第十五章电功和电热专题训练电功和电热综合计算2021—2022学年苏科版九年级物理下册（Word版含答案）

第十五章 专题训练 电功和电热综合计算
1．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1为20Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，同时闭合S1、S2时，电流表的示数为0.5A。求：
（1）电源电压；
（2）R2的阻值大小；
（3）S1、S2均闭合时，通电1min，电路消耗的总电能是多少。
2．某居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”挡。（R1＞R2）
额定电压 220V
额定功率 低温挡 440W
中温挡
高温挡 2200W
求：
（1）R1的阻值；
（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流；
（3）若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出热量的50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？[假设空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃)]。
3．如图所示的电路中，电源电压和灯L的电阻均保持不变，灯L标有“9V 9W”字样。
①求灯L正常发光时的电阻；
②当R的滑片P位于b端，闭合S1、S2时，灯L正常发光，此时电流表的示数为1.5A，求R的电阻。
③当闭合S1、断开S2，R的滑片P位于a端时，求L消耗的实际功率。
4．如图，为一种电饭锅的简化电路。其中R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关、通过开关的控制，可智能实现高温档或低温档，从而控制食物在不同时间段的温度。把电饭锅接入220V的家庭电路中，电饭锅完成一次煮饭过程高温挡工作10min，低温档工作20min。煮饭中高温挡功率为1100W，低温挡功率为220W。求：
（1）当只闭合S时，通过电阻R1的电流I1；
（2）高温挡工作10min，电流所做的总功W；
（3）电阻R2的阻值。
5．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
6．如图甲是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化电路图，R1，R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，可调功率范围为220W~1100W。[果汁比热容取4.0×103J/(kg·℃)]求：
（1）加热电阻R2的阻值；
（2）当滑动变阻器R1的阻值调到66Ω时，加热器的功率；
（3）若加热器用最大功率对1kg果汁加热2min，果汁的温度升高30℃，求加热器的效率。
7．如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220 V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为60Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440 W。
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关怎样闭合为高温挡？高温挡的电功率是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在1min内电能表的转盘转了30转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时电烤箱的实际功率为多少W？（不考虑电阻值随温度的变化）
8．如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R2的阻值为55Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。
9．小明家购置了如图甲所示的一台集加热和保温为一体的饮水机，如图乙所示是其内部电路图，S是用感温材料制造的温控开关，定值电阻R1和R2均是发热电阻。正常工作时，定值电阻R2在“保温”状态与“加热”状态的功率之比为1：100，部分铭牌信息如下表所示。求：
最大容量 1.21kg
额定电压 220V
加热功率 1210W
（1）定值电阻R2的阻值为多少？
（2）某次正常工作时，饮水机将最大容量的水从20℃加热到100℃，用时7min。该饮水机本次加热状态的效率为多少？（C水=4.2×103J/（kg·℃））
（3）某天用电高峰期，小明关闭家里其它用电器，仅让饮水机处于保温状态，发现家里标有“3000imp/kW·h”（意义为用电器消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3000次）字样电能表的指示灯每闪烁5次所用的时间为60s。则上述工作过程中，R2两端的实际电压为多少？
10．在如图甲所示的电路中，电源电压U=6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0~3A，电压表V1的量程为0~15V，电压表V2的量程为0~3V。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
11．图甲是小滨家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W。R是加热电阻，额定功率是1100W。图中乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，小滨妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.6kg，求：
（1）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少 [c豆浆=4.0×103J/（kg·℃）]
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少
（3）一次妈妈做豆浆时，小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑，他用所学知识和妈妈进行了如下实验：关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程，他观察到家中的电能表“220V，10A（20A），1800revs/（kW h）”，在1min内该电能表的转盘转了30转。请你帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率？
12．小民设计了一种提示客人来访的电路模型，如图所示，S闭合后，S1闭合L1亮对应前门来人，S2闭合L2亮对应后门来人。电源电压为18V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”，滑动变阻器R的规格为“270Ω 1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯L1的电阻是多少？
（2）闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使灯正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（3）在保证电路元件安全使用的前提下，通过控制开关S、S1、S2的通、断和调节滑动变阻器滑片P的位置，可调得的整个电路的电功率最小是多少？
参考答案
1．（1）6V；（2）30Ω；（3）180J
2．（1）110Ω；（2）8A；（3）13.2℃
3．①；②；③
4．（1）1A；（2）6.6×105J；（3）55Ω
5．（1）900J；（2）18V；（3）6.75W~43.2W
6．（1）44Ω；（2）440W；（3）90.9%。
7．（1）50Ω；（2）同时闭合S1、S2时，为高温档， 968W；（3）600W
8．（1）2A；（2）880W；（3）0.88kW·h
9．（1）；（2）；（3）
10．（1）12Ω；（2）0~7.5Ω；（3）5.4W，1.2W
11．（1）1.92×105J；（2）7.5×105J；（3）1000W
12．（1）20Ω；（2）40Ω；（3）1.8W