浙教版科学中考复习优中选优-物理-第35节-电热器和焦耳定律

某同学观察到12月底他家电能表如图所示，电能表是测量的仪表。该同学观察到当他家里只有一台电热水器工作时，这个电能表上的转盘在3min内转过了300转，则这台热水器的实际功率是W。

小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换，保温箱及加热器的部分参数如表所示，保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量至少需要加热秒。

	物理量	参数
加热器	工作电压	220V
	中温挡功率	110W
	低温挡功率	44 W
	电阻R3	440Ω
	加热效率η	80%
保温箱	空气质量m	1.5 kg
	空气比热容c	0.8×103 J/(kg·℃)

(2022·自贡)小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000 mAh，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其他用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（ ）

如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝的电阻小于电热丝的电阻。同时闭合和 ， 经过相同时间后，对电路的分析正确的是（ ）

现有“9V6W”的灯泡L和“9V3W”的灯泡L₂ ， 将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源⒉两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（  ）

超导是一种零电阻现象，用超导材料输送电能，可减少由于电阻引起的电能损耗。常温超导已成科研最高目标，最新研究己实现15贮超导(需要267GP的压力)，有了新突破。下列关系式可以解释超导减少电能损耗的是（    ）

2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m＝2kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s末无人机离地高度h＝50m，整个运动过程中电动机提供升力F＝24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量ΔE＝25J。已知动力系统的电动机工作电压U＝25V，电流I＝3A。下列说法不正确的是（　　）

下列各图都是课本上的实验示意图，关于各实验的解释正确的是（ ）

如图甲所示的电路中，R₁为定值电阻，滑动变阻器R₂的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R₂的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R₂的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（   ）

小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R₁＜R₂）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（   ）

用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。图中电路包括调试电路和实验电路，R₁和R₂是阻值都为20欧的电热丝，R₂放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R₂在调试过程中不发热。实验步骤如下：

①用数字温度计测量并记录装有R₂的保温容器内煤油的温度；

②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安；

③将开关S拨至“2”，使R₂工作50秒，断开开关S，测量并记录        ▲        ；

④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关

数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、I²的数据如图丙：

科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。闭合开关，每隔1分钟记录液面上升的高度，多次实验处理结果如图乙。

如图所示是研究“电流产生热量大小跟电阻大小关系”的实验。现两个相同的烧瓶中均装入50克的煤油，两个烧瓶中电阻丝阻值不同，电阻丝甲阻值为5欧，甲乙两个烧瓶中煤油初始温度均为20℃。当闭合开关后，电流表读数为0.8安，经过200秒的时间，观察、记录两个烧瓶中煤油的温度变化。假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，电源电压保持不变，已知煤油的比热容c=2.1×10³焦/（千克·℃）。

小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲，R₁、R₂为发热电阻，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”之间的转换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)，其高挡功率为440W。

如图甲所示某种智能型电饭锅，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。

科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：

[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：

①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；

②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。

豆芽发芽需要适宜的温度和湿度，市场上出现的豆芽机一般有在气温不同时自动加温和喷水的功能。具体功能如表：小鹿根据要求设计了图乙所示电路图，电路由控制电路和工作电路组成。

工作电路：工作电路电压U=220伏，加温电阻121欧姆、喷水水泵功率为80瓦。

控制电路：电源电压U₀=6伏，定值电阻Ro=100欧，热敏电阻R_t放在外壳空气中，其阻值随温度的变化关系见图丙，设定两个电磁铁线圈a和线圈b分别在气温为15℃和30℃时恰好吸住衔铁a和衔铁b。工作电路中，定时开关1控制喷水模式①(每1小时喷水一次)，定时开关2控制喷水模式②(每半小时喷水一次)，两种模式每次喷水持续10分钟。衔铁、线圈、开关和导线的电阻均忽略不计。

气温(运行模式)	加温装置	喷水装置
<15℃(冬季模式)	加温	喷水模式①
15℃-30℃(常规模式)	——	喷水模式
≥30℃(夏季模式)	不加温	喷水模式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”挡。请完成下列问题：

××牌电暖器
额定电压		220V
额定功率	低温挡	550W
	中温挡	1100W
	高温挡
频率		50Hz

如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中（如表）。7秒后，电热丝R₁、R₂将煮水箱中的水加热至100℃，此时，K₁、K₂打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220伏，电热丝R₂的阻值为16.8欧。             

设定水温/℃	40	55	70	85	100
煮水箱中水的体积/毫升	10	20	30	40	50
冷水箱中水的体积/毫升	40	30	20	10	0

 

小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。 

 【电路简介】 

 工作电路：S₁为电源开关；S₂为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R₁为可调电阻；R₂为电饭煲内的电热丝。 

 控制电路：电磁继电器A和B完全相同，R_a和R_b是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，L_a吸引弹性衔铁使S_a断开，当温度降到110℃时，L_a释放弹性衔铁使S_a闭合。

 【快煮模式】闭合开关S、S₁、S₂ ， 电饭煲进入快煮模式直至定时开关S₂自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。 

 【保温模式】开关S₂断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃～80℃。