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中考物理一轮复习专项练习 《电功率多档位问题》
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这是一份中考物理一轮复习专项练习 《电功率多档位问题》，共6页。试卷主要包含了电热器的多档位问题，544×105J，1 A等内容，欢迎下载使用。
类型1.电热器的多档位问题
根据电功率的公式可知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大；电阻越大，电功率越小。
阻小温高功率大，阻大温低功率小。
例1.如图所示，电阻R1>R2，电源电压均为U，在相同时间内，图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲，图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙，图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙，图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁，则（ ）
A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁 B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲
C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙 D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁
答案：C。
例2.电源电压不变时，在相同的时间内，两电阻串联时总电阻最________，产生的总热量最________，发热功率最________； 两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。如果电热器处于两电阻串联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位；如果电热器处于两电阻并联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位。
答案：大；小；小；小；多；大；低；高。
例3.如图所示是电热水壶的工作电路图，闭合开关S，当电热水壶处于加热状态时，开关S2处于________状态。若电热水壶在加热状态时的功率为1210W，则电阻R1=________Ω。如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%，则保温状态下R2的电功率为________W。
答案：闭合；40；108.9。
例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U=220V不变，两根电热丝的电阻关系为R1=2R2，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W。求：
（1）R1和R2的电阻值。
（2）电热器处于高温挡时的总功率。
（3）如果在高温挡下工作7 min产生的热量全部被水吸收，在标准大气压下这些热量能够让2 kg、40 ℃的水温度升高多少。[水的比热容为c=4.2×103 J（kg·℃）]
解析：（1）R1=110Ω，R2=55Ω
S接bc，仅R1接入电路阻值最大，功率最小，低温档
，
（2）P=1320W
S接cd，R1、R2并联，阻值最小，功率最小，高功档
发热总功率：P=P1+P2=1320W
（3）高温挡下工作7 min产生的热量：Q放=W=Pt=1320W×420s=5.544×105J
水吸收的热量：Q吸=Q放=5.544×105J
理论上水的末温：t末=106℃
标准大气压下水的沸点为100℃，水沸腾过程中水温不再升高，因此温度升高100℃－40℃=60℃
例5.智能加热眼罩电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为6V，低温挡、中温档的额定功率分别为3W和6W。利用所学的电学知识她设计了一个如图所示的等效电路，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S1可接a或b。当智能加热眼罩正常工作时，求：
（1）低温档加热的电流。
（2）电阻R1的阻值。
（3）高温挡加热的额定功率。
解析：（1）P=UI→
（2）S2闭合，S1接b→中温档，R总=R1
→
（3）S2断开，S1接b→低温档→R1、R2串联，R总=R1+R2
，R2=R总－R1=6Ω
S2闭合、S1接a→高温档，→
类型2.用电器的多档位问题
常见的家用小电器处于不同的工作状态时，电动机和电热丝单独工作或同时工作，从而实现多档位的工作需要。
例1.小明买了一台全自动豆浆机。豆浆机外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加加热煮沸。左表是这个豆浆机的主要技术参数。右图是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的P-t图像。请解答下列问题：
（1）由右图可知，豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是________。电热管工作时把电能转化为_______能。
（2）豆浆机中电热管的电阻是多大？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
解析：（1）由图可知，电流分别流经电动机和电热管，所以电动机和电热管的连接方式是并联；加热时，电能转化为内能。
（2）电热管工作时的电功率：P1=1210W，由P=UI可得，通过的电流：
（3）由图丙可知豆浆机正常工作做一次豆浆，电动机的工作时间为t1=2min=120s，电热管的工作时间为t2= 9min= 540s，电动机消耗的电能：W1=P1t1= 120W×120s = 14400J
电热管消耗的电能：W2=P2t2= 1210W×540s = 653400J
总功消耗的电能：W=W1+W2=14400J+653400J=667800J
（4）豆浆机在加热状态下1 min内实际消耗的电能：
豆浆机的实际功率：
例2.某简易电吹风简化电路如下图所示，其主要技术参数如下表，在家庭电路中使用该电吹风，通过计算回答：
（1）当电吹风吹冷风时,通过电动机的电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）若用此吹风机热风挡5 min把头发吹干，则电热丝产生的热量是多少?
解析：（1）冷风→电热丝不工作→开关接B、C，只有电动机工作，
由P=UI可得，吹冷风时，通过电动机的电流：
（2）热风→电热丝、电动机同时工作→开关接A、B，二者并联
电热丝的功率：PR=P热－P冷= 990W－110W= 880W
（3）Q= W= PRt= 880W×5×60s= 2.64×105J
Q= 2.64x105J
例3.佳佳给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图所示，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1 kW，电源电压为220V稳定不变。问：
（1）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20 min电动机线圈产生的热量是多少?
（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少?
（3）足浴盆中体积为4 L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少?若加热时间为420s。它的加热效率为多少? [c水=4.2×103J/（kg·℃）]
解析：（1）Q= I2Rt=（0.1 A）2×4Ω×20×60s= 48J
（2）→
（3）4L=4×103m3，由密度公式→m=ρV=1.0×103 kg/m3×4×10-3 m3=4 kg
吸收的热量：Q吸= c水mΔt= 4.2×103J/（kg·℃）×4 kg×（40℃－20℃）= 3.36×105J
W= Pt′= 1000W×420s=4.2×105J
则：型号t
SYL-624
图像
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
额定电压
220V
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
类型1.电热器的多档位问题
根据电功率的公式可知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大；电阻越大，电功率越小。
阻小温高功率大，阻大温低功率小。
例1.如图所示，电阻R1>R2，电源电压均为U，在相同时间内，图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲，图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙，图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙，图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁，则（ ）
A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁 B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲
C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙 D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁
答案：C。
例2.电源电压不变时，在相同的时间内，两电阻串联时总电阻最________，产生的总热量最________，发热功率最________； 两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。如果电热器处于两电阻串联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位；如果电热器处于两电阻并联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位。
答案：大；小；小；小；多；大；低；高。
例3.如图所示是电热水壶的工作电路图，闭合开关S，当电热水壶处于加热状态时，开关S2处于________状态。若电热水壶在加热状态时的功率为1210W，则电阻R1=________Ω。如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%，则保温状态下R2的电功率为________W。
答案：闭合；40；108.9。
例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U=220V不变，两根电热丝的电阻关系为R1=2R2，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W。求：
（1）R1和R2的电阻值。
（2）电热器处于高温挡时的总功率。
（3）如果在高温挡下工作7 min产生的热量全部被水吸收，在标准大气压下这些热量能够让2 kg、40 ℃的水温度升高多少。[水的比热容为c=4.2×103 J（kg·℃）]
解析：（1）R1=110Ω，R2=55Ω
S接bc，仅R1接入电路阻值最大，功率最小，低温档
，
（2）P=1320W
S接cd，R1、R2并联，阻值最小，功率最小，高功档
发热总功率：P=P1+P2=1320W
（3）高温挡下工作7 min产生的热量：Q放=W=Pt=1320W×420s=5.544×105J
水吸收的热量：Q吸=Q放=5.544×105J
理论上水的末温：t末=106℃
标准大气压下水的沸点为100℃，水沸腾过程中水温不再升高，因此温度升高100℃－40℃=60℃
例5.智能加热眼罩电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为6V，低温挡、中温档的额定功率分别为3W和6W。利用所学的电学知识她设计了一个如图所示的等效电路，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S1可接a或b。当智能加热眼罩正常工作时，求：
（1）低温档加热的电流。
（2）电阻R1的阻值。
（3）高温挡加热的额定功率。
解析：（1）P=UI→
（2）S2闭合，S1接b→中温档，R总=R1
→
（3）S2断开，S1接b→低温档→R1、R2串联，R总=R1+R2
，R2=R总－R1=6Ω
S2闭合、S1接a→高温档，→
类型2.用电器的多档位问题
常见的家用小电器处于不同的工作状态时，电动机和电热丝单独工作或同时工作，从而实现多档位的工作需要。
例1.小明买了一台全自动豆浆机。豆浆机外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加加热煮沸。左表是这个豆浆机的主要技术参数。右图是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的P-t图像。请解答下列问题：
（1）由右图可知，豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是________。电热管工作时把电能转化为_______能。
（2）豆浆机中电热管的电阻是多大？
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
解析：（1）由图可知，电流分别流经电动机和电热管，所以电动机和电热管的连接方式是并联；加热时，电能转化为内能。
（2）电热管工作时的电功率：P1=1210W，由P=UI可得，通过的电流：
（3）由图丙可知豆浆机正常工作做一次豆浆，电动机的工作时间为t1=2min=120s，电热管的工作时间为t2= 9min= 540s，电动机消耗的电能：W1=P1t1= 120W×120s = 14400J
电热管消耗的电能：W2=P2t2= 1210W×540s = 653400J
总功消耗的电能：W=W1+W2=14400J+653400J=667800J
（4）豆浆机在加热状态下1 min内实际消耗的电能：
豆浆机的实际功率：
例2.某简易电吹风简化电路如下图所示，其主要技术参数如下表，在家庭电路中使用该电吹风，通过计算回答：
（1）当电吹风吹冷风时,通过电动机的电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）若用此吹风机热风挡5 min把头发吹干，则电热丝产生的热量是多少?
解析：（1）冷风→电热丝不工作→开关接B、C，只有电动机工作，
由P=UI可得，吹冷风时，通过电动机的电流：
（2）热风→电热丝、电动机同时工作→开关接A、B，二者并联
电热丝的功率：PR=P热－P冷= 990W－110W= 880W
（3）Q= W= PRt= 880W×5×60s= 2.64×105J
Q= 2.64x105J
例3.佳佳给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图所示，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1 kW，电源电压为220V稳定不变。问：
（1）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20 min电动机线圈产生的热量是多少?
（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少?
（3）足浴盆中体积为4 L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少?若加热时间为420s。它的加热效率为多少? [c水=4.2×103J/（kg·℃）]
解析：（1）Q= I2Rt=（0.1 A）2×4Ω×20×60s= 48J
（2）→
（3）4L=4×103m3，由密度公式→m=ρV=1.0×103 kg/m3×4×10-3 m3=4 kg
吸收的热量：Q吸= c水mΔt= 4.2×103J/（kg·℃）×4 kg×（40℃－20℃）= 3.36×105J
W= Pt′= 1000W×420s=4.2×105J
则：型号t
SYL-624
图像
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机功率
120W
加热功率
1210W
容量
1000mL
额定电压
220V
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
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