山東省2022年中考物理(五四制)教材基礎(chǔ)鞏固-小專題(四)多擋位加熱器的相關(guān)計(jì)算

1．（2021·淄博）如圖所示，甲是某款即熱式電熱水龍頭，乙是它的電路原理圖，R1和R2是電阻分別為22Ω和44Ω的電熱絲。通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄改變與開關(guān)S接觸的兩個(gè)相鄰觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋的切換，則（）A．開關(guān)S接觸2、3觸點(diǎn)時(shí)，水龍頭放出的是熱水B．開關(guān)S接觸3、4觸點(diǎn)時(shí)，電熱絲R1、R2串聯(lián)C．水龍頭在溫水擋正常工作時(shí)的電流是15AD．水龍頭在熱水擋正常工作時(shí)的功率是3300W2．（2021·威海）某品牌電熱扇工作原理如圖所示。S1為雙觸點(diǎn)開關(guān)，1、2、3、4為開關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S1，可實(shí)現(xiàn)加熱功能的“空擋”“低溫?fù)酢焙汀案邷負(fù)酢敝g的切換；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)可使電熱扇往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。R1、R2均為電熱絲，阻值不受溫度影響，R1＝88Ω，電熱扇部分參數(shù)如表所示。額定電壓220V高溫?fù)跫訜峁β?650W電動(dòng)機(jī)功率44W電動(dòng)機(jī)線圈電阻6Ω（1）請(qǐng)畫出電熱扇處于低溫?fù)跚也晦D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的等效電路圖，并計(jì)算此時(shí)電路正常工作消耗的總功率；（2）求R2的阻值；（3）若電動(dòng)機(jī)正常工作10min，內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量為多少？3．（2020·青島）某家用電熱水壺有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡(jiǎn)化示意圖如圖甲所示，其中R1和R2均為阻值不變的發(fā)熱電阻。某次使用該電熱水壺?zé)^(guò)程中，消耗的電功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。[水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg·℃）]求：（1）該電熱水壺加熱和保溫時(shí)的電流之比；（2）電阻R2的阻值；（3）給1.2kg的水加熱，使水溫從20℃升至80℃，電熱水壺的工作效率為90%，需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間。參考答案【專題題組訓(xùn)練】1．D2．解：(1)電熱扇處于低溫?fù)跚也晦D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有電熱絲R1連入電路，等效電路圖如圖所示，此時(shí)電路正常工作消耗的總功率：P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,88Ω)＝550W。(2)開關(guān)S1與觸點(diǎn)3、4接觸時(shí)，兩電熱絲并聯(lián)，此時(shí)電熱扇為高溫?fù)?，則電熱絲R2的功率：P2＝P高－P1＝1650W－550W＝1100W，R2的阻值：R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω。(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：I＝eq\f(P′,U)＝eq\f(44W,220V)＝0.2A，電動(dòng)機(jī)正常工作10min，內(nèi)部線圈產(chǎn)生的熱量：Q＝I2R′t＝(0.2A)2×6Ω×10×60s＝144J。3．解：(1)由圖乙可知：P加熱＝1600W，P保溫＝400W，由P＝UI可得：I加熱∶I保溫＝eq\f(P加熱,U)∶eq\f(P保溫,U)＝P加熱∶P保溫＝(1600W)∶(400W)＝4∶1。(2)根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可得：當(dāng)S接1時(shí)，R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,1600W)＝30.25Ω，當(dāng)S接2時(shí)，R總＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω，電阻R2的阻值：R2＝R總－R1＝121Ω－30.25Ω＝90.75Ω。(3)水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(80℃－20℃)＝3.024×105J，加熱水消耗的電能：W＝eq\f(Q吸,η)＝eq\f(3.024×105