陜西省2024年物理中考熱點(diǎn)備考重難專題：擋位類電熱器相關(guān)計(jì)算（課后練習(xí)）

擋位類電熱器相關(guān)計(jì)算典例精講例如圖甲是多功能湯鍋，額定電壓為220V，內(nèi)部加熱電路如圖乙所示，其中R1、R2均為發(fā)熱電阻，使用時(shí)通過控制開關(guān)的通斷實(shí)現(xiàn)加熱和保溫功能的切換.具體參數(shù)如下表所示.擋位加熱擋保溫?fù)豕β蔖/W1100220(1)湯鍋處于保溫?fù)鯐r(shí)溫控開關(guān)S2應(yīng)處于________狀態(tài)；(2)R2的電阻為多少？(3)為了適應(yīng)不同食材的烹煮條件，小明在不改變其內(nèi)部電路元件的前提下對(duì)電路的連接方式進(jìn)行了改裝，如圖丙所示，改裝后的多功能湯鍋有三個(gè)擋位(高溫?fù)?、中溫?fù)鹾偷蜏負(fù)?，求新改進(jìn)的高溫?fù)豕ぷ?0min消耗多少度電？(4)在某次使用湯鍋燉湯時(shí)小明發(fā)現(xiàn)湯鍋很熱，但鍋連接的導(dǎo)線幾乎不熱，請(qǐng)你利用所學(xué)的知識(shí)解釋這一現(xiàn)象.實(shí)戰(zhàn)演練1.(2021陜西22題)某型號(hào)煎烤機(jī)有上下兩個(gè)加熱盤，由兩個(gè)開關(guān)控制其工作狀態(tài).R1為下盤電熱絲.R2為上盤電熱絲，兩電熱絲阻值相等，煎烤機(jī)的最大額定功率為2200W.如圖為煎烤機(jī)的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖(不考慮溫度對(duì)電熱絲阻值的影響).(1)按照安全用電的要求，將a、b兩點(diǎn)接入家庭電路，完成連線.第2題圖(2)煎烤機(jī)正常工作時(shí)電路中的最大電流是多少？以最大額定功率工作時(shí)，1min消耗多少電能？(3)電熱絲R1的阻值是多大？2.(2023中考?jí)狠S題)某同學(xué)新買的電熱飯盒，圖甲是它的內(nèi)部電路圖.R1、R2都是加熱電阻(R1＜R2)，R1的阻值為242Ω.開關(guān)S可控制“加熱”、“保溫”或“斷開”狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，保溫?fù)醯墓β适?4W.第2題圖(1)當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電熱飯盒處于________(選填“加熱”或“保溫”)擋.(2)加熱擋的功率.(3)R2的阻值.(4)當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，通電10min消耗的電能.(5)在用電高峰期，該同學(xué)斷開家中其他用電器，只讓電熱飯盒處于工作狀態(tài)，1min能使圖乙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過9轉(zhuǎn)，則電熱飯盒的實(shí)際功率為多少？創(chuàng)新考法3.如圖甲所示為學(xué)生進(jìn)行坐位體前屈考試的情景，通過手指推動(dòng)擋板在刻度尺上移動(dòng)的距離得出成績(jī).課后同學(xué)們討論，能不能設(shè)計(jì)出一個(gè)自動(dòng)顯示成績(jī)的儀器，在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)室器材設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，電源電壓為6V，電阻R1為一根長(zhǎng)30cm粗細(xì)均勻的電阻絲，其阻值與長(zhǎng)度的關(guān)系如圖丙所示，R2的阻值為30Ω.(1)若推板推得越遠(yuǎn)，顯示的示數(shù)越大，則應(yīng)將________(選填“電壓”或“電流”)表作為顯示器.第3題圖(2)擋板在10N力的作用下前進(jìn)了10cm，則手對(duì)擋板做的功為多少？(3)某同學(xué)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5V，則擋板向左移動(dòng)了多少？4.如圖甲所示為電子體重測(cè)量?jī)x的原理，其中金屬彈簧上端和滑動(dòng)變阻器R′(最大值為20Ω)的滑片焊接在一起，下端與電壓表的一端及開關(guān)連接.R0為保護(hù)電阻，其阻值大小為5Ω.重力大小可通過電壓表示數(shù)來轉(zhuǎn)換，電源的電壓為12V.(g取10N/kg)(1)小華雙腳站立在平臺(tái)上，觀察電壓表的示數(shù)為U雙，然后抬起一只腳，觀察電壓表的示數(shù)為U單，則U雙________(選填“大于”“小于”或“等于”)U單.第4題圖(2)已知小華質(zhì)量為60kg，平臺(tái)所受壓力F與變阻器接入電路的阻值之間的關(guān)系如圖乙所示，求稱量小華體重時(shí)，電壓表的示數(shù).(3)在稱量小紅的體重時(shí)，電壓表示數(shù)為8V，則小紅的質(zhì)量是多少kg?擋位類電熱器相關(guān)計(jì)算典例精講例(1)斷開【解析】由I＝eq\f(U,R)、P＝UI得P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)電路中電阻越大時(shí)，多功能湯鍋的功率越小；則分析電路圖可知，當(dāng)S1閉合S2斷開時(shí)，R1、R2串聯(lián)，為保溫?fù)?解：(2)當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，為加熱擋；則R2的阻值R2＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω(3)分析圖乙可知，當(dāng)多功能湯鍋處于保溫?fù)鯐r(shí)電路中的總電阻R總＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,220W)＝220Ω由串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知R1的阻值R1＝R總－R2＝220Ω－44Ω＝176Ω分析圖丙可知，當(dāng)S、S1閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)為低溫?fù)?；?dāng)S、S2閉合時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，為中溫?fù)?；?dāng)S、S1、S2均閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，為高溫?fù)?；高溫?fù)醯墓β蔖高溫＝eq\f(U2,R1)＋eq\f(U2,R2)＝eq\f(（220V）2,176Ω)＋eq\f(（220V）2,44Ω)＝1375W多功能湯鍋以新高溫?fù)豕ぷ?0min消耗的電能W′＝P高溫t′＝1375W×10×60s＝8.25×105J(4)湯鍋與導(dǎo)線串聯(lián)，通過它們的電流相等，鍋內(nèi)發(fā)熱電阻的阻值比導(dǎo)線阻值大很多，根據(jù)Q＝I2Rt可知，發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量比導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量多得多，所以與其相連接的導(dǎo)線幾乎不熱.實(shí)戰(zhàn)演練1.【思路分析】求解題干信息所用公式(2)煎烤機(jī)正常工作時(shí)，電路中的最大電流是多少？以最大額定功率工作時(shí)，1min消耗多少電能？煎烤機(jī)的最大額定功率為2200W，R1和R2兩電熱絲阻值相等P＝UIP＝eq\f(W,t)(3)電熱絲R1的阻值是多大？I＝eq\f(U,R)(1)如答圖所示【解析】為了用電安全，控制用電器的開關(guān)應(yīng)接在火線與用電器之間，所以電路連接如答圖所示.解：(2)由P＝UI可得，煎烤機(jī)正常工作時(shí)，電路中的最大電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(2200W,220V)＝10A由P＝eq\f(W,t)得，煎烤機(jī)以最大額定功率工作時(shí)，1min消耗的電能W＝Pt＝2200W×1×60s＝1.32×105J(3)當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，煎烤機(jī)以最大額定功率工作，由于R1＝R2得，P1＝P2電熱絲R1的額定功率P1＝eq\f(P,2)＝eq\f(2200W,2)＝1100W由P＝UI、I＝eq\f(U,R)得電熱絲R1的阻值R1＝eq\f(U2,P1)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω2.(1)保溫【解析】加熱電阻R1＜R2，由P＝UI＝eq\f(U2,R)可得，開關(guān)S接2時(shí)，只有R2接入電路，此時(shí)為保溫?fù)酰划?dāng)開關(guān)S接1時(shí)，只有R1接入電路，此時(shí)為加熱擋.(2)加熱擋的功率P加熱＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,242Ω)＝200W(3)由P＝UI＝eq\f(U2,R)可得，R2的阻值R2＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,44W)＝1100Ω(4)由P＝eq\f(W,t)得，通電10min消耗的電能W′＝P加熱t(yī)＝200W×10×60s＝1.2×105J(5)由圖乙可知，消耗的電能W″＝eq\f(n′,N)＝eq\f(9r,3000r)kW·h＝0.003kW·h則電熱飯盒的實(shí)際功率P實(shí)＝eq\f(W″,t′)＝eq\f(0.003kW·h,\f(1,60)h)＝0.18kW＝180W創(chuàng)新考法3.(1)電流解：(2)手對(duì)擋板做的功W＝Fs＝10N×0.1m＝1J(3)由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，R2兩端的電壓U2＝U－U1＝6V－1.5V＝4.5V電路中的電流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4.5V,30Ω)＝0.15A此時(shí)電阻R1接入電路中的阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(1.5V,0.15A)＝10Ω由圖丙可知，此時(shí)R1接入電路中的長(zhǎng)度為10cm，則擋板向左移動(dòng)了30cm－10cm＝20cm4.(1)等于解：(2)平臺(tái)所受壓力F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600NF＝600N時(shí)，變阻器接入電路的阻值為15Ω串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則此時(shí)電路中的電流I＝eq\f(U,R0＋R′)＝eq\f(12V,5Ω＋15Ω)＝0.6A電壓表的示數(shù)UR′＝IR′＝0.6A×15Ω＝9V(3)在稱量小紅的體重時(shí)，電壓表示數(shù)為8V，根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之