中考母题题源系列专题18多挡位电热器电功率的计算解析版.docx

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中考母题题源系列专题18多挡位电热器电功率的计算解析版

【中考母题再现】

【山东省东营市2015年中考物理试题】（11分）小明家电热水器的简化电路图如图所示，Sl是手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。

使用时，手动闭合开关Sl，电热水器开始工作。

电热水器部分参数如表所示。

（1）电热丝R1的阻值是多少？

（2）加热时流过电热丝R2的电流是多少？

（3）假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50mln，则电热水器的效率是多少？

【水的比

热容为4.2×l03J/（kg·℃），ρ水=1.0×103kg／m3】

【答案】

（1）220Ω；

（2）8A；（3）70.7%。

【难点中心】电功、电功率一直都是初中物理考查的重要内容，一般与串并联、欧姆定律等电学知识结合起来考查，综合性较强，

命题形式多种多样，故也是个难点，其中与生活实际相联系的命题形式仍是今后的主流考查方向，两档位用电器电功率的计算是近几年常考的热点。

【考点难点突破】

【知识链节】

电功率：

定义：

电功率等于电功和时间之比。

意义：

表示消耗电能的快慢。

符号：

P

单位：

瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW＝103W

电功率的定义式：

W=Pt

第一种单位：

P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；

t——通电时间——秒（s）。

第二种单位：

P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；

t——通电时间——小时（h）。

电功率计算公式：

=UI（适用于所有电路）

对于纯电阻电路可推导出：

P=I2R=

【技能方法】

所谓的两档位电热器一般分为高温档和低温档，是在电源电压不变的情况下，通过改变电阻的大小，高档位电阻小，低档位电阻大，由

可知，电热器的电功率发生了改变。

两档位电热器一般是通过开关来改变档位的，常见的电路有以下两种：

1、短路型

S闭合时,电阻R被短路,只有R0工作,此时为高温档挡;断开时,两电阻串联总电阻较大,此时为低挡.

2、单刀双掷型

主要工作的电阻放在干路上，一条支路用导线，一条之路连接在附加电阻上，当S接附加电阻时两电阻串联，是低温挡;S接导线时，电路中只有一个电阻，为低温挡.

【热身训练】

1饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为右图所示的电路，其中S是一个温控开关，R1为发热板，R2是温控电阻。

当开关S接a时，饮水机处于加热状态，将水迅速加热；当水达到一定温度时，开关S自动切换到b，饮水机处于保温状态。

已知饮水机发热板R1的阻值为88Ω，保温状态时的电流为0.25A。

通过计算回答：

⑴饮水机处于加热状态时的电流多大？

⑵饮水机处于加热状态时的电功率多大？

⑶温控电阻R2的阻值多大？

1.

（1）2.5A

（2）550W（3）

解析：

（1）当开关S接a时，饮水机处于加热状态，饮水机处于加热状态时的电流：

；

（2）饮水机处于加热状态时的电功率：

；

（3）依题意，保温状态时，两电阻串联，电路中的电流为0.25A，电路中总电阻：

；

故温控电阻R2的阻值：

。

2.在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。

图甲所示是他设计的电热水器的工作电路图，R1和R2是两根电热丝。

他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。

可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。

例如图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将l、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。

当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以分别实现高温，中温2，中温1，低温四档加热功率。

具体功率如下表所示：

求：

（1）R2的大小

（2）低温档的功率[

（3）小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好，经检查无误后，小亮将电热器接入家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现当时电源电压为220V。

请简单解释产生这种偏差的原因。

2.

（1）73.3Ω；

（2）264W；（3）因为电阻随温度的升高而增大，由

可知，在电压不变的情况下，电阻越大，功率越小

（2）两电阻串联时，电路的功率最小，为低温档

；

（3）因为电阻随温度的升高而增大，由

可知，在电压不变的情况下，电阻越大，功率越小。

3.小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S0进行自动控制。

小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。

请解答如下问题：

（计算结果若不能整除，保留一位小数）

（1）、这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大？

（2）、若电阻R2的阻值为1210Ω，在傍晚用电高峰期，供电电压可能会下降。

当实际电压只有198V时，R2的实际功率为多大？

3

（1）4.2A；

（2）32.4W

解析：

（1）电热饮水机正常工作时，加热功率由说明书上的获得为920W，由公式P=UI可得，I=

；即这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是4.2A。

（2）当实际电压为198V时，R2的电阻为1210Ω，则R2的实际功率P实=

.

【冲关演练】

1.【重庆市第一中学2015届九年级二模】如图17甲所示小明家新买了一台电火锅，足不出户就能吃到美味的火锅，图乙所示为该电火锅的铭牌。

（不计温度对电阻的影响）求：

（1）该电火锅正常加热时的电阻？

（2）图丙是电火锅加热部分的简化电路图，其中R1、R2均为电火锅内部的发热电阻，S2为加热保温自动切换开关，

求R2的电阻是多少？

（3）某天用电高峰期小明观察到，此电火锅单独加热使用1min，家里电能表（600r/kwh）的转盘转了10r，此时实际电压为多少？

1.

（1）40Ω；

（2）60Ω；（3）200V

解析：

（1）当S1、闭合，S2接a时电火锅正常加热，

所以，该电火锅正常加热时的电阻R1=U额2/P加=（220V）2/1210W=40Ω；

（2）当S1、闭合，S2接b时电火锅处于保温状态，此时R1、R2串联，

电路的等效电阻为R=U额2/P保=（220V）2/484W=100Ω；

则R2=R-R1=100Ω-40Ω=60Ω；

（3）电火锅单独加热使用1min消耗的电能为W=10r/（600r/kwh）=1kwh/60=60000J；

此时电火锅的实际功率为P实=W/t=60000J/60s=1000W；

由P=U2/R=可知，实际电压为U实=√PR1=√1000W×40Ω=200V。

2.【盘锦市2015年中考模拟试题

（二）】（9分）如图额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路.其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，正常工作时：

（1）要送热风，选择开关应放在_____间.（填"AB”、“BC”或“CD'’）

（2）已知电动机的额定功率是120W,，当送冷风时，通电5min，电流所做的功是多少?

（3）如果电热丝电阻是55Ω，当送热风时，电路消耗的总功率是多少?

2.

（1）AB；

（2）3.6×104J；（3）1000W

解析：

（1）吹热风时，电动机和电热丝应同时工作，应接在AB间；

（2）送冷风时，通电5min，电流所做的功W=Pt=120W×5×60s=36000J；

（3）电热丝的功率

，

电路的总功率P总=P+P1=880W+120W=1000W。

3.【澄海区2015年中考模拟考试】（7分）题20-1图所示是一种电热水龙头，题20-2图是它的电路简图。

旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。

已知R1、

R2是电热丝，R2=22Ω，温水档的电功率是880W。

试回答或

求解下列问题：

（1）①S旋到____位置时，水龙头流出温水；②S旋到____位置时，水龙头流出热水。

（2）电热丝R1的阻值是多大？

（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？

3.⑴①2②3

（2）55Ω；（3）14A

二、2015中考考题

1、【海南省2015年初中毕业生学业水平考试】小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示（图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化）则 

（1）电热水器正常工作时，电路中电流是多大？

（结果保留一位小数） 

（2）电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能是多少kw·h？

（3）根据题中电路图，再给你一个加热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。

设计要求：

不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2000W，春、秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，请画出改装后的电路图，并

计算R0。

（4

）从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影响？

（写一种）

【答案】

（1）18.2A；

（2）1kw·h；（3）24.2Ω；（4）见解析

【解析】

试题分析：

（1）电热水器正常工作时的电流以：

I=P/U=4000W/220V=18.2A；

（2）电热水器消耗的功率：

P=4000W=4kW，t=15min=0.25h，加热电阻R消耗的电能是：

W=Pt=4kW×0.25h=1kw·h；

（3）由题意可知，两加热电阻并联，分别由一个开关控制，设计图如下：

夏天：

断开S1，闭合S、S2时，R0接入电路，功率P0=2000W，R0=U2/P0=（220V）2/2000W=24.2Ω；

（4）可能是总电流过大、烧坏电路、保险丝熔断、空气开关跳闸、电能表工作不正常或损坏等。

2.【福建省莆田市2015年初中毕业（升学）考试试卷】（8分）某三档电炖锅

的工作电路可简化为如图所示的电路图，其两段电热丝的阻值分别为R1和R2，且R1＞R2，说明书的部分参数如表。

额

定电压

电炖锅挡位

额定功率

220V

低温

200W

中温

400W

高温

600W

（1）在低温档工作时，电路中的电流多大？

（结果保留一位小数）

（2）请直接判断当开关S1断开、S2闭合时，电炖锅处于哪个档位，并求出R2的阻值．

（3）小颖对该电炖锅说明书中所标的功率值产生怀疑，她用所学知识和爸爸进行了如下实验：

关掉家里的其它用电器，只让电炖锅在高温档单独工作，她观察到家中的电能表标着“1800revs/（kW•h）”，且在1min内电能表的转盘转了15转。

请帮助她计算出电炖锅在高温档工作时的实际功率，如与额定功率有差异，试写出一种可能原因。

【答案】

（1）0.9A

（2）121Ω（3）500W实际电压偏低

【解析】

试题分析：

（1）根据P=UI可得

（2）由

可知，电路接入电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大。

当只闭合S1时，R1接入电路，电阻最大，功率最小低温档。

当只闭合S2时，R2接入电路，R2

当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，总电阻最小，功率最大处于高温档。

闭合S2时处于中温档，由铭牌可知，R2的功率为400W，

（3）利用电能表侧电能

电炖锅的实际功率

实际功率小于额定功率，可能是实际电压小于额定电压，或者可能是电能表测量电能误差较大。

3.【2015•六盘水市】如图是电源电压恒为220V的电热烘干箱的基本电路图，S是双掷开关，R1是发热电阻，定值电阻R2为110Ω，当S接“2”时，R1的电功率是110W，试求：

（1）R1的阻值；

（2）当S接“1”时，电路中的电流时是多少？

（3）当S接“2”

时，通电15分钟，R1消耗的电能是多少？

【答案】

（1）440Ω；

（2）0.4A；（3）99000J