2020年中考物理复习特色专题12电器设备使用中的物理问题（含解析）.doc

1 专题 12 电器设备使用中的物理问题 在生产生活和科学研究中，经常看到用到的电器设备有电视机、洗衣机、电饭锅、电脑、手机、电风 扇、电炉子等成千上万中，电气设备工作时，用到许多物理知识，中考试题年年考，在解决这类物理问题 会经常运用下列物理知识： 1.自动开关断开时为保温状态，自动开关闭合时为加热状态。依据是自动开关断开时电功率小于自动开关 闭合时的电功率。 2.电器正常工作消耗的电能公式：W=Pt 3.电器产生的焦耳热量公式：Q=I2Rt 4.电功率计算公式：P=I2R= U2/R=IU 5.串并联电路中电流、电压特点和欧姆定律 6.凸透镜成像规律 7.压强公式 P=F/S 【例题 1】手机工作原理可简化为如图所示电路，R 是阻值已知的定值电阻，U 是手机工作部件两端电压， I 是电路中的电流。手机在工作过程中，电池的电压会发生变化，U 与 I 的比值会随着 I 的变化而变化。手 机正常工作时，要对 U 和 I 进行监测。若测量出 UR，则( ) A．只能监测 U B．只能监测 I C．既能监测 U，又能监测 I D．既不能监测 U，也不能监测 I 【答案】B 【解析】监测UR的变化，根据R的阻值可以算出电路中的电流I，并且手机电池的电压也是变化的，所以无法 知道U的数值。当电路中的电流I发生变化时，U与I的比值也会变化，即手机工作部件的电阻会变化，所以 电压U无法监测。2 【例题 2】如图所示是一种环保型手电筒.使用它时只要将它来回摇晃.就能使灯泡发光。下列四幅图中能反 映这种手电筒的工作原理的是（ ） 【答案】A 【解析】选项 A 是电磁感应现象，证明了磁可以生电，发电机的原理就是电磁感应现象，选项 B 是奥斯特 实验说明电可以生磁;选项 C 是研究电磁铁的磁性的强弱与电流强弱的关系，选项 D 是磁场对通电导线有力 的作用，电动机就是根据此原理制成的。使用手电筒时只要将它来回摇晃就能使灯泡发光，消耗了机械能， 获得了电能，此过程将机械能转化为电能，是电磁感应现象，故选项 A 符合题意。 【例题 3】如图甲所示一种家用调温式电熨斗，工作过程中电源电压恒为 220V，电熨斗金属底板质量为 500g。 图乙是它的工作电路，发热部分由调温电阻 R 和定值电阻 R0 组成（电阻值均不受温度影响）。调温电阻最大 阻值为 110Ω，预热时电熨斗以最大功率正常工作 100s 可使金属底板的温度从 20℃升高到 220℃【金属底 板的比热容为 0.44×103J/（kg·℃），假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收】。求： （1）预热时使金属底板吸收的热量是多少？ （2）电熨斗的最大功率是多少？ （3）定值电阻 R0 的阻值是多大？ （4）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是多少？ 【答案】（1）8.8╳104J （2） 440W （3）110Ω （4）1A3 【解析】（1）预热时使金属底板吸收的热量是： Q=cmΔt=0.44×103J/（kg.℃）×0.5kg×200℃=4.4×104J； （2）电熨斗的最大功率是 P 最大=Q/t=4.4×104J/100s=440W； （3）定值电阻 R0 的阻值是 R0=U2/P 最大=（220V）2/440W=110Ω； （4）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是 I 最小=U/R 最大=220V/（110Ω+110Ω）=1A。 一、选择题 1.如图所示为家用电饭锅，与它有关的下列数据最符合实际的是（ ） A.正常工作时的电流是 0.01A B.正常工作时的电压为 12V C.正常工作时的功率为 700W D.正常工作 1 小时消耗的电能约为 360J 【答案】C． 【解析】A．电饭锅正常工作的电流在 I=700W/220V≈3.2A 左右．选项 A 错误； B．在我国，家庭电路电压为 220V，常见家用电器的额定电压与家庭电路电压应该一致，也是 220V．选项 B 错误； C．电饭锅属于功率较大的用电器，额定功率在 700W 左右．选项 C 正确； D．电饭锅正常工作 1h 消耗的电能约 W=Pt=700W×3600s=252000J．选项 D 错误． 2.KTV 丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示，它的工作原理是:对着话筒 说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流，然后经扬声器(喇叭)还原为声音.麦克风工作原理与下列装 置的工作原理相同的是（ ）4 【答案】C 【解析】本题考查电磁感应．从麦克风(动圈式话筒)的工作原理:对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声 音变化的电流可以判断麦克风的工作原理与电磁感应相同，故 C 正确；图 A 是电磁铁，不符合题意，故 A 错误；图 B 是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，不符合题意，故 B 错误；图 D 说明通电导体在磁场中 受到力的作用，不符合题意，故 D 错误． 3.近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具，某共享汽车 30min 行驶 20km，则该车的平均速度为（ ） A．40km/h B．1.5km/min C．15m/s D．40m/s 【答案】A 【解析】根据 v=s/t 算出平均速度即可解答。1m/s=3.6km/h 共享汽车行驶的路程 s=20km，时间 t=30min=1/2h； 共享汽车的平均速度：v=s/t=20km/1/2h=40km/h=40×1km/60min=0.67km/min =40×1000m/3600s=11.1m/s，故 A 正确，BCD 错误。 4.手机无线充电方便了人们的生活，其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示，它的 原理是送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交变的磁场，通过电磁感应在受电线圈中产生一 定的感应电流，从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是（ ） A．扬声器 B．.电磁继电器 C．.动圈式话筒 D．.电动机 【答案】C 【解析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一 个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池 充电；分析各图中实验原理分析解答。 A．扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故 A 错误；5 B．电磁继电器利用的是电流的磁效应，故 B 错误； C．动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置，故 C 正确； D．电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故 D 错误。 5.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是（　　） 【答案】A 【解析】由题知，电吹风能吹冷风又能吹热风，即电路中电动机可以单独工作，也可以是电动机和电热丝 同时工作。由此分析各选项解答即可。 A.由图知，S1 闭合时只有电动机工作，吹冷风；再闭合 S2 时，加热器和电动机并联，两者都能工作，此时 吹热风，故 A 符合题意； B.由图知，S1 闭合时只有加热器工作，两开关都闭合加热器和电动机同时工作，只有热风没有冷风，故 B 不合题意； C.由图知，S1 闭合时加热器与电动机串联，再闭合 S2 时，只有电动机工作，但电动机和加热器串联时两者 相互影响，故 C 不合题意； D.由图知，S1 闭合时电动机和加热器都工作，当两开关都闭合时只有加热器工作，故 D 不合题意。 6．某型号电吹风，电动机和电热丝串联．电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线 圈电阻为 R1，电热丝电阻为 R2．将电吹风接入电压为 U 的电源后，通过的电流为 I，消耗的电功率为 P，同 学们得到了四个关系式．下列选项中，关系式均正确的是（　　） ①UI＞P ②P=I2（R1+R2） ③UI=P ④P＞Ⅰ2（R1+R2） A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】D． 【解析】在计算电功率的公式中，总功率用 P=IU 来计算，发热的功率用 P=I2R 来计算，如果是计算纯电阻 的功率，这两个公式的计算结果是一样的， 但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不 一样的． 电吹风消耗的电功率 P 是总功率，总功率的大小应该用 P=UI 来计算，所以总功率 P=UI，故①错误，③正确；6 由题意知，该电吹风中电动机和电热丝串联，电路中电流为 I， 电吹风中发热的功率要用 P 热=I2R 来计算，所以总的发热功率为 P 总热=I2（R1+R2）， 因为电 吹风工作时将电能转化为机械能和内能， 所以，吹风机的总功率要大于发热部分的功率，即 P＞Ⅰ2（R1+R2），故②错误，④正确． 7.电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接 电炉丝的导线不太热，其原因是（　　） A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的 C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大 【答案】A 【解析】电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I 电炉丝=I 导线，通电时间 t 相同， 因为 Q=I2Rt，R 电炉丝＞R 导线， 所以电流产生的热量：Q 电炉丝＞Q 导线， 从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。 8.异丁烷和甲基丙烷作为新的制冷剂，已经代替氟利昂成为电冰箱中新的热量“搬运工”，当液态制冷剂进 入电冰箱的冷冻室后，吸走热量，此时制冷剂发生的物态变化是（　　） A．汽化 B．液化 C．凝固 D．熔化 【答案】A 【解析】液态的氟利昂吸收热量从液态变成气态，此过程为汽化过程，汽化吸热。 9.电子驱蚊器利用变频声波直接刺激蚊虫中枢神经，使其非常痛苦，食欲不振，繁殖力下降，无法在此环 境生存，从而达到驱蚊的目的其部分参数见表格，取 g=10N/kg 关于驱蚊器下列说法错误的是（　　） 电子驱蚊器参数 额定电压 220V 额定功率 2W 声波频率 22kHz～55kHz 产品质量 60g 产品尺寸 9.9×6×3.3（cm3） A．驱蚊器的重力为 0.6N B．驱蚊器发出的声音能被正常人听到 C．驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波7 D．驱蚊器工作 10h 消耗电能为 0.02kW•h 【答案】B 【解析】根据重力计算公式 G=mg 求出重力；人的听觉范围 20～20000Hz；振动低于 20Hz 的为次声波，高于 20000Hz 的为超声波，根据公式 W=Pt，求出 10h 消耗的电能。 A.驱蚊器的重力，G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N，故 A 正确； B.人的听觉范围 20～20000Hz；22kHz～55kHz 超出了人的听觉范围，故驱蚊器发出的声音不能被正常人听 到，故 B 错误； C.22kHz～55kHz 超出了人的听觉范围，故驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波，故 C 正确； D.蚊器工作 10h 消耗电能为 W=0.002kW×10h=0.2kW•h，故 D 正确。 二、填空题 10.“5G 时代”已经来临，手机功能日益强大。人们在使用手机通话时是靠________来传递信息的；使用手 机拍照时是利用________透镜来成像的。 【答案】 电磁波；凸 【解析】“5G 时代”已经来临，手机功能日益强大。人们在使用手机通话时是靠电磁波来传递信息的；使 用手机拍照时是利用凸透镜来成像的。 11.某电吹风工作 6min，能使如图所示的电能表的转盘转过 120 转，则该电吹风消耗的电能为　　kWh，电 功率为　　W ，这些电能可供一只“220V10W” 的 LED 灯正常工作　　h ，一只这样的 LED 灯与一只 “220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当，若 LED 灯正常发光时的效率为 80%，则白炽灯正常发光效率 为　 　。 【答案】0.1；1000；10；8%。 【解析】（1）因为“1200r/kWh”表示电路中每消耗 1kWh 的电能，电能表转盘转过 1200r，所以电能表转盘 转 120r，电吹风消耗的电能： W=（120/1200）kWh=0.1kWh 电吹风的功率：8 P=W/t=0.1kWh/(6/60h)=1kW=1000W （2）由 P=W/t 可得，这些电能可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间： t′= = =10h； （3）灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率（灯的电功率）之比，即 η=P 光/P 因 10W 的节能灯与 100W 的白炽灯在正常工作时发光效果相当， 所以两灯泡获得光能的功率相等， 则：P 白 η 白=P 节 η 节， 即 100W×η 白=10W×80%， 解得该白炽灯的发光效率：η 白=8%。 12.如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是　　kWh，当电路中只有一个电饭煲接入电路， 正常工作 l2min。发现此电能表的转盘转过了 500 转。则这个电饭煲的额定功率是　　W。 【答案】231.0；1000。 【解析】由图可知，电能表此时的读数为 231.0kWh， 2500r/kWh 表示电路中每消耗 1kWh 的电能，电能表转盘转过 2500r， 则电能表的转盘转过了 500 转，电饭煲消耗的电能：W= =0.2kWh， 电饭煲正常工作 l2min，则该电饭煲的额定功率： P=W/t=0.2kWh/(12/60h)=1kW=1000W 13．某款迷你电饭煲有加热和保温两档．其电路如图所示，已知 R1=88Ω，R2=2112Ω．开关 S 置于　　（选 填“1”或“2”）时是保温挡，保温 10min 产生的热量是　　J．9 【答案】2；13200． 【解析】根据公式 P= 判定保温档时开关的位置；根据 Q=W= t 求出产生的热量． 开关接 1 时，电阻 R2 被短路，电路中只有 R1=88Ω；开关接 2 时，电阻 R2 和 R1；串联接入电路中，电路的 总电阻为 R=R1+R2=88Ω+2112Ω=2200Ω； 在电压不变的情况下，根据公式 P= 可知，开关接 2 时功率小，为保温档； 保温 10min 产生的热量为： Q=W= t= ×600s=13200J． 14．甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在 220V 的电路中．在相同时间 内产生热量较多的是　　，将它们并联在电路中，产生热量较多的是　　（选填“甲”或“乙”）．串联时 甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率之比为　 　． 【答案】甲；乙；111：250． 【解析】知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据 R= 比较两只电炉的电阻，根据串联电路的电流特点 和焦耳定律比较两电炉的产生热量关系； 根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和 Q=W=Pt 比较两电炉的产生热量关系；分别计算两种情况下甲 消耗的实际功率并确定其比例关系． （1）由 P= 得，电炉的电阻 R= ， 因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率 P 甲＜P 乙， 所以甲、乙两只电炉的电阻：R 甲＞R 乙， 又因为串联电路中的电流处处相等， 即通过甲、乙两只电炉的电流：I 甲=I 乙， 根据 Q=I2Rt 可知，在相同时间内产生的热量 Q 甲＞Q 乙，故串联时产生热量较大的是甲； 将它们并联在 220V 电路上， 根据并联电路中各支路两端的电压相等，即 U 甲=U 乙=220V，10 则两电炉的实际功率等于额定功率，即：P 甲=500W；P 乙=1000W， 根据 Q=W=Pt 可知，在相同时间内产生的热量 Q 甲＜Q 乙，故并联时产生热量较大的是乙； （2）甲电炉的电阻为 R 甲= = =96.8Ω，乙电炉的电阻为 R 乙= = =48.4Ω， 串联在 220V 电路中甲消耗的实际功率为 P 实甲=I 实 2R 甲=（ ）2×R 甲=（ ）2×96.8Ω≈222W； 当甲电炉并联在 220V 电路中，P 实甲′=P 额甲=500W， 所以两种情况下甲消耗的功率之比为 P 实甲：P 实甲′=222W：500W=111：250． 15.为了公民的安全，公安部门在很多路口安装监控摄像头，如图所示，它可以拍下作案嫌疑人的现场照片， 拍照时，摄像头的镜头相当于一个　 　（选填“凸”或“凹”）透镜，所成的像是缩小的　 　（选填“实” 或“虚”）像。 【答案】凸；实。 【解析】摄像机的镜头是一个凸透镜，掌握凸透镜成像的规律，知道当物距大于 2 倍焦距时，成倒立缩小 的实像。摄像头的镜头相当于一个凸透镜，拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时，物距远大于 2 倍 焦距，所以此时成倒立、缩小的实像。 三、综合题 16.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。 （ρ 水=1×103kg/m3，c 水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg） （1）开关 S1、S2 处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据； （2）求 R1 的阻值； 项目 参数 电源电压（V） 220 低温档功率（W） 275 中温档功率（W） 550 高温档功率（W） 1100 容积（L） 111 （3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小； （4）在标准大气压下，使用高温档将初温是 12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为 80%，求水吸 收的热量和烧开一壶水需要的时间。 【答案】（1）电路中的总电阻最小，由 P= 可知，总功率最大，所以此状态为高温档； （2）88Ω；（3）1.25A；（4）420s。 【解析】（1）由图知，当开关 S1 闭合，S2 接 B 时，电阻 R1、R2 并联，电路中的总电阻最小，由 P= 可知， 总功率最大，所以此状态为高温档； （2）由图知，当开关 S1 断开，S2 接 A 时，电阻 R1、R2 串联，电路中的总电阻最大，由 P= 可知，总功率 最小，此时为低温档； 当 S2 断开，S1 闭合时，只有电阻 R1 接入电路，养生壶处于中温档。 由 P=UI 得，正常工作时通过 R1 的电流为：I1=P 中/U =550W/220V=2.5A， 由 I=U/R 得，R1 的阻值：R1=U/I1=220V/2.5A=88Ω （3）由 P=UI 得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为： I 低=P 低/U=275W/220V=1.25A， （4）由 ρ=m/v 可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg， 水吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J， 由 η=Q 吸/W 和 W=Pt 得，烧开一壶水需要的时间为： t=w/P 高=Q 吸/ηP 高=3.696×105J/1100W×80%=420s 17．冬天，人们常用电热毯来取暖．如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温档和低温档，低温档 电功率为 25W，已知电阻 R=484Ω．求： （1）开关 S 闭合时电热毯处于　　档； （2）电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能；12 （3）电阻 R0 的阻值． 【答案】（1）高温； （2）电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能为 9×104J； （3）电阻 R0 的阻值为 1452Ω． 【解析】由电路图可知，开关 S 闭合时，电路为 R 的简单电路；开关断开时，R 与 R0 串联，根据 P=UI= 可知，电压一定时，电路中的电阻越小时，总功率越大，电热毯处于高温档，反之处于低温档；根据 W=Pt 求出电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能；开关断开时，R 与 R0 串联，电路中的总电阻最大，电路 的总功率最小，电热毯处于低温档，根据 P=UI= 求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻 R0 的阻 值． （1）由电路图可知，开关 S 闭合时，电路为 R 的简单电路，电路中的总电阻最小， 由 P=UI= 可知，电路中的总功率最大，电热毯处于高温档； （2）由 P= 可得，电热毯在低温档下工作 1 小时所消耗的电能： W=P 低温 t=25W×3600s=9×104J； （3）开关断开时，R 与 R0 串联，电路中的总电阻最大，电路的总功率最小，电热毯处于低温档， 此时电路的总电阻： R 总= = =1936Ω， 因电路的总电阻等于各分电阻之和， 所以，电阻 R0 的阻值： R0=R 总﹣R=1936Ω﹣484Ω=1452Ω． 18.如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆 刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示， 开关 S 可切换加热和保温两种状态，R1、R2 是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题： 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYP﹣P11 220V 电机功率 加热功率 保温功率13 S 180W 1000W 242W （1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共 1.0kg，打浆完成后浆的初温为 40℃，加热该浆使其温度升高到 100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为 4.0×103J/（kg•℃）] （2）电阻 R1 和 R2 的阻值分别为多大？ （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 lmin 所消耗电能为多大？ 【答案】（1）加热该浆使其温度升高到 100℃，需要吸收 2.4×105J 的热量； （2）电阻 R1 和 R2 的阻值分别为 48.4Ω、151.6Ω； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 lmin 所消耗电能为 70800J。 【解析】利用 Q 吸=cm（t﹣t0）求加热该浆需要吸收的热量；由图知，当 S 接 a 时，电路中只有 R1，电阻较 小，由 P=U2/R 可知，此时电功率较大，为加热档；当 S 接 b 时，电路中 R1、R2 串联，电阻较大，由 P=U2/R 可知，此时电功率较小，为保温档；利用 P=U2/R 求 R1、R 串；再利用串联电阻的特点求 R2；该九阳豆浆机同 时处于打浆和加热时，求出总功率，再利用 W=Pt 求正常工作 lmin 所消耗电能。 （1）加热该浆需要吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.0×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃﹣40℃）=2.4×105J； （2）由图知，当 S 接 a 时，电路中只有 R1，电阻较小，由 P=U2/R 可知，此时电功率较大，为加热档；当 S 接 b 时，电路中 R1、R2 串联，电阻较大，由 P=U2/R 可知，此时电功率较小，为保温档； 由 P=U2/R 可得 R1 的阻值： R1= = =48.4Ω； 由 P=U2/R 可得串联时的总电阻： R 串= = =200Ω， 则 R2 的阻值：R2=R 串﹣R1=200Ω﹣48.4Ω=151.6Ω； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率：14 P 总=180W+1000W=1180W， 正常工作 lmin 所消耗电能： W=Pt=1180W×60s=70800J。 19.容积为 1L 的某品牌电热水壶如图甲所示，其加热功率为 1000W，保温时功率为 121W，简化电路如图乙 所示，S 为加热和保温自动转换开关，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作，将一壶初温为 20℃的水 烧开，此过程中电热壶的效率为 70%．[c 水=4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）电阻 R2 的阻值； （2）在此过程中，水吸收的热量； （3）烧开一壶水，需要的加热时间。 【答案】（1）电阻 R2 的阻值为 400Ω； （2）在此过程中，水吸收的热量为 3.36×105J； （3）烧开一壶水，需要的加热时间为 8min。 【解析】（1）由电路图可知，当开关 S 闭合时，R1 与 R2 并联，电路的电阻较小，由 P=U2/R 可知此时电饭煲 的功率较大，为加热档，P 加热=1000W； 当开关 S 断开时，电路中只有 R2，电饭煲的功率较小，为低温档，P 保温=121W，由 P=U2/R 可得电阻 R2 的阻 值：R2= = =400Ω； （2）由 ρ=m/v 得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg， 水吸收的热量：Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J； （3）由题知，Q 吸=70%×W，电热壶消耗的电能： W= = =4.8×105J， 由 P=W/t 可得加热时间：t= = =480s=8min。15 20.图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R1、R2 为发热体，R1 的阻值为 110Ω，通过 S1、S2 实现温度控 制。电源电压为电熨斗的额定电压 220V，电熨斗消耗的最大功率为 660W。 （1）只闭合 S1，求通过 R1 的电流； （2）只闭合 S2，求 R2 在 60s 内产生的热量； （3）为适应更多衣料，小明对电路做了改造（如图丙）。当电熨斗控制开关 S1、S2 处于原低温工作状态不 变时，移动滑片 P，相应发热体的功率可在原功率的 25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多 少？ 【答案】（1）通过 R1 的电流 2A； （2）R2 产生的热量 13200J。 （3）变阻器的最大电阻约为 220Ω。 【解析】（1）电阻 R1 和 R2 并联。只闭合 S1 时，通过 R1 的电流 ； R1 消耗的电功率 P1=UI1=220V×2A=440W； （2）只闭合 S2 时，只有 R2 接入电路，R2 消耗的电功率是低温发热功率。R2 消耗的电功率 P2=P—P1=660W—440W=220W，R2 在 60s 产生的热量 Q2=W2=P2t=220W×60s=13200J 。R2 的实际电阻 。 （3）当低温档 R2 相应发热功率为 25%时，即 R2 的最小功率为 P 最小=25%×220W=55W 时， R2 两端的实际电压为 。 通过 R2 的实际电流 ；此时 R2 与变阻器串联， 变阻器两端的实际电压 U 变=U—U2 实=220V—110V=110V，通过变阻器的实际电流 I=0.5A；变阻器的最大电阻 。 1 U 220V 1 R 110I = =2AΩ= 22 2 （220V）U 2 P 220WR = =220= Ω 220 2实 2实 2 4U P R W 220 110V= = × Ω = 2 U 110V 2 R 220I = =0. 5AΩ= 变 变 U 110V 变 I 0. 5AR = =220= Ω