初中物理2021考前突击训练25：多挡位电热器

试卷更新日期：2021-04-16 类型：三轮冲刺

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一、计算题

1. 常德的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S₁闭合，S₂断开时电暖器为“低温”挡。（R₁＞R₂）求：

XX牌电暖器
额定电压		220V
额定功率	低温挡	440W
	中温挡
	高温挡	1650W
频率		50Hz

(1)、R₁的阻值；

(2)、“中温”挡正常工作时电路中的电流；

(3)、若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出热量的 50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（空气的比热容为1.1×10³J/（kg•℃））

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2. 图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S₁为“低温”档。请完成下列问题：

额定电压		220V
额定功率	低温档	550W
	中温档	1100W
	高温档
质量		5kg
四个轮接触地面总面积		10cm²

(1)、该电暖器放在水平地面上对地面的压强是多少？（g＝10N/kg）

(2)、“中温档”正常工作时的总电流是多少？

(3)、R₁电阻值是多少？

(4)、若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×10³J/（kg•℃）且保持不变，用该电要器的“高温”档正常工作20分钟，放出热量的全部被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？

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3. 某电熨斗的简化电路如图所示，R₁、R₂为电热丝且阻值保持不变。R₁的电阻是55Ω，电源电压是220V。只闭合S₁为低温挡；只闭合S₂为中温挡；S₁、S₂都闭合为高温挡，高温挡的电功率是1980W。

(1)、在高温挡工作时，电路中的总电流是多少？

(2)、在低温挡工作时，R₁的功率是多少？

(3)、在中温挡工作时，R₂的电阻是多少？

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4. 某加热器有高、中、低三温档，其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率分别为22W和44W．简化电路如图所示，用两定值电阻R₁和R₂表示两电热丝，单刀双掷开关S₁可接a或b ．

(1)、电路只闭合开关S₂时，为中温档．
①电流多大?

②R₂的阻值是多大?

(2)、只让开关S₁接b时，为低温档．
①低温档加热5h，消耗多少kW·h的电能?

②定值电阻R₁两端的电压是多大?

(3)、用高温档加热时，应如何操作开关?

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5. 某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：

额定电压

220V

额定功率

高温档

中温档

低温档

880W

440W

220W

(1)、当开关S₁断开，S₂接a时，该电火锅选用档工作（选填“高温”、“中温“或“低温”）。

(2)、当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？

(3)、用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高多少℃（c_水＝4.2×10³J/（kg•℃））？

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6. 在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。

观察对象

观察记录

研究记录

电中药壶

成分：紫砂

电源： $220V/50Hz$

容积： $2L$

档位：高温 $(1100W)$

低温

①水的质量 $m = 2kg$ ，水的初温 $t = 20^{°} C$

②用高温档加热 $5min$ ，水的末温 $t = 50^{°} C$

③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成

④ $c_{水} = 4 {.2×10}^{3} J/(kg•℃)$

(1)、请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图；

(2)、求电中药壶内部一个发热电阻的阻值；

(3)、求高温加热时，电中药壶的加热效率。

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7. 下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R₁和R₂均为电热丝。求：

××牌电热水器
额定电压		220V
额定电流	高温挡
	中温挡	5A
	低温挡	2A
电源频率		50Hz

(1)、低温挡正常工作时的额定功率；

(2)、中温挡正常工作10分钟产生的热量；

(3)、高温挡正常工作时的额定电流。

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8. 如图所示是一只多功能养生壶，类似于电水壶。某品牌养生壶简化电路图如图所示，部分数据如下表。求：

项目	参数
电源电压/V	220
低温挡功率/W	110
中温挡功率/W	220
高温挡功率/W	？

(1)、养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小；

(2)、当开关 S₁ 闭合，S₂ 接 A，养生壶处于中温挡时，R₁的阻值；

(3)、养生壶处于高温挡工作时的功率。

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9. 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，其铭牌如图丙所示，求：

加热效率		80%
额定电压		220V
电功率	低温挡	440W
	中温挡	880W
	高温挡

(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。

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10. 市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。如图所示是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关 $S$ 自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100℃时，温控开关 $S$ 自动与a、b断开，并立即与触点。接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为 $220 V$ ，电阻 $R_{2} = 200 Ω$ ，这种水壶的加热功率 $P_{加热}$ 是保温功率 $P_{保温}$ 的5倍，水的比热容 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J (kg \cdot ℃)$ ， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 电阻不受温度影响。求：

(1)、将 1kg 初温为35℃的水加热到100℃需要吸收多少热量？

(2)、电阻 $R_{1}$ 的阻值。

(3)、在晚上用电高峰期将 $1 kg$ 的初温为35℃的水加热到100℃需用时 $300 s$ ，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少？

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11. 随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S₁闭合，S₂断开时电暖器为“低温”挡。（R₁＞R₂）
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温档

高温挡
1600W
频率
50Hz

求：

(1)、R₁的阻值；

(2)、“中温”挡正常工作时电路中的电流；

(3)、若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出热量的50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为1.1×10³J/（kg•℃））

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12. 家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。

(1)、该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？

(2)、电阻R₁与R₂的阻值之比为多少？

(3)、若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W，可以给电阻R₁并联一个阻值为多大的电阻R₃？

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13. 小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小益用初温20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：

豆浆机铭牌
最大容积	2L
额定频率	50Hz
额定电压	220V
加热器功率	880W
电动机功率	120W

(1)、从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因；

(2)、加热器单独工作时电路中的电流；

(3)、质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量[c_水=4.2×10³J（kg･℃）] ；

(4)、本次制作豆浆共计用了9min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量。求本次制作豆浆共消耗的电能。

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14. 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。

额定电压	电炖锅档位	额定功率/W
220V	低温	200
	中温	400
	高温	600

(1)、求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；

(2)、在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；

(3)、电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。

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15. 家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于加热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图象如图乙。

(1)、当锅内温度为100℃时，自动开关S与(选填“1”或“2”)连接，此时电饭锅处于(选填“加热“或“保温”)状态。

(2)、该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少?

(3)、电阻R₁与R₂的阻值之比为多少?

(4)、若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W，可以给电阻R₁并联一个阻值为多大的电阻R₃？

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