中考电学部分考点电器类综合计算题二word版附答案 17页

‎2018年中考电学部分考点-------电器类综合计算题二 典题欣赏：‎ ‎1．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求：‎ ‎（1）养生壶正常工作时的电阻；‎ ‎（2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水=4.2×103J/（kg•℃）】‎ ‎（3）用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大。（设养生壶的电阻和加热效率不变）。‎ 型号 CH﹣M16‎ 额定电压 ‎220V 频 率 ‎50Hz 额定功率 ‎1000W 容 量 ‎1.2L ‎2‎ ‎．小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求 ‎（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）‎ ‎（2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[C水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。‎ ‎（4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。‎ ‎3．某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲，控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，Rp为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻RP 放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表，工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏。圆柱体水箱底面S=0.4米2，当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流I水=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安，当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。‎ 水位（米）‎ ‎0.25‎ ‎0.50‎ ‎0.75‎ ‎1.00‎ ‎1.25‎ ‎1.50‎ ‎1.75‎ ‎2.00‎ ‎2.25‎ 压敏电阻Rp的阻值（欧）‎ ‎300‎ ‎200‎ ‎125‎ ‎90‎ ‎70‎ ‎65‎ ‎62‎ ‎60‎ ‎59‎ ‎（1）当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻Rp的功率为　 　瓦。‎ ‎（2）当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少安？‎ ‎（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。‎ ‎4．图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R 为加热管，R 为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2‎ 可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌。‎ XX牌电热水壶 额定电压 ‎220V ‎ 最大容量 ‎ 1.5L 额定加热功率 ‎ 880W 保温功率 ‎ ‎ 额定功率 ‎ 50Hz ‎（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2应处于什么状态？正常工作时，通过加热管R1的电流为多少？‎ ‎（2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（3）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为多少？‎ ‎（4）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其他电器，仅电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1min转盘转了40转，则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少？‎ ‎5．如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求 ‎（1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；‎ ‎（2）电热水壶高温档的额定功率；‎ ‎（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09kW•h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。‎ ‎6．如图甲所示，是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴盆，其铭牌部分参数如图乙所示。‎ ‎（1）他为爷爷往足浴盆里加入初温为22℃的水，使之达到最大允许注水量，开始正常加热。控制面板如图丙所示，当温度达到显示温度时，完成加热。求此过程中水所吸收到热量。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（2）此次加热过程耗时10min，求此过程足浴盆的电热效率。‎ ‎（3）求此次加热时足浴盆的工作电流和加热电阻阻值。（保留1位小数）‎ ‎（4）加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，问此次加热和泡脚总共消耗多少电能。‎ ‎7‎ ‎．欣欣家的电热水器用了很长时间，标牌上额定功率的数值已经模糊不清。下表是该热水器的部分技术参数，学习了电功率的知识后，欣欣进行了如下测量：断开家里的其它用电器，只将该电热水器接入电路并将水箱注满水，正常工作0.5小时后，水箱的水温从20℃上升到35℃，同时她观察到这段时间内电能表的示数由 变为．〔c水=4.2×103J/（kgŸ•℃）〕‎ 容积 ‎50L 额定电压 ‎220V 频率 ‎50HZ 求：（1）这段时间内水吸收的热量是多少？‎ ‎（2）电热水器的额定功率是多大？‎ ‎（3）电热水器的效率是多少？‎ ‎8．某洗衣机在洗涤时可以对机内水加热，它的部分参数如表所示，根据表中提供的信息回答下列问题：‎ ‎ 额定电压220V 电源频率50Hz ‎ ‎ 加热功率2000W ‎ 额定洗涤容量5kg 甩干功率440W ‎ 空载质量72kg ‎（1）洗衣机内装有20kg的水，使水温由15℃升高到40℃，水吸收的热量是多少焦耳？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（2）洗衣机给水加热20min，机内水温达到（1）问中的情况，求洗衣机给水加热的效率是多少？‎ ‎（3）洗衣机洗涤完毕甩干过程中，通过洗衣机的工作电流多大？‎ ‎9．我们生活在电的时代，电能的广泛使用，使电能的社会需求日趋紧张。节约电能，提高能源的利用率是一个在国民经济中具有重要战略意义的问题。改造和淘汰陈旧的设备、采用高压输电是节约能源的重要措施。其电站与用户间距离为10km，输送的电功率为6.0×104kW，每米输电导线的电阻为1.8×10﹣3Ω，若输电电压从1.0×105V提高到3.0×105V。‎ ‎（1）求输电线路损耗的电功率减少了多少？‎ ‎（2）现输电导线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在电站利用电压表、电流表和电源接成如图1所示电路进行检测。电压表的示数为3.0V，电流表的示数为0.5A，则短路的位置离电站的距离为多少？‎ ‎（3）安全用电的常识之一是不靠近高压电，而双脚站在高压线上的小鸟（两脚间距离为5cm，电阻为104Ω）居然安然无恙（图2），计算说明小鸟为什么不会触电死亡？在你的计算中运用了什么近似条件？‎ ‎10．有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）。求：‎ ‎（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；‎ ‎（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；‎ ‎（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。‎ 参考答案：‎ ‎1解：‎ ‎（1）由P=可得，养生壶正常工作时的电阻：‎ R===48.4Ω。‎ ‎（2）水吸收的热量：‎ Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）=2.73×105J，‎ 由η=可得，养生壶消耗的电能：‎ W===3×105J，‎ 由P=可得，养生壶工作时间：‎ t===300s；‎ ‎（3）在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20℃加热到85℃，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3×105J，‎ 则养生壶的实际功率：‎ P实===W≈826W，‎ 养生壶的电阻不变，由P=可得实际电压：‎ U实===200V，‎ 此过程共耗电3.726×105J，则电路的总功率：‎ P总===1026W，‎ 因为P总=P实+P液晶，‎ 所以液晶电视机的实际功率：‎ P液晶=P总﹣P实=1026W﹣826W=200W，‎ 由P=UI可得，通过液晶电视机的电流：‎ I===1A。‎ 答：（1）养生壶的电阻是48.4Ω ‎（2）工作时间是300s。‎ ‎（3）实际电压是200V，通过液晶电视机的电流是1A。‎ ‎2．解：（1）由图乙可知，足浴器的功率P=500W，‎ 由P=UI可得，此时足浴器的工作电流：‎ I==≈2.3A；‎ ‎（2）足浴器装入最大容量时水的体积：‎ V=5L=5dm3=5×10﹣3m3，‎ 由ρ=得，水的质量：‎ m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg，‎ 则水所吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（45℃﹣25℃）=4.2×105J；‎ ‎（3）加热时间t′=15min=900s，‎ 由P=得，电热足浴器消耗的电能：‎ W=Pt′=500W×900s=4.5×105J，‎ 则该足浴器的热效率：‎ η=×100%=×100%≈93.3%；‎ ‎（4）由（2）（3）的计算可知，水温从25℃加热到45℃时，温度的变化量△t=20℃，需要加热时间为15min，‎ 则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量△t′=5℃，需要加热时间为t1=×15min=3.75min，‎ 由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间为10min+3.75min=13.75min，‎ 足浴1h内加热循环的个数n=≈4.4个，‎ 即1h内4个循环后剩余5min，剩余的5min内不需要加热，需要的加热时间t2=4×3.75min=15min，‎ 所以，这次足浴给水加热的总时间t总=t′+t2=15min+15min=30min=1800s，‎ 这次足浴给水加热消耗的电能：‎ W′=Pt总=500W×1800s=9×105J。‎ 答：（1）此时足浴器的工作电流为2.3A；‎ ‎（2）当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×105J；‎ ‎（3）上述加热过程耗时15min，该足浴器的热效率为93.3%；‎ ‎（4）这次足浴给水加热消耗的电能为9×105J。‎ ‎3.解：‎ ‎（1）由图知，控制电路中R0、RP、电磁铁线圈串联，‎ 由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，RP=60Ω，控制电路中电流I水=0.1A，‎ 所以RP的功率：PP=I水2RP=（0.1A）2×60Ω=0.6W；‎ ‎（2）当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得R0阻值，‎ R0=R总1﹣RP=﹣RP=﹣60Ω=60Ω，‎ 当水位1米时，由表格数据知RP1=90Ω，‎ 由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流：‎ Ib===0.08A；‎ ‎（3）由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，‎ 注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积：‎ V总=0.4m2×（2m﹣1m）=0.4m3，‎ 注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间：‎ t1==100s，‎ 水位从2米下降到1米，需要的时间：‎ t2==400s，‎ 所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功：‎ W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J，‎ 喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功：‎ W'=U2I1t2=220V×1A×400s=8.8×104J，‎ 所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能：‎ W总=W+W'=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J。‎ 答：（1）0.6。‎ ‎（2）当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A。‎ ‎（3）相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J。‎ ‎4.解：（1）由电路图可知，当S1、S、S2都闭合时，R2短路，电路只有R1工作；‎ 当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联；根据串联电阻的规律，根据P=，当电路只有R1工作时功率大，为加热状态，即手动开关S、S2都闭合时，电热水壶处于加热状态；‎ 根据表中数据可知，电热水壶的额定功率为880W，由P=UI，正常工作时，通过加热管R1的电流为：‎ I===4A；‎ ‎（2）由表中数据知，一满壶水的体积为1.5L，根据ρ=，其质量为：‎ m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，‎ 在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水升温100℃﹣20℃=80℃．水需要吸收多少热量：‎ Q=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×80℃=5.04×105J；‎ ‎（3）由欧姆定律I=，根据（1）知，加热管电阻：‎ R1===55Ω，‎ 当开S1、S3闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，根据电阻的串联，此时 电路的电阻：‎ R串联=R2+R1=165Ω+55Ω=220Ω，由欧姆定律，此时电路中的电流：‎ I′===1A，‎ 则电热水壶的保温功率，即R1的功率：‎ P保=I′2R1=（1A）2×55Ω=55W；‎ ‎（4）如图乙电能表上标有3000r/kW•h，表示电能表转盘每转3000圈消耗1度电，则转40转消耗的电能为：‎ W=×40kW•h=×3.6×106J=4.8×103J，‎ ‎1min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：‎ P实===800W。‎ 答：（1）加热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2都处于闭合状态；正常工作时，通过加热管R1的电流为4A；‎ ‎（2）电热水壶正常工作，在1标准大气压下，将一满壶初温为20℃的水烧开，水需要吸收多少热量为5.04×105J；‎ ‎（3）若R2=165Ω，则电热水壶的保温功率为55W；‎ ‎（4）晚上烧水时电热水壶的实际功率为800W。‎ ‎5.解：（1）标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣30℃）=5.88×105J，‎ 由P=可得，消耗的电能：‎ W=P中t′=500W×20×60s=6×105J，‎ 电热水壶的效率：‎ η=×100%=×100%=98%；‎ ‎（2）由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，‎ 甲图为开路，P甲=0，‎ 乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙==，‎ 丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙==，‎ 丁图中两电阻并联，R丁=R，P丁===2，‎ 由以上可知，丙图为中温档，丁图为高温档，则电热水壶高温档的额定功率：‎ P高=2P中=2×500W=1000W；‎ ‎（3）电热水壶的实际功率：‎ P实===0.9kW=900W＜1000W，‎ 则此时电热水壶不是正常工作。‎ 答：（1）水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%；‎ ‎（2）电热水壶高温档的额定功率为1000W；‎ ‎（3）此时电热水壶不是正常工作。‎ ‎6.解：（1）水吸收的热量：‎ Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（42℃﹣22℃）=4.2×105J；‎ ‎（2）由图丙指示灯可知，加热时足浴盆的功率P=800W，‎ 则足浴盆加热10min消耗的电能：‎ W=Pt=800W×10×60s=4.8×105J，‎ 足浴盆的电热效率：‎ η=×100%=×100%=87.5%；‎ ‎（3）此次加热时足浴器的功率P=800W，‎ 由P=UI得，此时足浴器的工作电流：‎ I==≈3.6A；‎ 由P=可得，加热电阻的阻值：‎ R===60.5Ω；‎ ‎（4）加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，‎ 则泡脚时足浴盆消耗的电能：‎ W′=P′t′=300W×20×60s=3.6×105J，‎ 加热和泡脚总共消耗总电能：‎ W总=W+W′=4.8×105J+3.6×105J=8.4×105J。‎ 答：（1）水所吸收到热量4.2×105J；‎ ‎（2）足浴盆的电热效率87.5%；‎ ‎（3）加热时足浴盆的工作电流3.6A；加热电阻阻值60.5Ω；‎ ‎（4）此次加热和泡脚总共消耗总电能8.4×105J。‎ ‎7.解：（1）由ρ=可得，水的质量：‎ m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg，‎ 水吸收的热量：‎ Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（35℃﹣20℃）=3.15×106J。‎ ‎（2）由题可知，电热水器消耗的电能：‎ W=0782.5kW•h﹣0781.5kW•h=1kW•h=3.6×106J。‎ 电热水器的额定功率：‎ P===2×103W=2kW；‎ ‎（3）电热水器的效率：‎ η=×100%=×100%=87.5%。‎ 答：（1）这段时间内水吸收的热量是3.15×106J。‎ ‎（2）电热水器的额定功率是2kW；‎ ‎（3）电热水器的效率是87.5%。‎ ‎8.解：（1）水吸收的热量：‎ Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（40℃﹣15℃）=2.1×106J；‎ ‎（2）由P=可得，洗衣机消耗的电能：‎ W=P加t=2000W×20×60s=2.4×106J，‎ 洗衣机的加热效率为：‎ η==×100%=87.5%；‎ ‎（3）由P=UI可得，甩干过程中通过洗衣机的工作电流：‎ I甩干===2A。‎ 答：（1）水吸收的热量是2.1×106J；‎ ‎（2）洗衣机给水加热的效率是87.5%；‎ ‎（3）洗衣机洗涤完毕甩干过程中，通过洗衣机的工作电流为2A。‎ ‎9.解：‎ ‎（1）采用高压输电时，输送功率不变，由P=UI可得提高输电电压前后导线上的电流：‎ I1 ===600A，‎ I2===200A，‎ 每米输电导线的电阻为1.8×10﹣3Ω，电站与用户间距离为10km，输电电线有两根，‎ 所以电站与用户间输电导线的电阻：R=1.8×10﹣3Ω/m×10×103m×2=36Ω，‎ 由P=I2R可得输电线上减少的电功率：‎ ‎△P=P1﹣P2=I12 R﹣I22R=（600A）2×36Ω﹣（200A）2×36Ω=1.152×107W；‎ ‎（2）由I=可得，短路的位置与电站间导线的电阻：‎ R′===6Ω，‎ 短路的位置与电站间导线的长度：L==×103m，‎ 则短路位置离电站的距离：s=L=××103m≈1.67×103m；‎ ‎（3）由题可知，小鸟与两脚间的输电线并联，‎ 长5cm输电线的电阻：R线′=1.8×10﹣3Ω/m×5×10﹣2m=9×10﹣5Ω，‎ 并联电路中各支路两端的电压相等，由1小题可知提高输电电压后的电流I=200A，‎ 由I=可得：‎ U鸟=U线′=IR线′=200A×9×10﹣5Ω=1.8×10﹣2V，‎ 通过小鸟的电流：‎ I鸟===1.8×10﹣6A=1.8μA，‎ 由此可知，通过小鸟的电流很小，所以小鸟不会触电死亡。‎ 小鸟两脚间的导线与小鸟是并联的，干路电流为200A，计算时小鸟两脚间导线上的电流取值近似等于干路中的电流。‎ 答：（1）输电线路损耗的电功率减少了1.152×107W；‎ ‎（2）短路的位置离电站的距离为1.67×103m；‎ ‎（3）通过小鸟的电流很小，所以小鸟不会触电死亡；计算时小鸟两脚间导线上的电流取值近似等于干路中的电流。‎ ‎10.解：（1）水吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J；‎ ‎（2）由η=×100%可得，消耗的电能：‎ W===5.775×105J，‎ 由P=可得，需要的加热时间：‎ t′===525s；‎ ‎（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，热水器处于高档，‎ 此时电热丝R1的功率P1===880W，‎ 因电路的总功率等于各用电器功率之和，‎ 所以，电热丝R2的功率P2=P高﹣P1=1100W﹣880W=220W；‎ 只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，‎ 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，‎ 所以，电热水器的电功率为220W。‎ 答：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收4.62×105J的热量；‎ ‎（2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要525s；‎ ‎（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是220W。‎