2024辽宁中考物理二轮重点专题研究 微专题 家用电器——电热综合相关计算 习题课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
家用电器—电热综合计算
微专题
知识精讲
2
重难点突破
辽宁近年真题精选
1
1. (2023沈阳17题3分)电热水器在工作的过程中，把电能转化成___能．某电热水器的铭牌如图所示，在该电热水器中装初温为25 ℃，质量为60 kg的水，在额定电压下工作1 400 s，水温升
高10 ℃.则水吸收的热量是__________ J，
电热水器消耗的电能是_________ J．[水
的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
命题点
2.52×106
用电器类电热综合计算
类型1　铭牌类
内
2.8×106
辽宁近年真题精选
2. (2022辽宁15题6分)在比较不同物质吸热情况的实验中，用额定功率为250 W的电加热器分别对质量相等的水和食用油加热2 min，电加热器均正常工作，记录的数据如下表．[忽略汽化对质量的影响，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
物质 初温/℃ 末温/℃
水 18 38
食用油 18 68
(1)给水加热时，电加热器消耗的电能；
(2)若电加热器对水加热的效率为84%，水吸收的热量；
(3)食用油的质量．
解：(1)由 得，电热器消耗的电能W＝Pt＝250 W×2×60 s＝3×104 J
(2)由 得，水吸收的热量为Q吸＝Wη＝3×104 J×84%＝2.52×104 J
(3)由Q吸＝cmΔt得，水的质量为
物质 初温/℃ 末温/℃
水 18 38
食用油 18 68
由于实验时水的质量与食用油的质量相等，所以食用油的质量为0.3 kg.
3. (2022铁岭27题9分)小喻的爸爸看完电视时习惯用遥控器关闭电视机和有线机顶盒，而不断开电源，这样做虽然方便，但电视机和机顶盒在待机状态下仍在消耗电能．为了说服爸爸，小喻关闭其他用电器，让电视机和机顶盒处于待机状态，观察到如图所示的电能表的转盘在12分钟内转了3转．
(1)电视机和机顶盒总的待机功率是多少？
(2)若每天看4个小时电视，然后处于待机状
态，一个月(30天)因待机浪费的电能是多少？
(3)把这个月节省下来的电能给水供热，这些热量的84%被水吸收，能使100 kg的水从20 ℃升高到多少摄氏度？[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(1)由图知，电能表表盘上标有3 000 r/kW·h，表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3 000 r，转盘转动3转，
电视机和机顶盒消耗的电能：
工作时间t＝12 min＝ h＝0.2 h
电视机和机顶盒总的待机功率：
(2)由 可得，一个月电视机和机顶盒因待机浪费的电能：
W＝Pt′＝5 W×(24－4)×30×3 600 s＝1.08×107 J
(3)由题意可得，水吸收的热量：
Q吸＝Wη＝1.08×107 J×84%＝9.072×106 J
由Q吸＝cm(t－t0)得，水升高到的温度：
4. (2023抚顺27题9分)如图甲是自动冲泡咖啡机，图乙是其简化电路图，咖啡机的铭牌如下表．咖啡机可以通过自动控制开关S分别进行打磨和加热．请计算：
(1)咖啡机正常打磨时，通过
电动机线圈的电流是多少安？
(2)电热丝R的阻值是多少欧？
(3)若忽略热量损失，咖啡机把1 L水从20 ℃加热到100 ℃，正常工作需要加热多少秒？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3，1 L＝1 dm3]
类型2　挡位类
其他地市真题展示
额定电压 220 V
电动机额定功率 220 W
电热丝额定功率 800 W
水容量 1 L
解：(1)由电路图可知，开关S接a时，咖啡机处于打磨状态，由P＝UI得
通过电动机线圈的电流
(2)开关S接b时，咖啡机处于加热状态，由P＝UI＝ 得
电热丝阻值
额定电压 220 V
电动机额定功率 220 W
电热丝额定功率 800 W
水容量 1 L
(3)水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×10－3 m3＝1 kg
水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20℃)＝3.36×105 J
若忽略热量损失，咖啡机消耗的电能W＝Q吸＝3.36×105 J
由 得，需要加热的时间
额定电压 220 V
电动机额定功率 220 W
电热丝额定功率 800 W
水容量 1 L
5. (2021抚顺本溪辽阳27题9分)如图所示是一款电火锅的简化电路图，额定电压为220 V，当开关S0闭合后，锅内温控开关S自动控制小火和大火
两种加热状态，已知R2的电阻为48.4 Ω，小火加热功率为1 000 W．求：
(1)电火锅大火加热的功率．
(2)用大火将2 kg清汤从20 ℃加热到100 ℃
吸收的热量．[c汤＝4×103 J/(kg·℃)]
(3)若忽略热量损失，用大火将2 kg清汤从20 ℃加热到100 ℃需要的时间．
解：(1)只闭合开关S0，R1单独工作，为小火；同时闭合开关S0、S，R1与R2并联，为大火．
电阻R2的功率
电火锅大火加热的功率
P大火＝P2＋P小火＝1 000 W＋1 000 W＝2 000 W
(2)用大火将2 kg清汤从20 ℃加热到100 ℃吸收的热量为
Q吸＝c汤m(t－t0)＝4×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.4×105 J
(3)不计热量损失用大火将2 kg清汤从20 ℃加热到100 ℃ W＝Q吸＝6.4×105 J
由 得，加热所需要的时间
6. (2022本溪铁岭辽阳27题9分)图中是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为3 300 W．R1、R2均为加热电阻丝，R1的阻值为55 Ω.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：
(1)低温挡时通过R1的电流．
(2)R2的阻值．
(3)如果不计热量损失，用高温挡把50 kg的水，
从27 ℃加热到60 ℃，需要的时间．
解：(1)由电路图可知，当开关接a时，两电阻并联，电路电阻最小，根据 可判断，此时电热水器为高温挡；当开关接b时电路为R1的简单电路，此时电热水器为低温挡
则低温挡时通过R1的电流
(2)低温挡时R1消耗的功率
P1＝UI1＝220 V×4 A＝880 W
高温挡时R2消耗的功率 P2＝P高－P1＝3 300 W－880 W＝2 420 W
R2的电阻为R2＝ ＝20 Ω
(3)由于不计热量损失，则有Q吸＝W 水吸收的热量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(60 ℃－27 ℃)＝6.93×106 J
由 得，
7. (2023抚顺27题9分)如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图
乙所示．R1、R2、R3均为电热丝，已知R1
＝176 Ω，加热杯的部分参数如下表．求：
(1)R2的阻值是多少？
(2)加热杯的低温挡功率是多少？
(3)若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，
使1 L水从12 ℃升高到100 ℃，需要多长时间？
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
额定电压 220 V
高温挡功率 1 100 W
中温挡功率 440 W
低温挡功率
容量 1 L
解：(1)由 得，
R3的阻值
加热杯处于中温挡，R2和R3串联
电路总电阻
R2的阻值R2＝R总－R3＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
(2)加热杯处于低温挡，R1和R3串联
此时电路的总电阻R′总＝R1＋R3＝176 Ω＋44 Ω＝220 Ω
则低温挡的功率
额定电压 220 V
高温挡功率 1 100 W
中温挡功率 440 W
低温挡功率
容量 1 L
(3)1 L＝1×10－3 m3由 得，
水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg
加热1 L水从12 ℃升高到100 ℃吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－12 ℃)
＝3.696×105 J
由于不计热量损失，则W＝Q吸由 得，
加热所需的时间
额定电压 220 V
高温挡功率 1 100 W
中温挡功率 440 W
低温挡功率
容量 1 L
8. (2021铁岭葫芦岛27题9分)如图甲是一款可调温的果汁加热鼎，图乙是其简化电路图．R1，R2均为加热电阻，当开关接1时，加热鼎处于保温挡，保温功率为275 W．当开关接2时，加热鼎处于可调温挡，可调功率范围为275 W～1 100 W．[果汁比热容取4.0×103 J/(kg·℃)]求：
(1)加热鼎最大功率时电路中的电流．
(2)滑动变阻器R1的最大阻值．
(3)不计热量损失，加热鼎用最大功率
对1 kg果汁加热2 min，果汁升高的温度．
解：(1)由P＝UI得，加热鼎最大功率时电路中的电流
(2)由 得，处于保温挡时总电阻
由 得，R2的阻值
滑动变阻器R1的最大阻值R1＝R－R2＝176 Ω－44 Ω＝132 Ω
(3)由 得，加热鼎最大功率加热2 min电流的功
W最大＝P最大t＝1 100 W×2×60 s＝1.32×105 J
由于不计热量损失，果汁加热过程中吸收的热量Q吸＝W最大＝1.32×105 J
由Q吸＝cmΔt得，果汁加热升高的温度
其他地市真题展示
9. (2021盘锦15题6分)如图甲所示，是一款熨烫衣服的便携式挂烫机，它有两个加热挡位，正常工作电压为220 V，高温挡功率为1 200 W．其内部电路如图乙所示，电热丝R1＝60.5 Ω.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]请计算：
(1)将水箱中0.2 kg的水从10 ℃加热到100 ℃， 需要吸收的热量；
(2)R2阻值；
(3)若用高温挡加热这些水，所需时间
为1 min10 s, 挂烫机的加热效率．
解：(1)水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃－10 ℃)＝7.56×104 J
(2)由电路图及 可知，两个电热丝并联时，功率最大，为高温挡.
当两个电热丝并联时，电热丝R1消耗的功率
根据并联电路电路总功率与各用电器消耗的电功率之间的关系可得，电热丝R2消耗的功率P2＝P－P1＝1200 W－800 W＝400 W
由 可得电热丝R2的阻值
(3) t＝1 min　10 s＝70 s 用高温挡加热这些水，消耗的电能
W＝Pt＝1 200 W×70 s＝8.4×104 J
则挂烫机的加热效率
知识精讲
重难点突破
挡位类相关计算
例1　(2021福建改编)如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为
发热电阻，R1的阻值为484 Ω，保温挡功率为______W．若加热挡功率
为1 200 W，电阻R2的阻值为_____Ω；用此电蒸
锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃，
需要的时间为375 s，电蒸锅的热效率为_____．
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
100
44
84%
方法指导
第一步：分析情境，提取信息
(1)电源电压220 V
(2)电路由两个发热电阻组成，
R1＝484 Ω，加热挡功率为1 200 W
第二步：构建电路模型
电路中有两个发热电阻R1、R2，有
两个开关S1、S2，因此通过开关的
开闭，电路有两种情况
开关接 通方式 只闭合 开关S1 开关S1、S2
都闭合
电路图
总电阻 R总＝R1
第三步：利用规律解决问题
挡位分析：闭合开关S1，电路中只有R1工作，此时电路应该处______(选填“加热”或“保温”)挡位；当开关S1、S2都闭合时，电路为____联电路，此时电路处于______(选填“加热”或“保温”)挡位，R1消耗的功率为_____W，R2消耗的功率为______W，保温挡的功率为
_____ W，定值电阻R2的电阻为____Ω，
若将1.2 kg的水温度升高75 ℃需要时间
375 s，则水吸收___________J的热量，
电蒸锅消耗的电能为_________J，电
蒸锅的加热效率为______．
保温
并
加热
100
1100
100
44
3.78×105
4.5×105
84%
开关接 通方式 只闭合 开关S1 开关S1、S2
都闭合
电路图
总电阻 R总＝R1
例2　某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，若已知低温挡功率为220 W，高温挡为1 000 W，则
(1)开关S1闭合、S2断开时，电饭锅处于______(选填“高温”或“低温”)挡．
(2)电饭锅在高温挡下加热2 kg的水，使其水温
在7 min内升高了40 ℃，则水吸收的热量为
__________J，电饭锅的加热效率为______．
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
低温
3.36×105
80%