2024年中考 物理专题提升 家用电器类计算（含答案）

家用电器类计算
命题点1　挡位的判断
方法指导 多挡位家用电器挡位分析
根据P实＝可知，R总 越大，P实越小，挡位越低；R总越小，P实越大，挡位越高．
基础小练
1. 某电饭锅有加热和保温两个挡位，其内部简化电路可能存在如图所示的三种情况．
第1题图
(1)图甲中，当S闭合、S1断开时，电饭锅处于______挡；当S、S1均闭合时，电饭锅处于______挡．
(2)图乙中，当S闭合、S1断开时，电饭锅处于______挡，当S、S1均闭合时，电饭锅处于______挡．
(3)图丙中，当开关S接________时为加热挡，当开关S接________时为保温挡．
2. 某品牌电烤箱在额定电压下，功率从大到小有高挡、中挡和低挡．如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图，R1、R2为发热电阻丝，且阻值R1＞R2，则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图________、图________和图________．(选填“甲”“乙”或“丙”)
第2题图
拓展训练
3. 如图所示是某种多功能炖锅的简化电路图．R1、R2是两个电热丝，S2是单刀双掷开关．通过开关S1和S2的闭合、断开的组合，实现高、中、低三挡加热．当____________时炖锅处于低温挡，当____________时炖锅处于中温挡，当____________时炖锅处于高温挡．(均填开关状态)
第3题图
【典型试题拓展】 第3题1．(情境拓展)小明家购置了一款多功能电暖器，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换．如图所示是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同，电暖器低温挡工作时，开关应处于_______位置(选填“1”“2”或“3”).若中温挡额定功率为1 000 W，则电阻R的阻值为_______ Ω，高温挡的额定功率为______ W．
命题点2　家用电器类相关计算
4. 如图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景. 打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化．加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6 V，R1和R2为发热电阻丝．只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1＝4 Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化．求：
　第4题图
(1)通过R1的电流；
(2)低温挡的功率；
(3)R2的电阻值．
5. 某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻．取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制．已知高温挡功率为1 320 W，R1＝55 Ω.求：
　第5题图
(1)取暖器工作时通过R1的电流；
(2)取暖器处于低温挡时，工作1 min产生的热量；
(3)R2的阻值．
6. 某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V．如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)，某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示．求：
　第6题图
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
(3)R2的阻值．
【典型试题拓展】 第6题2．(画电路图)某小组设计一款电热饮水机有加热和保温两挡功能(S1为总开关，S2为温控开关)，其内部有两个加热电阻丝R1和R2(R1的电阻是198 Ω，R2的电阻是44 Ω).已知额定电压为220 V、加热功率为1 100 W、保温功率为200 W．正常加热时，通过电路的电流为______ A；请画出电饭锅的电路图．
拓展训练
7. 某科技兴趣小组用一个88 Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220 V的家庭电路，简化电路如图甲所示，闭合开关，求：
(1)通过R1的电流；
(2)R1消耗的电功率；
(3)小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装．
①你认为应按照图________(选填“乙”或“丙”)进行改装；
②闭合开关S后，通电10 min，求改装后电烤箱产生的热量．
【拓展设问】若电烤箱在原有基础上需要增加保温功能，使保温功率为电烤箱原功率的，兴趣小组又拿来一发热电阻R0接入电路，请在虚线框中画出改装后的电路图，并求出R0的阻值．
第7题图
　　　　　　　　　　
8. 小华查看家中电炖锅的说明书后发现：电炖锅有低温、中温、高温三挡；电阻R2＝60.5 Ω，R1＝4R2，该电炖锅的原理图如图所示．请解答：
(1)闭合开关 S、S1，电炖锅处于 ________ 挡．
(2)电炖锅高温挡的额定功率为多大？
(3)正常工作时，使用电炖锅高温挡加热10 min，可将一锅1.5 kg的汤从20 ℃加热到100 ℃，电炖锅的加热效率是多少？[汤的比热容取4×103 J/(kg·℃)]
　第8题图
　家用电器类计算
1. (1)保温　加热　(2)保温　加热　(3)b　a
2. 丙　乙　甲
3. 开关S1断开，S2接1　开关S1闭合，S2接1
开关S1闭合，S2接2
【典型试题拓展】 第3题1 48.4 2 000
4. 解：(1)只闭合S1时低温挡工作，电路中只有R1接入电路，通过R1的电流
I1＝＝＝1.5 A
(2)低温挡的功率
P低＝UI1＝6 V×1.5 A＝9 W
(3)S1、S2都闭合时，R1与R2并联，此时高温挡工作
由＝＝＝
可得P2＝3 W，即R2消耗的电功率为3 W
通过R2的电流I2＝＝＝0.5 A
故R2＝＝＝12 Ω
5. 解：(1)取暖器工作时通过R1的电流
I＝＝＝4 A
(2)分析电路可知，低温挡时只有R1接入电路
取暖器处于低温挡时，工作1 min产生的热量
Q＝UIt＝220 V×4 A×1×60 s＝5.28×104 J
(3)已知高温挡的功率为1 320 W
高温挡时R1与R2并联
低温挡的功率P低＝UI＝220 V×4 A＝880 W
所以高温挡时R2的电功率
P2＝P高－P低＝1 320 W－880 W＝440 W
R2的阻值R2＝＝＝110 Ω
6. 解：(1)由图乙可知，P加热＝484 W，t加热＝5 min＝300 s
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能
W＝P加热t加热＝484 W×300 s＝1.452×105 J
(2)由图甲可知，只闭合S，电路中只有R1，此时饮水机处于保温挡
由图乙可知，P保温＝44 W
由P＝UI可得通过R1的电流I＝＝＝0.2 A
(3)当S、S0闭合时，R1与R2并联，饮水机处于加热挡
R2的功率P2＝P加热－P保温＝484 W－44 W＝440 W
R2＝＝＝110 Ω
【典型试题拓展】 第6题5
7. 解：(1)通过电阻R1的电流为I＝＝＝2.5 A
(2)R1消耗的电功率为P＝UI＝220 V×2.5 A＝550 W
(3)①乙
②通电时间为t＝10 min＝600 s
则这段时间内电烤箱产生的热量为
W＝P并t＝1 100 W×600 s＝6.6×105 J
【拓展】如答图所示
第7题答图
保温功率P保＝P＝×550 W＝110 W
由P＝UI＝可知，电路总电阻
R总＝＝＝440 Ω
R0的阻值R0＝R总－R1＝440 Ω－88 Ω＝352 Ω
8. (1)低温
解：(2)R1的阻值R1＝4R2＝4×60.5 Ω＝242 Ω
且电炖锅处于高温挡时，R1、R2并联
则电炖锅高温挡的额定功率
P高＝＋＝＋＝1 000 W
(3)汤吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)＝4×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝4.8×105 J
电炖锅高温挡加热10 min消耗的电能
W＝P高t′＝1 000 W×10×60 s＝6×105 J
电炖锅的加热效率
η＝×100%＝×100%＝80%