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    2020中考物理重点知识强化训练专题七:电学计算(含解析)

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    2020中考物理重点知识强化训练专题七:电学计算(含解析)

    1、专题七:电学计算专题七:电学计算 考点一:电功率、电能计算 1.(2019 衡阳)如图所示电路中,已知电源电压 U=12 V 保持不变,电阻 R3=8 , 闭合开关 S, 电压表的示数为 8 V。求: (1)电流表的示数。 (2)R1与 R2阻值之和。 (3)根据已知条件,你还能求出什么物理量?并求出该物理量的值。 2.(2019 海南)小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯,并进行测试。电源电压保持不 变,小灯泡的额定电压是 6V,小灯泡的I-U图像如图乙所示。求: (1)小灯泡正常发光时的电阻。 (2)小灯泡正常发光 10min 消耗的电能。 (3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率

    2、 50%,如果把灯光调暗,使小灯泡两 端电压为 3V,小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少? (4)小明认为这个调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,请写出一种 出现这种情况的原因。 考点二:非纯电阻电路计算 1.(2019 杭州)如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为 120 伏。 电动机将一个质量为 50 千克的物体 1 秒内匀速上提 0.9 米,电路中的电流为 5 安培(g 取 10 牛/千克)。 (1)求该电动机工作 1 秒钟所产生的电热。 (2)求电动机线圈阻值。 (3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧 坏? 2.

    3、(2019 哈尔滨)随着智能化的普及,机器人在人类的生活中扮演着重要的角色在图书 管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书, 表中所列数据是某新型图书智能管理机器 人工作的部分技术参数 现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度,用时 5 s. 则此次提升过程 中: (l)机器人提升图书速度是多少? (2)机器人对书做功是多少? (3)机器人的电动机工作电流是多少(结果保留两位小数)?电动机做功是多少? 考点三:最值(取值范围)计算 1.(2019 呼和浩特)如图所示,灯泡上标有“9V 5.4W”的字样(假设灯丝电阻不变), 只闭合 S1,当滑动变阻器滑动到某处时,电流表 A2读数

    4、为 0.2A.电压表 V 读数为 9V;两个 开关全部闭合,滑动变阻器滑动到最左端时,灯泡恰好正常发光,电流表 A2读数为 1.0.A, 则 (1)只闭合 S1,电流表 A2读数为 0.2A 时,滑动变阻器接人电路电阻值; (2)电阻R1的电阻值; (3)滑动变阻器从左向右滑动过程中,滑动变阻器的最大功率。 2.(2019 聊城)如图所示,电源电压恒为 12V,小灯泡上标有“6V 3.6W“字样且灯丝电阻 保持不变,当只闭合 S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片滑 到最右端时,电流表 A 的示数是 1.8A求: (1)定值电阻 R1的阻值; (2)滑动变阻器 R2的最

    5、大阻值; (3)小灯泡通电时消耗的最小电功率。 3.(2019 德阳)如图甲,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8 V”字样,电流表的量程为 01.2 A,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变阻器 R1的最大阻值为 20 ,定值电阻 R2的阻值为 9 ,当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常 发光。求: (1)电源电压是多少? (2)闭合 S 和 S1、断开 S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少? (3)闭合 S 和 S2、断开 S1,当滑动变阻器的阻值调到 17.5 时,这时小灯泡的功率为 3.2 W, 此时电流表的读数为多少? 4

    6、.(2019 河北)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻 R1=10 ,R2=5 。滑动变阻器 R 的规格为“30 2.5 A”。电流表 A2选用 03 A 的量程,电压表选用 015 V 的量程。闭合 全部开关,电流表 A1的示数为 1 A。求: (1)电源电压。 (2)若将表盘如图乙所示的电流表 A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好 指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值。 (3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合 S,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大 值。 考点四:电热计算 1.(2019 重庆 A 卷)如图所示,电源电压恒定,电阻R1为 20,R2为

    7、 10,闭合开关 S,电 流表 A1、A2的示数分别为 0.9A 和 0.6A。求: (1)通过R1的电流; (2)通电 10 秒电阻R2产生的电热。 2.(2019 重庆 B 卷)如图所示,定值电阻R1的阻值为 10,R2的阻值为 30,闭合开关后电 流表的示数为 0.1 A。求: (1)电源电压; (2)电限R1在 1 分钟内产生的热量。 3.(2019 历城)如图的电路中,电源电压恒为 6 V,R 为定值电阻,灯泡 L 上标有“6 V 3.6 W” 的字样,闭合开关 S 后,灯泡 L 恰好正常发光,电流表的示数为 0.8 A。通过计算回答: (1)灯泡的额定电流是多少安? (2)定值电阻

    8、 R 的阻值是多少欧? (3)该电路工作 50 s,定值电阻 R 产生的热量是多少焦? 考点五:多档位用电器计算 1.(2019 重庆 B 卷)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率 为 1.110 5 kW ,输电电压为 1100 kV,经变压器降至 220V 供家庭用户使用。小明家中 有一个标有 “220 V 2200 w“的即热式水龙头, 其电阻为R0, 他发现冬天使用时水温较低, 春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改 装了电路, 如图所示.开关S1, 可以同时与a .b相连或只与c相连.使其有高温和低温两档。 求: (1

    9、)通过特高压输电线电流; (2)改装前,若水龙头的热效率为 90%,正常加热 1 分钟提供的热量; (3)改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为 4:1,请计算出高温档时的 电功率。 2.(2019 孝感)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关 S 按下, 电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到 103 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使 电饭锅进入保温状态。 某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲,某次使用该电饭锅在 220 V 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图象如图乙。 (1)当锅内温度为 100 时,自动开关 S 与 (选填“1”或“2”)连

    10、接,此时电饭锅处于 (选填“加热”或“保温”)状态。 (2)该电饭锅此次工作 30 分钟消耗的电能为多少?(3)电阻 R1与 R2的阻值之比为多少? (4)若要使该电饭锅的加热功率提高到 1 100 W,可以给电阻 R1并联一个阻值为多大的电阻 R3? 3.(2019 岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加 热效率均不变)。 (1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数); (2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有 “1 800 r/(kWh)”的电能表转盘在 121 s 内转了 20 圈,求此时的

    11、实际电压; (3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到 50 时 开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用 高温挡还是用低温挡更节能。 备战 2020 中考物理重点知识强化训练专题七:电学计算参考答案 考点一:电功率、电能计算 1.(2019 衡阳)如图所示电路中,已知电源电压 U=12 V 保持不变,电阻 R3=8 , 闭合开关 S, 电压表的示数为 8 V。求: (1)电流表的示数。 (2)R1与 R2阻值之和。 (3)根据已知条件,你还能求出什么物理量?并求出该物理量的值。 【答案】(1)0.5 A (2)16

    12、(3)电路的总功率 6 W 电路总电阻 24 R3的功率 2 W 【解析】(1)电阻 R1、R2、R3串联,电压表测量电阻 R1和 R2两端的电压,根据串联电路的电压 特点,R3的电压:U3=U-U12=12 V-8 V=4 V,电流表的示数:I= = = =0.5 A; (2)R1与 R2阻值之和:R1+R2= = =16 ; (3)电路的总功率:P=UI=12 V0.5 A=6 W, 电路总电阻:R总=R1+R2+R3=16 +8 =24 , R3的功率:P3= = =2 W。 2.(2019 海南)小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯,并进行测试。电源电压保持不 变,小灯泡的额定电压是

    13、6V,小灯泡的I-U图像如图乙所示。求: (1)小灯泡正常发光时的电阻。 (2)小灯泡正常发光 10min 消耗的电能。 (3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率 50%,如果把灯光调暗,使小灯泡两 端电压为 3V,小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少? (4)小明认为这个调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,请写出一种 出现这种情况的原因。 解:(1)由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流I额=1A,额定电压U额=6V, 小灯泡正常发光时的电阻R= 6V = 1A U I 额 额 =6; (2)小灯泡正常发光消耗的电能W=UIt=6V1A1060s=3600J; (3

    14、)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率 50%,即 P P 额 =50%,P额=U额I额=6V1A=6W,此 时电路总功率P= 50% P 额 = 6W 50% =12W,电源电压U= P I额 = 12W 1A =12V,当小灯泡两端的电压为 3V 时,流过小灯泡的电流为 0.7A,此时小灯泡的实际功率P实=U1I1=3V0.7A=2.1W,电路总 功率P=UI1=12V0.7A=8.4W, 小灯泡的实际功率P实占电路总功率的百分比为 P P 额 = 2.1W 8.4W =25%; (4)由(3)分析可知,调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,是小灯 泡两端的电压太小或滑动变阻器

    15、两端的电压太大。 考点二:非纯电阻电路计算 1.(2019 杭州)如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为 120 伏。 电动机将一个质量为 50 千克的物体 1 秒内匀速上提 0.9 米,电路中的电流为 5 安培(g 取 10 牛/千克)。 (1)求该电动机工作 1 秒钟所产生的电热。 (2)求电动机线圈阻值。 (3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧 坏? 【答案】(1)150 J (2)6 (3)见解析 【解析】(1)由题意可知电动机 1 s 消耗的电能:W=UIt=120 V5 A1 s=600 J,消耗电能转 化成的机械能对物体做功,所以

    16、转化成的机械能:W机=Gh=mgh=50 kg10 N/kg0.9 m=450 J, 所以转化成的内能,即产生的电热: Q=W-W机=600 J-450 J=150 J; (2)由 Q=I 2Rt 可得,电动机线圈阻值: R= = =6 ; (3)电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化 为内能,电动机温度过高,所以容易烧坏。 2.(2019 哈尔滨)随着智能化的普及,机器人在人类的生活中扮演着重要的角色在图书 管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书, 表中所列数据是某新型图书智能管理机器 人工作的部分技术参数 现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提

    17、升至最大高度,用时 5 s. 则此次提升过程 中: (l)机器人提升图书速度是多少? (2)机器人对书做功是多少? (3)机器人的电动机工作电流是多少(结果保留两位小数)?电动机做功是多少? 【答案】(1)0.12m/s (2)120J (3)0.83A 200J 【解析】 (1)机器人提升图书速度是 ; (2)机器人对书做功是 ; (3)机器人的电动机工作电流是 , 电动机做功是。 考点三:最值(取值范围)计算 1.(2019 呼和浩特)如图所示,灯泡上标有“9V 5.4W”的字样(假设灯丝电阻不变), 只闭合 S1,当滑动变阻器滑动到某处时,电流表 A2读数为 0.2A.电压表 V 读数为

    18、 9V;两个 开关全部闭合,滑动变阻器滑动到最左端时,灯泡恰好正常发光,电流表 A2读数为 1.0.A, 则 (1)只闭合 S1,电流表 A2读数为 0.2A 时,滑动变阻器接人电路电阻值; (2)电阻R1的电阻值; (3)滑动变阻器从左向右滑动过程中,滑动变阻器的最大功率。 解:(1)由 2 U PUI R 可得,灯泡的电阻: 22 9V 15 5.4W L L L U R P () ;只闭合 S1时, 滑动变阻器R与灯泡串联,电流表 A2测电路中的电流, 电压表测电源两端的电压,由题知, 此时电压表 V 读数为 9V,则电源电压U=9V;由 U I R 可得,电流表 A2读数为 0.2A

    19、时,电 路的总电阻: 9V 45 0.2A U R I 总 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑 动变阻器接入电路的电阻值: L RRR 总 =45-15=30; (2)两个开关全部闭合,滑动变阻器滑动到最左端时,电阻R1与灯泡并联,电流表 A2测干 路电流,此时灯泡恰好正常发光,由PUI可得,通过灯泡的电流: 5.4W 0.6A 9V L L L P I U ,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的 电流:I1=I-IL=1.0A-0.6A=0.4A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R1的 电阻值: 1 1 9V 22.5 0.4A U R I ; (

    20、3)滑动变阻器从左向右滑动过程中,电路中的电流: L U I RR ,变阻器的电功率: 2 222 2 2 222 () ()2() 4 R LLL LL L UUUU PIRR RR RRRR RRRR R R RR , 当R=RL=15时,滑动变阻器的电功率最大,则 2 2 9V 1.35W 44 15 R L U P R 大 。 2.(2019 聊城)如图所示,电源电压恒为 12V,小灯泡上标有“6V 3.6W“字样且灯丝电阻 保持不变,当只闭合 S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片滑 到最右端时,电流表 A 的示数是 1.8A求: (1)定值电阻 R1的阻值;

    21、 (2)滑动变阻器 R2的最大阻值; (3)小灯泡通电时消耗的最小电功率。 解:(1)由图可知,只闭合 S、S1时,L 与 R1串联, 小灯泡正常发光,由串联电路电流特点和 PUI 可得电路中电流: II1IL0.6A, 由串联电路的电压特点知,R1两端电压: U1UU额12V6V6V, 所以 R1的阻值:R110; (2)由图可知,当所有开关都闭合时,R1和 R2并联,电流表测干路电流,滑片在最右端, 其连入阻值最大, 通过 R1的电流:I11.2A, 通过 R2的电流:I2II11.8W1.2A0.6A, 所以 R2的最大阻值:R220; (3)串联电路有分压的特点,且 R1R2,所以当

    22、S、S2闭合且滑片在右端时,灯泡和变阻器 R2的最大阻值串联,此时灯泡分得电压最小,灯泡消耗的电功率最小, 灯泡的电阻:RL10, 电路中的最小电流:I0.4A, 所以灯泡通电消耗的最小电功率: P最小I 2R L(0.4A) 2101.6W。 答:(1)定值电阻 R1的阻值为 10; (2)滑动变阻器 R2的最大阻值为 20; (3)小灯泡通电时消耗的最小电功率为 1.6W。 3.(2019 德阳)如图甲,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8 V”字样,电流表的量程为 01.2 A,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变阻器 R1的最大阻值为 20 ,定值电阻 R2的阻值为 9 ,当闭合

    23、 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常 发光。求: (1)电源电压是多少? (2)闭合 S 和 S1、断开 S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少? (3)闭合 S 和 S2、断开 S1,当滑动变阻器的阻值调到 17.5 时,这时小灯泡的功率为 3.2 W, 此时电流表的读数为多少? 【答案】(1)18 V (2)6 20 (3)0.8 A 【解析】(1)当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,R1与 L 串联,电流表测 电路中的电流。由于小灯泡恰好正常发光,则 UL=8 V,由图乙可知,通过灯泡的电流 IL=1 A, 因串联

    24、电路中各处的电流相等,所以由 I= 可得,滑动变阻器两端的电压:U1=ILR1=1 A 20 =10 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=UL+U1=8 V+10 V=18 V; (2)闭合 S 和 S1、断开 S2,R1与 R2串联,电流表的量程为 01.2 A,为保证电流表的安全,则电 路中的最大电流为 1.2 A;此时由 I= 可得,最小总电阻为 R 最小= 最大 最大= =15 ,所以根据串 联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器的连入电路的最小阻值:R1 最小=R最小 -R2=15 -9 =6 ;则滑动变阻器连入电路的电阻范围是 6 20 。 (3)闭

    25、合 S 和 S2、断开 S1,R1与 L 串联,当滑动变阻器的阻值调到 17.5 时,设此时电路中的 电流为 I,则灯泡两端的电压 UL=U-U1=U-IR1,所以灯泡的实际功率 PL=ULI=(U-IR1)I, 即:3.2 W=(18 V-I17.5 )I,解得:I=0.8 A 或 A,当 I= A 时,UL=18 V- A17.5 =14 V8 V,即超过灯泡的额定电压,故舍去,所以电流表的示数为 0.8 A。 4.(2019 河北)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻 R1=10 ,R2=5 。滑动变阻器 R 的规格为“30 2.5 A”。电流表 A2选用 03 A 的量程,电压表选用

    26、 015 V 的量程。闭合 全部开关,电流表 A1的示数为 1 A。求: (1)电源电压。 (2)若将表盘如图乙所示的电流表 A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好 指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值。 (3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合 S,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大 值。 【答案】(1)10 V (2)10 、5 、25 (3)27.5 V 【解析】(1)由电路图可知,闭合全部开关,R2被短路,滑动变阻器 R 和定值电阻 R1并联,电流 表A1测通过R1的电流I1=1 A,电压表测电源电压,由欧姆定律得,电源电压:U=I1R1=1 A10 =

    27、10 V。 (2)将 A3接入电路,开关全部闭合,由题意知,有两种连接方法:当 A3串联在干路中时,由于 I1=1 A,则 A3选用 03 A 的量程,由题意知,干路中的电流:I= 3 A=2 A,通过滑动变阻器的 电流:I滑 1=I-I1=2 A-1 A=1 A,此时滑动变阻器连入电路的阻值:R滑 1= 滑 滑 = =10 ;当 A3 与 R 串联时,A3可选用 03 A 和 00.6 A 的量程:若 A3选用 03 A,则有 I滑 2=2 A,此时滑动变 阻器连入电路的阻值:R滑 2= 滑 滑 = =5 ;若 A3选用 00.6 A,则有 I滑 3=0.4 A,此时滑动变阻 器连入电路的阻

    28、值:R滑 3= 滑 滑 = =25 ,所以变阻器接入电路的阻值可能为 10 、5 、 25 。 (3)只闭合 S 时,R 和 R2串联,电压表测 R 两端的电压,电流表 A2测电路中的电流,由题意知, 电路中的最大电流:I最大=2.5 A,此时 R2两端的电压:U2=I最大R2=2.5 A5 =12.5 V,当电压 表示数最大时,即 UV=15 V,新电源电压最大,则新电源电压的最大值:U最大=UV+U2=15 V+12.5 V=27.5 V。 考点四:电热计算 1.(2019 重庆 A 卷)如图所示,电源电压恒定,电阻R1为 20,R2为 10,闭合开关 S,电 流表 A1、A2的示数分别为

    29、 0.9A 和 0.6A。求: (1)通过R1的电流; (2)通电 10 秒电阻R2产生的电热。 解: (1)由电路图知,R1 R2 并联,并且电流表 A1 测量干路电流,A2 测量通过R2 的电流, 即: I=0.9A,I2 =0.6A, 又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1 的电流是: I1 =I-I2 =0.9A-0.6A=0.3A; (2)通电 10 秒,电阻R2 产生的电热是: Q2 =(I2) 2 R 2 t=(0.6A) 2 1010s=36J。 2.(2019 重庆 B 卷)如图所示,定值电阻R1的阻值为 10,R2的阻值为 30,闭合开关后电 流表的示数为

    30、 0.1 A。求: (1)电源电压; (2)电限R1在 1 分钟内产生的热量。 解: (1)由电路图知道,两电阻并联,电流表测量R2 支路的电流, 由于闭合开关后电流表的示数为 0.1 A,则定值电阻R2 的两端是: U2 =I2 R2 =0.1A30=3V; 由并联电路的电压特点知道,电源电压是: U=U2 =3V; (2)由于并联电路各支路两端的电压相等,电阻R1 在 1 分钟内产生的热量是: 2 2 11 1 3V 60s 10 U QWt R =54J。 3.(2019 历城)如图的电路中,电源电压恒为 6 V,R 为定值电阻,灯泡 L 上标有“6 V 3.6 W” 的字样,闭合开关

    31、S 后,灯泡 L 恰好正常发光,电流表的示数为 0.8 A。通过计算回答: (1)灯泡的额定电流是多少安? (2)定值电阻 R 的阻值是多少欧? (3)该电路工作 50 s,定值电阻 R 产生的热量是多少焦? 【答案】(1)0.6 A (2)30 (3)60 J 【解析】(1)由 P=UI 可得,灯泡的额定电流: IL= = =0.6 A; (2)由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压 相等,且灯泡 L 恰好正常发光,电源的电压 U=UL=6 V,因并联电路中干路电流等于各支路电流 之和,所以通过定值电阻 R 的电流:IR=I-IL=0.8 A-0.6

    32、 A=0.2 A, 定值电阻 R 的阻值:R= = =30 ; (3)该电路工作 50 s,定值电阻 R 产生的热量: QR= Rt=(0.2 A) 230 50 s=60 J。 考点五:多档位用电器计算 1.(2019 重庆 B 卷)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率 为 1.110 5 kW ,输电电压为 1100 kV,经变压器降至 220V 供家庭用户使用。小明家中 有一个标有 “220 V 2200 w“的即热式水龙头, 其电阻为R0, 他发现冬天使用时水温较低, 春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改 装了电路,

    33、如图所示.开关S1, 可以同时与a .b相连或只与c相连.使其有高温和低温两档。 求: (1)通过特高压输电线电流; (2)改装前,若水龙头的热效率为 90%,正常加热 1 分钟提供的热量; (3)改装后,水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为 4:1,请计算出高温档时的 电功率。 解: (1)根据题意知道,某发电站输送的电功率为 1.110 5 kW ,输电电压为 1100 kV, 由P=UI知道,通过特高压输电线的电流是: 53 3 1.1 1010 W 1100 10 V P I U =10A; (2)由 W P t 知道,正常加热 1 分钟消耗的电能是:W=Pt=2200W60s=

    34、1.3210 5 J, 由 Q W 知道,正常加热 1 分钟提供的热量:Q=W=1.32105 J90%=1.188105 J; (3)因为即热式水龙头标有“220 V 2200 W“,所以,R0 电阻是: 2 2 0 220V =22 2200W U R P 额 额 , 由电路图知道,当开关 S 与a、b相连时,电阻R与R0 并联,电阻较小, 由P=UI= 2 U R 知道,此时电路的总功率最大,水龙头处于加热状态, 22 0 = UU P RR 加热 ; 当开关 S 与c相连时,R与R0 串联,总电阻较大,总功率较小,水龙头处于保温状态, 2 0 = U P RR 保温 , 又因为水龙头正

    35、常工作时高温档与低温档电功率之比为 4:1,即 22 0 2 0 4 = 1 UU PRR UP RR 加热 保温 , 由此解得:R=R0 =22, 所以,高温档时的电功率是: 2 222 0 2220V2 = 22 UUU P RRR 加热 =4400W。 2.(2019 孝感)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关 S 按下, 电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到 103 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使 电饭锅进入保温状态。 某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲,某次使用该电饭锅在 220 V 的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图象如图乙。 (1)当锅

    36、内温度为 100 时,自动开关 S 与 (选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅处于 (选填“加热”或“保温”)状态。 (2)该电饭锅此次工作 30 分钟消耗的电能为多少?(3)电阻 R1与 R2的阻值之比为多少? (4)若要使该电饭锅的加热功率提高到 1 100 W,可以给电阻 R1并联一个阻值为多大的电阻 R3? 【答案】(1)1 加热 (2)7.9210 5 J (3) (4)220 【解析】(1)根据题意可知,温度为 100 时(低于 103 ),电饭锅处于加热状态,开关 S 与 “1”连接,只有 R1连入电路,电路中电阻较小,根据 P= 可知,此时的电功率较大,为加热状 态; (2)电

    37、饭锅此次工作 30 分钟消耗的电能:W=W1+W2=UI1t1+UI2t2=220 V4 A1060 s+220 V 1 A2060 s=7.9210 5 J; (3)开关接 1 时,只有 R1连入电路,为加热状态,此时电路中的电流 I1= =4 A;开关接 2 时,两 电阻串联,为保温状态,此时的电流 I2= =1 A,则 = = = ,解得 = ; (4)原来的加热功率 P1=UI1=220 V4 A=880 W,要使该电饭锅的加热功率提高到 1 100 W,则 并联电阻的功率:P3=P-P1=1 100 W-880 W=220 W,由P= 得,并联电阻的阻值:R3= = =220 。 3

    38、.(2019 岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加 热效率均不变)。 (1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数); (2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有 “1 800 r/(kWh)”的电能表转盘在 121 s 内转了 20 圈,求此时的实际电压; (3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到 50 时 开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用 高温挡还是用低温挡更节能。 【答案】(1)2.7 A (2)200 V

    39、(3)见解析 【解析】(1)由表中数据可知,高温挡的功率 P高=600 W,由 P=UI 可得,在高温挡工作时,电路 中的电流 I高温= 高温 高温 = 2.7 A; (2)由 P= 可得,电炖锅的电阻:R= = =121 ,电炖锅在中温挡工作时,电能表转盘在 121 s 内转了 20 r,则电炖锅消耗的电能:W实= = kW h= 3.610 6 J=4104 J, 实际功率:P实= 实 实 = ,由 P= 可得,电路的实际电压:U实= 实 实 = =200 V。 (3)高温挡消耗的电能 W高=P高t高=600 W660 s=2.1610 5 J,则水升高 1 消耗的电能 为: =1.0810 4 J,低温挡消耗的电能 W 低=P低t低=200 W960 s=1.0810 5 J,则水 升高 1 消耗的电能为 =1.3510 4 J,因为 1.08104 J1.35104 J,且两挡加热水 的质量相同,所以加热等质量的水升高 1 ,高温挡比低温挡消耗电能少,用高温挡节能。


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