例谈中考物理中的家用电器中考命题中,常会出现家用电器类型的试题,旨在引导学生走向生活,注重应用,提高兴趣。
本文将这方面试题作了一些梳理,例举如下:1.电灭蚊器例1. 家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC 发热材料,它的电阻随温度变化规律如图所示.使用时发热体直接连入家庭电路,当发热体的温度为60℃时,则此时电功率为 _____W ;当发热体温度继续上升时,电灭蚊器发热体的电阻会 (选填“增大”、“不变”、“减小”),它的电功率会(选填“增大”、“不变”、“减小”);如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W ,每天工作10h ,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能 kW·h .解析:看图可知,温度60℃时,电阻为10kΩ, W 84.4Ω10000)V 220(22===R U P ;当温度上升时,看图知发热体的电阻增大;而根据RU P 2=可知,U 一定,电阻R 变大,电功率P 会减小;W =Pt =5.130h 10kW 10005=⨯⨯ kW·h.. 2.电冰箱例2.电冰箱是间断式工作(即工作一段时间停止一段时间,再工作再停止,如此循环) 的。
小明家的电冰箱铭牌如下表。
小明家只有电冰箱工作的情况下,观察电冰箱从启动到停止工作用了6min ,电能表表盘转动了18圈。
则该冰箱按铭牌上标定的耗电量工作时,一天实际工作______h ,启动______次。
每消耗1度电,电能表表盘转动_____圈。
(设电冰箱工作时功率保持不变)解析:t 实=h 6kW 12.0h kW 72.0=⋅=P W ;设电冰箱每天启动次数60h 606h 6'===t t n 实次; 设电路中每消耗1度电,表盘转动n 0转,018'n W W =,01811.012.0n =⨯,∴n 0=1500 r .3.电饭煲例3.如图所示是电饭煲的电路图,S 1是磁钢限温开关,需手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103℃)时会自动断开。
S 2是一个自动温控开关,当温度低于约70℃时会自动闭合,温度高于80℃时会自动断开,红灯是加热状态时的指示灯,黄灯是保温状态时的指示灯,限流电阻R 1=R 2=500Ω,加热电阻丝R 3=50Ω,两灯电阻不计。
(1)根据电路分析,叙述电饭煲煮饭的全过程(包括加热和保温过程)。
(2)简要回答,如果不闭合开关S 1,电饭煲能将饭煮熟吗?(3)计算加热和保温两种状态下,电饭煲消耗的功率之比。
解析:(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S 2自动闭合,同时把手动开关S 1闭合,这时黄灯短路红灯亮,电饭堡处于加热状态,加热到80℃时,S 2自动断开,但此时S 1仍闭合,加热状态不变,待电饭煲中的水烧干后,温度升高到103℃时,开关S 1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,红灯因电流过小而熄灭,电饭煲处于保温状态。
由于R 1串入电路,电路的总电阻变大,总功率变小,单位时间里电饭煲散热大于电路产生的焦耳热,所以温度开始下降,待温度降至70℃时,S 2自动闭合,电饭煲重新处于加热状态,温度升到80℃时,S 2又自动断开,电饭煲又再次处于保温状态,如此循环。
(2)不能,如果不闭合S 1,由于当时温度低于70℃,S 2会自动闭合,黄灯短路红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S 2自动断开,黄灯亮,电饭煲处于保温状态,如此循环,所以只能将食物加热至70℃~80℃,不能将饭煮熟。
(3)设电饭煲处于加热状态时的功率为P 1,处于保温状态时消耗的功率为P 2112)()/(/3232321231223221=++=+=R R R R R R R R R U R U P P . 4.电熨斗例4.如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图,下表为其铭牌。
使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室,迅速汽化产生向下的蒸汽。
(1)在熨斗水箱中注入0.3kg 的水,将它平放在置于水平桌面的衣服上,求:熨斗对衣服的压强。
(g 取10N /kg )(2)用熨斗汽烫前先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开。
已知金属底板的质量为1kg ,金属底板的比热容为0.46×103J /(kg·℃)。
问:蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收多少热量?(3)汽烫时,水滴入汽室,由于水升温汽化而带走热量。
当金属底板温度降到190℃时,温控开关自动闭合,电熨斗正常工作,当加热到220℃时,温控开关自动断开,停止加热,如此反复。
若蒸汽电熨斗工作情况按如下图所示的规律变化时,则12min 熨烫一件衣服共消耗多少电能?解析:(1)熨斗对衣服的压力N 16kg /N 10kg 3.0kg /N 10kg 3.10=⨯+⨯=+=g m mg F . 熨斗对衣服的压强Pa 1000m016.0N 162===S F P . (2)预热过程中金属底板吸收的热量J 102.9)C 20C 220(kg 1)C kg /(J 1046.0)('430⨯=-⨯⨯⋅⨯=-= t t cm Q .(3)看图可知,电熨斗一个工作循环(包括一个加热和一个降温过程)时间20s ,其中加热时间15s ,12min 时间电熨斗工作循环个36s20s 6012=⨯,加热时间s t 54036s 15=⨯=',消耗电能J 104.5s 540W 10005⨯=⨯='=t P W .5.电吹风例5.如图,一额定电压为220V 的理发用电吹风机的典型电路.其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风.正常工作时,(1)要送热风,选择开关应放在________位置(选填“A ”、“B ”或“C ”).(2)已知电动机的额定功率是120W .当送冷风时,通电5min ,电流所做的功是多少?(3)如果电热丝的电阻是55Ω,当送热风时,电路消耗的总功率是多少?解析:(1)送热风要求电动机和电热丝同时工作,所以开关应放在“A ”位置。
(2)W 1=P 1t =120W ×5×60s =3.6×104J .(3)100022121=+=+R U P P P P =总W . 6.洗衣机例6.下面两表格中是小强家某型号洗衣机的主要技术参数。
请根据表中参数回答下列问题:(1)表一的参数中有一个的书写方式是不规范的,它是___________。
(填写参数名称)(2)在正常运行标准程序时,洗一次衣服大约消耗多少电能?(喷淋漂洗、蓄水漂洗的功率与洗涤功率相同)(3)小强在一次洗衣服时,想到老师布置的探究学习活动,就把家中所有的其它电器全部断开与电源的连接,通过观察电能表,发现上述计算的结果比实际消耗的电能要小。
那么,出现这种情况的原因是什么?(至少说出两点不同的原因)表一:表二:解析:(1)书写方式不规范的是额定电压.(2)洗衣机在正常运行标准程序的具体工作过程为:洗涤→脱水→喷淋漂洗→脱水→蓄水漂洗→脱水.洗涤时间 s 1080m in 18m in 5m in 5m in 81==++=t洗涤消耗的电能 J 1024.3s 1080W 3005111⨯=⨯==t P W脱水时间 s 900m in 15m in 5m in 5m in 52==++=t脱水消耗的电能 J 108.1s 900W 2005222⨯=⨯==t P W所以洗一次衣服要消耗的总电能 5211004.5⨯=+=W W W J .(3)原因一:洗衣机工作时,会有电能转化为内能而造成电能损失;原因二:洗衣机工作时,在注、排水等过程中要消耗电能.7.饮水机例7.饮水机是一种常见的家用电器,其工作原理可简化为如图所示的电路,其中S 是一个温控开关,R 1为发热板,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,开关S 自动切换到另一档,饮水机便处于保温状态。
(1)试确定温控开关S 接a 或b 时,饮水机分别对应的工作状态。
(2)若饮水机加热时发热板的功率为550W ,而保温时发热板的功率为88W ,求电阻R 2的阻值(不考虑温度对阻值的影响)。
解析:(1)加热状态电功率大,保温状态电功率小,而根据RU P 2=可知,电压一定时,电阻越小,电功率越大,所以S 接b 为加热状态,S 接a 为保温状态。
(2)电阻R 1一定,V 88V 5.21220'')'('1112111=⨯===P P U ,U U U P P . 当S 接a 时,Ω132Ω5502208888220'''22111212=⨯-=∴-==R ,U U U U U R R .8.电热毯例8.小明买来一个电热毯,使用中有时感到温度太高,于是小明用一个开关和一个电阻把它改装为两档,使电热毯单位时间发出的热量或为原来的数值,或为原来的一半。
厂家说明书上只写额定电压220V ,没有其它电气指标。
不改变电热毯的内部构造,请你设计一个方案完成这项改装:(1)画出电路图。
(2)导出所用电阻大小的计算式(或标明所用元件的规格)。
(3)指出安装时必须注意的问题(不考虑温度对阻值的影响)。
解析:方案一:(1)依题意,要使电热毯在单位时间内产生的热量变为原来的一半,那么电热毯的功率就要变小,在电阻一定时,即需要两端的电压应变小,因此串联一个分压电阻。
设计电路如图所示。
(2)电阻R 一定,U P P U U ,U U P P 22'')'('2==∴=. 当S 断开时, R U U U R U U U U U R R )12(2222,'''-=--===串串串.(3)在安装串联电阻时应注意:① 必须绝缘,防止漏电而出现触电事故。
② 串联电阻的散热条件要好,以防火灾。
③ 考虑串联电阻的额定功率的大小,以防电阻自身烧毁。
方案二:将上述电路中的R 串改为一个二极管,反向耐压不低于300V 。
开关S 断开为低温档,利用二极管的单向导电性原理,当交流电正向通过时功率是原来功率,反向截止时功率为0,平均为额定功率的一半。
9.电动车例9.下图是常见的一种电动自行车,使用前要对车上的蓄电池充电。
骑车时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力。
下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。
(1)技术参数中的“36V/10A ·h ”表示的物理意义是什么?(2)若质量是70kg 的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s 的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车的总重的0.02倍,取g =10N/kg 。
求:行驶20min ,电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。
(3)若摩托车每行驶100km 耗油2.5L ,油价5.1元/L ,照明用电的电费约0.5元/kW · h ,请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。