人教版物理九年级同步训练 18.4电功率综合训练——电器类计算（含答案）

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18.3、18.4电功率同步练习——电器类计算
1．小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡，中温挡的额定功率分别为22W和44W。利用所学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：
（1）低温挡加热的电流多大？
（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？
（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？
2．如图甲是食堂为餐具消毒，烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管．消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W．求：
(1)关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能；
(2)正常工作时通过石英加热管及的电流和它的阻值；
(3)若在货架上放1mkg的不锈钢餐具，将其从26t加热到70℃，不计热量损失，正常工作需要加热多长时间?
c钢=0.46×l03J／(kg·℃)
3．图甲是一款具有加热、保温功能的饮水机，内部简化电路如图乙所示．其中R1和R2均为电热丝，电源电压220V，加热功率400W，保温功率100W．求：
(1)电热丝R1和R2的阻值．
(2)若加入冷水的温度为20℃，加热7min刚好将水烧开，饮水机加热内胆里水的质量是多少kg?[不计热量损失，气压为标准大气压，c水=4.2×l03J／(kg·℃)]
4．如图甲所示是某品牌电炖盅，它能够先用400W的功率将食物加热，达到一定温度时，温控开关会自动改变为较低的功率缓慢加热，直至沸腾，这有利于锁住食物营养成分．其简化电路图如图乙所示，电源电压为220V，R2=363Ω，R1、R2均为加热电阻，开关S，为温控开关．求：
(1)电阻R1的阻值；
(2)温控开关自动改变后，电炖盅的功率；
(3)电炖盅把质量为2kg、20℃的汤加热20min时，温控开关自动改变功率，这时汤的温度是多少?
[不计热量损失，c汤=4.2×l03J／(kg·℃)]
5．下图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为挡位自动控制开关.和为电热丝，的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如下表所示（低温焖饭挡额定功率模糊不清），求：
（1）电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；
（2）电饭锅低温焖饭时的额定功率；
（3）电阻丝的阻值.
6．建设社会主义新农村的惠民政策彰显价值关怀．小强家喜迁新居．他家新购买了一台电热水器，其铭牌参数如图甲所示．待电热水器安装完毕注满水后，他关闭了家里的其他用电设备，只让电热水器工作，观察到家里的电能表如图乙所示的转盘10min转了210转，电热水器中的水从20℃加热到25℃．请你结合所学的物理知识帮助他解决以下问题．[g=10N/kg，水=1.0×l03
kg/m3，
c水=4.2×l03J／(kg·℃)]
(1)电热水器中的水从20℃加热到25℃所吸收的热量。
(2)该电热水器的电阻和工作时的实际功率．
(3)该电热水器的加热效率。
7．如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝．小厨宝利用水箱储水，加热一段时间后，拧开水龙头就会有热水流出．其相关参数如下表所示．
（1）小厨宝正常工作时的电阻是多大？（计算结果保留一位小数）
（2）要把满箱水从15℃加热到38℃，需要吸收多少热量？小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间？c水=4.2×103J/（kg·℃）
（3）小丽了解到有一种速热式电热水器，额定功率为5000W，冷水流经速热式电热水器时，很快就可流出达到预设温度的热水．小丽家的电能表允许通过的最大电流为10A，通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器．
8．小明家买了一台全自动豆浆机，其部分技术参数如下表，豆浆机的核心部件是机头，它的中间部位是一个带动刀片旋转的电动机，用来将原料粉碎打浆，外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热（如图甲是豆浆机的机械结构图）．制作豆浆的过程是加热—打浆—加热—打浆—加热，加热和打浆交替进行．图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P-t图象，请根据以上信息解答下列问题：
（1）豆浆机正常打浆时，通过电动机电流是多少？
（2）豆浆机正常工作时，加热管电阻丝的阻值是多少？
（3）豆浆机做好一次豆浆，消耗的总电能是多少？
9．小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构（如图甲）、使用方法及注意事项，并观察了豆浆机铭牌（如图丙），电路原理图可等效成图乙。下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态。请你帮小明解决下列问题：
工作时间（min）
0~1
1~5
5~6
6~10
工作状态
粉碎打浆
加热
粉碎打浆
加热
（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？
（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/kW·h”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？（不考虑温度对电阻的影响）
10．如表为一台电烤箱的铭牌，低温挡的功率模糊不清；其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．(已知R2的阻值为66Ω)求：
(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；(2)电路中R1的阻值；
(3)电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率．
11．如图甲所示是某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热）。
额定电压
220
V
高挡发热功率
400
W
水箱容积
3
L
适用面积
20～40
m2
（1）加湿器需在高挡加热，开关S应旋转至触点______（选填：“1、2”、“2、3”或“3、4”）位置；
（2）电阻R1的阻值；
（3）加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（4）如图所示是某次使用加湿器工作30min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。
12．如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20min。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容（为）c=4.0×103J/（kg·℃）。求：
（1）R1、R2的阻值。
（2）电压力锅加热多少秒后开始保压？
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能。
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
13．图甲是一种新型家用电器－电压力锅，图乙是某型号电压力锅工作电路简图，表中数据是其部分参数。其中R是主加热器，R0是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触电a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105℃。开关S自动与a、b断开，开始保压，此时锅内水温不高，且未沸腾。现将5kg初温为25℃的水加入电压锅中，接通电路使其正常运行30min，热量损耗不计，已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。求
额定电压（V）
220
主加热器额定功率（W）
880
保压加热器额定功率（W）
120
保压温度（℃）
105
最大盛水量（kg）
6
（1）电压力锅加热状态时主加热器R的电阻
（2）电压力锅多少min后开始保压？
（3）电压力锅在此30min内保压时所消耗的电能。
14．左图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220
V，水箱装水最多0.3
kg，加热功率有大、小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有如右图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56
Ω，R2=44
Ω。
（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速___________成小水珠，放出热量将衣服熨平（填物态变化名称）。
（2）如果选择甲电路，电路中最大电流为___________A；如果选择乙电路，电路中最大电流为___________A，由于两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为8.2A，故设计师最终选择了甲电路。（计算结果保留一位小数）
（3）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。
（4）若将水箱中0.22
g的水从25℃加热到100
℃，挂烫机至少需要加热多长时间？
[水的比热容c=4.2×103
J/（kg·℃）]
15．热熔胶是常用的粘合剂，它在常温下是固体．图甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示．电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示．胶枪扳机松开时，开关S1断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度．此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，固体胶条向前挤压，枪口冒出温度为150℃～180℃的胶液．在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同．问：
（1）单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少？
（2）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多少？
（3）接通电源60s后，假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100s，它产生热量的60%被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量？
16．如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压为6V（保持不变）；定值电阻R0的规格是“520Ω
0.01A”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的（电阻忽略不计），R是一种新型电子元件，其阻值R随压力F大小变化的关系如图乙所示．求：
（1）R0允许消耗的最大功率是多少？
（2）通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值R随压力F变化的关系式．
（3）该测力计所能测量的最大压力是多少？
（4）若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法．
参考答案
1、（1）0.1A（2）0.22度（3）88W
2、（1）9×104J
（2）5A
44Ω
（3）1840s
3、（1）121Ω
363Ω（2）0.5kg
4、（1）121Ω
（2）100W
（3）80℃
5、（1）1.512×106J
（2）40W
（3）60.5Ω
6、（1）1.05×106J
（2）2100W
（3）83.3%
7、（1）
40.3Ω（2）5.796×105J483s
（3）I速热=22.7A，因为I速热＞10A所以在小丽家不能再接入这种热水器
8、（1）0.5A
（2）40Ω（3）6.666×105J
9、（1）∵
∴电热丝电阻
（2）电动机和电热丝正常工作做一次豆浆所需时间分别是
t1=2min=120s
t2=8min=480s
∵
∴W1=P1t1=100W×120s=1.2×104J
W2=P2t2=
605W×480s=2.904×105J
∴电流做的功W
=
W1+W2=1.2×104J+2.904×105J=3.024×105J
（3）电热丝3min内消耗的电能
∴电热丝实际功率
∵
∴
10、(1)6.6×l05J
(2)44Ω(3)2A
176W
11、（1）3、4
（2）121Ω（3）100W（4）3.6×105J
12、（1）R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω
（2）电压力锅加热16min后开始保压
（3）电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J．
13、（1）44Ω（2）120s（3）1.704×106J
14、（1）液化（2）5
8.9
（3）挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5
A，此时功率
……………………（1分）
挂烫机小功率挡工作时，R1、R2串联，电路中电流
小功率挡的功率：……………………（2分）
（4）水吸收的热量
要使加热时间最短，应选用大功率挡，且电流产生的热量全部被水吸收
由………………（2分）
15、（1）500Ω
（2）48.4W
（3）6453.3J
16、（1）定值电阻R0的规格可知，电阻R0允许通过的最大电流I0=0.01A，则R0允许消耗的最大功率：P0=I02R0=（0.01A）2×520Ω=0.052W；
（2）由图乙可知，电子元件的阻值R与压力F的关系为一次函数，设为R=kF+b，
由图象可知，当F=0时R=200Ω，当F=50N时R=180Ω，则
200Ω=k×0N+b，180Ω=k×50N+b，
联立等式可得：b=200Ω，k=﹣0.4Ω/N，
电子元件的阻值R随压力F变化的关系式R=﹣0.4Ω/N×F+200Ω；
（3）电路中的最大电流I0=0.01A，由I=U/R可得，
电路中的总电阻：R总=U/I0=6V/0.01A=600Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R的最小阻值：R=R总﹣R0=600Ω﹣520Ω=80Ω，
此时R上的压力最大，则80Ω=﹣0.4Ω/N×F+200Ω，
解得F=300N；
（4）要增大该测力计的量程，由F=（200Ω-R）/0.4Ω/N可知，应减小R值，电路中的电压一定时，最大电流也一定，总电阻不变，可以增大R0的阻值从而减小R的阻值；
电流一定时，也可以减小总电阻，从而减小R值，可以减小电源的电压从而减小电路中的总电阻．
便座加热
控制面板
220V
R1
R2
S2
S1
b
a
甲
乙
某品牌电饭锅
额定电压
220V
额定功率
高温烧煮
840W
低温焖饭
电源频率
50Hz
产品名称
储水式小厨宝
额定电压
220V
额定功率
1200W
最高温度
75℃
额定容量
6.0L
甲
乙
t/min
2
0
P/W
乙
110
1210
4
8
6
10
12
甲
型号
SYL﹣624
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电机功率
110W
加热功率
1210W
容量
1000mL
甲
乙
丙
R
220V
S
R0
a
b
甲乙
甲
2
1
0
R1
R2
熔断器
220V
2
1
0
R1
R2
熔断器
220V
乙
图甲
F
R0
S
A
R
显示器
R/Ω
300
350
50
100
150
200
250
F/N
200
100
80
60
40
20
0
220
180
160
140
120
图乙
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