1、专题专题 12 家用电器类电学综合计算家用电器类电学综合计算 考点考点 01：电热类电学综合计算：电热类电学综合计算： 对于电热类家电如：电饭煲，电热水壶，饮水机等发热家电应注意电阻丝或发热电阻的 串、并联情况的变化会对电热器的功率产生影响，即应注意“高” 、 “低” ， “中”不同的档位 时电路中的电流，电压的分配，及电阻的发热功率情况。另外应注意保温与正常发热情况下 电路中不同的连结方式；一般来说电路中串联的电阻越多，电路中电流越小，此时的总功率 越小通常此时为保温状态，而串联电路中连入电阻越少时，电路中总电流越大，此时电路中 的总功率越大，此时通常为加热状态。 【帮你归纳】对于多挡位电热
2、器，判断电热器的挡位时，应根据 P=U2/R，电源电压通常为 220V，当多个电热丝串联时，电路中电阻最大，此时电路的总功率最小，此时通常为“低 温挡” ，或处于电热器的“保温状态” ；当多个电热丝并联时，电路中的总电阻最小，电路中 的总功率最大，所以此时通常电路为“高温挡”工作状态或处于“加热状态” ，当只有一个 电阻丝工作时，电路中的总功率即不是最大值也不是最小值，此时通常为“中温挡”工作状 态。 例例 1： （20202020四川南充）四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶 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
3、温 达到 100 oC 时，温控开关 S 自动与 a、b 断开，并立即与触点 c 接通，水壶进入保温状态。 已知电源电压为 220V， 电阻R1=50， 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=4.2x10 3J/(kg.oC)，R 1、R2电阻不受温度影响。求： (1)将 1kg 初温为 35 oC 的水加热到 100oC 需要吸收多少热量? (2)电阻R2的阻值。 (3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35 oC的水加热到100oC需用时300s， 若加热效率为91%， 则晚上用电高峰期的实际电压为多少? 【变式【变式 1 1- -1 1】 （2019 湖
4、北荆州中考）湖北荆州中考）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。 （R1R2） XX 牌电暖器 额定电压 220V 额定功率 低温挡 440W 中温挡 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
5、% 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 1.1103J/（kg）. 例例 2 2： （： （20202020江苏泰州）江苏泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分 别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和R2为电热丝，R1的阻值为 80， 高温烧煮挡的功率为 660W。求： (1)高温烧煮时干路中的电流； (2)电阻丝R2的阻值； (3)电饭锅低温焖饭 0.5h 消耗的电能是多少焦耳。 【变式【变式 2-1】 （2018 宜昌中考）宜昌中考）小红家的饮水机有加热和保温功能，其电路图如图 2 所示， S1为温控开关，额定电压为 2
6、20V，加热功率为 500W，保温功率为 60W，R1、R2均为加热 电阻丝（假设电阻不变）请解答下列问题： （1）电阻丝 R1的阻值是多少. （2）某次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上指示灯在 5min 内闪 烁了 54 次，她家电能表上标有“1600imp/kw.h”的字样，此时饮水机的实际功率和实际电 压是多少。 考点考点 02：电子设备及输电类电学综合计算：电子设备及输电类电学综合计算： 电子设备类是指如电子秤、电能表、电磁炉等电子仪器，此类计算题即要用到电学知识， 又通常用到力学或热学知识，应将几种知识进行融合才能正确解题。 在电能输电过程中，通常由于导线较长，因
7、此导线的电阻通常不能忽略，在进行电学计 算时，应考虑导线的分导及导线上的电能损耗。 例例 1： （2020 河北）河北）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就 能流出热水） 接入家中电能表3000r/ （kWh） 。 如图所示。 电水壶的规格为“220V 1210W”， 电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 110r，用时 120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 180s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随 温度变化。求： （1）电水壶和电水龙头的电阻。 （2）导线的电阻。 （3）在洗漱时，导线上产生的热量。 【变式【变
8、式 1-1】 （2019 重庆中考重庆中考 B 卷）卷）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站 输送的电功率为 1.1105kw,，输电电压为 1100kw，经变压器降至 220V 供家庭用户使用。 小明家中有一个标有“220V、2200W的即热式水龙 头，其电阻为 R0，他发现冬天使用时 水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻 R 和两个指示灯（指示灯 电阻不计）改装了电路，如图所示。开关 S1可以同时与”a、b”相连或只与 c 相连， 使其有 高温和低温两档。求：(1)通过特高压输电线的电流。 （2）改装前若水龙头的热效率为 90%，正常加热 1min 提供的热
9、量。 （3）改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为 4:1,请计算出高温挡时的电 功率。 例例 2： （2021 河北中考预测题）河北中考预测题）某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤，其原理如图 1 所示它主要由四部分构成：托板和水平压力杠杆 OBA，标有“10V 5W”字样的指示灯 L （灯的电阻保持不变） ，压力传感器 R（电阻值会随所受压力大小变化的可变电阻） ，显示质 量大小的仪表（实质是电流表） 已知电源电压为 10V，OB=6cm，OA=30cm压力传感器 R 的阻值与所受压力的关系如图 2 所示若不计托板和杠杆组件的质量，不计摩擦求： （1） 指示灯 L 的电阻。
10、 （2）当压力传感器 R 的电阻为 30 时，指示灯 L 的实际功率。 （3）当电流表的示数为 0.1A 时，电子秤托板上物体的质量 考点考点 03：电动机械类电学：电动机械类电学综合计算：综合计算： 对于电动机械类家电如， 电动自行车， 洗衣机等应注意电流做功及消耗的电能的计算必须 首先选择正确的公式及单位的统一， 且在求电动机的效率时要正确确定 W有及 W额，一般来 说消耗的电能总量为 W总。 【帮你归纳】对于电动机械在工作过程中，通常将电能转化为机械能和内能，因此通常要计 算机械的有用功和总功及电动机械的效率，此时 W有=FS，W总=W电=UIt=Pt，电动机效率： W 牵 W电100%
11、 Fs Pt100%(电能转化为机械能)。 【易错警示】在计算线圈型电动机械时，电能通常转化成内能和机械能，计算电动机械消耗 的电能公式为 W=UIt，而在计算电流通常线圈产生的热量，公式是：Q=I2Rt，此时 W电Q 热，此类电动机械的效率W 牵 W电100%=【 （W 电Q热）/W电】100%=【(UItI2Rt)/UIt】 100%。 例例 1： （20202020贵州黔东南）贵州黔东南）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系 统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为 220V，额定功率为 605W，问： (1)小明帮奶奶泡脚时， 向足浴盆中加入 6kg 初温
12、为 20的水， 加热系统的加热电阻正常工 作 16min 将水加热到 40C， 此加热过程中吸收的热量是多少？ （c水=4.210 3J/(kg C)） (2)加热系统加热时热效率是多少？ （结果精确到 0.1%） (3)当小明家实际电压是 200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温 度变化而变化） (4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 12V（按摩系统将交流电压转换为 12V） ，工作电 流为 4A，其电阻为 0.5，电动机工作中因发热损失 的功率是多少？ 【变式【变式 1-1】 （20192019 湖北宜昌中考）湖北宜昌中考）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企
13、业，在 手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。 以手机为例， 华为 “Mate 20 pro”不仅采用 4200mAh 超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池 充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。 电池名称 锂离子电池 电压 3.7V 容量 4200mAh （1）表格中的电池“容量” ，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？ （2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出 5V 600mA” ，另一个标注“输出 5V 4A” ，其 中有一个是快速充电器。假设充电效率为 90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分 钟？ （3）有人
14、发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角 度来分析为什么有这样的区别。 例例 2：（：（2020 海南）海南） 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： （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=4.2 103
15、J（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。 1 1： （20202020衡阳）衡阳）初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的 电路。S 是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状 态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响） ，它的部分技术参数如表所示、 试回答下列问题： （1）S 闭合时，饮水机处于 工作状态。R2的阻值是 。 （2）水杯中装满 20水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？水的
16、比热容为 4.210 3J/（kg） ，当时气压设定为 1 标准大气压，不考虑热损失 （3）最近一次使用时，加热管 R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动 变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管 R2的发热功率，在老师 的指导下进行模拟实验， 将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中， 同学们通过实验测量， 得出变阻器消耗的电功率 P 随电流 I 关系的图象如图丙所示，则： 求 R2的发热功率范围。 变阻器的最大功率多大？ 简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可） 。 2:2:（20182018黔南）黔南）图甲为某款新型电饭煲，额定电压为
17、 220V，它采用了“聪明火”技术， 智能化地控制不同时间段的烹饪温度， 以得到食物最佳的营养和口感。 图乙为其电路原理图， R1和 R2为电阻不变的电热丝，S 是自动控制开关。将电饭煲接入 220V 电路中，在电饭煲工 作的 30min 内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求 （1）510min，电饭煲的功率。 （2）2030min，电饭煲产生的总热量 额定电压 220V 加热功率 900W 保温功率 20W 水杯容量 0.6kg 3:3:（2019 河北沧州中考模拟试题）河北沧州中考模拟试题）下图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫 机，它的正常工作电压为 220 V，水箱装
18、水最多 0.3 kg，加热功率有大、小两个挡位。设计 师最初设计的内部电路有如下图所示的甲、 乙两种接法， 其中电热丝 R1=56 ， R2=44。 （1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 _ _成小水珠，放出热量将衣服熨平 （填物态变化名称） 。 （2）两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为 8.2A，请通 过计算说明甲、乙两种电路那种符合设计师的选择。 （计算结果保留一位小数） （3）请分别计算符合设计要求的这款挂烫机两个挡位的额定功率_。 4:4:（2020 广东）广东）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为 220V。如图甲是其电路 原理图，S0为温控开关，R1、
19、R2为电热丝（阻值不变） 。某次饮水机在额定电压下工作的电 功率 P 与时间 t 的关系图象如图乙所示，求： （1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能： （2）饮水机处于保温挡时，通过 R1的电流； （3）R2的阻值。 5 5：(2019(2019 荆门荆门) )如图为一个电吹风的简易电路，R1、R2为发热用的电阻丝，M为带动风扇转 动的电动机， 开关S2上扇形的金属片可与触点 1、 2、 3、 4 接通。 只接通S1时， 风扇吹冷风， 此时回路中电流为 0.1A；在保持S1接通的情况下，转动 S2，若使 S2与 2、3 接通，风扇吹暖 风；若使 S2与 3、4 接通，风扇吹热风。 （1）求吹冷风
20、时，电路消耗的电功率。 （2）吹暖风时，电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的 5.5 倍；吹热风时，电阻丝的 热功率为吹暖风时电阻丝热功率的 10 倍，求 R1、R2的阻值。 6 6： （2020 潍坊）潍坊）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 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 牌如图丙所示，求： （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。 7 7： （2020
21、石家庄石家庄 42 中一模试题）中一模试题） 如题图所示， 是某种电加热器的简化电路示意图 （图中 1、 2、3、4 为触点，S 为旋转型开关，实现关、低、高档的转换） 。阅读该加热器说明书可知： 水箱容积 2L，额定电压 220V，加热时的功率 400W，低温档的功率 40W。试问： 当旋转型开关 S 置于 2、3 触点处时，电路处于高温档还是低温档；此时电路中的电流 为多大。 （计算结果保留两位小数） R1的电阻值是多大。 该电加热器在高温档时加热效率为 80%，若将装满水箱的水从 20加热至 100，需要 多长时间。 【C水=4.210 3J/（kg） ， 水1.010 3kg/m3】
22、。 8 8： （20202020四川遂宁）四川遂宁）图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关 s 可以 控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下， 将一壶 25的水在 1 标准大气压下加热到沸腾假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R1， R2的阻值不随温度变化，c水4.210 3J/（kg） ，1L103m3。求： （1）水吸收的热量； （2）R1、R2的阻值； （3）加热这壶水到沸腾所用时间（结果保留一位小数） ； （4）实际加热这壶水到沸腾用时 10.5min，求实际电压。 9:9:（2019 岳阳中考）岳阳中考）一新款节能电炖锅如图甲，有
23、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 200V 低温 200 中温 400 高温 600 求（1）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/（kWh） ”的电能表转盘在 12ls 内转了 20 圈，求此时的实际电。 ； （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。 1
24、010： （： （20192019泸州）泸州）小明家电热水器铭牌标识为“220V、1000W”。由于使用了多年，该电热 水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化， 为准确测量氧化电热丝的实际电阻值， 小 明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min， 发现电能表指示灯闪烁了242 次，电能表规格如图所示。问： （1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？ （2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？ （3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段 电热丝的电阻值为多少？ 11:11:（2017 重庆中考）重庆中考）小明家的电钣锅如图甲所示，
25、额定电压为 220V， “煮饭”时额定功率 为 1210W，简化电路如图乙所示，S1为温控开关，发热电阻 R1与 R2的阻值不随温度变化， 电阻 R2在“保温”状态与“煮饭”时的功率之比为 1:16，求： （1）正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少 A。 （2）电阻 R1的阻值为多少 3）某天傍晚，小明关闭家里其它用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能 表如丙所示，指示灯每闪烁 4 次所用的时间为 48s，则 R2两端的实际电压为多少伏。 12:12:（20192019益阳）益阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满 20的水 后加热至 70，已知水的比热容
26、c水=4.210 3J/（kg） ，干木材的热值 q=1.2107J/kg。 （1）水需要吸收多少热量？ （2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？ （3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为 14%，需要多少干木材？ 型电热水器 额定加热功率 2400W 加热方式 电加热器 额定电压 220V 安全等级 防触电保护一类 温度设定范围 2090 净重 20kg 容量 40L 整机外形尺寸 530mm400mm400mm 出厂日期 2019 年 5 月 15 日 1313： （： （20202020江苏连云港）江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解 决冬天如厕时马桶
27、座冰冷的问题， 某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座， 其电路如图 所示，定值电阻 R1和 R2为两电热丝，单刀双掷开关 S2可接a或b。已知电阻 R2 =550，所 加电源电压为 220V。当 S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为 22W。 (1)求R1的阻值； (2)分别求出S1断开、S2接a；S1闭合、S2接b两种情况下电路的发热功率。 (3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建 议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。 1414： （： （20202020 丹东中考）丹东中考）如图是某品牌的足浴盆的工作时的简
28、化电路，它有加热功能和按摩功 能。加热电阻的阻值为 48.4，电动机线圈电阻为 2，电源电压为 220V 不变，求（1）加 热电阻正常工作时的电功率是多少？（2）在足浴盆中加入体积为 4L，初温为 20 0C 的水，加 热电阻正常工作 420s， 它的电加热效率为 80%， 则水的温度会升高到多少摄氏度？ 【C水=4.2 10 3J/（kg） 】 。 （3）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为 0.1A，按摩 10min，电动机 线圈产生的热量是多少？ 15： （2019 黑龙江龙东中考）黑龙江龙东中考）如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，下表为它 的铭牌数据。 （1）
29、当 S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于 状态（填“加热”或“保温” ） ，此时 电路中的电流是多大？ （2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从 20加热到 90，求：水吸收的热量是多少？ （水的比热容 4.2103J/（kg） 。 （3）电热饮水机正常工作时加热效率为 80%求：将热水箱中的水从 20加热到 90的 时间为多少秒？ 水桶容量 20L 热水箱容量 1L 额定电压 220V 加热功率 400W 保温功率 44W 1616： （： （20202020重庆重庆 A A）水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康，为了满足这个要 求， 小罗设计了多档位节能电烧水壶， 电路原理如图 2
30、0 甲。 其中开关 s 为防干烧温控开关， 通常情况闭合定值电阻 R1、R2为加热电阻,且 R1为 48.4,R2阻值为 R1的 2 倍。通过滑动金 属滑轩上的滑块 P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化(图 20 乙)。他测得烧水壶 用中功率档给热水保温时，正常工作 24s,将 1kg 的水从 75 0C 加热到 800C。已知 c 水 =4. 2x10 3J/(kg.),不计温度对电阻的影响求: (1)此加热过程中热水所吸收的热量 Q。 (2)此加热过程中烧水壶的热效率(=Q/W，W 为所消耗的电能)。 (3)用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一
31、段 时间后开始计时经过 30s。后水沸腾，再以低功率档持续加热 30s,观察到电能表转盘在这 60s 内转了 27 转(电能表盘如图 20 丙)，烧水壶工作的际电压 U 实是多少。 1717： （20192019 湖南娄底中考）湖南娄底中考） 小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲， R1、 R2都是发热电阻， 不考虑温度对电阻的影响，且 R2=3R1；S 为旋转型开关，1、2、3、4 为触点，通过旋转开关 S 可实现“关” 、 “低挡” 、 “高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热） ， 其部分技术参数如下表。 额定电压（V） 220 高档发热功率（W） 400 注水仓最大注水量
32、（kg） 3 （1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是_（选填“关” “低档”或“高档” ） 。 （2）求电热加湿器中 R1的阻值。 （3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其 工作 30min 的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻 R1在此次高挡加热时产生的热量全部 被水吸收， 可以使注水仓中冷水的温度升高多少。 计算结果保留整数， 水的比热容为 4.2 10 3J/（kg） （4） 某一天， 小明断开家中其他所有用电器， 只接通加湿器在低档加热， 发现家中 3000revs/ （kWh）的电能表转盘在 400s 内转了 27 圈，求此时电阻 R2的实
33、际功率是多少。 18:18:（20202020 临沂中考）临沂中考）小明家买了一种某品牌的家用蛋糕机，图乙是蛋糕机的简化电路图， 可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关 S1时，蛋糕机处于 440W 的低温 挡加热状态；单独闭合开关 S2时，阻值为 55的电阻 R2让蛋糕机处于中挡加热状态。 求蛋糕机正常工作时： （1）低温挡加热电流； （2）中温挡加热功率； （3）高温挡加热 5min 消耗的电能。 19:(202019:(2020 承德二模试题）承德二模试题）火锅是人们比较喜欢的种饮食方式，如图为小明家用的一款电火 锅的工作电路的原理图。它有高、中、低三个挡位，旋钮开关可以分
34、别置于“0 和 1”,“1 和 2”，“2 和 3”或“3 和 4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的 1/5，R1 为 242，R2为 60.5。 （不计温度对电阻的影响） 。 (1)请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温挡？ (2） R2的阻值为多少欧姆？电火锅处于低温挡正常工作时， 1分钟内产生的热量是多少焦耳？ （3）小明关闭家中的其它用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤液 2min 电能表的 表盘转了 81 转，请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？（电能表的名牌上标有 3000r/kw.h). 2020： （： （20202020重庆重庆 B B）小明家用电火锅烹
35、饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温档” ，一 段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数 如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。为 了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进， 可以分别实现“高温档” “低温档”或“保温档”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求： (1)电火锅使用“高温档”正常工作时电路中的电流。 (2)在图丙中，当 S 闭合，S1断开，S2接b，电火锅处于“保温档” ，该状态下电火锅正常工 作时消耗的电功率； (3)用电高峰时电路的实际电压降为 198V，
36、向锅内装 2kg 温度为 25的水，用“高温档”连 续工作 100s，水温升高到 35，这时电火锅的加热效率 是多少？(已知水的比热容为 4.2 10 3J/（kg） ，电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值 叫做加热效率)。 专题专题 12 家用电器类电学综合计算家用电器类电学综合计算 考点考点 01：电热类电学综合计算：电热类电学综合计算： 对于电热类家电如：电饭煲，电热水壶，饮水机等发热家电应注意电阻丝或发热电阻的 串、并联情况的变化会对电热器的功率产生影响，即应注意“高” 、 “低” ， “中”不同的档位 时电路中的电流，电压的分配，及电阻的发热功率情况。另外应
37、注意保温与正常发热情况下 电路中不同的连结方式；一般来说电路中串联的电阻越多，电路中电流越小，此时的总功率 越小通常此时为保温状态，而串联电路中连入电阻越少时，电路中总电流越大，此时电路中 的总功率越大，此时通常为加热状态。 【帮你归纳】对于多挡位电热器，判断电热器的挡位时，应根据 P=U2/R，电源电压通常为 220V，当多个电热丝串联时，电路中电阻最大，此时电路的总功率最小，此时通常为“低 温挡” ，或处于电热器的“保温状态” ；当多个电热丝并联时，电路中的总电阻最小，电路中 的总功率最大，所以此时通常电路为“高温挡”工作状态或处于“加热状态” ，当只有一个 电阻丝工作时，电路中的总功率即
38、不是最大值也不是最小值，此时通常为“中温挡”工作状 态。 例例 1： （20202020四川南充）四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶 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 oC 时，温控开关 S 自动与 a、b 断开，并立即与触点 c 接通，水壶进入保温状态。 已知电源电压为 220V， 电阻R1=50， 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=4.2x10 3J/(kg.oC)，R 1、R2电阻不受温度影响。求： (1)将 1kg 初温为 35 oC 的水加热
39、到 100oC 需要吸收多少热量? (2)电阻R2的阻值。 (3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35 oC的水加热到100oC需用时300s， 若加热效率为91%， 则晚上用电高峰期的实际电压为多少? 【答案】(1)2.7310 5J；(2)200； (3)200V。 【解析】(1)初温为 35 oC 的水加热到 100oC，温度的变化量为：t=1000CC-350C=650C， 需要 吸收的热量为：Q吸=cmt=4.210 3J/(kg.0C)1kg650C=2.73105J. (2)由题意可知，开关 S 自动与触点a、b接通时 R1与 R2并联，电热水壶处于加热状态，得 加热时电功率为：P
40、加热=P1+P2， 开关 S 自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为 R2 的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为：P保温=P2，水壶的加热功率P加 热是保温功率P保温的 5 倍， 即 5PP 加热保温得：122 55PPPPP 加热保温 ， 即 12 4PP 根据 2 U P R 得： 2 1 1 U P R ， 2 2 2 U P R 电阻 1=50 R，根据 12 4PP可算出电阻 2 R为： 22 12 12 4 UU PP RR 即： 12 14 RR 得： 21 44 50=200RR 。 (3)初温为 35 oC 的水加热到 100oC，温度变化量为：o 0 o
41、o C35 C65 C=100ttt 吸收的热量为： 3oo5 4.2 10 J/ kgC=1kg 6C=2.73 10 J5Qcm t 吸 ；总的消耗的电 能为： 5 5 2.73 10 =3 10 J 91% JQ W 吸 总 ；电路总电阻为：R总=R1R2/R1+R2=40， 根据公 式 2 = U Wt R 实 总 总 得： 5 3 10 J40 =200V 300s W R U t 总总 实 。 【变式【变式 1 1- -1 1】 （2019 湖北荆州中考）湖北荆州中考）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
42、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。 （R1R2） XX 牌电暖器 额定电压 220V 额定功率 低温挡 440W 中温挡 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 1.1103J/（kg）. 【答案】 （1）110 （2）5.27A
43、（3）8.730C。 【解析】 （1） 闭合开关 S1， R1单独接入电路， R1R2， 根据 PU2/R 可知电暖气处于低温； R1的阻值：R1U2/P低温（220V）2/440W110. （2）闭合 S1为“低温”挡，R1单独接入电路；单独闭合 S2为“中温”挡， “高温”挡为 S1、S2同时闭合，R1、R2并联。P中温P高温P低温1600W440W1160W；根据 PUI 可得， “中温档”正常工作时的电流：I2P中温/U1160W/220V5.27A； （3） 因为 PW/t 所以电暖器的 “高温” 档正常工作 10min， 放出的热量： WP高温t1600W 1060s9.6105J
44、；空气吸收的热量：Q吸W50%9.6105J4.8105J，由 Q吸 cmt可得， 房间空气升高的温度： tQ吸/C空气m空气4.8105J/50kg1.1103J/(kg.0C) 8.73。 【名师点睛】 （1）电暖器在低温档时，由 RU2/P 可求 R1的阻值； （2）高温档与低温档功 率之差是中温档功率；已知中温档功率和电源电压，可以得到中温档正常工作时的电流； （3）根据 WP高t 可求产生的热量，根据 Q吸W 可得空气吸收的热量，根据 Q吸cm t 可得房间的空气温度升高多少。 例例 2 2： （： （20202020江苏泰州）江苏泰州）如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅
45、有两挡，分 别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关，R1和R2为电热丝，R1的阻值为 80， 高温烧煮挡的功率为 660W。求： (1)高温烧煮时干路中的电流； (2)电阻丝R2的阻值； (3)电饭锅低温焖饭 0.5h 消耗的电能是多少焦耳。 【答案】(1)3A；(2)880；(3)99000J。 【解析】(1)由 P=UI 得，高温烧煮时干路中的电流：I高温=P高温/U=660W/220V=3A. (2)当开关 S1和 S 都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由 P=U 2/R 可知，此时为高温烧 煮挡；当只闭合开关 S 时，电路为R2的简单电路，此时总电阻较大，由 P=U 2/R
46、 可知，此时 为低温焖饭挡；当开关 S1和 S 都闭合时，总电阻为：R总=U/I高温=220V/3A=(220/3)；由并 联电阻的公式 R总=R1R2/R1+R2可得：R2=880。 （3)低温焖饭挡的功率为：P低温=U 2/R 2=(220V) 2/880=55W；由 P=W/t 可得，电饭锅低温焖 饭 0.5h 消耗的电能是：W=Pt=55W1800s=99000J。 【变式【变式 2-1】 （2018 宜昌中考）宜昌中考）小红家的饮水机有加热和保温功能，其电路图如图 2 所示， S1为温控开关，额定电压为 220V，加热功率为 500W，保温功率为 60W，R1、R2均为加热 电阻丝（
47、假设电阻不变）请解答下列问题： （1）电阻丝 R1的阻值是多少. （2）某次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上指示灯在 5min 内闪 烁了 54 次，她家电能表上标有“1600imp/kw.h”的字样，此时饮水机的实际功率和实际电 压是多少。 【答案】 （1）110 （2）405W、198V。 【解析】 （1）R1与 R2并联，R1的功率 P1=PP2=500W60W=440W，R1的电阻 R1=U2/P1=(220V)2/440W=110.(2)5min 消耗的电能 W=54/160kw.h=(54/1600)3.6 103J=1.215105J,加热状态下的实际总功率
48、P实=W/t=1.215105J/300s=405W,加热状态下的 总电阻 R总=U2/P=(220V)2/500W=96.8,再根据 P实=U实 2/R 总可求得 U实=198V。 考点考点 02：电子设备及输电类电学综合计算：电子设备及输电类电学综合计算： 电子设备类是指如电子秤、电能表、电磁炉等电子仪器，此类计算题即要用到电学知识， 又通常用到力学或热学知识，应将几种知识进行融合才能正确解题。 在电能输电过程中，通常由于导线较长，因此导线的电阻通常不能忽略，在进行电学计 算时，应考虑导线的分导及导线上的电能损耗。 例例 1： （2020 河北）河北）小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶
49、和电水龙头（打开几秒钟就 能流出热水） 接入家中电能表3000r/ （kWh） 。 如图所示。 电水壶的规格为“220V 1210W”， 电水龙头的规格为“220V 2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 110r，用时 120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 180s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随 温度变化。求： （1）电水壶和电水龙头的电阻。 （2）导线的电阻。 （3）在洗漱时，导线上产生的热量。 【答案】 （1）40，20； （2）4 （3）60500J。 【解析】 （1）电水壶的规格为“220V 1210W”，电水龙头的规格为“220V 2420W”，根据公式 P=U2/R 可知，电水壶的电阻为 R壶=（220V）2/1210W=40,同理可得电水龙头的电阻为 R水 龙头=（220V）2/2420W=20. （2）当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为 W=（110/3000）kw.h，此时电 路的总功率为 P实=W/t=（110/3000）kw.h/120h/3600=110W，此时电水壶和导线的总电阻为 R总=U2/P实=（220V）2/1100W=44,由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻为 R 线=R总R壶=4440=4。 （3）电水龙头和导线的总电阻为 R=R线+R水龙头=20+4=24
