中考物理试题电学压轴题之多档位问题.doc
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1、中考物理试题电学压轴题之多档位问题1、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44,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
2、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=220VI,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=220VI2= =5AI1= I- I2=9A -5A =4 AR1= = =55(3)小楠方案:用一根都是“220V 550W”的电
3、热丝的电阻为R3R3= =88用两根的电热丝R3并联后总电阻是44,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、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
4、,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4060m2 (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(t2t1)400W360s=4.2103J/(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=
5、0.5400W=200W(3) 可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可3、图16所示是一种电热水龙头,图17是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,R2=55,温水档的电功率是2.2kw。试回答或求解下列问题:图16图17(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=
6、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=22;(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,所以,I=I1+I2=10A+4A=14A4、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
7、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?水的比热容C=4.2103J/(kg)(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,此时电阻R0的电功率是多少?解答:(1)由P=可得,加热电阻的阻值:R=11;(2)标准大气压下水的沸点是100,水吸收的热量:Q吸=cm(tt0)=4.2103J/(kg)10kg(10023)=3.234106J,电水壶产生的热量全部被水吸收,W=Q吸=3.234106J,W=Pt,加热
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