精練13 電功電熱的計(jì)算（原卷版）

精練13電功電熱的計(jì)算【知識(shí)儲(chǔ)備】電功公式計(jì)算公式：P=UI=W/t(適用于所有電路)由此可得電功W=UIt對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P=I2R=U2/R串聯(lián)電路中常用公式：P=I2RP1：P2：P3：…Pn=R1：R2：R3：…：Rn并聯(lián)電路中常用公式：P=U2/RP1：P2=R2：R1無(wú)論用電器串聯(lián)或并聯(lián)，計(jì)算總功率常用公式P=P1+P2+…Pn焦耳定律、電熱器電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：Q＝I2Rt。電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點(diǎn)：①清潔衛(wèi)生，②熱效率高，③方便調(diào)控，缺點(diǎn)是非加熱用電器工作時(shí)也產(chǎn)生熱量。【專題精煉】1．（2023?寧波一模）2022年世界杯足球賽于11月21日至12月18日在卡塔爾舉行，如圖甲是賽事的吉祥物——“La′eeb”，市面上出現(xiàn)了一些會(huì)發(fā)光的“La′eeb”，內(nèi)部是一種LED燈。型號(hào)：S﹣LM16額定容量：800mAh標(biāo)定電壓：3.7V執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB31241﹣2018生產(chǎn)日期：2022.9.10LED燈兩端電壓（V）流過(guò)LED燈電流（mA）LED燈的顏色1.820紅1.920黃2.020藍(lán)（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)LED燈發(fā)出紅光時(shí)，消耗的電功率是多少瓦？（2）有一款發(fā)光“La′eeb”內(nèi)部的電路如圖乙所示，其中電阻R為90歐姆，電路中的充電電池的銘牌如表（且充電與供電時(shí)電壓保持不變）。閉合開關(guān)后，當(dāng)電路中的電流為20毫安時(shí)，電池充滿電最多可用小時(shí)；（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此時(shí)在電池的標(biāo)定電壓下LED燈發(fā)出什么顏色的光？2．（2023?鹿城區(qū)一模）圖甲所示是微電腦控制的多功能養(yǎng)生壺，乙是它的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)熱電阻R2兩端電壓通過(guò)微電腦進(jìn)行調(diào)節(jié)，發(fā)熱功率從200～800W可調(diào)。小明在某次使用時(shí)選擇藥膳功能：機(jī)器開始以800W功率進(jìn)行加熱，8分鐘加熱到80℃，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)到200W，再加熱30分鐘直到結(jié)束。（1）L為電源指示燈，標(biāo)有“2.5V，0.1W”，計(jì)算R1的阻值。（2）小明該次使用，從開始加熱到結(jié)束，整個(gè)過(guò)程發(fā)熱電阻R2消耗了多少電能？（3）發(fā)熱電阻功率從800W自動(dòng)轉(zhuǎn)到200W是通過(guò)微電腦改變其兩端電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，已知800W時(shí)發(fā)熱電阻兩端電壓為220V，則當(dāng)它功率變?yōu)?00W時(shí)，它兩端電壓為V。3．（2023?濱江區(qū)模擬）電飯鍋已經(jīng)成為每個(gè)家庭必不可少的家用電器。如圖是電飯鍋的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，已知電飯鍋的部分參數(shù)：額定電壓220V，R1＝88Ω，保溫功率為88W，S1為手動(dòng)開關(guān)，S2為雙金屬片開關(guān)（右端固定）。（1）求電飯鍋的加熱功率；（2）求R2的阻值；（3）考慮到能量的有效利用應(yīng)該選用（選填“僅R1”或“R1和R2都”）與鋁制內(nèi)膽（裝米飯的部位）緊貼。（4）與鐵相比，銅升高相同溫度熱膨脹較明顯。已知雙金屬片兩層的材料分別為鐵和銅，上層應(yīng)該選用（選填“銅”或“鐵”）。4．（2022?江山市一模）空氣炸鍋，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無(wú)油煙味，深受廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌空氣炸鍋，有低溫、中溫、高溫三擋調(diào)節(jié)。其發(fā)熱元件為兩個(gè)電阻，R1＝50Ω，R2＝200Ω，額定工作電壓為220V，發(fā)熱部分內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化為圖乙所示電路。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）當(dāng)S1閉合，S接a處時(shí)，炸鍋處于中溫?fù)豕ぷ?，求此時(shí)電路中的電流。（2）從中溫?fù)跽{(diào)至高溫?fù)豕ぷ?，兩個(gè)開關(guān)應(yīng)如何操作。（3）求空氣炸鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率。5．（2022?寧波模擬）小寧在光合作用實(shí)驗(yàn)中，要將葉片放在盛有酒精的小燒杯中，并對(duì)小燒杯進(jìn)行水浴加熱，使葉片褪色。他設(shè)計(jì)了如圖甲的恒溫控制器電路。電路有“加熱“和“恒溫“兩種狀態(tài)。閉合開關(guān)S，溫控開關(guān)在溫度低時(shí)閉合、溫度到達(dá)一定值時(shí)自動(dòng)斷開，降溫后再閉合，循環(huán)工作，起到調(diào)節(jié)溫度作用。指示燈亮表示進(jìn)入恒溫狀態(tài)，它的額定電壓為110V，且亮起即正常工作。圖中發(fā)熱元件電阻阻值為48.4歐。（1）將圖乙中提供的電路接入甲圖中“1”“2”“3”接線柱，符合要求的是電路圖。（2）電路在加熱狀態(tài)時(shí)的功率是多少？（3）若恒溫控制器中水的質(zhì)量為1kg，由于水自身散熱等因素，恒溫控制器的加熱效率為70%。進(jìn)入“恒溫”狀態(tài)后，水溫每分鐘下降6℃，要讓水溫維持在70℃～75℃之間，每“加熱”和“恒溫”為一個(gè)周期，則此周期多長(zhǎng)時(shí)間？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]6．（2022?溫州二模）我國(guó)北方冬天比較寒冷，許多家庭安裝了一種利用電來(lái)取暖的床﹣﹣“韓式電熱炕”。其工作電路可簡(jiǎn)化為如圖所示，其中K為保護(hù)開關(guān)，平常處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度超過(guò)某一警戒溫度時(shí)自動(dòng)斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，每次都和相鄰的兩觸點(diǎn)同時(shí)接觸，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換（擋位順序未知，電功率越大擋位越高）。小明在家里利用所學(xué)的物理知識(shí)來(lái)測(cè)量該電熱炕的電功率。他先關(guān)閉家里其它所有的用電器，然后將S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有“3000r/（kW?h）”的電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)。已知R1和R2是發(fā)熱電阻，R2的阻值是R1的2倍，其它電阻忽略不計(jì)，小明家電壓恒為220V．完成下列問(wèn)題：（1）當(dāng)S與觸點(diǎn)1、2接觸時(shí)，電熱炕功率是多少？（2）當(dāng)電熱炕處于低擋時(shí)，電路中通過(guò)O點(diǎn)的電流是多少？（3）當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min，所消耗的電能可使1.8L水從25℃升高到多少攝氏度？（無(wú)熱損失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），結(jié)果保留1位小數(shù)。）7．（2022?杭州一模）某型號(hào)電飯煲有加熱和保溫功能，如圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲在一次工作中電功率與時(shí)間的關(guān)系圖像。（1）用所學(xué)的物理知識(shí)分析說(shuō)明：當(dāng)開關(guān)S接觸點(diǎn)2時(shí)，電飯煲處于什么功能狀態(tài)？此時(shí)電飯煲的電功率為多少？（2）分析計(jì)算電路中R1、R2的電阻分別是多少？（3）電飯煲在這一次工作中一共消耗多少焦的電能？合用了多少度電？8．（2022?臺(tái)州模擬）如圖甲為汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型，接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會(huì)亮、暗（微弱發(fā)光）交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈的規(guī)格為“6V3W”（電阻不變），定值電阻R0需要接在A處或B處，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。（1）當(dāng)電流通過(guò)電磁鐵時(shí)，電磁鐵上端為極；定值電阻R0應(yīng)接在圖甲電路中位置（選填“A”或“B”）；（2）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作（即雙跳燈開啟），轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)接通（選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；（3）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化如圖乙所示，當(dāng)指示燈微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux，消耗的實(shí)際功率為額定功率的19①Ux的值；②右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作45秒消耗的電能；③R0的阻值。9．（2022?長(zhǎng)興縣模擬）近年來(lái)近視已經(jīng)成為我國(guó)青少年高發(fā)眼病之一，相關(guān)的護(hù)眼產(chǎn)品逐漸增多。如圖是一款市面上銷售的護(hù)眼儀，它可以通過(guò)熱敷和振動(dòng)對(duì)眼部進(jìn)行按摩從而達(dá)到緩解眼部疲勞的效果。該產(chǎn)品使用說(shuō)明書相關(guān)參數(shù)如圖甲所示，簡(jiǎn)化后的電路原理如圖乙所示。護(hù)眼儀“自動(dòng)模式”工作時(shí)，電路中電流大小的規(guī)律性變化如圖丙所示。（1）護(hù)眼儀處于“活力模式”，則開關(guān)S應(yīng)連接。（選“AC”、“BC”或“AB”）（2）護(hù)眼儀“自動(dòng)模式”工作10分鐘消耗的電能。（寫出計(jì)算過(guò)程）（3）計(jì)算電熱絲的阻值大小。（寫出計(jì)算過(guò)程）10．（2022?嘉善縣一模）小明用零花錢給媽媽買了一個(gè)電熱足浴盆。圖中甲是該品牌足浴盆的電路圖（局部）表是產(chǎn)品銘牌（最大功率被覆蓋）。電路中的電動(dòng)機(jī)帶有按摩裝置，S1為溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自動(dòng)斷開；小明媽媽某次用足浴盆洗腳時(shí)，水的質(zhì)量為3kg，初溫是18℃。足浴盆正常工作，電路中總電流隨時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，0﹣6min為加熱階段，使水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫度；閉合S2，6min﹣20min電路中電動(dòng)機(jī)一直工作，電熱絲間歇工作。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過(guò)的電流是多少。（2）電熱絲工作時(shí)的功率是多少。（3）若不考慮熱量散失，則預(yù)設(shè)溫度是多少。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]指標(biāo)參數(shù)最大容水量/kg4額定電壓/V220電動(dòng)機(jī)功率/W110最大功率/W11．（2022?桐廬縣一模）有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈，其電路如圖甲所示。電源電壓為24V，燈泡L的額定電壓為12V，通過(guò)燈泡L的電流跟其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示。（1）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻為多少Ω？（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使燈泡的實(shí)際功率