1、电器设备使用中的物理问题电器设备使用中的物理问题 在生产生活和科学研究中，经常看到用到的电器设备有电视机、洗衣机、电饭锅、电脑、手机、电风扇、电炉子等成千上万中，电气设备工作时，用到许多物理知识，中考试题年年考，在解决这类物理问题会经常运用下列物理知识： 1.自动开关断开时为保温状态，自动开关闭合时为加热状态。依据是自动开关断开时电功率小于自动开关闭合时的电功率。 2.电器正常工作消耗的电能公式：W=Pt 3.电器产生的焦耳热量公式：Q=I2Rt 4.电功率计算公式：P=I2R= U2/R=IU 5.串并联电路中电流、电压特点和欧姆定律 6.凸透镜成像规律 7.压强公式 P=F/S 【例题【例
2、题 1】(2020 山东聊城山东聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( ) 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 高挡 1800W 中挡 1200W 低挡 500W A. 电饭煲是利用电流的热效应工作的 B. 电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小 C. 电饭煲在高挡正常工作 10min，消耗的电能是 1.08104J D. 若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作 10min，电能表示数将变成 7328.6kWh 【答案】D 【解析】A电饭煲是利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能，故 A 正确，不
3、符合题意； B由 R=2UP可知，电压不变，P 越大，R 越小，中挡时的电功率大于低挡时的功率，电压不变，所以在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小，故 B 正确，不符合题意； C电饭煲在高挡正常工作 10min，消耗的电能 W=Pt=1800W1060s=1.08104J 故 C 正确，不符合题意； D若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作 10min，消耗的电能 W=Pt=1.8kW1060h=0.3kWh 电能表示数将变成 7325.6kWh+0.3kWh=7325.9kWh 故 D 错误，符合题意。 【对点练习】【对点练习】如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是 kWh，
4、当电路中只有一个电饭煲接入电路，正常工作 l2min。发现此电能表的转盘转过了 500 转。则这个电饭煲的额定功率是 W。 【答案】231.0；1000。 【解析】由图可知，电能表此时的读数为 231.0kWh， 2500r/kWh 表示电路中每消耗 1kWh 的电能，电能表转盘转过 2500r， 则电能表的转盘转过了 500 转，电饭煲消耗的电能：W=0.2kWh， 电饭煲正常工作 l2min，则该电饭煲的额定功率： P=W/t=0.2kWh/(12/60h)=1kW=1000W 【例题【例题 2】(2020 山东聊山东聊城城)电冰箱是现代家庭的常用电器，它内部的电路元件主要包括压缩机(其主
5、要部件是电动机)和冷藏室内的照明灯。如图所示是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图，下列判断正确的是( ) A. 电路图中的照明灯与电动机是串联的 B. 冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯熄灭 C. 冰箱内温度降低到设定温度时，电动机停止工作 D. 电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来 【答案】BC 【解析】AB由图可知，电路是两条支路，一条是温控开关控制电动机，另一条是灯开关控制照明灯，电动机和照明灯是并联的，冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯不亮，故 A 错误，B 正确； C冰箱内温度降低到设定温度时，温控开关自动断开，电动机停止工作，故 C 正确； D电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的
6、原理制成的，故 D 错误。 【对点练习】【对点练习】电冰箱是常用家用电器，其内部结构如图所示它是利用制冷剂把冰箱里的热“搬运”到冰箱的外面，使冰箱内部温度降低请根据你对冰箱的认识及所学的物理知识回答以下问题： (1)冰箱内的压缩机与照明灯的连接方式是串联还是并联？为什么？ (2)冰箱里面温度较低，而外壳摸起来却较热请说明冰箱外壳较热的主要原因是什么? 【答案】见解析。 【解析】(1)并联压缩机和照明灯可以单独工作互不影响(其它表述合理均可) (2)制冷剂在冷冻室内汽化吸热，在冷凝器内液化放热(答出汽化吸热、液化放热即可得分) 【例题【例题 3】(2020 齐齐哈尔齐齐哈尔)在家庭用电的调查活动
7、中，小明听妈妈说“使用 20W 的白炽灯比使用 60W 的白炽灯省电” 。小明经过研究发现，这种说法是指它们正常工作相同的时间，使用额定功率为 20W 的白炽灯比使用额定功率为 60W 的白炽灯消耗的电能 (选填“少”或“多”)。小明关闭电灯后，发现家中电冰箱仍在工作，说明电冰箱和电灯是 (选填“串联”或“并联”)的。 【答案】少；并联。 冷冻室 冷凝器 液态制冷剂 压缩机 蒸气 蒸气 【解析】(1)灯泡正常工作时的实际功率等于额定功率，由 WPt 可知，在灯泡正常工作相同时间时，使用额定功率为 20W 的白炽灯比使用额定功率为 60W 的白炽灯消耗的电能少； (2)并联电路中各用电器互不影响
8、，关掉电灯后，电冰箱仍能工作，这说明它们是并联连接的。 【对点练习】【对点练习】学校宿舍走廊的路灯容易损坏，经常被更换，电工小段在原来的位置接入两盏与原来一样的白炽灯，同学们发现很长时间灯虽然没有坏，但这两盏灯比原来用一盏时还要暗，由此： (1)同学们猜想了这两盏灯的连接方式是_(选填“串联”或“并联”)，你的依据是因为两盏灯的总功率比原来一盏灯的功率要_(选填“大”或“小”)。 (2)电工小段这样做能否省电?理由是什么? 答：两灯泡串联电阻 R 变大，根据 P=U2/R 可知，当电压 U 一定时，功率 P_(选填“变大” 、 “变小”或“不变”)，又由 WPt 可得，当通电时间 t 一定时，
9、消耗电能 W_(选填“变大” 、 “变小”或“不变”)，所以两盏灯比原来一盏灯要_(选填“省电”或“费电”) 答案：(1)串联，小。(2)变小，变小，省电。 解析：(1)两盏灯在一起比原来还暗，说明两盏灯的总功率比原来一盏灯功率还要小，即每盏灯的实际功率比额定功率都小得多，所以两盏灯的实际电压比额定电压要小，即两盏灯是串联的。 (2)串联的两灯泡总电阻增大，由 PU2/R 可知，在电压一定时，总功率减小，由 W=Pt 可知，在时间一定时，消耗的电能变小，是省电的。 【例题【例题 4】(2019 南京南京)某款迷你电饭煲有加热和保温两档其电路如图所示，已知 R1=88，R2=2112开关 S 置
10、于 (选填“1”或“2”)时是保温挡，保温 10min 产生的热量是 J 【答案】2；13200 【解析】根据公式 P=判定保温档时开关的位置；根据 Q=W=t 求出产生的热量 开关接 1 时，电阻 R2被短路，电路中只有 R1=88；开关接 2 时，电阻 R2和 R1；串联接入电路中，电路的总电阻为 R=R1+R2=88+2112=2200； 在电压不变的情况下，根据公式 P=可知，开关接 2 时功率小，为保温档； 保温 10min 产生的热量为： Q=W=t=600s=13200J 【对点练习】【对点练习】某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参效如下表所示，其中快
11、加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为 75简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻 温度对电阻的影响忽略不计)。 若电热水器中已装满质量为 40kg、 温度为 25的水。 请完成下列问题：已知水的比热容 c=4.2103J/(kg) (1)用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。 (2)开关 S1闭合，S2接 b，电热水器处于慢加热工作状态，求 R1的阻值。 (3)若加热电阻产生的热量有 84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？(结果保留整数) 额定电压 220V 保温功率 605W 慢加热功率 1210W 快加热功率 【答案
12、】(1)用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为 8.4106J。 (2)R1的阻值为 40； (3)用快加热比用慢加热节约 4132s。 【解析】(1)水需要吸收的热量： Q=cmt=4.2103J/(kg)40kg(7525)=8.4106J； (2)开关 S1闭合、S2接 b 时，电路为 R1的简单电路，电热水器处于慢加热档， 由 P=可得，电阻 R1的阻值： R1=40； (3)开关 S1断开、S2接 b 时，R1与 R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温档， 此时电路的总电阻： R串=80， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R2的阻值： R2=R
13、串R1=8040=40； 开关 S1闭合、S2接 a 时，R1与 R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热档； 由电阻的并联可得：=+， 即=+， 解得 R并=20， 则快加热功率：P快加热=2420W， 加热电阻产生的热量有 84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度， 则由=可得，消耗的电能： W=1107J， 分别用慢加热档和快加热档加热时，水吸收的热量不变、且热效率也不变，所以用两档加热时消耗的电能相同，都为 W=1107J， 由 P=可得，用快加热所用的时间： t快=4132s； 由 P=可得，用慢加热所用的时间： t慢=8264s； 则用快加热比用慢加热节
14、约的时间：t=t慢t快=8264s4132s=4132s。 一、选择题一、选择题 1.电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是( ) A电炉丝的电阻较大 B电炉丝与导线是并联的 C电炉丝的横截面大 D通过电炉丝的电流较大 【答案】A 【解析】电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间 t 相同， 因为 Q=I2Rt，R电炉丝R导线， 所以电流产生的热量：Q电炉丝Q导线， 从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。 2.KTV 丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风(动圈式话
15、筒)如图所示，它的工作原理是:对着话筒说话时， 话筒将声音转变为随声音变化的电流， 然后经扬声器(喇叭)还原为声音.麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是( ) 【答案】C 【解析】本题考查电磁感应从麦克风(动圈式话筒)的工作原理:对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流可以判断麦克风的工作原理与电磁感应相同，故 C 正确；图 A 是电磁铁，不符合题意，故 A错误；图 B 是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，不符合题意，故 B 错误；图 D 说明通电导体在磁场中受到力的作用，不符合题意，故 D 错误 3.近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具， 某共享汽车 30min 行驶 2
16、0km， 则该车的平均速度为( ) A40km/h B1.5km/min C15m/s D40m/s 【答案】A 【解析】根据 v=s/t 算出平均速度即可解答。1m/s=3.6km/h 共享汽车行驶的路程 s=20km，时间 t=30min=1/2h； 共享汽车的平均速度：v=s/t=20km/1/2h=40km/h=401km/60min=0.67km/min =401000m/3600s=11.1m/s，故 A 正确，BCD 错误。 4.手机工作原理可简化为如图所示电路，R 是阻值已知的定值电阻，U 是手机工作部件两端电压，I 是电路中的电流。手机在工作过程中，电池的电压会发生变化，U
17、与 I 的比值会随着 I 的变化而变化。手机正常工作时，要对 U 和 I 进行监测。若测量出 UR，则( ) A只能监测 U B只能监测 I C既能监测 U，又能监测 I D既不能监测 U，也不能监测 I 【答案】B 【解析】监测UR的变化，根据R的阻值可以算出电路中的电流I，并且手机电池的电压也是变化的，所以无法知道U的数值。当电路中的电流I发生变化时，U与I的比值也会变化，即手机工作部件的电阻会变化，所以电压U无法监测。 5.如图所示是一种环保型手电筒.使用它时只要将它来回摇晃.就能使灯泡发光。下列四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是( ) 【答案】A 【解析】选项 A 是电磁感应现象，
18、证明了磁可以生电，发电机的原理就是电磁感应现象，选项 B 是奥斯特实验说明电可以生磁;选项 C 是研究电磁铁的磁性的强弱与电流强弱的关系， 选项 D 是磁场对通电导线有力的作用，电动机就是根据此原理制成的。使用手电筒时只要将它来回摇晃就能使灯泡发光，消耗了机械能，获得了电能，此过程将机械能转化为电能，是电磁感应现象，故选项 A 符合题意。 6.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是( ) 【答案】A 【解析】由题知，电吹风能吹冷风又能吹热风，即电路中电动机可以单独工作，也可以是电动机和电热丝同时工作。由此分析各选项解答即可。 A.由图知，S1闭合时只有电动机工
19、作，吹冷风；再闭合 S2时，加热器和电动机并联，两者都能工作，此时吹热风，故 A 符合题意； B.由图知，S1闭合时只有加热器工作，两开关都闭合加热器和电动机同时工作，只有热风没有冷风，故 B不合题意； C.由图知，S1闭合时加热器与电动机串联，再闭合 S2时，只有电动机工作，但电动机和加热器串联时两者相互影响，故 C 不合题意； D.由图知，S1闭合时电动机和加热器都工作，当两开关都闭合时只有加热器工作，故 D 不合题意。 7某型号电吹风，电动机和电热丝串联电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈电阻为 R1，电热丝电阻为 R2将电吹风接入电压为 U 的电源后，通过的电流为
20、 I，消耗的电功率为 P，同学们得到了四个关系式下列选项中，关系式均正确的是( ) UIP P=I2(R1+R2) UI=P P2(R1+R2) A B C D 【答案】D 【解析】在计算电功率的公式中，总功率用 P=IU 来计算，发热的功率用 P=I2R 来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的， 但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的 电吹风消耗的电功率 P 是总功率，总功率的大小应该用 P=UI 来计算，所以总功率 P=UI，故错误，正确； 由题意知，该电吹风中电动机和电热丝串联，电路中电流为 I， 电吹风中
21、发热的功率要用 P热=I2R 来计算，所以总的发热功率为 P总热=I2(R1+R2)， 因为电吹风工作时将电能转化为机械能和内能， 所以，吹风机的总功率要大于发热部分的功率，即 P2(R1+R2)，故错误，正确 8.电子驱蚊器利用变频声波直接刺激蚊虫中枢神经，使其非常痛苦，食欲不振，繁殖力下降，无法在此环境生存，从而达到驱蚊的目的其部分参数见表格，取 g=10N/kg 关于驱蚊器下列说法错误的是( ) 电子驱蚊器参数 额定电压 220V 额定功率 2W 声波频率 22kHz55kHz 产品质量 60g 产品尺寸 9.963.3(cm3) A驱蚊器的重力为 0.6N B驱蚊器发出的声音能被正常人
22、听到 C驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波 D驱蚊器工作 10h 消耗电能为 0.02kWh 【答案】B 【解析】根据重力计算公式 G=mg 求出重力；人的听觉范围 2020000Hz；振动低于 20Hz 的为次声波，高于 20000Hz 的为超声波，根据公式 W=Pt，求出 10h 消耗的电能。 A.驱蚊器的重力，G=mg=0.06kg10N/kg=0.6N，故 A 正确； B.人的听觉范围 2020000Hz；22kHz55kHz 超出了人的听觉范围，故驱蚊器发出的声音不能被正常人听到，故 B 错误； C.22kHz55kHz 超出了人的听觉范围，故驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波，
23、故 C 正确； D.蚊器工作 10h 消耗电能为 W=0.002kW10h=0.2kWh，故 D 正确。 二、填空题二、填空题 9.“5G 时代”已经来临，手机功能日益强大。人们在使用手机通话时是靠_来传递信息的；使用手机拍照时是利用_透镜来成像的。 【答案】 电磁波；凸 【解析】 “5G 时代”已经来临，手机功能日益强大。人们在使用手机通话时是靠电磁波来传递信息的；使用手机拍照时是利用凸透镜来成像的。 10.为了公民的安全， 公安部门在很多路口安装监控摄像头， 如图所示， 它可以拍下作案嫌疑人的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜，所成的像是缩小的 (选填“实
24、”或“虚”)像。 【答案】凸；实。 【解析】摄像机的镜头是一个凸透镜，掌握凸透镜成像的规律，知道当物距大于 2 倍焦距时，成倒立缩小的实像。摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时，物距远大于 2 倍焦距，所以此时成倒立、缩小的实像。 三、分析交流题三、分析交流题 11(2020 齐齐哈尔齐齐哈尔)初春时节，新冠疫情来袭，小征的爸爸是一名志愿者，每天结束忙碌的工作后，为了小区的群众安全，义务到小区门卫岗亭值夜班，岗亭里没有暖气，为了给爸爸取暖，小征把家里的电取暖器送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后，小征发现电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过
25、的物理知识，帮助小征解释产生此现象的原因。 【答案】见解析。 【解析】 因为电阻丝和导线是串联， 通过的电流相等。 但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多， 根据 QI2Rt，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。 四、综合题四、综合题 12.(2020 天津天津)某校师生自制了一台电烘箱电烘箱的电阻丝通过 5A 的电流时， 10min 可产生56.6 10 J的热量求： (1)这台电烘箱的电功率； (2)电阻丝工作时的电阻 【答案】(1)31.1 10 W；(2)44 【解析】(1)由WPt可得电烘箱的电功率 536.6 101.1 1
26、0 W10J60sWPt (2)由2PI R可得电阻丝工作时的电阻 3221.1 10445AWPRI 13.多功能养生壶具有精细烹饪、 营养量化等功能， 深受市场认可和欢迎。 图乙是某品牌养生壶简化电路图。(水=1103kg/m3，c水=4.2103J/(kg)，g=10N/kg) (1)开关 S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据； (2)求 R1的阻值； 项目 参数 电源电压(V) 220 低温档功率(W) 275 中温档功率(W) 550 高温档功率(W) 1100 容积(L) 1 (3)养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小； (4)在标准大气压下，使用高温档将初温
27、是 12的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为 80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。 【答案】(1)电路中的总电阻最小，由 P=可知，总功率最大，所以此状态为高温档； (2)88；(3)1.25A；(4)420s。 【解析】(1)由图知，当开关 S1闭合，S2接 B 时，电阻 R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由 P=可知，总功率最大，所以此状态为高温档； (2)由图知，当开关 S1断开，S2接 A 时，电阻 R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由 P=可知，总功率最小，此时为低温档； 当 S2断开，S1闭合时，只有电阻 R1接入电路，养生壶处于中温档。 由 P=UI 得，正常工作
28、时通过 R1的电流为：I1=P中/U =550W/220V=2.5A， 由 I=U/R 得，R1的阻值：R1=U/I1=220V/2.5A=88 (3)由 P=UI 得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为： I低=P低/U=275W/220V=1.25A， (4)由=m/v 可得，水的质量：m=V=1103kg/m31103m3=1kg， 水吸收的热量： Q吸=cm(tt0)=4.2103J/(kg)1kg(10012)=3.696105J， 由=Q吸/W 和 W=Pt 得，烧开一壶水需要的时间为： t=w/P高=Q吸/P高=3.696105J/1100W80%=420s 14冬天，人们常用电
29、热毯来取暖如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温档和低温档，低温档电功率为 25W，已知电阻 R=484求： (1)开关 S 闭合时电热毯处于 档； (2)电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能； (3)电阻 R0的阻值 【答案】(1)高温； (2)电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能为 9104J； (3)电阻 R0的阻值为 1452 【解析】由电路图可知，开关 S 闭合时，电路为 R 的简单电路；开关断开时，R 与 R0串联，根据 P=UI=可知，电压一定时，电路中的电阻越小时，总功率越大，电热毯处于高温档，反之处于低温档；根据 W=Pt求出电热毯在低温档下工作 1 小时所消
30、耗的电能；开关断开时，R 与 R0串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小， 电热毯处于低温档， 根据 P=UI=求出电路的总电阻， 利用电阻的串联求出电阻 R0的阻值 (1)由电路图可知，开关 S 闭合时，电路为 R 的简单电路，电路中的总电阻最小， 由 P=UI=可知，电路中的总功率最大，电热毯处于高温档； (2)由 P=可得，电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能： W=P低温t=25W3600s=9104J； (3)开关断开时，R 与 R0串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，电热毯处于低温档， 此时电路的总电阻： R总=1936， 因电路的总电阻等于各分电阻之和， 所以，
31、电阻 R0的阻值： R0=R总R=1936484=1452 15.图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R1、R2为发热体，R1的阻值为 110，通过 S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压 220V，电熨斗消耗的最大功率为 660W。 (1)只闭合 S1，求通过 R1的电流； (2)只闭合 S2，求 R2在 60s 内产生的热量； (3)为适应更多衣料， 小明对电路做了改造(如图丙)。 当电熨斗控制开关 S1、S2处于原低温工作状态不变时，移动滑片 P，相应发热体的功率可在原功率的 25%100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？ 【答案】(1)通过 R1的电流 2A； (
32、2)R2产生的热量 13200J。 (3)变阻器的最大电阻约为 220。 【解析】(1)电阻 R1和 R2并联。只闭合 S1时，通过 R1的电流1U220V1R110I=2A ； R1消耗的电功率 P1=UI1=220V2A=440W； (2)只闭合 S2时，只有 R2接入电路，R2消耗的电功率是低温发热功率。R2消耗的电功率 P2=PP1=660W440W=220W，R2在 60s 产生的热量 Q2=W2=P2t=220W60s=13200J 。R2的实际电阻222（220V）U2P220WR=220。 (3)当低温档 R2相应发热功率为 25%时，即 R2的最小功率为 P最小=25%220
33、W=55W 时， R2两端的实际电压为2202实2实24UP RW220110V 。 通过 R2的实际电流2U110V2R220I=0.5A；此时 R2与变阻器串联， 变阻器两端的实际电压 U变=UU2实=220V110V=110V，通过变阻器的实际电流 I=0.5A；变阻器的最大电阻变变U110V变I0.5AR=220。 16.如图甲所示一种家用调温式电熨斗，工作过程中电源电压恒为 220V，电熨斗金属底板质量为 500g。图乙是它的工作电路，发热部分由调温电阻 R 和定值电阻 R0组成(电阻值均不受温度影响)。调温电阻最大阻值为 110，预热时电熨斗以最大功率正常工作 100s 可使金属底
34、板的温度从 20升高到 220【金属底板的比热容为 0.44103J/(kg)，假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收】 。求： (1)预热时使金属底板吸收的热量是多少？ (2)电熨斗的最大功率是多少？ (3)定值电阻 R0的阻值是多大？ (4)电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是多少？ 【答案】(1)8.8104J (2) 440W (3)110 (4)1A 【解析】(1)预热时使金属底板吸收的热量是： Q=cmt=0.44103J/(kg.)0.5kg200=4.4104J； (2)电熨斗的最大功率是 P最大=Q/t=4.4104J/100s=440W； (3)定值电阻 R0的阻值是
35、 R0=U2/P最大=(220V)2/440W=110； (4)电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是 I最小=U/R最大=220V/(110+110)=1A。 17如图甲所示的一款多功能洗衣机，图乙是其简化电路图，此款洗衣机额定电压 220V，它有两个档位，当开关置于位置 1 时(电路接入 R1和 R2)为加热状态，消耗功率为 2400W；当开关置于位置 2 时(电路接入R2和电动机)为保温洗涤状态，已知电阻 R1的阻值为 22，水的比热容为 34.2 10/ kJgc水。 (1)在洗衣机内加入质量为 20kg、初温为 10的冷水，求加热状态下使水的温度升高 50需要的时间，(不考虑热损失)；
36、 (2)求 R2的阻值； (3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，通过电路的总电流为 2A，求电动机的电功率。 答案：(1)1750s；(2)242；(3)240W。 解析： (1)加热状态下使水的温度升高 50，则水吸收的热量： 364.2 10 J/kg20kg 504.2 10 JQcm t 吸（）； 不考虑热损失，加热状态下洗衣机消耗的电能： 64.2 10 JWQ吸； 由 P=W/t 可得，加热时间： 64.2 10 J1750s2400WtWP加热； (2)当开关置于位置 1 时为加热状态， R1与 R2并联，其两端电压均为 220V， 则 R1消耗的功率： 2211220V220
37、0W22()UPR； 因为加热功率等于 R1与 R2消耗功率之和，所以 R2消耗的功率： 212400W2200W200WPPP加热； 由2UPR可得 R2的阻值： 2222220V242200W()URP； (3)洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与 R2并联，通过电路总电流为 2A，则电动机与 R2的总功率： 220V 2A440WPUI总； 并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以 R2的功率不变，仍为 200W，因为所以电动机的功率： M2440W200W240WPPP总。 18.初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关
38、、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器；将电压表改装成身高显示仪-所测身高越大,显示仪示数越大，且刻度均匀。 (1)同学们设计了如图所示电路， 老师指出他们的设计有不够合理的地方。 你认为下列分析正确的是 。 A.移动滑片 P 时.电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小 C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值 (2)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路.是图四个电路中的 电路。 (3)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为 12V 的电源、一根长为 8
39、0cm 的均匀电阻丝(0.5/cm)、量程为 03V 的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻 R1的阻值应该为 。 (4)利用选定的器材.小组同学连接好了测量电路。 对身高为 160cm 的小曾进行测量时， 电压表的示数为 1.5V；对小杨进行测量时,电压表的示数为 1.2V,则小杨的身高为 cm。 【答案】(1)C(2)丁(3)120(4)152cm 【解析】(1)滑变接入部分为下半部分，上下移动会改变接入阻值，且 P 向上滑动，电阻变大，分的电压变大，故 AB 错误，电压表示数 U=IR 滑，而 I 和 R 滑均会变化，所以 U 与 R 滑不成正比
40、 C 正确，当 P 在最低端，滑变接入未 0，电压表为 0，D 错误。 (2)丁图，接入阻值不变，电路电流 I 不变，U=IR 滑，所以 U 与 R 滑成正比，与身高成正比，线性变化，刻度均匀。 (3)电阻丝电阻 R 为 40，电压表量程 3V，电源电压 12V，根据串联正比分压，所以定值电阻分压9V，计算可知电阻为 120。 (4)电压表测量滑变下半部分分得的电压，此时为 1.5V，所以接入阻值可以算出为 20，所以接入下半部分电阻丝长度 40cm，小曾 160cm，分析可知，电阻丝底端到地面为 120cm，同理分析小杨，电压表示数 1.2V，接入阻值 16，接入长度 32cm，所以小杨身高 152cm。
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