初中物理电能表参数的理解与电能的求法试题

2016年11月，常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱，电路存在安全隐患，检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路，并将相关参数填入铭牌，请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案（两种方法都做，以第一种为准）

方法一	方法二
功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，两根电阻丝都发热；开关 $S$转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，仅有一根电阻丝发热。 （1）请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量：实验室内， $220V$电源只接通电烤箱，电烤箱处于高挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5\mathit{min}$内闪烁了132次。 （2）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$ 单根电阻丝的阻值为　　 $\Omega$ （3）铭牌 额定电压 $220V$ 低档功率 　　 $W$ 高档功率 　　 $W$	功能：如图所示，两根电阻丝规格相同且电阻不变，旋钮开关 $S$转动至断开位置，电路不工作；开关 $S$转动至抵挡位置，电路处于低功率工作状态，仅有一根电阻丝发热；开关 $S$转动至高挡位置，电路处于高功率工作状态，两根电阻丝都发热。 （4）请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量：实验室内， $220V$电源只接通电烤箱，电烤箱处于低挡位置，观察到实验室电子式电能表的指示灯在 $5\mathit{min}$内闪烁了132次。 （5）此过程中，电烤箱消耗电能　　 $J$ 单根电阻丝的阻值为　　 $\Omega$ （6）铭牌 额定电压 $220V$ 低档功率 　　 $W$ 高档功率 　　 $W$

图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数。 $R_1$、 $R_2$为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且 $R_2=3R_1$， $S$为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关 $S$可实现“关”“低档”“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）。

（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；

（2）某次使用加温器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。如图乙所示是该次使用加湿器工作 $30\mathit{min}$的图象，请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能。如果电阻 $R_1$在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少 ${}^{°}\text{C}$？ $[$计算结果保留整数，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

（3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在 $5\mathit{min}$内转了27圈，求此时电阻 $R_2$的实际加热功率是多少？

图甲为小阳家的电热水瓶，图乙是其电路原理图， $R_1$和 $R_2$为阻值不变的电热丝， $R_1=44\Omega$， $R_2=1166\Omega$， $S_1$为温控开关，可以实现“加热”和“保温”态的转换。为了测量电热水瓶的实际电功率，小阳找来了一块标有“ $2000\mathit{revs}/(\mathit{kW}·h)$”字样的电能表，在电热水瓶中加入 $1L$温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水后，把它单独通过电能表接入家庭电路中，将水加热到 ${56}^{°}\text{C}$，用了 $3.5\mathit{min}$。小阳根据电能表的参数和转盘转数，计算出电热水瓶的实际电功率为 $900W$（水的比热容 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right))$。

求：（1）水吸收的热量是多少？

（2）电热水瓶正常工作时保温功率是多少？

（3）在给水加热的过程中，电能表的转盘转了多少转？

（4）电热水瓶的加热效率是多少？

小科发现家中电压力锅的铭牌上标有“ $1100W$”字样。他在学习了电能表的相关知识后，想利用家中的电能表来测量电压力锅的实际电功率，看看测出的实际电功率和铭牌上的功率是否相符。

（1）要测量电压力锅的实际电功率，除了家中的电能表，还需要的测量工具是　　。

（2）如图是小科家上月初和上月末的电能表的表盘，他家上月消耗的电能为　　度。

（3）小科家同时工作的家用电器总功率不得超过　　 $W$。

（4）测量时，他断开家里其他用电器，只让电压力锅单独工作 $3\mathit{min}$，观察到电能表指示灯闪烁了80次，则电压力锅在这段时间内消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$，该电压力锅的实际电功率是　　 $W$．他发现电压力锅的实际电功率与铭牌上标的功率不相符，导致这一现象的原因可能是　　。

电能表是量度　　的仪表，如图所示的电能表，所连接的用电器工作时总功率不能超过　　 $W$，只有一个用电器工作时， $6\mathit{min}$内转盘正好转过100圈，该用电器的电功率为　　 $W$。

某城市实施电网改造后，换用了脉冲式电能表。有一个脉冲式电能表表盘上标有“ $600\mathit{imp}/\mathit{kW}·h$”、“ $220V$ $10A$”等信息，说明该电能表指示灯每闪烁600次，电路中消耗的电能是 $1\mathit{kW}·h$．某同学家直接入一盏“ $220V$ $40W$”的电灯，使其单独工作 $2h$，则该电灯消耗的电能是　　 $J$，指示灯闪烁了　　次。

在家庭用电的调查研究活动中，小明先将家中所有的用电器与电源断开，观察到家中电能表的表盘如图甲所示，然后只打开标有“ $220V2200W$”的浴霸，让其工作 $0.5h$后电能表的表盘如图乙所示，则该浴霸消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$，实际功率为　　 $\mathit{kW}$。

小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中电能表 $[3000r/(\mathit{kW}·h\left)\right]$．如图所示。电水壶的规格为“ $220V1210W$”，电水龙头的规格为“ $220V2420W$”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动 $110r$，用时 $120s$。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 $180s$。

导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求：

（1）电水壶和电水龙头的电阻；

（2）导线的电阻；

（3）在洗漱时，导线上产生的热量。

下列关于家庭电路的说法，错误的是 $($　　 $)$

A．电能表是用来测量用户消耗电能的工具

B．测电笔可以用来判断火线和零线

C．开关要接在零线和灯泡之间

D．人体的安全电压是不高于 $36V$

为了节约能源，减轻用电负担，国家投入巨资将传统的感应式电能表更换为电子式电能表。现有一电子式电能表表盘上标有“ $3000\mathit{imp}/\mathit{kW}·h$”的字样 $(\mathit{imp}$ 表示电能表指示灯闪烁次数），现将某用电器单独接在该电能表上，正常工作 $30\mathit{min}$，电能表指示灯闪烁300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$，该用电器的功率是　　 $W$。

根据下面各图所给信息填空。

（1）某物体做直线运动时的路程随时间变化的图象如图1所示， $0~11s$内该物体做匀速直线运动的总时间是　　 $s$。

（2）小明家的电能表如图2所示，则小明家可同时使用的用电器总功率不得超过　　 $W$。

（3）小明刻度尺和三角板按如图3方法测一枚5角硬币的直径，测得的直径是　　 $\mathit{cm}$。

（4）如图所示，小明用 $F=10N$的拉力将木板从物体 $A$下面拉出，物体 $A$静止，弹簧测力计的示数如图4所示，则物体 $A$受到的摩擦力是　　 $N$。

如图是小宇家的电子式电能表。有一天他洗澡，关闭了家里其它用电器，只让家里标有“ $2000W$”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了 $600\mathit{imp}$时。淋浴器内满箱水温从 ${23}^{°}\text{C}$升高到 ${43}^{°}\text{C}$，则消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·ℎ$，通电时间是　　 $\mathit{min}$；如果水吸收的这些热由完全燃烧 $0.021m^3$的天然气提供 $(q_{\mathit{天然气}}=4.0\times {10}^{7}J/m^3{C}_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$不计热量的损失）；水箱内水的质量是　　 $\mathit{kg}$；水箱内水内能的改变是通过　　实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干，这是由于　　。

英国物理学家焦耳用近40年的时间做了大量实验，研究电流产生的热量，提出了焦耳定律，焦耳定律可用公式　　来表示。某家庭单独使用电饭锅，用时 $15\mathit{min}$，电能表的示数由图甲示数变成图乙示数，则该电饭锅在这段时间内消耗电能约为　　。

某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了100台某品牌速热式电热水器，该电热水器铭牌标明：加热功率 $4400W$ ，保温功率 $100W$ ，水箱容积 $25L$ ；内部结构如图甲所示， $R_1$ 、 $R_2$ 是水箱中加热盘内的电热丝。水箱放满水后闭合开关 $S_1$ 开始加热，当水温升高到 ${40}^{°}\text{C}$ 时，温控开关 $S_2$ 自动切换到保温状态。同学们为弄清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成：

（1） $R_2$ 的阻值多大？

（2）如果每台每天平均保温 $20h$ ，这100台电热水器在额定电压下每天因保温要浪费多少 $\mathit{kW}\cdot h$ 的电能？

（3）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热 $1\mathit{min}$ ，热水器显示屏显示水温由 ${20}^{°}\text{C}$ 上升到 ${22}^{°}\text{C}$ ，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？ $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，不考虑电阻随温度变化）

小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关 $S_1$，温控开关 $S_2$接接线柱“2”时，下盘加热。再闭合开关 $S_3$，上盘也开始加热。当温度超过设定温度时，温控开关 $S_2$自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态。电饼

铛部分参数如图乙。（忽略温度对电阻阻值的影响： $L_1$、 $L_2$、 $L_3$为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求：

（1）下盘加热电阻 $R_1$的阻值和保温时电路中的额定电流；

（2）某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯 $L_1$、 $L_2$发光时间分别为 $10\mathit{min}$、 $5\mathit{min}$，电饼铛消耗的电能是多少？

（3）用电高峰时，小宇关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物 $10\mathit{min}$，电能表（如图丙）的转盘转过500转，则电饼铛的实际电压是多大？