教科版九年级上册物理习题课件 期末提分练案 第4讲 第3课时 综合训练 关于电动机和电磁炉的综合应用（23张）

第4讲 电功率
JK版 九年级上
期末提分练案
第3课时 综合训练
关于电动机和电磁炉的综合应用
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1．【2020·丹东】如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω，电源电压220 V恒定不变。求：
(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少？
解：加热电阻正常工作时的电功率：
(2)在足浴盆中加入体积为4 L、初温为20 ℃的水，加热电阻正常工作420 s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：加热电阻正常工作420 s产生的热量：Q放＝W＝Pt＝1 000 W×420 s＝4.2×105 J；
电加热效率为80%，所以水吸收的热量：Q吸＝80%Q放＝80%×4.2×105 J＝3.36×105J；
由密度公式可得水的质量
m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×4×10﹣3 m3＝4 kg；
水升高的温度：
水的温度会升高到：t＝t0＋Δt＝20 ℃＋20 ℃＝40 ℃。
(3)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1 A，按摩10 min，电动机线圈产生的热量是多少？
解：按摩10 min电动机线圈产生的热量：Q＝I2R′t＝(0.1 A)2×2 Ω×10×60 s＝12 J。
2．【中考·杭州】某同学根据如图所示的电路进行实验：先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数，然后松开夹子，使电动机转轴转动，移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数。数据记录如下：
物理量
U/V
I/A
W/J
Q/J
不转动
0.2
0.2
W1
Q1
转动
3.0
1.2
W2
Q2
利用上表数据计算和分析：
(1)电动机不转动时，通电10 s，电流对电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。
解：电动机不转动时，通电10 s，电流对电动机所做的电功为W1＝U1I1t1＝0.2 V×0.2 A×10 s＝0.4 J，
线圈电阻为
电流所产生的热量为Q1＝I12rt1＝(0.2 A)2×1 Ω×10 s＝0.4 J。
(2)电动机转动时，通电10 s，电流对电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。
解：电动机转动时，通电10 s，电流对电动机所做的电功为
W2＝U2I2t2＝3.0 V×1.2 A×10 s＝36 J，
电流所产生的热量为
Q2＝I22rt2＝(1.2 A)2×1 Ω×10 s＝14.4 J。
(3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分析其原因。
解：比较发现：W1＝Q1，W2>Q2。
电动机不转动时电路属于纯电阻电路，电能全部转化为内能，所以W1＝Q1；
电动机转动时电路属于非纯电阻电路，电能部分转化为内能，大部分转化为机械能，所以W2＞Q2。
3．【2020·黔东南】小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示)，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率为605 W，问：
(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15 min将水加热到40 ℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×(40 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J。
(2)加热系统加热时的热效率是多少？(结果精确到0.1%)
解：加热时间t′＝15 min＝900 s，
足浴盆加热时消耗的电能：W＝P额t′＝605 W×900 s＝5.445×105 J；
加热系统加热时的热效率：
(3)当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率是多少？(加热电阻阻值不随温度变化而变化)
解：由 得，加热电阻的阻值：
当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率：
(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V)，工作电流为4 A，其电阻为0.5 Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
解：电动机工作中因发热损失的功率：
P损＝I2R′＝(4 A)2×0.5 Ω＝8 W。
4．电吹风机是现代家庭的常用电器。如图所示的是电吹风机的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某牌电吹风机的主要技术参数如表所示。求：
××牌电吹风机
ZJQF003
额定电压
220 V
频率
50 Hz
吹热风时功率
880 W
吹冷风时功率
110 W
(1)只闭合S1时，电路中的电流。
解：电路中电流
(2)若电吹风机正常工作且吹热风时，工作0.5 h消耗的电能。
解：880 W＝0.88 kW，电能W＝P热t＝0.88 kW×0.5 h＝0.44 kW·h。
(3)电热丝R的阻值(结果保留整数)。
解：由表得PR＝880 W－110 W＝770 W。
电热丝R的阻值
5．【中考·兰州】某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220 V电路中给锅内25 ℃的水加热5 min，锅内的水温度升高到88 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，求：
(1)电磁炉在5 min内消耗的电能。
解：只闭合S1时，通过R1的电流
(2)假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是多少？
解：水吸收的热量
Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×m×(88－25)℃。
因为电磁炉产生的热量全部被水吸收，所以84%×W＝Q，即84%×6.3×105 J＝4.2×103 J/(kg·℃)×m×63 ℃，解得m＝2 kg。