2020 年中考物理素养突破专题 15 电器设备使用中的物理问题试题
题号
一、未
分类
二、计
算题
总分
得分
一、未分类
(每空? 分,共? 分)
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
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( )
3、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
4、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( )
5、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
6、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( )
评卷人 得分A.扬声器 B..电磁继电器 C..动圈式话筒 D..电动机
7、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( )
8、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
9、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
10、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
11、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
D.驱蚊器工作 10h 消耗电能为 0.02kW•h
12、“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。
13、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 。
14、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。
15、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.16、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 .
17、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。
二、计算题
(每空? 分,共? 分)
18、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?
19、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) 1
(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。
20、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;
评卷人 得分(3)电阻 R0 的阻值.
21、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
电机功
率
加热功率 保温功率JYP﹣P11S 220V
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?
22、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。
23、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?
参考答案
一、未分类
1、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、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。
3、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.
4、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.
5、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。
6、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;
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。
7、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。
8、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;
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.
9、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。
10、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。
11、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。
12、 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。
13、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:
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%。
14、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
15、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.
16、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,
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.
17、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。
二、计算题
18、(1)8.8╳104J (2) 440W (3)110Ω (4)1A
【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。
19、(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
20、(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.
21、(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:P 总=180W+1000W=1180W,
正常工作 lmin 所消耗电能:
W=Pt=1180W×60s=70800J。
22、(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。
23、(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
。