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1、
微專題6 家用電器相關(guān)計算
類型1 銘牌類電器相關(guān)計算
1. 家庭常用電熱水壺的銘牌數(shù)據(jù)如圖表所示,若加熱電阻的阻值不隨溫度的變化而改變[c水=4.2×103 J/(kg·℃)],下列選項正確的是( )
額定電壓
220 V
額定加熱功率
1100 W
最大盛水量
1 kg
A. 電熱水壺裝滿水時,水的體積是10 L
B. 電熱水壺和其他用電器串聯(lián)在電路中
C. 將1 kg、20 ℃的水在1標準大氣壓下燒開,需要吸收的熱量為3.36×105 J
D. 將1 kg、20 ℃的水在1標準大氣壓下燒開,電熱水壺需正常工作5.5分鐘,此電熱水壺的效率為50%
2. 小
2、紅家的電飯鍋的銘牌如圖所示,該電飯鍋的電阻是________Ω,由于小紅家電源的電壓不太穩(wěn)定,傍晚時電壓常常僅僅為198 V,這時電飯鍋的功率是________W.
第2題圖
3. 如圖是某電炒鍋的銘牌,根據(jù)表中的信息回答下列問題:若家庭電路中只有電炒鍋在加熱2 kg、20 ℃的水,且如圖中電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了600轉(zhuǎn),消耗的電能是________J,該電炒鍋中水升高了________℃.當在用電高峰時,此用電器兩端的實際電壓僅達到額定電壓的,則實際功率與額定功率的比值________.[水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·℃)、當?shù)貧鈮簽?標準大氣壓、不計熱損失]
BC-65
3、B電炒鍋
額定電壓
220 V
額定功率
1100 W
工作頻率
50 Hz
第3題圖
4. (2019淄博)下表為一臺飲水機的銘牌,其內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲且阻值不變.
××牌飲水機
額定電壓
220 V
額定
功率
加熱
1 000 W
保溫
22 W
加熱效率
80%
第4題圖
(1)該飲水機處于加熱狀態(tài)時,正常工作3 min,在1標準大氣壓下能否把0.5千克的水從20 ℃加熱至沸騰?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)保溫功率是指S斷開時電路消耗的總功率.該飲水機正常保溫時,R1實際消耗的
4、電功率是多少?
5. (2019廣東學業(yè)考試三模)如圖所示是家用電熱壺及銘牌.假設(shè)電熱壺電阻絲的電阻不變,水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3.求:
(1)電熱壺電阻絲的電阻;
(2)不考慮熱損失,電熱壺正常工作時,把1 L水從20 ℃加熱到100 ℃所需要的時間;
(3)當電壓為198 V時,電熱壺的實際功率.
第5題圖
6. (2019岳陽)一新款節(jié)能電燉鍋如圖甲,有關(guān)技術(shù)參數(shù)如表乙(設(shè)電燉鍋不同擋位的電阻和加熱效率均不變).
甲
額定電壓
電
5、燉鍋擋位
額定功率/W
220 V
低溫
200
中溫
400
高溫
600
乙
丙
第6題圖
(1)求電燉鍋在高溫擋正常工作時的電流(計算結(jié)果保留一位小數(shù));
(2)在用電高峰期,關(guān)掉家里的其他用電器,只讓處于中溫擋狀態(tài)的電燉鍋工作,觀察到標有“1 800 r/(kW·h)”的電能表轉(zhuǎn)盤在121 s內(nèi)轉(zhuǎn)了20圈,求此時的實際電壓;
(3)電燉鍋正常工作時,用低溫擋和高溫擋分別給質(zhì)量相同的冷水加熱,待水溫達到50 ℃時開始計時,繪制的水溫隨時間變化的圖像如圖丙所示.結(jié)合所給信息,通過計算,分析比較用高溫擋還是用低溫擋更節(jié)能.
類型2 多
6、擋位電器相關(guān)計算
7. (2019貴陽)如圖所示是加熱器的電路圖.設(shè)電源電壓保持不變,R1、R2均為發(fā)熱電阻絲,通過開關(guān)S1和S2的通斷組合,可得到不同加熱擋位.該加熱器最大電功率是12 W,只閉合
開關(guān)S1時,加熱器的電功率是8 W.則下列判斷正確的是( )
第7題圖
A. 該加熱器只有兩個加熱擋位
B. 加熱器兩個發(fā)熱電阻絲的阻值之比R1∶R2=1∶3
C. 加熱器功率最大時,R1與R2的電流之比為2∶1
D. 該加熱器功率最小電功率是8 W
8. (2019南充)如圖是電熱飲水機電路原理圖,已知R1=100 Ω,R2=20 Ω,當開關(guān)S1、S2閉合時,飲水機處于__
7、______狀態(tài)(選填“保溫”或“加熱”),飲水機的保溫功率與加熱功率之比為________.該飲水機在加熱狀態(tài)下工作1 min消耗的電能為________J.
第8題圖
9. (2019通遼)有一臺熱水器,內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲.R1=88 Ω,R2=22 Ω.
(1)如何控制S1和S2,使熱水器處于高溫擋;
(2)求低溫擋正常工作5 min電熱絲產(chǎn)生的熱量;
(3)求中溫擋正常工作時熱水器的功率.
第9題圖
10. (2019齊齊哈爾)如圖甲是文文同學家新買的一臺冷暖空調(diào)扇,其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示,R1、R2均為發(fā)熱電阻,R1的阻
8、值為110 Ω, 是電動機.開關(guān)S1閉合后,當S2接1、2時吹冷風;當S2接2、3時吹溫風;當S2接3、4時吹熱風,此時空調(diào)扇的總功率為1 100 W.已知:電源電壓為220 V, c冰=2.1×103 J/(kg·℃).求:
(1)吹冷風時,在空調(diào)扇內(nèi)加入冰袋會使吹出的風溫度變低.若冰袋內(nèi)冰的質(zhì)量為1 kg,溫度從-16 ℃升高到-6 ℃時,冰從周圍吸收的熱量是多少?
(2)吹冷風時,電動機正常工作1 h消耗的電能為0.11 kW·h,此時通過電動機的電流是多少?
(3)吹熱風時,R2的電阻是多少?
第10題圖
參考答案及解析
微專題6 家用電器相關(guān)計算
9、
1. C 【解析】由ρ=可得,水的體積:V===1×10-3 m3=1 dm3=1 L,A錯誤;電熱水壺和其他用電器工作時互不影響,則電熱水壺和其他用電器并聯(lián)在電路中,B錯誤;水吸收的熱量Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J ,C正確;工作時間t=5.5 min=5.5×60 s=330 s,由P=可得,電熱水壺正常工作5.5 min消耗的電能:W=Pt=1100 W×330 s=3.63×105 J;電熱水壺的效率:η==×100%≈92.6%,D錯誤.故選C.
2. 44 891
3. 7.2×105 80 16∶2
10、5 【解析】因“3000r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的電能,表盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),所以,電能表的轉(zhuǎn)盤正好轉(zhuǎn)了600轉(zhuǎn)消耗的電能:W= kW·h=0.2 kW·h=7.2×105 J,不計熱損失,水吸收的熱量:Q吸=W=7.2×105 J,由Q吸=cm(t-t0)可得,理論上水的末溫:t=+t0=+20 ℃≈105.7 ℃,因1標準大氣壓下水的沸點為100 ℃,所以,水的末溫為100 ℃,則水升高的溫度Δt=100 ℃-20 ℃=80 ℃.當在用電高峰時,此用電器兩端的實際電壓僅達到額定電壓的,由P=UI=可得,電炒鍋的電阻不變時,P與U2成正比,則實際功率與額定功率的比值:==()2=
11、()2=.
4. 解:(1)正常工作3 min產(chǎn)生的熱量為:Q放=Pt=1000 W×3×60 s=1.8×105 J
由η=×100%得,實際被水吸收的熱量為:Q吸=ηQ放=1.8×105 J×80%=1.44×105 J
若把水燒開,需要的熱量為:Q需要=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J
因為:Q吸
12、2串聯(lián),這時飲水機處于保溫狀態(tài)
電路中的電流為:I保溫===0.1 A
R1實際消耗的電功率為
P1實=(I保溫)2×R1=(0.1 A)2×48.4 Ω=0.484 W
5. 解:(1)電熱壺電阻絲的電阻R===48.4 Ω
(2)水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103 kg/m3×1×10-3m3=1 kg
水吸收的熱量Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
由于不考慮熱量損失,所以有W電=Q=P額t,則加熱時間t===336 s
(3)當電壓為198 V時,電熱壺的實際功率P實===810 W
6. 解:(1)
13、高溫擋正常工作電流:I==≈2.7 A
(2)電能表轉(zhuǎn)盤在121 s內(nèi)轉(zhuǎn)了20圈,實際功率為:
P實====()2 W
根據(jù)=()2,代入數(shù)據(jù)可得U實=200 V
(3)用高溫擋50 ℃~70 ℃消耗的電能:W高=P高t高=0.6 kW× h=0.06 kW·h
用低溫擋50 ℃~58 ℃消耗的電能:
W低=P低t低=0.2 kW× h=0.03 kW·h
則用高溫擋加熱,每升高1攝氏度需要的電能為:W高′==3×10-3 kW·h/℃
同理可得低溫擋:
W低′==3.75×10-3 kW·h/℃
W高′<W低′,故高溫擋更節(jié)能.
7. C 【解析】發(fā)熱電阻絲R1和R2并
14、聯(lián),由于電源電壓保持不變,閉合S1和S2時電路總功率為P=P1+P2=+=12 W,只閉合S1時只有R1接入電路P1==8 W,只閉合S2時只有R2接入電路P2==12 W-8 W=4 W,該加熱器有12 W、8 W、4 W三個加熱功率擋位,A錯誤;====,R1∶R2=1∶2,B錯誤;并聯(lián)電路電流與電阻成反比,R1與R2的電流之比為2∶1,C正確;只閉合S2時電路加熱功率為4 W,D錯誤.故選C.
8. 加熱 1∶6 1.452×105 【解析】當開關(guān)S1、S2閉合時,R2接入電路,R1短路,由電功率公式P=可知,此時功率最大,飲水機處于加熱狀態(tài);當S1閉合,S2斷開時,R1和R2串聯(lián),電
15、路中電阻最大,由電功率公式P=可知,此時電功率最小,飲水機處于保溫狀態(tài),保溫狀態(tài)時功率為P保溫=,加熱功率為P加熱=,保溫功率與加熱功率之比為====.加熱狀態(tài)下工作1 min消耗的電能W=Pt=t=×60 s=1.452×105 J.
9. 解:(1)當S1閉合,S2接a時,R1與R2并聯(lián),電路中電阻最小,根據(jù)P=知,此時熱水器功率最大,處于高溫擋
(2)當S1斷開,S2接b時,R1與R2串聯(lián),電路中電阻最大,根據(jù)P=知,此時熱水器功率最小,處于低溫擋,其功率為P低===440 W.
5 min產(chǎn)生的熱量為Q=W=P低t=440 W×5×60 s=1.32×105 J
(3)只閉合S1時,R1單獨工作,根據(jù)P=知,此時熱水器處于中溫檔,其功率為P中===550 W
10. 解:(1)Δt=-6 ℃-(-16 ℃)=10 ℃
冰吸收的熱量Q吸=c冰mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃=2.1×104 J
(2)吹冷風時,電動機的功率
P冷===0.11 kW=110 W
通過電動機的電流I===0.5 A
(3)吹熱風時,R1的功率
P1===440 W
電阻R2的功率P2=P總-P冷-P1=1 100 W-110 W-440 W=550 W
R2的阻值R2===88 Ω
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