2023-2024学年人教版九年级物理计算题分项选编:第19章 生活用电计算题(含解析)

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名称 2023-2024学年人教版九年级物理计算题分项选编:第19章 生活用电计算题(含解析)
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科目 物理
更新时间 2023-11-27 16:53:57

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第19章 生活用电 计算题
1.黎远涛的教室里共有8盏40W的日光灯,40W的日光灯工作时的电流为180mA,问:
(1)教室的日光灯是串联还是并联?
(2)8盏日光灯全部工作时,通过的总电流为多少?
2.小文把家中的用电器工作时的电流记录在下表中。如果这些电器同时工作,电路中的总电流多大?
用电器名称 正常工作时的电流/A 数量
灯泡 0.2 10只
电视机 0.5 2台
电冰箱 0.3 1台
计算机 0.2 1台
3.某同学家有两盏相同的灯、一台电视机、一台电冰箱、一台电热水器,它们工作时的电流分别是200mA、500mA、1A、5A。
(1)若该同学家只有两盏灯和电冰箱工作,干路中的电流为多大?
(2)如果该同学家中干路电流不允许超过8A,这些用电器能否同时工作?
4.根据课本提供的数据,利用欧姆定律,估算正确使用试电笔测量家庭电路火线时流过人体的电流。这个电流大约是25W灯泡正常工作电流的多少分之一?
5.电焊利用电流的热效应将焊条熔化,从而使金属部件连接在一起。某电焊机输出电压40V、输出功率2000W。各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如下表。从安全角度考虑,应选择哪种导线作为电焊机的输出导线?请计算后说明。
导线规格
导线横截面积S/ 2.5 4 6 10
安全载流量I/A 28 37 47 68
6.如图所示,A为一根5A的保险丝,B、C均为3A的保险丝。R1=21Ω,R2=18Ω。S断开时,通过R1的电流为2.4A。问当S闭合时,
直径(mm) 0.40 0.71 0.98 1.26 1.58 1.98
额定电流(A) 1.5 3 4.5 6 7.5 15
(1)流过A保险丝的电流为多少安?
(2)哪根保险丝有可能熔断?该保险丝应该换用下表中直径为多大的保险丝?
7.人体是导体。下表是通过人体的电流值和相应的人体反应:
电流(毫安) 10 30 100
人体反应 触电感觉,人可挣脱 感到剧痛,神经麻木 短时间内使人心跳停止
皮肤干燥的人两手间的电阻约为1 105Ω,当皮肤潮湿时,电阻可能降到1.5 103Ω,则皮肤潮湿时,只要在两手间加 电压就可能会使人有触电感觉。
8.将一台“220V 1500W”的电热水器接到220V的照明电路中,计算:
(1)该热水器的电阻多大?热水器在1min内产生的热量是多少焦?
(2)如果将接这个电热水器的插座安装保险丝(参照下表的熔丝规格)应该选取多大直径的?
直径(mm) 0.71 0.81 0.98 1.02 1.25 1.51
额定电流(A) 3 3.75 5 6 7.5 10
熔断电流(A) 6 7.5 10 12 15 20
9.家用普通压力锅因为设计缺陷存在很大的安全隐患,最新推向市场的电热安全压力锅彻底解决了困扰了消费者多年的安全问题,省时省电(比普通电饭锅节电30%以上)又便捷安全.如图所示是某款电压力锅及铭牌,请回答下列问题:
额定电压 220V 额定容量 5L
额定功率 880W 工作压力 50~80kPa
工作频率 50Hz 型号 M50
(1)该电压力锅工作时为什么选用三孔插座?
(2)该电压力锅正常工作时电流多大?
(3)在该电压力锅中装入3kg初温为30℃的水,当加热到120℃时刚好沸腾,水吸收了多少热量?(已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃))
(4)如图所示是经常使用家用电压力锅的插座,小丽发现插头松动后,在使用电压力锅炖肉时插头发热,并将插座烧焦成了如图所示的样子,请你帮他分析产生这种现象的原因是什么?
10.一个彩色灯泡上标有“36V 7.2W“的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)
求:
(1)该灯泡正常工作时的电流和灯丝的电阻;
(2)若接在220V的照明电路中使用,至少需要串联多少个这种灯泡才行.
11.小阳家有一台空调,接入家庭电路中正常工作,已知通过空调的电流为4A,求:
(1)空调两端的电压是多少伏?
(2)空调的电阻是多少欧姆?
12.我们学过生活中的电路,现在小明妈妈在房间开着电脑办公,他在客厅开着电灯看电视,其他用电器都没用,如果此时通过干路开关的电流为2.5A,通过电灯的电流为0.5A,通过电视机的电流为1A,则通过电脑的电流为多少?如果此时电脑两端电压为220V,则电灯两端电压为多少?电视机两端电压又为多少呢?
13.如图甲所示的电路,电源电压保持不变.小灯泡L标有“2.5 V 0.25 A”字样,滑动变阻器R1的最大值为30 Ω,定值电阻R2=30 Ω,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V.求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)只闭合S、S2和S3,将变阻器R1的滑片P移到中点时,电流表示数为0.45 A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图象如图乙所示.在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
14.由家庭电路供电的一台电烤箱,发热体由阻值为44Ω的合金丝并联组成的,求:
①这台电烤箱的功率
②这台电烤箱10min产生的热量
③用电2h消耗多少度电?
④跟这台电烤箱串联的保险丝中通过的电流有多大?
15.如图所示为小明家卫生间电路的原理图,电源电压为220V,照明灯的规格为”220V 40W“(灯丝电阻不变),暖风机的规格为“220V 400W”,电热水器的规格为“220V 880W”,问:
(1)照明灯的电阻为多少?
(2)卫生间干路的最大工作电流为多大?
(3)最大电流工作2h,消耗电能多少千瓦时?

16.中医是中国文化的瑰宝。如图所示是一种智能电热中药壶,部分参数如下表所示。
额定电压 220V
额定功率 605W
频率 50Hz
(1)用中药壶煎药时能闻见药液的气味,说明 ;中药壶与家庭电路中的灯泡是 (填“串”或“并”)联;
(2)小明某次为爷爷煎药时,壶内装有1kg、20℃的药液,通电后温度为80℃,则药液吸收的热量为多? 这些热量与完全燃烧多少kg焦炭放出的热量相当?
(3)用电高峰时家庭电路的实际电压低于220V,于是某兴趣小组关掉家里所有电器,只将电热中药壶接入电路工作,发现内电能表的示数由20225变为20226,求此时家庭电路的实际电压。

17.学校为了保证学生有热水喝,每个教室都配上某品牌家用电热饮水机;电热饮水机的简化电路如图甲所示,、均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计)。[水的比热容求:
水桶容量 20L 电路图
热水箱容量 1L
额定电压 220V
加热功率 400W
保温功率 44W
(1)当电热饮水机处于保温时电路中的电流是多大?
(2)饮水机加热时,将热水箱中的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%。求:将热水箱中的水从20℃加热到100℃的时间为多少秒?
(4)如图乙所示,电热饮水机的电源线插头的三脚插头接外壳的脚为什么比较长?

18.小明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态,它的简化电路图如图乙所示,和均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
额定电压 220V
容量
额定 功率 加热功率 1100W
保温功率 242W
(1)求该饮水机正常加热时的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)小明断开家中其他用电器,使饮水机处于加热状态,发现家中标着“3000r/(kW h)”字样的电能表在2.5min内转了120转,求此饮水机加热时的实际功率;
(4)在家庭中使用电时,如果使用不当也会给人们的生活生产、生命财产带来危害,请你列举一条安全用电的措施。

19.甲是某品牌的智能滚筒洗衣机,其简化等效电路如图乙所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮P旋至1挡时,R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡时,R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R2=220Ω,洗衣机的主要参数如下表所示。
额定电压 220V
加热功率 2420W
电动机功率 280W
设定温度范围 20~80℃
防电墙电阻 1×106Ω
(1)洗衣机的电源线用三脚插头,是为了将洗衣机的外壳与 相连,避免因漏电发生触电事故;
(2)求电热丝R1的阻值 ;
(3)洗衣机在保温洗涤状态正常工作时,5分钟消耗的电能是多少 ?
(4)除了(1)的方法外,防电墙技术的应用也是保证用电安全的一项重要措施。防电墙是在洗衣机内部形成永久性的电阻,异常漏电情况下,电流依次经过防电墙和人体流入大地。若人体的最大电阻为1×105Ω,人体的安全电压不高于36V,通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全 。

20.某家用电热毯的铭牌和工作原理的简化电路图如图所示。当电热毯在额定电压下工作时:
(1)通过R1的电流和R1的电阻各是多少?
(2)高温挡工作1h,电热毯产生的热量是多少?
(3)写出一条使用电热毯的注意事项。
××牌电热毯
额定电压 220V
额定功率 高温挡 110W
低温挡 88W

21.如图所示是某品牌新型电热水壶及其铭牌,用这只电热水壶装满20℃的水,电热水壶正常工作时在1标准大气压下将水烧开需要8min。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
电热水壶铭牌 型号××× 额定电压 220V 额定功率 1000W 容量 1.2L
(1)该电热水壶应该使用两孔插座还是三孔插座?为什么?
(2)该电热水壶的电阻丝的阻值是多大?
(3)把电热水壶中的水烧开,水需要吸收多少热量?
(4)计算该电热水壶的热效率。

22.小华家空调的制冷和送风是交替进行的,该空调处于制冷状态时的功率P1是2.20kW,送风状态时的功率P2是0.22kW,如图所示是小华测得此空调在某段时间内的电功率随时间交替变化的图象。
(1)分析图象可知,空调在前5min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?
(2)在1h内,这台空调制冷状态工作了多长时间?消耗了多少电能?
(3)为了安全用电,许多家庭铺设了空调专线,请你简述铺设空调专线的意义。

23.现代家庭电器化程度越来越高,用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据。如图所示,用电器R接在家庭电路上,电阻为44欧,电路中还有额定电流为10A的熔断丝(俗称保险丝).则:
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间电阻 200kΩ 5kΩ
手与脚之间电阻 300kΩ 8.8kΩ
手与塑料鞋底之间电阻 8000kΩ 10kΩ
(1)只有用电器R接入电路时,通过熔断丝的电流为多少?
(2)一个潮湿的人,赤脚站在地上,由于不小心,手接触火线,发生触电事故,则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用此人)?并分析为什么熔断丝不会断(即熔断丝不能救人命)。
24.保险丝能感应电器电子产品非正常运作中产生的过热,从而自动切断回路以避免火灾的发生。如图是某电子产品中的电路,A是一根7A的保险丝,B、C都是5A的保险丝R1=16Ω,R2=10Ω。开关S1断开、S2闭合时,通过用电器R2的电流是4.8A。
(1)R1和R2的连接方法是 (选填“串联”或“并联”);
(2)当S1、S2同时闭合时,A、B、C中哪根保险丝将熔断?请用计算说明 。
25.如图甲为某电饭锅的简化电路原理图,和为加热电阻,且阻值保持不变,,S为靠近加热盘的感温开关,1、2是开关连接的触点,加热盘温度达到时,S自动切换到保温状态。某次煮饭时,仅将电饭锅接入220V的电路。按下开关S与触点1连接,工作了,S自动切换到保温状态,保温时如图乙所示电能表的转盘在内转过5转。求:
(1)加热状态时,电饭锅消耗的功率;
(2)R2的阻值;
(3)用电高峰时,电饭锅两端的实际电压只有额定电压的80%,简要说明为什么用电高峰时用电器两端电压会变低。
26.如图甲是某型号电热水壶的铭牌,求:
(1)电热水壶正常加热时的电流(保留一位小数);
(2)用电热水壶将1 kg初温20℃的水加热到100℃,水吸收的热量〔c水=4.2×10 3 J/(kg·℃)〕;
(3)某次仅使用电热水壶工作3 min,图乙所示电能表的转盘转过240转,电热水壶的实际功率。
产品型号: MK-TM1502
额定频率: 50HZ
额定功率: 1800W
产品容量: 1.5L
适用人数: 3-5人
额定电压: 220V
尺寸: 16×22CM
电源线长: 0.85M
内胆材质: 食品级GB9684不锈钢

27.如图所示是小明家新购买的电热水壶,他发现水壶上有铭牌如图所示请你通过计算回答下列问题:
(1)请解释该电热水壶为什么用三孔插座?
(2)该电水壶正常工作时的电流为多大?
(3)电热水壶正常工作5min消耗的电能是多少焦?
(4)按国家标准,电热水壶电源线不得长于75cm。从用电安全角度考虑,电热水壶的电源线都很短的主要原因是什么?(用焦耳定律解释)
型号 SYL-520
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 1210W
28.小明的奶奶住在农村,她家的过道灯在深夜时很容易烧坏。为解决这一问题,小明设计了如图所示模拟的电路,为了方便计算,L1和L2都是“12V 6W”。请回答下列问题(设灯的电阻不变,电源电压12V恒定):
(1)灯L2的电阻是多少?闭合开关S1和S2,L2正常发光,工作5h消耗的电能是多少;
(2)断开S1,闭合S2,让两灯都发光,深夜灯不容易烧坏,请计算此时L2两端的电压;
(3)傍晚,奶奶进屋后,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭。小明放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了。”然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了……请对小明的某一做法进行简单评价并解释。
29.某型号煎烤机有上下两个加热盘,由两个开关控制其工作状态。R1为下盘电热丝,R2为上盘电热丝,两电热丝阻值相等,煎烤机的最大额定功率为2200W。如图为煎烤机的内部简化电路图(不考虑温度对电热丝阻值的影响)。
(1)按照安全用电的要求,将a、b两点接入家庭电路,完成连线;
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少?以最大额定功率工作时,1min消耗多少电能?
(3)电热丝R1的阻值是多大?
30.烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康,为了满足这个要求,小罗设计了多档位节能电烧水壶,电路原理如图甲。其中开关S为防干烧温控开关,通常情况它是闭合的。定值电阻R1、R2为加热电阻,且R1为48.4Ω,R2阻值为R1的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P,使它在不同的位置接触触点,实现多档位变化(图乙)。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时,正常工作24s,将Ikg的水从75℃加热到80℃。[已知 c水=4.2103J/(kg ℃),不计温度对电阻的影响]求:
(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η(η=,W为所消耗的电能);
(3)用电高峰时,他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器,用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s后水沸腾,再以低功率档持续加热30s,观察到电能表转盘在这60s内转了27转(电能表盘如图丙),烧水壶工作的实际电压U实是多少?
31.如图甲,电烤箱是在现代家庭中被广泛使用的小家电之一,它利用电热元件通电时发出的辐热烤制食物,完美取代了操作难、烟尘大的烤炉。下面表格是一台电烤箱的铭牌,小明家里的电烤箱就是这个品牌的,其内部简化电路如图乙所示,R1和R2均为电热丝。请你解答下列问题:
(1)若让小明家里的其它用电器都停止工作,只有电烤箱以高档位单独正常工作,家里标有“2000r/kW h”电能表的转盘3min内转了110转, 由此你可以最终计算出该电烤箱的高档功率是多少?
(2)请你分析出电路高、低两档工作时对应的开关的开合情况是怎样的,并求出R1和R2的值;
(3)电烤箱在低温档正常工作时,R2的功率是多少?
(4)用电高峰时,小明断开家里所有的用电器,同时观察电能表的示数如下图所示。接着他只让电烤箱以高档功率来烤制羊排所用的时间为lh,那么羊排烤好后电能表的示数是多少?(当时实际电压198V)
XX牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温档 xxW
低温档 440W
电源频率 50Hz
32.如图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220 V。它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中,在电饭煲工作的30 min内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求:[c米饭=4×103 J/(kg·℃)]
(1)若电饭煲内装有1.5 kg米饭,30 min内从12 ℃加热到100 ℃,米饭吸收了多少热量 。
(2)0~30 min,电饭煲产生的总热量 。
(3)S和S1均闭合,电路中的总电流 。
(4)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期,当实际电压为200 V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间 。
33.在用电高峰时,我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时要暗一些,同学们在学习了电学知识后对这一现象进行了调查研究.如图供电电源的电压始终是220V,当用户的总功率是8.6KW时,用户实际得到的电压是215V.试求:
(1)此时,标有“220V100W”的白炽灯的实际电功率是多少?分析灯泡的亮度将如何变化?
(2)当用户的总功率是8.6KW时,通过输电线的电流是多少?输电线的电阻是多少?在3h内输电线上消耗的电能是多少?(忽略温度对灯丝电阻的影响)
34.(1)把“220V 1100W”的电暖气插入插座,在额定电压下工作:
①流过电暖气的电流多大?
②电暖气的电阻多大?
③电暖气多少小时消耗2.2kW·h的电能?
④电暖气通过导线连到电路,为什么电暖气工作时放出大量热,而与其连接的导线却几乎不发热?
(2)该插线板允许通过最大电流为10A,通过计算分析,插线板能否让“220V 750W”电吹风与上述电暖气同时工作?
35.现代家庭电器化的程度越来越高,用电的安全问题十分重要,下表是小明同学通过查阅资料获得的一些数据:
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
电阻/kΩ 电阻/kΩ
手与手之间 3.6 0.9
手与脚之间 5.4 1.08
手与塑料鞋底之间 14.4 1.448
(1)分析表格中的数据,可以得到的正确认识是 .
(2)若对人体的安全电流是10 mA以下,那么干燥的人体的安全电压范围是 ,潮湿的人体的安全电压范围是 .
(3)通过(2)的计算可获得的认识是: .
36.家庭电路示意图及原理图如图所示,用电压表测得进入某用户的电压为U2=220V,如果该用户在某日18:00~19:00这个时间段有三个用电器同时工作,其中白炽灯标有“220V 100W”、电烙铁标有“220V 800W”,家中的电能表记录了这1h的用电情况(见图).请解答以下问题:
(1)该用户在这1h内消耗的电能有多少?
(2)空调器消耗的电功率有多大?
(3)通过用户保险丝的电流有多大?
(4)如果输电线路的总电阻(配电室到进户处)约为1.5Ω,假设配电室仅向该用户供电,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U1约为多少伏?
参考答案:
1.(1)并联;(2)1.44A
【详解】解:(1)由经验可知,教室里的日光灯当其中一盏灯烧坏时,其余的灯仍能发光,所以教室内的灯是并联的。
(2)盏日光灯全部工作时,通过的总电流为各支路电流之和
答:(1)教室里的日光灯是并联的。
(2)8盏日光灯全部工作时,通过的总电流为。
2.3.5A
【详解】解:家中的用电器是并联的,根据并联电路电流特点可得,干路电流为
I干=I灯+I电视机+I电冰箱+I计算机=0.2A×10+2×0.5A+0.3A0.2A=3.5A
答:电路中的总电流为3.5A。
3.(1)1.4A;(2)可以同时工作
【详解】解:(1)家庭电路中,各用电器是并联的。两盏灯和电冰箱工作时,干路中的电流为
I=2×200×10﹣3A+1A=1.4A
(2)这些用电器同时工作,干路的电流为
I′=2×200×10﹣3A+500×10﹣3A+1A+5A=6.9A<8A
所以这些用电器可以同时使用。
答:(1)若该同学家只有两盏灯和电冰箱工作,干路中的电流为1.4A;
(2)这些用电器可以同时工作。
4.
【详解】解:家庭电路的电压U=220V,试电笔的电阻约
R=1000kΩ=106Ω
则正确使用试电笔测量家庭电路火线时流过人体的电流
由P=UI可得,25W灯泡正常工作时的电流

答:这个电流大约是25W灯泡正常工作电流的。
5.10mm2
【详解】解:电焊机工作时电流
由表可知,应选横截面积为10mm2的导线。
答:应选横截面积为10mm2的导线。
6.(1)5.2A;(2)保险丝A会熔断,应选择直径为1.26mm的保险丝
【详解】解:(1)由得,电源电压
U=U1=I1R1=2.4A×21Ω=50.4V
当S闭合时,R1、R2并联,通过R2的电流
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过保险丝A的电流
I=I1+I2=2.4A+2.8A=5.2A
(2)根据表中数据和上述计算结果可知I>5A,I1<3A,I2<3A,所以保险丝可能A会熔断,应选择直径为1.26mm的保险丝。
答:(1)流过A保险丝的电流为5.2A;
(2)保险丝A有可能熔断,该保险丝应该换用直径为1.26mm的保险丝。
7.15V
【详解】根据题意,当人体流经电流为10mA时即可有触电感觉,根据欧姆定律可知,皮肤潮湿时两手间的电压为
8.(1) 32.27Ω; 9×104J;(2) 7.5A的熔丝,直径为1.25mm.
【详解】(1)已知额定电压和额定功率,根据I=,P=UI得:热水器正常工作时的电阻:R==≈32.27Ω;热水器消耗的电能全部转化为内能,热水器在1min内产生的热量:Q=W=Pt=1500W×60s=9×104J;
(2)∵P=UI,∴电热水器的额定电流I==≈6.82A,熔丝的额定电流应稍大于6.82A,故选额定电流为7.5A的熔丝,直径为1.25mm.
9.(1)为了防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故 (2)4A (3)1.134J (4)根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流I一定的情况下,相同时间t内产生热量增多,所以插座温度升高,容易将插头及插座烧毁甚至引起火灾.
【分析】(1)三孔插座比两孔插座中多出的一个孔是用来接地线的,目的就是为了防止触电;
(2)由表格数据可知压力锅的额定电压和额定功率;根据公式I=即可求出;
(3)质量3kg初温为30℃的水加热到120℃,吸收的热量利用公式Q吸=cm(t-t0)即可求出;
(4)插头松动后,插头与插孔(电饭锅锅体插座)接触面积减小,根据影响电阻大小的因素可知插头与插孔间电阻的变化,根据Q=I2Rt可知产生热量的关系;
【详解】(1)该电压力锅应该选用三孔插座,是为了防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故,故使用比两孔插座中多出的一个接地孔的三孔插座;
(2)已知:U额=220V,P额=880W;
则:电压力锅正常工作时电流I==≈4A;
(3)Q吸=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(120℃ 30℃)=1.134×106J,
(4)插头松动后,插头与电饭锅插孔间的接触面积变小,插头与插孔接触处的接触电阻变大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流I一定的情况下,相同时间t内产生热量增多,所以插座温度升高,容易将插头及插座烧毁甚至引起火灾.
10.(1)该灯泡正常工作时的电流为0.2A,灯丝的电阻为180Ω;(2)若接在220V的照明电路中使用,至少需要串联7个这种灯泡才行.
【分析】灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出正常工作时的电流,根据R=求出正常工作时的电阻,再根据串联电路电压规律确定串联几个灯泡,才不至于使灯泡烧坏.
【详解】(1)由P=UI可得灯泡正常发光时的电流:IL===0.2A,由I=可得灯丝电阻:RL===180Ω;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,要使小灯泡接在220V的电路中使用,串联小灯泡的个数:
n=≈6.11≈7个.
故答案为(1)该灯泡正常工作时的电流为0.2A,灯丝的电阻为180Ω;(2)若接在220V的照明电路中使用,至少需要串联7个这种灯泡才行.
11.220V;55Ω
【分析】家庭电路的电压为220V;已知电压和电流,由欧姆定律求空调的电阻.
【详解】(1) 家庭电路的电压为220V,故空调两端的电压是220V;
(2)通过空调的电流为I=4A,由I=得,空调的电阻:R===55Ω.
12. 1A 220V 220V
【详解】在家庭电路中,各用电器间是并联的,根据并联电路中电流的特点可知:I干路=I电灯+I电脑+I电视机;所以I电脑=I干路-I电灯-I电视机=2.5A-0.5A-1A=1A;
因为并联电路各支路两端的电压相等,则加在电灯两端的电压为220V,加在电视机两端的电压也为220V;
13.(1)0.625 W;(2)4.5 V;(3)8~15 Ω.
【详解】解:(1)PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;(2)只闭合开关S、S2和S3, L被短路,电阻R1与R2并联,总电阻,R并==10Ω,电源电压:U=IR并=0.45A×10Ω=4.5V;(3)只闭合开关S、S1时,灯泡L与R1串联,R1和灯L串联接入电路,滑片P向左移动时,R1变大,电压表的示数变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为:UL′=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
由图乙可知电路中最小电流:I最小=0.2A,所以R1连入电路的电阻:R1==15Ω,当滑片向右移动R1变小,电流表的示数变大,UL也变大,由图象可知电路中的最大电流:I最大=0.25A<0.6A(电流表安全),此时UL′=2.5V,R1两端的电压为:U1′=U﹣UL′=4.5V﹣2.5V=2V,R1连入电路的电阻:R1′==8Ω,所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8~15Ω.
点睛:解答此题的关键是正确识别电路,从图象中获取有效的信息.
14.(1)1100W(2)6.6×105J(3)2.2(4)5A
【详解】①家庭电路的电压为220 V,则这台电烤箱的功率:.②这台电烤箱10 min产生的热量:.③用电2 h消耗的电能:.④保险丝中通过的电流:.
【点睛】①家庭电路的电压为220V,知道发热体的电阻,根据P=求出这台电烤箱的功率.②根据Q=W=Pt求出这台电烤箱10 min产生的热量.③根据P=求出用电2 h消耗的电能.④根据P=UI求出跟这台电烤箱串联的保险丝中通过的电流.
15.(1)1210Ω;(2)6A;(3)2.64 kW·h
【详解】解:(1)照明灯的规格为“220V 40W”,由可得,照明灯的电阻为
(2)由图知,当所有开关都闭合时,照明灯、暖风机、电热水器并联,卫生间电路的总功率
P=PL+P暖风机+P热水器=40W+400W+880W=1320W=1.32kW
由P=UI可得,卫生间干路的最大工作电流
(3)以最大电流工作2h,消耗的电能
W=Pt=1.32kW×2h=2.64 kW·h
答:(1)照明灯的电阻为1210Ω;
(2)卫生间干路的最大工作电流为6A;
(3)最大电流工作2h,消耗电能2.64 kW·h。
16. 分子在不停地做无规则运动 并 J 200V
【详解】解:(1)[1]用中药壶煎药时能闻见药液的气味,为扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]中药壶与家庭电路中的灯泡工作时互不影响,说明是并联的。
(2)[3]药液吸收的热量为
[4]如果这些热量由焦炭提供,需要焦炭的质量为
(3)[5]内电能表的示数由20225变为20226,此时消耗的电能为
此时电热中药壶的实际功率为
电热中药壶的电阻为
此时的实际电压为
答:(1)用中药壶煎药时能闻见药液的气味,说明分子在不停地做无规则运动,中药壶与家庭电路中的灯泡是并联的;
(2)药液吸收的热量为,相当于完全燃烧的焦炭;
(3)此时家庭电路的实际电压为200V。
17.(1)0.2A;(2)3.36×105 J;(3)1050s;(4)见解析
【详解】解:(1)由可知,电热饮水机处于保温时电路中的电流为
(2)由可得,热水箱中水的质量为
水从加热到,水吸收的热量为
(3)由则可知,电热饮水机正常工作将热水箱中的水从加热到的消耗的电能为
由可得,加热所用时间为
(4)三脚插头中较长的脚与电热饮水机的外壳相连,当插头插入插座时,较长的脚首先和插座的地线相连,若电热饮水机漏电,人接触电热饮水机可避免触电事故发生。
答:(1)电热饮水机处于保温状态时电路中的电流是;
(2)将热水箱中的水从20℃加热到100℃水吸收的热量是;
(3)将热水箱中的水从20℃加热到100℃的时间为1050s;
(4)三脚插头中较长的脚与电热饮水机的外壳相连,当插头插入插座时,较长的脚首先和插座的地线相连,若电热饮水机漏电,人接触电热饮水机可避免触电事故发生。
18.(1)5A;(2)156Ω;(3)960W;(4)见解析
【详解】解:(1)由表格数据可知,饮水机加热时的额定功率,额定电压;由可知,饮水机加热时的电流
(2)当开关S接a时,只有工作,当开关S接b时,电热丝、串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联后的总电阻大于各电热丝的电阻,由可知,当开关S接a时,只有工作,此时电路中的电阻最小,电功率最大,为加热状态,电热丝的阻值
当开关S接b时,电热丝、串联,此时电路中的电阻最大,电功率最小,为保温状态。则保温时的总电阻
R2的阻值为
(3)3000r/(kW h)表示电路中用电器每消耗的电能,电能表的转盘转过3000转,则电能表转盘转了120转,饮水机消耗的电能
饮水机加热的实际功率
(4)生活中若家用电器起火时,为保证人身安全,应先切断电源,再灭火。
答:(1)该饮水机正常加热时的电流为5A;
(2)电阻的阻值为156Ω;
(3)此饮水机加热的实际功率为960W;
(4)家用电器起火后,为保证安全,应先切断电源,再灭火。
19. 大地 22Ω 1.32×105J 能保证人的安全
【详解】解:(1)洗衣机的电源线用三脚插头,是为了将洗衣机的外壳与大地相连,避免因漏电发生触电事故。
(2)旋钮P旋至1挡时,R1、R2并联,洗衣机处于加热状态,R2的功率为
R1的加热功率为
P1=P加热﹣P2=2420W﹣220W=2200W
电热丝R1的阻值
(3)洗衣机在保温洗涤状态工作时,R2与电动机并联,电动机通过的电流
R2通过的电流为
干路电流为
I=I2+I电动机=1A+1A=2A
5分钟消耗的电能
W=UIt=220V×2A×5×60s=1.32×105J
(4)防电墙与人的电阻串联,根据串联电路电阻特点知道,电路总电阻为
R=R0+R人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×106Ω
串联电路中的电流为
由欧姆定律得,此时人体两端的电压为
U人=I0R人=2×10﹣4A×1×105Ω=20V
因为U人小于36V,所以防电墙技术能保证人的安全。
答:(1)大地;
(2)电热丝R1的阻值为22Ω;
(3)洗衣机在保温洗涤状态正常工作时,5分钟消耗的电能是1.32×105J;
(4)能保证人的安全。
20.(1)0.4A,550Ω;(2);(3)见解析
【详解】解:(1)只闭合S1时,电路处于低温挡,只有R1接入电路,电功率为88W,电压为220V,流过R1的电流为
所以R1的电阻为
(2)当、同时闭合时,电路处于高温挡,高温当功率为110W,电热毯工作时将电能转化为内能,故电热毯1h即3600s产生的热量为
(3)使用电热毯时应注意电热毯常见安全隐患:①睡前加热,上床睡觉拔掉电源;②使用超6年的电热毯及时更换;③是否可洗应仔细阅读说明或咨询厂商。
答:(1)通过R1的电流和R1的电阻分别为0.4A和550Ω;
(2)高温挡工作1h,电热毯产生的热量是3.96×105J;
(3)见解析。
21.(1)见解析;(2)48.4Ω;(3)4.032×105J;(4)84%
【详解】解:(1)该电热水壶为有金属外壳的用电器,应该使用三孔插座,这是因为当其外壳漏电时,能防止发生触电事故。
(2)该电热水壶的电阻丝的阻值
(3)水壶装满水时水的体积
V=1.2L=1.2dm3=1.2×10-3m3
水的质量
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg
在1标准大气压下水的沸点为100℃,则水需要吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃﹣20℃)=4.032×105J
(4)电热水壶正常工作时将水烧开需要8min消耗的电能
W=Pt′=1000W×8×60s=4.8×105J
则该电热水壶的热效率
答:(1)该电热水壶应该使用三孔插座,这是因为当其外壳漏电时,能防止发生触电事故;
(2)该电热水壶的电阻丝的阻值是48.4Ω;
(3)把电热水壶中的水烧开,水需要吸收的热量为4.032×105J;
(4)计算该电热水壶的热效率为84%。
22.(1)1A;(2)40min,1.47kW·h;(3)见解析
【详解】解:(1)由图象可知,在前5min,空调的功率是
0.22kW=220W
由题意知空调处于送风状态;此时通过空调的电流
(2)由图象可知,1h内空调制冷状态工作
空调消耗的电能
(3)在高温天气,用电器过多,导致干路电流过大,输电线上分担的电压增大,家庭电路的电压过低,导致空调不能正常启动。空调功率较大,电流较大,铺设空调专线防止家庭电路电流过大引起火灾或跳闸。
答:(1)空调在前5min内处于送风状态,通过它的电流是1A。
(2)在1h内,这台空调制冷时间是40min,消耗的电能是1.47kW·h。
(3)见解析。
23.(1)5A;(2)0.025A,见解析
【详解】解:(1)用电器两端的电压为220V,电阻为44Ω,根据欧姆定律可得,只有用电器R接入电路时通过保险丝的电流
(2)由数据知,此时人体电阻大约为R=8.8×103Ω,通过人体的电流
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过保险丝的电流
人触电时干路的电流未达到保险丝的额定电流,保险丝不熔断,不能救人的命。
答:(1)只有用电器R接入电路时,通过保险丝的电流为5A;
(2)发生触电事故时通过人体的电流是0.025A;此时保险丝不会熔断,因通过人体的电流远小于保险丝熔断电流,人已触电,但保险丝未断。
24. 并联 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,R1和R2这两个电阻都有各自的电流路径,所以这两个电阻是并联的。
(2)[2]开关S1断开、S2闭合时,通过用电器R2的电流是4.8A,据欧姆定律可得电源电压为
当S1、S2同时闭合时,R1与R2并联在电源上,对于R1应用欧姆定律得,通过R1的电流
故B不会熔断;通过R2的电流为4.8A,故C不会熔断;据并联电路干路总电流等于各支路的电流之和,即通过保险丝A的电流
所以保险丝A会熔断。
25.(1)1100W;(2)440Ω;(3)见解析
【详解】解(1)由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1,电路中电阻较小;当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,电路中电阻较大;电源电压一定,由
可知,当开关S与触点1连接时,电路电功率较大、电饭锅处于加热状态;当开关S与触点2连接时,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态,电饭锅加热的电功率为
(2)当开关S与触点2连接时,R1、R2串联,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态,表示电路中用电器每消耗的电能,电能表的转盘转转,
保温功率为

可得
R2的阻值为
(3)用电高峰时期,由于使用的用电器增多,导致家庭电路中的总电阻减小,干路上的电流增大,根据
知,线路上分得的电压增大,根据串联电路电压的规律知,用电器两端的实际电压减小。
答:(1)加热状态时,电饭锅消耗的功率为1100W;
(2)R2的阻值为;
(3)见解析。
26.(1)8.2A;(2)3.36×105J ;(3)1600W
【详解】解:(1)由得,电热水壶正常加热时的电流
(2)水吸收的热量
(3)电热水壶工作的时间
电热水壶消耗的电能
电热水壶的实际功率
答:(1)电热水壶正常加热时的电流8.2A;
(2)用电热水壶将1 kg初温20℃的水加热到100℃,水吸收的热量3.36×105J;
(3)电热水壶的实际功率1600W。
27.(1)防止因漏电导致的触电事故;(2)5.5A;(3)3.63×105J;(4)见解析
【详解】解:(1)电热水壶为了防止因漏电导致的触电事故,应该选用三孔插座。
(2)从表中数据可看到,该电水壶额定电压为220V,额定功率为1210W,根据电功率公式可知,该电水壶正常工作时的电流
该电水壶正常工作时的电流为5.5A。
(3)从表中数据可看到,额定功率为1210W,根据可知,电热水壶正常工作5min消耗的电能
电热水壶正常工作5min消耗的电能为3.63×105J。
(4)电热水壶功率较大,工作时,通过电源线的电流较大;如果电源线过长,在材料和横截面积一定时,电阻较大,由焦耳定律可知,电源线产生的热量较多,容易引起火灾等事故。
答:(1)电热水壶应该选用三孔插座,防止因漏电导致的触电事故;
(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A;
(3)电热水壶正常工作5min消耗的电能为3.63×105J;
(4)见解析。
28.(1),;(2);(3)见解析
【详解】解:(1)根据得,灯L2的电阻是
闭合开关S1和S2,L1短路,L2正常发光,工作5h消耗的电能是
(2)断开S1,闭合S2,两灯串联,L1和L2都是“12V 6W”,即
串联电路的总电阻等于各部电阻值之和
电路中的电流
此时L2两端的电压
(3)踩木凳做法好,因为木凳是绝缘体可防止火线、人体与大地接通的触电事故。手湿着就来检查灯泡的做法不好,因为水能导电,容易发生触电事故等。
答:(1)灯L2的电阻是,闭合开关S1和S2,L2正常发光,工作5h消耗的电能是;
(2)断开S1,闭合S2,让两灯都发光,深夜灯不容易烧坏,请计算此时L2两端的电压为;
(3)踩木凳做法好,因为木凳是绝缘体可防止火线、人体与大地接通的触电事故。手湿着就来检查灯泡的做法不好,因为水能导电,容易发生触电事故等。
29.(1);(2)10 A,1.32×105J;(3)44 Ω
【详解】解:(1)家庭电路连接时,要求左零右火,且开关要连接在火线上,因此a接零线,b接火线,如图所示:
(2)煎烤机达到额定功率时,电流最大,所以
最大额定功率工作时,1min消耗电能为
(3)开关S1和S2都闭合时,两电阻并联,此时电路中电流最大。因为两电热丝阻值相等,所以流过R1的电流为I1=5A,根据欧姆定律得
答:(1)见解析;
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是10A;最大额定功率工作时,1min消耗1.32×105J电能。
(3)电热丝R1的阻值是44Ω。
30.(1)2.1×104J;(2)87.5%;(3)198V
【详解】(1)用中功率挡给热水保温时,热水吸收的热量
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(80℃-75℃)=2.1×104J
(2)此加热过程中,滑块P接触触点4,电路是只有R1工作的简单电路,则烧水壶消耗的电能
烧水壶的热效率
(3)由电能表的参数得,烧水壶在60s内消耗的电能
当滑块P接触触点1、2时,烧水壶处于高功率挡,两电阻并联,电路的总电阻
在高功率挡工作30s消耗的电能
此为①式,
当滑块P接触触点2时,烧水壶处于低功率挡,电路是电阻R2工作的简单电路,此时烧水壶工作30s消耗的电能
此为②式,

W1=W高+W低
此为③式,
解①②③式得
U实=198V
答:(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q是2.1×104J;
(2)此加热过程中烧水壶的热效率η是85%;
(3)烧水壶工作的际电压U实是198V。
31.(1) 1.1×103W;(2) 开关S1、S2都闭合时,电烤箱是高温档,S1闭合、S2断开时,电烤箱是低温档,44Ω,66Ω;(3)264W;(4)2179.1 kW h
【详解】(1)根据题意,此时电烤箱工作3min消耗的电能
那么电烤箱的高档功率
(2)由电路图可知,当开关S1、S2都闭合时,电路中只有R1工作,电阻R2被短路;当S1闭合、S2断开时,电阻R1、R2串联。根据得,电路中的电阻越大,电功率越小,所以开关S1、S2都闭合时,电烤箱是高温档,则电阻
S1闭合、S2断开时,电烤箱是低温档,此时电路的总电阻
根据串联电路的电阻特点,则电阻
R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω
(3)电烤箱在低温档正常工作时,两电阻串联,电路中的电流
那么R2电功率
P2=I2R2=(2A)2×66Ω=264W
(4)用电高峰期,电路中的实际电压为198V,此时电烤箱高温档的实际功率
此时电烤箱1h实际消耗的电能
W实=P高实t1=0.891kW×1h=0.891kW h
那么电能表此时的示数
W2=W1+W实=2178.2kW h+0.891kW h=2179.1kW h
答:(1)该电烤箱的高档功率是1.1×103W;
(2) 开关S1、S2都闭合时,电烤箱是高温档,S1闭合、S2断开时,电烤箱是低温档;R1和R2的值分别是44Ω和66Ω;
(3)电烤箱在低温档正常工作时,R2的功率是264W;
(4)羊排烤好后电能表的示数是2179.1kW h。
32. 5.28×105 J 9.9×105 J 3 A 726 s
【详解】(1)由题可知,米饭吸收的热量为
Q吸= c米饭m t=4×103 J/(kg·℃) ×1.5kg×(100℃-12℃)=5.28×105J
(2)由图丙可知,工作30min,电饭煲以功率P1=660W工作的时间为
t1=15min=900s
以功率P2=440W工作的时间为
t2=15min=900s
因为电路为纯电阻电路,由Q=W=Pt可得,0~30min内电饭煲产生的总热量为
Q总=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+ P2t2=660W×900s+440W×900s=9.9×105J
(3)S和S1均闭合,R1和R2并联,电饭煲的功率较大,由图丙可知P1=660W,由P=UI可得,电路中的总电流:
(4)电饭煲正常工作时,由图丙可知,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开所用时间t3=10min=600s,此过程中产生的热量为
Q3=W3=P1t3=660W×600s=3.96×105J
电饭煲以较大功率工作时,电路中的总电阻为,由得
在不考虑热损失的条件下,在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同,所以,由可得,在实际电压是200V时电饭煲工作的时间为
33.(1)95.5 W,变暗.(2) 40 A,0.125 Ω,2.16×106J.
【详解】(1)根据得,灯泡的电阻为:
实际电压是215 V,则灯泡的实际功率为:

因为,所以灯泡亮度将变暗.
(2)由于输电线与用户电器是串联,根据得,通过输电线的电流为

输电线与用户电器是串联,根据串联电路的特点得,输电线两端的电压为:

根据得,输电线的电阻为:

根据得,输电线上消耗的电能为:

【点睛】重点是电功率变形公式和欧姆定律的应用,牢记和,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单。
34.(1)①5A ;②44Ω;③2h;④见解析;(2)可以
【详解】(1)①流过电暖气的电流
I==5A
②电暖气的电阻为
R==44Ω
③消耗2.2kW·h电能的时间
t==2h
④虽然导线和电暖器串联,电流相等,但是电暖器的电阻远远大于导线电阻,相同时间内,由焦耳定律Q=I2Rt可知,电暖器工作时放出大量的热,而与其连接的导线却几乎不发热。(2)电吹风正常工作时的电流
I=3.4A
电吹风和电暖器是并联电路,因此总电流为
I总=5A+3.4A=8.4A<10A
因此插线板可以让电吹风和电暖器同时工作。
35. 同一个人的身体潮湿时电阻会变小 不大于36V 不大于9V 人体变潮湿后安全电压会降低
【详解】(1)由表格数据可知人体干燥时的电阻比潮湿时电阻大的多;
(2)由 可知,干燥时人体的最大安全电压:,
潮湿时人体的安全电压:

(3)通过计算可以认识到人体潮湿时安全电压降低.
故答案为 (1). 同一个人身体潮湿时电阻会变小 (2). 不大于36 V (3). 不大于9 V (4). 人体变潮湿后安全电压会降低
【点睛】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是从表格中获取有用的信息.
36.(1)该用户在这1h内消耗的电能4.5kW h;
(2)空调器消耗的电功率3.6kW;
(3)通过用户保险丝的电流20.5A;
(4)要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U1约为250.75V.
【详解】试题分析:(1)电能表两次示数差就是该段时间内该用户在这1h内消耗的电能;
(2)计算空调消耗的电能,由P=计算其电功率;
(3)计算三种用电器的总功率,由P=UI计算通过保险丝的电流;
(4)输电导线与用电器是串联的,根据串联电路特点和欧姆定律计算导线分压,从而得到配电室向线路输出的电压U1.
解:
(1)由图18:00时,电能表示数为132.1kW h,19:00电能表示数为136.6kW h,
所以该用户在这1h内消耗的电能:W=136.6kW h﹣132.1kW h=4.5kW h;
(2)由题电源电压220V,家庭电路各用电器并联,所以三种用电器都正常工作,
由P=,空调消耗电能:
W空调=W﹣W灯﹣W电烙铁=4.5kW h﹣0.1kW×1h﹣0.8kW×1h=3.6kW h,
所以空调的电功率:P空调===3.6kW;
(3)此时用电器的总功率:P===4.5kW,
由P=UI可得通过保险丝的电流:
I==≈20.5A;
(4)输电导线与用电器是串联的,由I=所以要保证用户家里这三个用电器同时正常工作(即用电器两端电压为220V),
导线电压:U线=IR线=20.5A×1.5Ω=30.75V,
根据串联电路的电压特点,所以配电室向线路输出的电压:
U1=U额+U线=220V+30.75V=250.75V.
答:(1)该用户在这1h内消耗的电能4.5kW h;
(2)空调器消耗的电功率3.6kW;
(3)通过用户保险丝的电流20.5A;
(4)要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U1约为250.75V.
【点评】本题考查了串、并联电路特点、电功率和欧姆定律公式的灵活应用,第(4)问知道输电导线与用电器之间是串联的是关键.