第十八章电功率专题训练多挡位电热器综合计算2022—2023学年人教版九年级物理全一册含答案

第十八章 专题训练 多挡位电热器综合计算
1．如图甲所示为新型电饭锅，它采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示，其中R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关，煮饭时，把电饭锅接入电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流I随时间t变化的图象如图丙所示，设电饭锅工作过程中无电能损失，求；
（1）S和S1都闭合时，电饭锅的电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）在这30min内电饭锅产生的热量。
2．为了缓解用眼疲劳，妈妈给小红购买了一款如图甲所示的电加热眼罩，如图乙所示是电热眼罩的工作原理图，可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如下表所示。充电电池电压为5V且保持不变，电热丝R1=5Ω、电热丝R2=10Ω，S3为单刀双掷开关（即S3只能接在触点a或b）。
型号 ×××
额定充电（放电）电压 5V
电池容量 1800mA·h
求：
（1）若电池充满电，能够存储的电能是多少？
（2）当眼罩在低温挡工作时电功率是多少？
（3）若眼罩在高温挡正常工作10min，产生的热量是多少？
3．如图所示是一种家用电热水龙头和它的电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1＝55Ω。
（1）当开关置于2、3时，水龙头放出的水是温水，求此时电路中的电流；
（2）当开关置于3、4时，水龙头放出的水是热水，此时电路中的电功率为1430W，求R2的阻值；
（3）水龙头放热水时，求水龙头正常工作1min产生的热量。
4．某种智能型电饭锅有加热、保温、断电的功能，内部简化电路如图甲所示，开关S可根据设定在“1”、“2”或“3”挡之间自动转换，某次煮饭工作电压为220V，电功率变化情况如图乙所示。求：
（1）保温挡的工作电流；
（2）加热挡工作10分钟产生的热量；
（3）电阻R2的阻值。
5．如图是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，如表是该电热水壶的铭牌。
XX 牌电热水壶
额定电压 220V
最大容量 1.5L
额定加热功率 880W
保温功率
频率 50Hz
（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？
（2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2＝165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？
6．如图所示，是麓山国际实验学校初三物理课外活动小组自制的电热暖手器的电路原理图。电源电压恒为12V，S为单刀三掷开关，发热体的电阻分别是R1＝2Ω，R2＝1Ω，R3＝5Ω。求：
（1）该电热暖手器在高温档时工作时的电功率是多少瓦？
（2）该电热暖手器在低温档时的电流是多少安？
（3）当开关调至“2”位置时，电热暖手器在7min内产生的热量能使200g水温度升高多少摄氏度？（不计热量的损失，c水＝4.2×103J／（kg·℃））
7．在冬季，有的家庭会选用一些小型电暖器过冬，如图甲乙所示是某电暖器与其电路原理图，它的铭牌见如表（“中温挡”功率空出），图中R1>R2，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，通过S1、S2的组合使用，可以使电暖器工作在“高温、中温、低温”三挡。
额定电压 220V
额定功率 低温挡 440W
中温挡
高温挡 1650W
求：（1）R1的阻值；
（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流；
（3）“高温”挡正常工作1000s，该电暖器产生的热量。
8．美的牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。（水的比热）求：
（1）热水器把水从25℃加热到75℃时，水吸收的热量；
（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值；
（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要多少分钟。
9．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关（即一个开关可最多可控制两个用电器的通断），1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2均为电热丝，阻值不受温度影响，R1=88Ω。电热扇部分参数如表所示。
额定电压 220V
高温档加热功能 1650W
电动机功率 44W
电动机线圈电阻 6Ω
（1）请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图，并计算此时电路正常工作消耗的总功率；
（2）求R2的阻值；
（3）若电动机正常工作10min，内部线圈产生的热量为多少？
10．喝汤是一种健康的饮食方式，汤可以让身体更好地吸收食物里的营养物质，因此受到很多人喜爱。如图所示的是一款煲汤用的电砂锅的简化电路图，已知工作电压是220V，R1和R2是电热丝。将开关S旋转到“3”与“4”的位置为高温挡快速加热，总功率为1320W；将开关S旋转到“2”与“3”的位置为低温挡缓慢煲汤，功率为440W。求：
（1）该电砂锅在低温挡工作时的电流为多大？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）该电砂锅在高温挡工作5min，R1和R2共产生多少热量？
11．如图甲所示是某家用多功能电炖锅。它有三个档位：高温炖，中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，其中R1与R2均为电加热丝，下表是该电炖锅的部分参数。（g=10N/kg，其中R1、R2的阻值不变）
项目 参数
电源电压（V） 220
中温档功率（W） 440
高温档功率（W） 990
（1）中温档时，流过R1的电流为多少？
（2）求R2的阻值为多少？
（3）当实际电压为额定电压的0.9倍时，低温档的实际功率为多少？
参考答案
1．（1）660W；（2）220Ω；（3）9.9×105J
2．（1）3.24×104J；（2）1.67W；（3）4500J
3．（1）4A；（2）；（3）8.58×104J
4．（1）0.5A；（2）4.8×105J；（3）379.5Ω
5．（1）S、S2闭合，4A；（2）5.04×105J；（3）55W
6．（1）72W；（2）1.5A；（3）24℃
7．（1）110Ω；（2）5.5A；（3）1.65×106J
8．（1）8.4×106J；（2）40Ω；（3）16.7min
9．（1） ，550W；（2）44Ω；（3）144J
10．（1）0.2A；（2）；（3）3.96×105J
11．（1）2A；（2）88Ω；（3）198W