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(共38張PPT)
題型四　綜合題
三、電學(電熱)綜合題
　擋位類相關計算(10年8考)
類型
1
1. (2024北京)如圖所示是某款兩擋電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值 一定的電熱絲，R1＝550 Ω，R2＝44 Ω.該電熱器接入電壓為220 V的 電路中.求：
第1題圖
(1)低溫擋時電路中的電流.
1. (2024北京)如圖所示是某款兩擋電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值 一定的電熱絲，R1＝550 Ω，R2＝44 Ω.該電熱器接入電壓為220 V的 電路中.求：
第1題圖
(2)高溫擋時電熱器的電功率.
(2)當開關S1和S2均閉合時，R1和R2并聯，電路總電阻
最小，功率最大，電熱器處于高溫擋
電路的總電流I＝I1＋I2＝0.4 A＋5 A＝5.4 A
高溫擋時電熱器的電功率P高＝UI＝220 V×5.4 A＝1 188 W
2. (2024湖北省卷)小紅用圖甲的手持掛燙機幫家人熨燙衣物，掛燙機內的 水被加熱汽化后噴出.圖乙為掛燙機的等效電路，R1為加熱電阻，R2為限 流電阻，S為自動溫控開關.將掛燙機接入電路，S在位置“1”，前端電熱 板被加熱，電路中的電流為5.0 A；當溫度升到130 ℃時，S切換到位置 “2”，掛燙機處于待機狀態，電路中的電流為0.02 A，當溫度降到100 ℃時，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2題圖
(1)求R1的阻值.
2. (2024湖北省卷)小紅用圖甲的手持掛燙機幫家人熨燙衣物，掛燙機內的 水被加熱汽化后噴出.圖乙為掛燙機的等效電路，R1為加熱電阻，R2為限 流電阻，S為自動溫控開關.將掛燙機接入電路，S在位置“1”，前端電熱 板被加熱，電路中的電流為5.0 A；當溫度升到130 ℃時，S切換到位置 “2”，掛燙機處于待機狀態，電路中的電流為0.02 A，當溫度降到
100 ℃時，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2題圖
(2)求掛燙機待機狀態的功率.
(2)當S在位置“2”時，掛燙機處于待機狀態，R2接入電路，此時電路中 的電流為0.02 A
由P＝UI可得，掛燙機待機狀態的功率
P待機＝UI2＝220 V×0.02 A＝4.4 W
甲 乙
第2題圖
2. (2024湖北省卷)小紅用圖甲的手持掛燙機幫家人熨燙衣物，掛燙機內的 水被加熱汽化后噴出.圖乙為掛燙機的等效電路，R1為加熱電阻，R2為限 流電阻，S為自動溫控開關.將掛燙機接入電路，S在位置“1”，前端電熱 板被加熱，電路中的電流為5.0 A；當溫度升到130 ℃時，S切換到位置 “2”，掛燙機處于待機狀態，電路中的電流為0.02 A，當溫度降到
100 ℃時，S又回到位置“1”.
甲 乙
第2題圖
(3)熨燙過程中，電路的電流隨時間變化如圖丙，求掛燙機0～150 s消耗的 電能.
(3)掛燙機加熱狀態時的功率
P加熱＝UI1＝220 V×5.0 A＝1 100 W
掛燙機0～150 s消耗的電能
W＝P加熱t加熱＋P待機t待機＝1 100 W×(30 s＋70 s)＋4.4 W×(20 s＋30 s)＝ 110 220 J
丙
第2題圖
(4) 請從使用安全或節能的角度為該掛燙機的標簽設計一條提示語.
(4)標簽提示語：①通電即加熱，請注意防燙；②使用完請及時拔掉插 頭；③高溫蒸汽，請勿對人；④切勿用手觸碰電熱板；⑤使用時請勿離 人；⑥使用時請勿覆蓋；⑦使用時遠離兒童，謹防燙傷；⑧請放置在兒童 觸摸不到的地方，避免兒童玩耍；⑨請勿連續長時間使用蒸汽功能；⑩避 免與其他大功率電器共用同一插座； 切勿觸碰蒸汽或者熨燙金屬部 件，以免燙傷； 注水和排水前一定要先斷開電源，拔掉插頭； 使用 之后一定要等掛燙機冷卻后再進行收納.(其他答案合理亦可)
3. (2024龍東)一款小型電火鍋如圖甲所示，通過擋位開關實現高、中、低 三擋控溫功能；圖乙是它的簡化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻(阻值 保持不變).已知R1的阻值為176 Ω，電火鍋的部分參數如下表所示.求：
甲 乙
第3題圖
額定電壓 220 V
低溫擋功率
中溫擋功率 440 W
高溫擋功率 1 100 W
(1)R3的阻值是多少？
甲 乙
第3題圖
3. (2024龍東)一款小型電火鍋如圖甲所示，通過擋位開關實現高、中、低 三擋控溫功能；圖乙是它的簡化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻(阻值 保持不變).已知R1的阻值為176 Ω，電火鍋的部分參數如下表所示.求：
甲 乙
第3題圖
額定電壓 220 V
低溫擋功率
中溫擋功率 440 W
高溫擋功率 1 100 W
(2)電火鍋在低溫擋工作時的功率是多少？
(2)當開關S接低溫擋時，R1與R3串聯
電路的總電阻R低＝R1＋R3＝176 Ω＋44 Ω＝220 Ω
電火鍋在低溫擋工作時的功率
甲 乙
第3題圖
3. (2024龍東)一款小型電火鍋如圖甲所示，通過擋位開關實現高、中、低 三擋控溫功能；圖乙是它的簡化電路圖，R1、R2、R3均為加熱電阻(阻值 保持不變).已知R1的阻值為176 Ω，電火鍋的部分參數如下表所示.求：
甲 乙
第3題圖
額定電壓 220 V
低溫擋功率
中溫擋功率 440 W
高溫擋功率 1 100 W
(3)某次使用時，在標準大氣壓下，用中溫擋將1 kg水從20 ℃加熱到沸騰，用時14 min，不計熱量損失，該電火鍋中溫擋的實際功率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)水吸收的熱量Q吸＝c水 mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃
－20 ℃)＝3.36×105 J
不計熱量損失，電火鍋消耗的電能
W＝Q吸＝3.36×105 J
電火鍋中溫擋的實際功率
甲 乙
第3題圖
4. (2024河南改編)小華家新買了一臺電暖器，部分參數如下表，通過調節 旋鈕，可實現高溫擋、低溫擋的切換.
額定電壓 220 V
高溫擋功率 2 000 W
低溫擋功率 800 W
(1)電暖器的插頭是三腳插頭，插入插座后，電暖器的金屬外殼與家庭電 路的 線相連，可防止漏電時對人造成傷害.
地
(2)小華家的插座允許通過的最大電流為10 A，請通過計算說明此插座能否滿足該電暖器正常使用.
解：(2)由題可知，插座允許接入用電器的最大功率
P大＝UI大＝220 V×10 A＝2 200 W
電暖器的高溫擋功率為2 000 W＜2 200 W
所以此插座能滿足該電暖器正常使用
4. (2024河南改編)小華家新買了一臺電暖器，部分參數如下表，通過調節 旋鈕，可實現高溫擋、低溫擋的切換.
額定電壓 220 V
高溫擋功率 2 000 W
低溫擋功率 800 W
4. (2024河南改編)小華家新買了一臺電暖器，部分參數如下表，通過調節 旋鈕，可實現高溫擋、低溫擋的切換.
額定電壓 220 V
高溫擋功率 2 000 W
低溫擋功率 800 W
(3)若該電暖器一天正常工作6 h，其中高溫擋2 h，低溫擋4 h，則一天耗 電多少千瓦時？
(3)高溫擋工作2 h消耗的電能
W1＝P1t1＝2 kW×2 h＝4 kW·h
低溫擋工作4 h消耗的電能
W2＝P2t2＝0.8 kW×4 h＝3.2 kW·h
該電暖器一天正常工作6 h消耗的電能
W總＝W1＋W2＝4 kW·h＋3.2 kW·h＝7.2 kW·h
(4)小華與媽媽一起做飯時，準備同時用電飯鍋和電磁爐.小華說：“應先 把電暖器關掉，否則容易使家庭電路的干路導線過熱引發火災.”請運用 物理知識進行解釋.
4. (2024河南改編)小華家新買了一臺電暖器，部分參數如下表，通過調節 旋鈕，可實現高溫擋、低溫擋的切換.
額定電壓 220 V
高溫擋功率 2 000 W
低溫擋功率 800 W
5. 小強爸爸為家中新買了一個如圖甲所示的電飯鍋，它有高溫、低溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，已知R1、R2均為加熱電阻，電阻R2＝220 Ω，低溫擋功率為176 W.
(1)電飯鍋工作時，是通過 的方式改變食物內能的.
甲 乙
第5題圖
熱傳遞
5. 小強爸爸為家中新買了一個如圖甲所示的電飯鍋，它有高溫、低溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，已知R1、R2均為加熱電阻，電阻R2＝220 Ω，低溫擋功率為176 W.
甲 乙
第5題圖
(2)加熱電阻R1的阻值是多少？高溫擋的功率是多少？
甲 乙
第5題圖
5. (2024陜西黑白卷)小強爸爸為家中新買了一個如圖甲所示的電飯鍋，它 有高溫、低溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，已知R1、R2均為加熱 電阻，電阻R2＝220 Ω，低溫擋功率為176 W.
甲 乙
第5題圖
(3)該電飯鍋廣告頁上宣傳“高溫擋的熱效率可以達到90%以上”，
小明利用電飯鍋高溫擋將1 kg的粥從20 ℃加
熱到80 ℃用時5 min.請通過計算驗證該廣告
是否屬實.[已知電熱絲電阻不隨溫度變化，粥 的比熱容取4.0×103 J/(kg·℃)]
(3)粥吸收的熱量Q吸＝cmΔt＝4.0×103 J/(kg·℃)×1 kg×(80 ℃－20 ℃) ＝2.4×105 J
高溫擋工作5 min消耗的電能
W＝P高溫t＝880 W×5×60 s＝2.64×105 J
該電飯鍋高溫擋的熱效率
所以該廣告屬實
甲 乙
第5題圖
6. 小剛給奶奶買了一臺電熱足浴盆，其部分銘牌信息如表格所 示，如圖甲所示為足浴盆的工作電路，R1、R2均為電熱絲，S0為電源開 關，當開關S閉合或斷開時，足浴盆的擋位不同，求：
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
額定電壓 220 V
額定加熱功率 484 W
額定保溫功率 121 W
第6題圖甲
(1)加熱擋正常工作時，電路中的電流.
第6題圖甲
6. 小剛給奶奶買了一臺電熱足浴盆，其部分銘牌信息如表格所示，如圖甲所示為足浴盆的工作電路，R1、R2均為電熱絲，S0為電源開關，當開關S閉合或斷開時，足浴盆的擋位不同，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
額定電壓 220 V
額定加熱功率 484 W
額定保溫功率 121 W
第6題圖甲
(2)R1的電阻.
(2)由電路圖可知，S0、S均閉合時，電磁鐵工作，動觸
點被吸下與靜觸點b相接，工作電路中只有R2接入電路
中，此時電路中總電阻最小，功率最大，為加熱狀態
S0閉合、S斷開時，電磁鐵不工作，動觸點與靜觸點a相接，工作電路中兩 電阻串聯，此時電路中總電阻最大，功率最小，為保溫狀態
則R1＝R總－R2＝400 Ω－100 Ω＝300 Ω
第6題圖甲
6. 小剛給奶奶買了一臺電熱足浴盆，其部分銘牌信息如表格所示，如圖甲所示為足浴盆的工作電路，R1、R2均為電熱絲，S0為電源開關，當開關S閉合或斷開時，足浴盆的擋位不同，求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
額定電壓 220 V
額定加熱功率 484 W
額定保溫功率 121 W
第6題圖甲
(3)關閉其他用電器，單獨接入一個足浴盆(只加熱)，將4 kg水從20 ℃加 熱到40 ℃的過程中，如圖乙所示的電能表表盤一共轉了360圈，求足浴盆 的加熱效率是多少？(百分號前保留一位小數)
第6題圖乙
(3)水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(40 ℃
－20 ℃)＝3.36×105 J
足浴盆消耗的電能
足浴盆的加熱效率
　電熱器改裝及相關計算(2020.23)
類型
2
7.學習小組在制作“電熱水壺”項目化學習中，利用電熱絲R1和R2(兩電阻阻值不同)設計了具有加熱和保溫兩個擋位、額定電壓為220 V的電熱水壺，關閉其他用電器，將該電熱水壺調至加熱擋，將1 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃用時6 min，觀察到電能表指示燈閃爍了300 imp[電能表標有3 000 imp/(kW·h)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)].
求解下列問題：
第7題圖
(1)加熱過程中，水吸收的熱量.
解：(1)該電熱水壺將1 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃，水吸收的熱量
Q吸＝c水 mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J
第7題圖
7.學習小組在制作“電熱水壺”項目化學習中，利用電熱絲R1和 R2(兩電阻阻值不同)設計了具有加熱和保溫兩個擋位、額定電壓為220 V的 電熱水壺，關閉其他用電器，將該電熱水壺調至加熱擋，將1 kg的水從
20 ℃加熱到100 ℃用時6 min，觀察到電能表指示燈閃爍了300 imp[電能
表標有3 000 imp/(kW·h)，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)].
求解下列問題：
第7題圖
(2)電熱水壺加熱擋的功率.
(2)電熱水壺單獨工作6 min消耗的電能
(3)若添加一個開關S3，使該電熱水壺在原加熱功率不變的情況下，具有 高溫、中溫和保溫三種擋位，請在虛線框內畫出改裝后的電路圖.
8. 小明學完電學知識后為爺爺設計了一款電熱水暖床，它由水暖 床循環管和儲水器兩部分組成，如圖甲所示，工作原理是通過電熱絲R1將 儲水器中的水加熱后再由水泵輸送到循環管來供暖.電熱絲加熱功率為
500 W，儲水器水箱可裝入1 kg的水，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃).求：
第8題圖
(1)電熱絲R1的阻值；
8. 小明學完電學知識后為爺爺設計了一款電熱水暖床，它由水暖 床循環管和儲水器兩部分組成，如圖甲所示，工作原理是通過電熱絲R1將 儲水器中的水加熱后再由水泵輸送到循環管來供暖.電熱絲加熱功率為
500 W，儲水器水箱可裝入1 kg的水，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃).求：
第8題圖
(2)使用時儲水器加滿水，使水溫升高10 ℃需要通
電105 s，其加熱效率是多少？
(2)水吸收的熱量Q吸＝c水 m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃＝ 4.2×104 J
消耗的電能W＝Pt＝500 W×105 s＝5.25×104 J
(3)小明還想添加一個開關和一個電阻R2為電熱水暖床增加一個保溫擋， 請在虛線框中設計一個電路，完成這項改裝.

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