2024浙江中考物理二輪重點專題研究 微專題 家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)（教學(xué)課件）

家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)微專題1.(2023齊齊哈爾)父親節(jié)到了，小明媽媽為爺爺買了一個電熱足浴盆，內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V，額定功率為605W。求：(1)該電熱足浴盆加熱系統(tǒng)是利用電流的________工作的。熱效應(yīng)(2)小明幫爺爺泡腳前，向足浴盆中加入6kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min將水加熱到40℃，則此加熱過程中水吸收的熱量是多少？[水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解：水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(40℃－20℃)＝5.04×105J(3)加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能是多少？解：加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能W＝Pt＝605W×15×60s＝5.445×105

J(4)當(dāng)小明家的實際電壓是200V時，加熱電阻工作的實際電功率是多少？(忽略溫度對電阻的影響)解：加熱電阻的阻值

當(dāng)小明家的實際電壓是200V時，加熱電阻工作的實際電功率2.(2023銅仁)圖甲是小明家的電飯鍋及電路原理圖，該電飯鍋有高溫和保溫兩擋，由開關(guān)S進行調(diào)節(jié)。已知R0與R為電熱絲，現(xiàn)將電飯鍋接在220V的電源上，使用高溫?fù)豕ぷ鲿r，電飯鍋功率為1000W；使用保溫?fù)豕ぷ鲿r，電飯鍋功率為440W。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]根據(jù)相關(guān)知識，回答下列問題：(1)飯煮熟后，開關(guān)S將________(選填“閉合”或“斷開”)。斷開(2)電熱絲R的阻值為多少？解：電路的總電阻

開關(guān)S閉合，當(dāng)只有R0的簡單電路，電路的電阻最小，由

可知電路的總功率最大，處于加熱狀態(tài)；R0的阻值

電熱絲R的阻值為R＝R總－R0＝110Ω－48.4Ω＝61.6Ω(3)用此電飯鍋高溫?fù)鯇①|(zhì)量為1kg，溫度為25℃的水加熱，使鍋中水溫升高60℃，需用時5min，求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率。解：水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃＝2.52×105J電飯鍋加熱過程中消耗的電能W＝P高溫t＝1000W×5×60s＝3×105J加熱過程中電飯鍋的效率(4)如圖乙所示，電能表上有參數(shù)模糊不清，

小明把家中其他用電器斷開僅使用電飯鍋，調(diào)至高溫?fù)鯚?min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，則電能表上模糊的參數(shù)應(yīng)該是多少？解：高溫?fù)鯚?min消耗的電能W1＝P高溫t1＝1kW×h＝kW·h，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，電能表上模糊的參數(shù)

3.(2023甘肅)如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費者認(rèn)可和青睞。它有三段溫控功能：高溫?zé)?，中溫煮和低溫熬，圖乙是它的簡化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數(shù)。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，g＝10N/kg]項目參數(shù)電源電壓(V)220中溫?fù)豕β?W)400高溫?fù)豕β?W)1100容積(L)1(1)開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，電燉鍋為低溫?fù)?，說明判斷依據(jù)；

解：由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接A時，電阻R1、R2串聯(lián)，此時電路中的總電阻最大，電源電壓不變，由

可知，總功率最小，所以此時電燉鍋為低溫?fù)?。項目參?shù)電源電壓(V)220中溫?fù)豕β?W)400高溫?fù)豕β?W)1100容積(L)1(2)求R1、R2的阻值；

解：由電路圖可知，當(dāng)S2接A，S1閉合時，R2被短路，只有電阻R1接入電路，電阻較大，功率較大，電燉鍋處于中溫?fù)酰畡tR1的阻值當(dāng)S1閉合，S2接B時，R1、R2并聯(lián)，總電阻最小，功率最大，電燉鍋處于高溫?fù)?，則此時R2消耗的功率為：P2＝P高－P中＝1100W－400W＝700W則R2的阻值(3)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一鍋水燒開，若電燉鍋高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，求燒開一鍋水需要的時間。解：由

可得，水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·C)×1kg×(100℃－12℃)＝3.696×105J，由

得，電燉鍋消耗的電能

由

得，燒開一鍋水需要的時間4.(2019天津改編)若架設(shè)在兩地之間的輸電線發(fā)生了短路，如何方便快捷地確定短路的位置？針對這一實際問題，某物理興趣小組模擬真實情景，運用“建?！彼枷脒M行了研究：用兩條足夠長的電阻絲模擬輸電線(每條電阻絲單位長度阻值為r)，將導(dǎo)線連在電阻絲A處模擬輸電線短路，如圖甲所示。他們把一個電源(電壓恒為U0)、一個定值電阻(阻值為R0)和一塊電壓表用導(dǎo)線連接起來裝入一個盒內(nèi)，并引出兩根導(dǎo)線到盒外，制成檢測盒，如圖乙所示。檢測時將盒外的兩根導(dǎo)線分別與模擬輸電線B端的兩接線柱相連，從而構(gòu)成檢測電路。通過讀取盒內(nèi)電壓表示數(shù)，經(jīng)過計算得知短路處到B端的距離。請你解答如下問題：(1)在圖乙所示的檢測盒內(nèi)畫出元件連接情況的電路圖；解法一：如答圖所示解法二：如答圖所示(2)根據(jù)你設(shè)計的檢測電路，推導(dǎo)出AB間距離L與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式。解法一：由電路圖可知，AB間電阻RAB與R0串聯(lián)，電壓表測得AB間電阻兩端電壓為U，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，

，解得AB間電阻絲的阻值為

，則L與U之間的關(guān)系式為

解法二：由電路圖可知，AB間電阻RAB與R0串聯(lián)，電壓表測得R0兩端電壓為U，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，

，解得AB間電阻絲的阻值為

，則L與U之間的關(guān)系式為5.小紅為自己家面積為4m2，高為2.5m浴室的燈暖型浴霸(一種取暖用的電器)設(shè)計了一個可自動控制溫度的裝置。如圖甲所示，控制電路電壓U1恒為12V，繼電器線圈的電阻忽略不計，定值電阻R1為60Ω，熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路額定電壓U2為220V，安裝兩只標(biāo)有“220V

275W”的燈泡。閉合開關(guān)S，當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開。(1)工作電路工作時，A端應(yīng)與________(選填“B”或“C”)端相連接。B(2)浴霸正常工作時通過燈泡的電流是多少A？浴室里控制的溫度t0為多高？解：浴霸正常工作時通過燈泡的電流為當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開，由歐姆定律可得，控制電路中的總電阻為由串聯(lián)電路電阻的特點可得熱敏電阻的阻值為R2