人教版物理九年级全一册同步练习：第十八章　电功率 专题训练 多挡位用电器的识别与计算（有答案）

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1、专题训练(四)多挡位用电器的识别与计算类型一串联短路式多挡位用电器的识别与计算1.一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡,其工作原理如图所示(虚线框内为电热水壶的发热部位)。已知R1=44 ,R2=2156 ,当开关S置于2时连入电路的总阻值是;当开关S置于1时连入电路的总阻值是。前后两个电路中电源电压不变,根据公式P=U2R可知:当开关S置于1时,电热水壶的电功率(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于挡,电功率为W;当开关S置于2时,电热水壶的电功率(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于挡,电功率为W。2.如图甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图,图乙是它的部分参数。它有加热和

2、保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),当S和温控开关S0闭合时,饮水机处于(选填“加热”或“保温”)状态,R1的电阻是;当只闭合开关S时,饮水机处于(选填“加热”或“保温”)状态,电路中的总电阻是,R2的电阻是。3.2020大连 如图所示是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝,S为单刀双掷开关。R1的阻值是88 ,R2的阻值是352 ,电源电压是220 V。开关S接“1”时,为加热状态;开关S接“2”时,为保温状态。试求:(1)加热状态时,电路中的电流是多大。(2)加热状态时,通电5 min电流做功是多大。(3)保温状态时,电路消耗的总功率是多大。类型二并联开关式多挡位

3、用电器的识别与计算4.如图所示为某电热饮水机的电路原理图,有“保温”和“加热”两个挡位;已知电源电压保持220 V不变,电阻R1的阻值为1210 ,电阻R2的阻值为121 。当开关S、S1都闭合时,连入电路的总阻值是 ;当只闭合开关S时,连入电路的总阻值是 。前后两个电路中电源电压不变,根据电功率公式P=U2R可知:当开关S、S1都闭合时,电热饮水机的电功率(选填“较大”或“较小”),电热饮水机处于挡,电功率为W;当只闭合开关S时,电热饮水机的电功率(选填“较大”或“较小”),电热饮水机处于挡,电功率为W。5.如图甲所示是一种饮水机的电路原理图,R1和R2均为电热丝,饮水机工作时功率随时间变化

4、的关系图象如图乙所示。饮水机工作时,电阻R1的阻值为,电阻R2的阻值为,则30 min内电路消耗的总电能为J。6.2020潍坊 如图甲所示是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110 ,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)低温挡加热时电路中电流的大小。(2)电热丝R2的阻值。(3)已知粥的比热容c粥=4.0103 J/(kg),将2.2 kg的粥用高温挡从20 加热到74 需要的时间。加热效率80%额定电压220 V低温挡功率440 W中温挡功率880 W高温挡功率类型三多触点开关式多挡位用电器的识别与

5、计算7.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个挡位的发热功率,如图所示是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。电阻R1的阻值为48.4 ,电阻R2的阻值为96.8 ,且电源电压保持不变。请你分析:(1)当开关S1置于b端、S2断开时,R1与R2联,此时连入电路的总阻值(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=U2R可知,此时电功率(选填“最大”或“最小”),为温挡。(2)当开关S1置于a端、S2闭合时,R1与R2联,此时连入电路的总阻值(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=U2R可知,此时电功率(选填“最大”或“最小”),为温挡。(3)当

6、开关S1置于b端、S2闭合时,电路为R1的简单电路,为温挡。8.2021丽水 智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,再通过开关S1的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功率为20 W,电阻R2的阻值为1210 。(1)座圈加热时,把电能转化为能。(2)当开关S1闭合、S2接a时,该座圈的电路相当于图中的。(3)1 kWh的电能可供该座圈低温挡工作多少小时?(4)该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少瓦?答案1.442200较小保温22较大加热11002.加热4

7、0保温12101170解析 由电路图可知,开关S处于闭合状态下,开关S0断开时,两电阻串联,电路电阻较大;开关S0闭合时,只有电阻R1接入电路。当温控开关S0闭合时,电路中的电阻较小,由P=U2R可知,电压一定时,电热饮水机功率较大,处于加热状态;当温控开关S0断开时,电路中的电阻较大,电功率较小,饮水机处于保温状态。电热饮水机处于加热状态时,电路为R1的简单电路,由公式P=U2R可得,R1的电阻:R1=U2P加热=(220V)21210W=40 ;电饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,则电路中的总电阻:R总=U2P保温=(220V)240W=1210 ,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和

8、,所以,R2的电阻:R2=R总-R1=1210 -40 =1170 。3.(1)开关S接“1”时,为R1的简单电路,为加热状态,由欧姆定律可得,电路中的电流:I1=UR1=220V88=2.5 A。(2)加热状态时,通电5 min电流做的功:W=UI1t=220 V2.5 A560 s=1.65105 J。(3)开关S接“2”时,两电阻串联,电路的总电阻为R=R1+R2=88 +352 =440 ,保温状态时电路消耗的总功率:P=U2R=(220V)2440=110 W。4.1101210较大加热440较小保温405.2201106.6105解析 由电路图可知,开关S1、S2均闭合时,R1与R

9、2并联,电路的总电阻最小,由P=UI=U2R可知,电路中的总功率最大,为高温状态;同理可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,功率最小,为低温状态,功率为220 W,所以R1=U2P低=(220V)2220W=110 。因为电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,电阻R2的功率:P2=P高-P低=660 W-220 W=440 W;因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R2的阻值:R2=U2P2=(220V)2440W=110 。由图乙可知,30 min内电路消耗的总电能:W=P高t高+P低t低=660 W600 s+220 W1200 s=6.610

10、5 J。6.(1)根据表格数据可知,电饭锅处于低温挡时的电功率是440 W,则低温挡加热时电路中电流为I=P1U=440W220V=2 A。(2)低温挡加热时连入电路的电阻为R=UI=220V2A=110 ,因此低温挡加热时连入电路的电阻是R1。根据P=U2R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,中温挡P2=880 W,电热丝R2的阻值为R2=U2P2=(220V)2880W=55 。(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由P=U2R可知,此时电饭锅处于高温挡,则高温挡的功率为P=P1+P2=440 W+880 W=1320

11、W,2.2 kg的粥用高温挡从20 加热到74 吸收的热量为Q=c粥mt温=4.0103 J/(kg)2.2 kg(74 -20 )=4.752105 J,已知加热效率为80%,则需要消耗的电能为W=Q80%=4.752105 J80%=5.94105 J,由P=Wt可得,将2.2 kg的粥用高温挡从20 加热到74 需要的时间:t时=WP=5.94105 J1320W=450 s。7.(1)串最大最小低(2)并最小最大高(3)中8.(1)内(2)C(3)1 kWh的电能可供该座圈低温挡工作的时间:t=WP低温=1kWh2010-3 kW=50 h。(4)当开关S1闭合、S2接a时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=U2R可知此时总功率最大,为高温挡;当开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,总电阻较小,根据P=U2R可知此时总功率较大,为中温挡;当开关S1断开、S2接b时,两电阻串联,总电阻最大,根据P=U2R可知此时总功率最小,为低温挡。该座圈处于低温挡时,电路的总电阻:R串=U2P低温=(220V)220W=2420 ,则R1=R串-R2=2420 -1210 =1210 ,该座圈处于中温挡工作时的电功率:P中温=U2R1=(220V)21210=40 W。