2013年电学压轴题之电力热综合.doc

2013年中考物理试题电学压轴题之电加热器的多档位问题 1、（2013重庆A卷）图l6甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图16乙所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V。电路的工作原理是：当S，闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化) (1)电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大?R1的电阻为多少? (3)若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复 (2)若电热丝R2的电阻为44Ω，则电热丝正常工作，小楠设计了这样一个方案：[来源:学+科+网] 小楠方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2。 请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。 （1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热效应工作的；由电路图知，当闭合S1、S2闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由P=可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡； 由P=UI可得，1800W=220V×I，所以在高温档状态下电路中的总电流I=9A （2）由电路图知：当S1闭合，S2断开时，电阻R1和R2组成的是一个并联电路； U=U1=U2=220V I2== =5A I1= I- I2=9A -5A =4 A R1= = =55Ω （3）小楠方案：用一根都是“220V 550W”的电热丝的电阻为R3 R3= ==88Ω 用两根的电热丝R3并联后总电阻是44Ω，其总功率为1100W，正常工作时符合要求。 但当其中一根的电热丝烧坏，电路仍能工作，但P3=550W1100W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案。 2、(2013黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。 (1)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2 x103J/( kg·℃)，结果保留两位小数） 额定电压 220V 额定最大发热功率 400W 水箱容积 4L 适用面积 40～60m2 (2)加湿器在低档时的发热功率； (3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议。 1）不计热损失，有：Q1= Q2 P1t= cm(t2－t1) 400W×3×60s=4.2×103J/（kg·℃）×m×(100℃-20℃) m=0.21kg （2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1 ，故有P1=UI1= 电热加湿器在低档时，R1和R2串联，总电阻R=2R1，有P2= UI2= 则 =0.5，P2=0.5 P1=0.5×400W=200W2是电热丝，R2=55Ω，温水档的电功率是2.2kw。试回答或求解下列问题： （1）S旋到____位置时，水龙头流出温水；S旋到____位置时，水龙头流出热水。（选填“1”、“2”或“3”） （2）电热丝R1的阻值是多大？ （3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？ 答案：（1）2 、 3 （2）22欧 （3）14A 解析：（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P=可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=可知：此时功率最小，所以此时放出的是热水； （2）∵P=UI=可知，温水功率P温水=2.2kW=2200W， ∴R1===22Ω； （3）∵S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路， ∴根据欧姆定律得：I1===10A， I2===4A， ，I=I1+I2=10A+4A=14A． 4、（2013?锦州）某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示．如图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低时，温控开关S处于闭合状态，加热器加热．当水沸腾后，会自动断开进入保温状态．从而实现了自动温度开关控制．若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则： 额定电压 220V 额定功率 4400W 水壶装水质量 10kg 频率 50Hz （1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？ （2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热