2024浙江中考物理二輪重點專題研究 微專題 家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)（教學課件）

家用電器類相關(guān)計算及電路模型建構(gòu)微專題1.(2023齊齊哈爾)父親節(jié)到了，小明媽媽為爺爺買了一個電熱足浴盆，內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V，額定功率為605W。求：(1)該電熱足浴盆加熱系統(tǒng)是利用電流的________工作的。熱效應(2)小明幫爺爺泡腳前，向足浴盆中加入6kg初溫為20℃的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min將水加熱到40℃，則此加熱過程中水吸收的熱量是多少？[水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解：水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(40℃－20℃)＝5.04×105J(3)加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能是多少？解：加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能W＝Pt＝605W×15×60s＝5.445×105

J(4)當小明家的實際電壓是200V時，加熱電阻工作的實際電功率是多少？(忽略溫度對電阻的影響)解：加熱電阻的阻值

當小明家的實際電壓是200V時，加熱電阻工作的實際電功率2.(2023銅仁)圖甲是小明家的電飯鍋及電路原理圖，該電飯鍋有高溫和保溫兩擋，由開關(guān)S進行調(diào)節(jié)。已知R0與R為電熱絲，現(xiàn)將電飯鍋接在220V的電源上，使用高溫擋工作時，電飯鍋功率為1000W；使用保溫擋工作時，電飯鍋功率為440W。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]根據(jù)相關(guān)知識，回答下列問題：(1)飯煮熟后，開關(guān)S將________(選填“閉合”或“斷開”)。斷開(2)電熱絲R的阻值為多少？解：電路的總電阻

開關(guān)S閉合，當只有R0的簡單電路，電路的電阻最小，由

可知電路的總功率最大，處于加熱狀態(tài)；R0的阻值

電熱絲R的阻值為R＝R總－R0＝110Ω－48.4Ω＝61.6Ω(3)用此電飯鍋高溫擋將質(zhì)量為1kg，溫度為25℃的水加熱，使鍋中水溫升高60℃，需用時5min，求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率。解：水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃＝2.52×105J電飯鍋加熱過程中消耗的電能W＝P高溫t＝1000W×5×60s＝3×105J加熱過程中電飯鍋的效率(4)如圖乙所示，電能表上有參數(shù)模糊不清，

小明把家中其他用電器斷開僅使用電飯鍋，調(diào)至高溫擋燒水5min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，則電能表上模糊的參數(shù)應該是多少？解：高溫擋燒水5min消耗的電能W1＝P高溫t1＝1kW×h＝kW·h，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn)，電能表上模糊的參數(shù)

3.(2023甘肅)如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費者認可和青睞。它有三段溫控功能：高溫燉，中溫煮和低溫熬，圖乙是它的簡化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數(shù)。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，g＝10N/kg]項目參數(shù)電源電壓(V)220中溫擋功率(W)400高溫擋功率(W)1100容積(L)1(1)開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，電燉鍋為低溫擋，說明判斷依據(jù)；

解：由電路圖可知，當開關(guān)S1斷開，S2接A時，電阻R1、R2串聯(lián)，此時電路中的總電阻最大，電源電壓不變，由

可知，總功率最小，所以此時電燉鍋為低溫擋。項目參數(shù)電源電壓(V)220中溫擋功率(W)400高溫擋功率(W)1100容積(L)1(2)求R1、R2的阻值；

解：由電路圖可知，當S2接A，S1閉合時，R2被短路，只有電阻R1接入電路，電阻較大，功率較大，電燉鍋處于中溫擋．則R1的阻值當S1閉合，S2接B時，R1、R2并聯(lián)，總電阻最小，功率最大，電燉鍋處于高溫擋，則此時R2消耗的功率為：P2＝P高－P中＝1100W－400W＝700W則R2的阻值(3)在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一鍋水燒開，若電燉鍋高溫擋加熱效率為80%，求燒開一鍋水需要的時間。解：由

可得，水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10－3m3＝1kg水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·C)×1kg×(100℃－12℃)＝3.696×105J，由

得，電燉鍋消耗的電能

由

得，燒開一鍋水需要的時間4.(2019天津改編)若架設在兩地之間的輸電線發(fā)生了短路，如何方便快捷地確定短路的位置？針對這一實際問題，某物理興趣小組模擬真實情景，運用“建模”思想進行了研究：用兩條足夠長的電阻絲模擬輸電線(每條電阻絲單位長度阻值為r)，將導線連在電阻絲A處模擬輸電線短路，如圖甲所示。他們把一個電源(電壓恒為U0)、一個定值電阻(阻值為R0)和一塊電壓表用導線連接起來裝入一個盒內(nèi)，并引出兩根導線到盒外，制成檢測盒，如圖乙所示。檢測時將盒外的兩根導線分別與模擬輸電線B端的兩接線柱相連，從而構(gòu)成檢測電路。通過讀取盒內(nèi)電壓表示數(shù)，經(jīng)過計算得知短路處到B端的距離。請你解答如下問題：(1)在圖乙所示的檢測盒內(nèi)畫出元件連接情況的電路圖；解法一：如答圖所示解法二：如答圖所示(2)根據(jù)你設計的檢測電路，推導出AB間距離L與電壓表示數(shù)U的關(guān)系式。解法一：由電路圖可知，AB間電阻RAB與R0串聯(lián)，電壓表測得AB間電阻兩端電壓為U，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，

，解得AB間電阻絲的阻值為

，則L與U之間的關(guān)系式為

解法二：由電路圖可知，AB間電阻RAB與R0串聯(lián)，電壓表測得R0兩端電壓為U，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，

，解得AB間電阻絲的阻值為

，則L與U之間的關(guān)系式為5.小紅為自己家面積為4m2，高為2.5m浴室的燈暖型浴霸(一種取暖用的電器)設計了一個可自動控制溫度的裝置。如圖甲所示，控制電路電壓U1恒為12V，繼電器線圈的電阻忽略不計，定值電阻R1為60Ω，熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路額定電壓U2為220V，安裝兩只標有“220V

275W”的燈泡。閉合開關(guān)S，當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開。(1)工作電路工作時，A端應與________(選填“B”或“C”)端相連接。B(2)浴霸正常工作時通過燈泡的電流是多少A？浴室里控制的溫度t0為多高？解：浴霸正常工作時通過燈泡的電流為當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開，由歐姆定律可得，控制電路中的總電阻為由串聯(lián)電路電阻的特點可得熱敏電阻的阻值為R2