3)2.4×10
9.解(1)开关置于“1和2”接线柱时,电火锅处于低温挡。
(2)开关置于“3和4”接线柱时处于高温挡,电火锅处于高温挡时,电路的功率
低温挡时电路的功率 200 W,低温挡时电路的总电阻
则R 的阻值 181.5Ω;
低温挡正常工作 1min 产生的热量 200 W×60s=12000 J。
(3)电火 锅 实 际 消 耗 的 电 能 W =
电火锅的功率
电火锅正常工作时 ,由于P
满分攻略
多挡位电热器一般是通过开关来改变挡位的,常见的电路有以下两种:
①串联型:S闭合时为高温挡;S断开时为低温挡。
②并联型:S闭合时为高温挡;S断开时为低温挡。