专题55--电器设备使用中的物理中考问题(学生版).doc

专题55 电器设备使用中的物理问题

在生产生活和科学研究中，经常看到用到的电器设备有电视机、洗衣机、电饭锅、电脑、手机、电风扇、电炉子等成千上万中，电气设备工作时，用到许多物理知识，中考试题年年考，在解决这类物理问题会经常运用下列物理知识：
1.自动开关断开时为保温状态，自动开关闭合时为加热状态。依据是自动开关断开时电功率小于自动开关闭合时的电功率。2.电器正常工作消耗的电能公式：W=Pt
3.电器产生的焦耳热量公式：Q=I2Rt
4.电功率计算公式：P=I2R= U2/R=IU
5.串并联电路中电流、电压特点和欧姆定律
6.凸透镜成像规律
7.压强公式P=F/S

【例题1】(2020山东聊城)下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是(　　)
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高挡
1800W
中挡
1200W
低挡
500W

A. 电饭煲是利用电流的热效应工作的
B. 电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C. 电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×104J
D. 若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h
【对点练习】如图所示是用来测量电能的仪表，这只电表此时的读数是　　kWh，当电路中只有一个电饭煲接入电路，正常工作l2min。发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是　　W。

【例题2】(2020山东聊城)电冰箱是现代家庭的常用电器，它内部的电路元件主要包括压缩机(其主要部件是电动机)和冷藏室内的照明灯。如图所示是一台能正常工作的电冰箱的简化电路图，下列判断正确的是(　　)

A. 电路图中的照明灯与电动机是串联的
B. 冰箱门关闭时，灯开关断开，照明灯熄灭
C. 冰箱内温度降低到设定温度时，电动机停止工作
D. 电动机利用了电磁感应的原理使线圈转动起来
【对点练习】电冰箱是常用家用电器，其内部结构如图所示．它是利用制冷剂把冰箱里的热“搬运”到冰箱的外面，使冰箱内部温度降低．请根据你对冰箱的认识及所学的物理知识回答以下问题：
冷冻室
冷凝器
液态制冷剂
压缩机
蒸气
蒸气

(1)冰箱内的压缩机与照明灯的连接方式是串联还是并联？为什么？
(2)冰箱里面温度较低，而外壳摸起来却较热．请说明冰箱外壳较热的主要原因是什么?
【例题3】(2020齐齐哈尔)在家庭用电的调查活动中，小明听妈妈说“使用20W的白炽灯比使用60W的白炽灯省电”。小明经过研究发现，这种说法是指它们正常工作相同的时间，使用额定功率为20W的白炽灯比使用额定功率为60W的白炽灯消耗的电能　 　(选填“少”或“多”)。小明关闭电灯后，发现家中电冰箱仍在工作，说明电冰箱和电灯是　 　(选填“串联”或“并联”)的。
【对点练习】学校宿舍走廊的路灯容易损坏，经常被更换，电工小段在原来的位置接入两盏与原来一样的白炽灯，同学们发现很长时间灯虽然没有坏，但这两盏灯比原来用一盏时还要暗，由此：
(1)同学们猜想了这两盏灯的连接方式是______(选填“串联”或“并联”)，你的依据是因为两盏灯的总功率比原来一盏灯的功率要______(选填“大”或“小”)。
(2)电工小段这样做能否省电?理由是什么?
答：两灯泡串联电阻R变大，根据P=U2/R可知，当电压U一定时，功率P____(选填“变大”、“变小”或“不变”)又由W＝Pt可得，当通电时间t一定时，消耗电能W_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)，所以两盏灯比原来一盏灯要_____(选填“省电”或“费电”)
【例题4】(2019南京)某款迷你电饭煲有加热和保温两档．其电路如图所示，已知R1=88Ω，R2=2112Ω．开关S置于　　(选填“1”或“2”)时是保温挡，保温10min产生的热量是　　J．

【对点练习】某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态。铭牌上的部分参效如下表所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃．简化电路如图所示，R1、R2均为加热电阻〔温度对电阻的影响忽略不计)。若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)〕
(1)用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。
(2)开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的阻值。
(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？(结果保留整数)

额定电压
220V
保温功率
605W
慢加热功率
1210W
快加热功率

一、选择题
1.电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是(　　)
A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大
2.KTV丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示，它的工作原理是:对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流，然后经扬声器(喇叭)还原为声音.麦克风工作原理与下列装置的工作原理相同的是( )

3.近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具，某共享汽车30min行驶20km，则该车的平均速度为( )
A．40km/h B．1.5km/min C．15m/s D．40m/s
4.手机工作原理可简化为如图所示电路，R 是阻值已知的定值电阻，U是手机工作部件两端电压，I是电路中的电流。手机在工作过程中，电池的电压会发生变化，U与I的比值会随着I的变化而变化。手机正常工作时，要对U和I进行监测。若测量出UR，则( )

A．只能监测U B．只能监测I
C．既能监测U，又能监测I D．既不能监测U，也不能监测I
5.如图所示是一种环保型手电筒.使用它时只要将它来回摇晃.就能使灯泡发光。下列四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是( )

6.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是(　　)

7．某型号电吹风，电动机和电热丝串联．电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈电阻为R1，电热丝电阻为R2．将电吹风接入电压为U的电源后，通过的电流为I，消耗的电功率为P，同学们得到了四个关系式．下列选项中，关系式均正确的是(　　)
①UI＞P ②P=I2(R1+R2) ③UI=P ④P＞Ⅰ2(R1+R2)
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
8.电子驱蚊器利用变频声波直接刺激蚊虫中枢神经，使其非常痛苦，食欲不振，繁殖力下降，无法在此环境生存，从而达到驱蚊的目的其部分参数见表格，取g=10N/kg关于驱蚊器下列说法错误的是(　　)

电子驱蚊器参数
额定电压
220V
额定功率
2W
声波频率
22kHz～55kHz
产品质量
60g
产品尺寸
9.9×6×3.3(cm3)
A．驱蚊器的重力为0.6N
B．驱蚊器发出的声音能被正常人听到
C．驱蚊器刺激蚊虫中枢神经利用的是超声波
D．驱蚊器工作10h消耗电能为0.02kW•h
二、填空题
9.“5G时代”已经来临，手机功能日益强大。人们在使用手机通话时是靠________来传递信息的；使用手机拍照时是利用________透镜来成像的。
10.为了公民的安全，公安部门在很多路口安装监控摄像头，如图所示，它可以拍下作案嫌疑人的现场照片，拍照时，摄像头的镜头相当于一个　 　(选填“凸”或“凹”)透镜，所成的像是缩小的　 　(选填“实”或“虚”)像。

三、分析交流题
11．(2020齐齐哈尔)初春时节，新冠疫情来袭，小征的爸爸是一名志愿者，每天结束忙碌的工作后，为了小区的群众安全，义务到小区门卫岗亭值夜班，岗亭里没有暖气，为了给爸爸取暖，小征把家里的电取暖器送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后，小征发现电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识，帮助小征解释产生此现象的原因。

四、综合题
12.(2020天津)某校师生自制了一台电烘箱｡电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生的热量｡求：
(1)这台电烘箱的电功率；
(2)电阻丝工作时的电阻｡
13.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。(ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg℃)，g=10N/kg)
(1)开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
(2)求R1的阻值；
项目
参数
电源电压(V)
220
低温档功率(W)
275
中温档功率(W)
550
高温档功率(W)
1100
容积(L)
1
(3)养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
(4)在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

14．冬天，人们常用电热毯来取暖．如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温档和低温档，低温档电功率为25W，已知电阻R=484Ω．求：
(1)开关S闭合时电热毯处于　　档；
(2)电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能；
(3)电阻R0的阻值．

15.图甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙，R1、R2为发热体，R1的阻值为110Ω，通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220V，电熨斗消耗的最大功率为660W。
(1)只闭合S1，求通过R1的电流；
(2)只闭合S2，求R2在60s内产生的热量；
(3)为适应更多衣料，小明对电路做了改造(如图丙)。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时，移动滑片P，相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少？

16.如图甲所示一种家用调温式电熨斗，工作过程中电源电压恒为220V，电熨斗金属底板质量为500g。图乙是它的工作电路，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成(电阻值均不受温度影响)。调温电阻最大阻值为110Ω，预热时电熨斗以最大功率正常工作100s可使金属底板的温度从20℃升高到220℃【金属底板的比热容为0.44×103J/(kg·℃)，假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收】。求：

(1)预热时使金属底板吸收的热量是多少？
(2)电熨斗的最大功率是多少？
(3)定值电阻R0的阻值是多大？
(4)电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是多少？
17．如图甲所示的一款多功能洗衣机，图乙是其简化电路图，此款洗衣机额定电压220V，它有两个档位，当开关置于位置1时(电路接入R1和R2)为加热状态，消耗功率为2400W；当开关置于位置2时(电路接入R2和电动机)为保温洗涤状态，已知电阻R1的阻值为22Ω，水的比热容为
。
(1)在洗衣机内加入质量为20kg、初温为10℃的冷水，求加热状态下使水的温度升高50℃需要的时间，(不考虑热损失)；
(2)求R2的阻值；
(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，通过电路的总电流为2A，求电动机的电功率。

18.初三实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器；将电压表改装成身高显示仪----所测身高越大,显示仪示数越大，且刻度均匀。
(1)同学们设计了如图所示电路，老师指出他们的设计有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是 。

A.移动滑片P时.电路的总电阻没有变化 B.当所测身高越大时,电压表的示数越小

C.电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比 D.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
(2)在老师的引导下,同学们设计出了正确的电路.是图四个电路中的 电路。

(3)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝(0.5Ω/cm)、量程为0~3V的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为 Ω。
(4)利用选定的器材.小组同学连接好了测量电路。对身高为160cm的小曾进行测量时，电压表的示数为1.5V；对小杨进行测量时,电压表的示数为1.2V,则小杨的身高为 cm。