【备考2021】中考物理一轮复习专题08 多档位家庭电器的有关计算突破精解精练（原卷版+解析版）

中小学教育资源及组卷应用平台 专题08 多档位家庭电器的有关计算 考点一： 并联式 1．（2020?西宁）今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利，农村家庭电器化普及程度越来越高。小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热功率 2000W 保温功率 400W 容量 2.5L （1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）] （2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少？ （3）电热丝R2的阻值是多少？ 解：（1）水吸收的热量： Q吸＝cm（ t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J， （2）由P＝可得， 消耗的电能为： W＝P加热t＝2000W×420s＝8.4×105J， 饮水机加热的效率为： η＝×100%＝×100%＝80%； （3）当只闭合S1时，只有R1工作，饮水机处于保温状态， 当S1、S2同时闭合时，两电阻并联，饮水机处于加热状态， 因电路的总功率等于电阻功率之和， 所以，R2的电功率： P2＝P加热﹣P保温＝2000W﹣400W＝1600W， 由P＝UI＝可得， 电阻R2的阻值： R2＝＝＝30.25Ω。 答：（1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是6.72×105J； （2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了8.4×105J的电能，加热效率是80%； （3）电热丝R2的阻值是30.25Ω。 2．（2020?潍坊）图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如下表所示，求： （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/（kg?℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。 解：（1）电热丝R1的电功率为P1＝＝＝440W， 根据表格数据可知道，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于低温挡， 则低温挡加热时电流的大小为I1＝＝＝2A。 （2）根据P＝，可知，只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于中温挡， 根据表格数据可知道，中温挡P2＝880W，电热丝R2的阻值R2＝＝＝55Ω； （3）当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，由P＝可知，电饭锅处于高温挡， 则高温挡的功率为P＝P1+P2＝440W+880W＝1320W， 2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃吸收的热量Q＝cm△t＝4.0×103J/（kg?℃）×2.2kg×（74℃﹣20℃）＝475200J， 已知加热效率为80%，则需要消耗的电能为 W＝＝＝594000J， 由P＝可得，将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为 t＝＝＝450s。 答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为450s。 3．（2020?永州）随着我国经济社会发展，人们生活更加美好。我国农村地区也产泛使用了多挡位电热水器，如图甲为某一款多挡位电热水器，内部简化电路如图乙所示。已知U＝220V、R1＝48.4Ω，R2＝60.5Ω、c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3。 （1）当S1断开、S2闭合时，求电热水器此挡位的加热功率； （2）当S1闭合、S2断开时，将50L水从20℃加热到40℃用时1.5h，求电热水器此挡位的加热效率； （3）如图乙，调节S1、S2用不同挡位给水加热，使相同质量的水升高相同的温度，求加热所用的最短时间和最长时间的比值。（设用不同挡位加热的效率相同） 解：（1）当S1断开、S2闭合时，电路为R2的简单电路， 则电热水器此挡位的加热功率： P2＝＝＝800W； （2） ... ...