2023年初中物理自主招生講義62（習題解析）

初中物理自主招生講練62答案與解析一．電流的熱效應（共4小題）1．下列用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A．電暖氣 B．計算器 C．電視機 D．筆記本電腦答案與解析：A、電暖氣工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流的熱效應，故A符合題意；B、計算器工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應工作的，故B不符合題意；C、電視機工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應工作的，故C不符合題意；D、筆記本電腦工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應工作的，故D不符合題意。故選：A。2．如圖所示的用電器中，利用電流熱效應工作的是（）A．計算器 B．電風扇 C．電暖氣 D．電視機答案與解析：A、計算器工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應工作的，故A不合題意；B、電風扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，不是利用了電流的磁效應，故B不合題意；C、電暖氣將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流的熱效應，故C符合題意；D、電視機工作時注意把電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應工作的，故D不合題意。故選：C。3．假設導體沒有電阻，當用電器通電時，下列說法正確的是（）A．白熾燈仍然能發(fā)光 B．電動機仍然能轉(zhuǎn)動 C．電飯鍋仍然能煮飯 D．電熨斗仍然能熨衣服答案與解析：白熾燈、電飯鍋、電熨斗都是利用電流的熱效應工作的，如果導體沒有電阻，當用電器通電時，用電器不會產(chǎn)生電熱，白熾燈不能發(fā)光，電飯鍋不能煮飯，電熨斗不能熨衣服。如果導體有電阻，電動機工作時，電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，假設導體沒有電阻，當電動機通電時，電動機不會產(chǎn)生電熱，電能全部轉(zhuǎn)化為機械能，效率更高更好。故選：B.4．圖為一種電磁爐的原理示意圖，它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，磁化鐵磁性材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無數(shù)小的感應電流（渦流）而產(chǎn)生熱量；同時，被磁化的鐵磁材料分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱，從而使鍋體自身發(fā)熱達到加熱食物的目的。（1）使用電磁爐加熱食物時，不產(chǎn)生明火，無煙塵、無廢氣、清潔、安全、高效、節(jié)能。請寫出電磁爐在使用中可能涉及的物理知識（只寫名稱，不寫內(nèi)容）。（2）在使用電磁爐時，鍋和爐之間熱量的傳遞方向是A。A.從鍋到爐B.從爐到鍋（3）電磁爐加熱食物的過程中，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。答案與解析：（1）根據(jù)電磁爐的工作原理可知，電磁爐在使用中可能涉及到的物理知識有：電流的磁效應、電磁感應、電流的熱效應；（2）由于鍋體產(chǎn)生電流，電流的熱效應而產(chǎn)生熱量，所以熱量產(chǎn)生于鍋體，所以熱量是由鍋傳給爐，故選A；（3）電磁爐工作時，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。答：（1）電流的磁效應；電磁感應現(xiàn)象；電流的熱效應（合理皆可）；（2）A；（3）電；內(nèi)能。二．焦耳定律（共7小題）5．電烙鐵通電一段時間后變得很燙，而連接電烙鐵的導線卻沒有明顯發(fā)熱，這是主要是因為（）A．導線的絕緣皮隔熱 B．導線散熱比電烙鐵快 C．通過導線的電流小于通過電烙鐵的電流 D．導線的電阻遠小于電烙鐵電熱絲的電阻答案與解析：電烙鐵在使用時，電烙鐵和銅導線串聯(lián)，I電烙鐵＝I導線，通電時間t相同，∵Q＝I2Rt，R電烙鐵＞R導線，∴電流產(chǎn)生的熱量：Q電烙鐵＞Q導線，從而出現(xiàn)通電一段時間后電烙鐵變得很燙、而連接電烙鐵的銅導線卻不怎么熱的現(xiàn)象；由以上分析可知，選項A、B、C錯，D正確。故選：D。6．小潔家購買了一臺電飯鍋，在使用時聞到橡膠的焦糊味，用手摸其電源線發(fā)現(xiàn)很熱，而其它用電器仍正常工作，請你用所學的物理知識幫小潔分析一下，發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是（）A．電壓太高 B．電源線太粗 C．電源線太細 D．電源線太短答案與解析：電飯鍋與電源線串聯(lián)，流過它們的電流I相等，電源線很熱，說明電源線電阻產(chǎn)生的熱量多，電源線電阻比較大。導體的電阻與導體材料、導體長度、導體橫截面積有關，電飯鍋電源線的材料、長度一定，電阻較大，是因為電源線橫截面積太小，電源線太細造成的。故選：C。（多選）7．小輝想探究電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關。他連接了如圖所示的電路進行實驗，其中兩個完全相同的燒瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量相等、初溫均為25℃的煤油，阻值為5Ω和10Ω的電阻絲R1、R2．閉合開關一段時間后，記錄此時兩個溫度計的示數(shù)。根據(jù)上述實驗，下列說法中正確的是（）A．此實驗探究的是熱量與電阻的關系 B．此實驗探究的是熱量與電流的關系 C．此實驗探究的是熱量與時間的關系 D．此實驗中用溫度計示數(shù)變化的大小反映產(chǎn)生熱量的多少答案與解析：ABC、由圖可知，兩電阻絲串聯(lián)，則通過兩電阻絲的電流和通電時間是相同的，電阻不同，所以探究的是熱量與電阻的關系，故A正確，BC錯誤；D、電流通過電阻絲做功，消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量被煤油吸收，煤油吸收熱量、溫度升高，所以，本實驗是通過溫度計的示數(shù)變化反映電流產(chǎn)生的熱量多少，故D正確。故選：AD。（多選）8．為了研究“電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”，小秋設計如圖實驗：先在一塊電路板上插上四根相同的竹筷，然后在相對的兩根竹筷間分別連上阻值不同的電阻絲AB和CD（RAB＜RCD），最后和開關、蓄電池組成一電路。實驗時，小秋將一塊長方體泡沫塊水平放在兩根電阻絲上，閉合開關，發(fā)現(xiàn)擱在CD上的泡沫塊先被切斷。下列說法正確的是（）A．本實驗研究的是電熱Q與電流I的關系 B．實驗中兩根電阻絲產(chǎn)生的熱量是QAB＞QCD C．將泡沫塊換成薄石蠟塊也可以完成該實驗 D．本實驗研究的是電熱Q與電阻R的關系答案與解析：AD、由圖可知，AB、CD兩根電阻絲串聯(lián)，所以通過兩電阻絲的電流相同、通電時間相同，由焦耳定律可知，該實驗研究的是：當通過的電流和通電時間相同時，電流產(chǎn)生的熱量與導體電阻大小的關系，故A錯誤，D正確；B、因為兩電阻絲串聯(lián)，所以通過電阻的電流相等，因為RAB＜RCD，根據(jù)Q＝I2Rt可知，導體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，即QAB＜QCD，故B錯誤。C、本實驗是通過觀察泡沫塊的熔化快慢來判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，所以將泡沫塊換成薄石蠟塊也可以完成該實驗，故C正確。故選：CD。9．如圖所示，甲、乙兩個完全相同的玻璃瓶內(nèi)有阻值分別為R甲、R乙的電阻絲，瓶中插入溫度計a、b。（1）利用此裝置探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關時，在兩瓶中加入質(zhì)量、初溫都相同的煤油。閉合開關一段時間，可以通過比較升高的溫度，判斷電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。此方案是探究電流和時間相同時，電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系。（2）在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體，且電阻絲的阻值R甲＝R乙時（選填“＞”、“＜”或“＝”），可以比較不同物質(zhì)的吸熱能力。閉合開關一段時間，可以通過比較升高的溫度，判斷甲、乙兩瓶內(nèi)液體的比熱容。答案與解析：（1）電流通過導體產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，本實驗中通過溫度計示數(shù)的變化，即通過比較升高的溫度顯示電流產(chǎn)生熱量的多少；探究電流產(chǎn)生的熱量多少與電阻的關系時，應控制通過甲、乙兩電阻的電流和通電時間不變。故據(jù)圖可知，此時兩電阻串聯(lián)，所以電流相同，通電時間相同，故該裝置可以探究電流和電阻的關系；（2）探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗，應在甲、乙兩瓶內(nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體，并使甲、乙兩燒瓶中電阻絲的阻值相同，即R甲＝R乙，則相同時間內(nèi)兩電阻絲上產(chǎn)生的熱量相同，閉合開關一段時間，可以通過比較升高的溫度，判斷電甲、乙兩瓶內(nèi)液體的比熱容，例如：若溫度計a比溫度計b溫度升高得快，由Q＝cm△t可知，甲的比熱容小于乙的比熱容。故答案為：（1）升高的溫度；電流；電阻；（2）＝；升高的溫度。10．如圖，甲、乙兩透明密閉容器中都有一段電阻絲，內(nèi)有質(zhì)量相等的空氣，U形管中液面高度的變化可以反映密閉容器中空氣溫度的變化。（1）為研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系，將此裝置兩端接到電源，通電一段時間后，電流在乙容器中產(chǎn)生的熱量較多；（2）若在原電路中再串聯(lián)一個滑動變阻器，當通電相同的時間時，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。答案與解析：（1）上圖中，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，通電時間也相等，而5Ω＜10Ω，根據(jù)Q＝I2Rt可知，通電一段時間后，電流在乙容器中產(chǎn)生的熱量較多；（2）若在原電路中再串聯(lián)一個滑動變阻器，通過移動變阻器的滑片可改變電路的電流，以甲或乙容器的電阻絲（電阻大小不變）為研究對象，當通電相同的時間時，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。故答案為：（1）乙；（2）電流。11．某同學組裝了如圖所示的實驗裝置來研究電流的熱效應，其中甲、乙為兩個完全相同的密閉容器，a、b、c為每根阻值均為5Ω的電阻絲。（1）該同學設計此實驗裝置的目的主要是探究下列哪一種關系C。A．電阻產(chǎn)生的熱量與通電時間的關系B．電阻產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系C．電阻產(chǎn)生的熱量與通過該電阻的電流的關系（2）a、b兩根電阻絲在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為Qa：Qb＝4：1。（3）若將C電阻絲換成10Ω的電阻絲。則此時a、b兩根電阻絲在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為Q'a：Q'b＝9：4。（4）若接通電路后U形管內(nèi)A內(nèi)的液面高度差明顯變大，而U形管B的液面高度差沒有變化，則出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是BD（可多選）。A．a(chǎn)電阻絲斷路B．b電阻絲斷路C．c電阻絲斷路D．c電阻絲短路。答案與解析：（1）圖中裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I右＝I內(nèi)+I外，所以，I左＞I內(nèi)，燒瓶內(nèi)的電阻值都是5Ω，阻值相等，通電時間相等，電流不同，運用控制變量法，電阻產(chǎn)生的熱量與通過該電阻的電流的關系；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即Ia＝2Ib，則a，b兩根電阻絲在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比＝＝＝；（3）若將C電阻絲換成10Ω的電阻絲。根據(jù)I＝可得，此時右邊兩電阻的電流之比為1：2，則左邊電流為3I，則此時a、b兩根電阻絲在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比＝＝＝；（4）A、若a電阻絲斷路就不會發(fā)熱，接通電路后U形管內(nèi)A內(nèi)的液面高度差不會明顯變大，故A不符合題意；B、若b電阻絲斷路，電流可以經(jīng)過c電阻絲，但c在容器外部，故液體不發(fā)熱，故可能出現(xiàn)U形管內(nèi)A內(nèi)的液面高度差明顯變大，而U形管B的液面高度差沒有變化；故B符合題意；C、若c電阻絲斷路，電路中電流可以經(jīng)過b電阻絲，因此電流中有電流，b在容器內(nèi)部，故液體發(fā)熱，U形管內(nèi)A內(nèi)的液面高度差明顯變大，而U形管B的液面高度差有變化，故C不符合題意；D、若c電阻絲短路。相當于右邊部分短路，相當于沒有給容器中的液體加熱，會出現(xiàn)U形管B的液面高度差沒有變化，故D符合題意。故答案為：（1）C；（2）4：1；（3）9：4；（4）BD。三．焦耳定律的計算及其應用（共13小題）12．在某電壓下用兩個不同的電熱絲燒開水，不計熱量損失，單獨用第一個燒，用時t1，單獨用第二個燒同樣的水，用時t2。如果把兩電熱絲并聯(lián)使用，接在相同電壓下一起燒同樣的水，所用時間為（）A． B． C．t1+t2 D．|t1﹣t2|答案與解析：不計熱量損失，單獨用第一個電熱絲把水燒開需要的熱量：Q1＝W1＝t1，單獨用第二個燒同樣的水，需要的熱量：Q2＝W2＝t2，Q1＝Q2，即：t1＝t2，所以R1＝，把兩電熱絲并聯(lián)使用，接在相同電壓下一起燒同樣的水，所用時間為t，需要的熱量Q＝t+t，且Q＝Q1，即：t+t＝t1，所以：t＝，將R1＝代入上式中，t＝＝＝。故選：A。13．甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通過的電流之比為2：1，通電時間之比為1：4，則電流通過甲、乙兩個電熱器產(chǎn)生的熱量之比為（）A．5：4 B．5：8 C．1：5 D．5：1答案與解析：由Q＝I2Rt可得電熱器產(chǎn)生的熱量之比：＝＝＝。故選：A。14．如今大城市普遍存在著停車難的問題，圖甲是集存車、綠化、景觀、防盜、戶外廣告等多功能為一體的“路邊空中綠化存車亭”；存車時只需40s就可以把車子“鎖上天”。圖乙為“路邊空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉(zhuǎn)動軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉(zhuǎn)動的鋼絲繩，M為牽引鋼絲繩的電動機。存車時，汽車開到存架上，電動機通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時，將OB桿放下使存車架落回地面。請根據(jù)以上信息回答下列問題（忽略OB的重力和機械各部分的摩擦力）：（1）圖乙中使用了定滑輪，它的作用是改變力的方向。（2）這臺電動機正常工作時兩端的電壓為220V，通過線圈的電流為10A，若此線圈的電阻為3Ω，那么它在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為1.8×104J。答案與解析：（1）圖乙中使用了定滑輪，定滑輪的特點是不省力，但可以改變力的方向；（2）這臺電動機1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（10A）2×3Ω×60s＝1.8×104J。故答案為：（1）改變力的方向；（2）1.8×104。15．如圖中表示一方框內(nèi)有兩段相同阻值的電熱絲的熱水器，每段電阻值都是24.2Ω，熱水器內(nèi)盛有初溫和質(zhì)量一定的水，將A、C接到電壓220V的電源上，通電22.4min能把水燒開。若將A、C連接后再將A、B接到電壓220V的電源上，則燒開同樣的水需要5.6min。答案與解析：電源電壓U不變，燒開同樣一壺水，水所吸收的熱量Q不變，將兩根電熱絲串聯(lián)接在電源上，此時電路中的總電阻為24.2Ω×2＝48.4Ω；22.4min可將飲水器中的水加熱至沸騰；將AC連接后再將A、B接到電壓220V的電源上，此時電路中的總電阻為24.2Ω×＝12.1Ω，此時的總電阻為串聯(lián)時的四分之一；根據(jù)Q＝W＝t可知在電壓和熱量不變的情況下，電阻變?yōu)樵瓉淼乃姆种?，時間也會變?yōu)樵瓉淼乃姆种唬?4.2min×＝5.6min。故答案為：5.6。16．如圖所示，是研究“在相同時間內(nèi)電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關系”的實驗裝置。若電阻絲R甲＝5Ω，R乙＝10Ω，通過電路中的電流為0.5A，則甲電阻絲在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是150J。答案與解析：（1）如圖甲，兩個電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時間相同，電阻不同，根據(jù)控制變量法可知，是探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關系；（2）甲電阻絲在2min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q甲＝I2R甲t＝（0.5A）2×5Ω×2×60s＝150J。故答案為：電阻；150。17．一臺電動機正常時線圈兩端的電壓為220V，線圈的電阻為2Ω，通過線圈的電流為10A．這臺電動機正常工作時，一秒鐘消耗的電能為2200焦，線圈產(chǎn)生的熱量為200焦。答案與解析：電動機正常運轉(zhuǎn)時的電壓為220V，通過的電流為10A，工作1s消耗的電能：W＝UIt＝220V×10A×1s＝2200J，電流產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（10A）2×2Ω×1s＝200J。故答案為：2200；200。18．阻值為100Ω的電阻絲，通過的電流為2A，則通電60s的過程中電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量為2.4×104J。答案與解析：電流產(chǎn)生的熱量：Q＝I2Rt＝（2A）2×100Ω×60s＝2.4×104J。故答案為：2.4×104。19．如右圖所示電路，各電阻阻值分別為R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，R4＝6Ω，在同一段時間內(nèi)放出的熱量分別為Q1、Q2、Q3和Q4，則＝。答案與解析：由圖知，R3和R4并聯(lián)，R3＝4Ω，R4＝6Ω，所以I3：I4＝R4：R3＝3：2，由此可知I3＝I，I4＝I，I1＝I2＝I，∵Q＝I2Rt，∴Q1＝I2R1t，Q2＝I2R2t，Q3＝（I）2R3t，Q4＝（I）2R4t＝＝＝＝。故答案為：。20．圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示。求（1）0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量；（2）S和S1均閉合，電路中的總電流；（3）求R1和R2的阻值分別是多少？答案與解析：（1）由電路圖可知，當開關S和S1都閉合時，電路為R1與R2并聯(lián)，電飯煲的功率較大；只閉合開關S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，電飯煲功率較?。挥蓤D乙可知，工作30min中，功率P總＝660W時的時間t2＝30min﹣15min＝15min＝900s，功率P1＝440W時的時間t1＝15min＝900s，由Q＝W＝Pt可得，0～30min內(nèi)電飯煲產(chǎn)生的總熱量：Q＝Q1+Q2＝W1+W總＝P1t1+P總t2＝440W×900s+660W×900s＝9.9×105J；（2）S和S1均閉合，R1和R2并聯(lián)；由丙可知P總＝660W，由P＝得，電路中的總電流：I總＝＝＝3A；（3）閉合開關S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，P1＝440W，由P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝110Ω，開關S和S1都閉合時，電路為R1與R2并聯(lián)，所以R2的功率：P2＝P總﹣P1＝660W﹣440W＝220W所以R2的阻值：R2＝＝＝220Ω。答：（1）0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量為9.9×105J；（2）S和S1均閉合，電路中的總電流為3A；（3）R1和R2的阻值分別是110Ω和220Ω。21．如圖為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖1中電磁繼電器（線圈電阻不計）、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導線等組成控制電路。當電磁鐵線圈中的電流I＜10mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通；當電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點和觸點a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖2，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。（1）銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是多大？（2）保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80%，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量。（3）為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是多少？答案與解析：（1）由電路圖知：銜鐵被吸下時，R1、R2并聯(lián)，由并聯(lián)電路的特點知：＝+電路總電阻R＝＝＝22Ω；（2）由電路圖知，保溫狀態(tài)下：R2、R3串聯(lián)，10min加熱電路產(chǎn)生的熱量Q＝t＝×600s＝1.32×105J，10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量Q′＝＝＝1.65×105J；（3）由圖乙可知，熱敏電阻的最小值是R＝200Ω，當R最小，控制電路中的電流不超過最大值時，保護電阻R0阻值最小，由I0＝得：保護電阻R0的最小值R0＝﹣R＝﹣200Ω＝200Ω，由題意知，銜鐵剛好被吸下時，電路電流I＝10mA＝0.01A，此時電流總電阻R總＝＝＝600Ω，此時熱敏電阻R＝R總﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω，由圖2可知，此時水溫為60℃。答：（1）銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是22Ω；（2）10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量是1.65×105J；（3）保護電阻R0的阻值至少為200Ω，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是60℃。22．一根阻值為10Ω的電阻絲，通電10s，通過該電阻絲的電流為2A，則電流通過該電阻絲產(chǎn)生的熱量為400J。答案與解析：電阻絲產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝（2A）2×10Ω×10s＝400J；故答案為：400。23．如圖甲為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖甲中電磁繼電器（線圈電阻不計）、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導線等組成控制電路。當電磁鐵線圈中的電流I＜10mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通；當電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點和觸點a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖乙，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。（1）銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是多大？（2）保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80%，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量；（3）為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是多少？答案與解析：（1）由電路圖知：銜鐵被吸下時，R1、R2并聯(lián)，由并聯(lián)電路的特點知：電路總電阻R＝＝＝22Ω；答：銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是22Ω。（2）由電路圖知，保溫狀態(tài)下：R2、R3串聯(lián)，10min加熱電路產(chǎn)生的熱量＝×600s＝1.32×105J，10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量＝＝1.65×105J；答：10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量是1.65×105J。（3）由圖乙可知，熱敏電阻的最小值是R＝200Ω，當R最小，控制電路中的電流不超過最大值時，保護電阻R0阻值最小，由得：保護電阻R0的最小值R0＝﹣R＝﹣200Ω＝200Ω，由題意知，銜鐵剛好被吸下時，電路電流I＝10mA＝0.01A，此時電流總電阻R總＝＝＝600Ω，此時熱敏電阻R＝R總﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω，由圖2可知，此時水溫為60℃。答：保護電阻R0的阻值至少為200Ω，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是60℃。24．北方的冬天，室外很冷，可交通警察還要長時間站在道路上指揮交通某同學為交警同志設計了一種保溫鞋，設計的電路如圖所示，其中R1為9Ω的發(fā)熱電阻，R2為調(diào)節(jié)電阻，此電路具有加熱擋和保溫擋已知兩種工作狀態(tài)下發(fā)熱電阻的功率之比為9：1，調(diào)節(jié)電阻在保溫狀態(tài)下的功率為2W，求：（1）調(diào)節(jié)電阻的阻值；（2）電源電壓；（3）發(fā)熱電阻在加熱狀態(tài)下，每小時產(chǎn)生的熱量。答案與解析：（1）由圖知，當S1、S2閉合時，只有R1連入電路中，電路中電阻較小，由P＝可知，此時保溫鞋為加熱狀態(tài)。加熱功率：P1＝當S1閉合時，S2斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路中電阻較大，此時保溫鞋為保溫狀態(tài)，發(fā)熱電阻R1功率：P2＝I2R1＝×R1，由題知，R1為9Ω的發(fā)熱電阻，兩種工作狀態(tài)下發(fā)熱電阻的功率之比為9：1，即：＝＝＝，所以：＝，解得：R2＝2R1＝2×9Ω＝18Ω；（2）保溫鞋為保溫狀態(tài)時，P2＝I2R2，電路中電流：I＝，電源電壓：U＝I（R1+R2）＝（R1+R2）＝×（9Ω+18Ω）＝9V；（3）保溫鞋在加熱狀態(tài)下，發(fā)熱電阻在t＝1h＝3600s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝t＝×3600s＝3.24×104J；答：（1）調(diào)節(jié)電阻的阻值為18Ω；（2）電源電壓為9V；（3）發(fā)熱電阻在加熱狀態(tài)下，每小時產(chǎn)生的熱量為3.24×104J。四．電熱的利用與防止（共2小題）25．將一臺“220V100W”的電風扇、一個“220V100W”的充電器、一把“220V100W”的電烙鐵分別接到220V的電源上，在相同的時間內(nèi)，電流通過它們產(chǎn)生的熱量最多的是（）A．電烙鐵 B．充電器 C．電風扇 D．一樣多答案與解析：3個用電器雖然功率一樣，但是電風扇主要把電能轉(zhuǎn)化為機械能，發(fā)熱量較小，充電器將電能轉(zhuǎn)化為化學能在電池里儲存起來，發(fā)熱量很小，只有電烙鐵是利用電熱，電能全部變成內(nèi)能。故選：A。26．李老師做了這樣一個演示實驗：如圖所示，由電源、導線、一段裸導線和一段電阻絲構成一個簡單電路，在電阻絲和裸導線上裹上相同的兩張紙，接通電路，觀察到通電的電阻絲使紙片燃燒，而裸導線上裹的紙卻沒有燃燒。請你根據(jù)這個演示提出一個相關的物理問題？并根據(jù)問題提出一個對應的猜想。答案與解析：在電阻絲和裸導線上的紙相同，通電后導線發(fā)熱，紙被加熱，當達到紙的燃點后，紙燃燒，可以提出：問題：通電導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關？（或通電導體產(chǎn)生的熱量與導體的電阻有關嗎？）電阻絲和裸導線串聯(lián)連接，通過它們的電流I與通電時間t都相等，電阻絲和裸導線的電阻阻值不同，通電后，電阻絲使紙片燃燒，而裸導線上裹的紙卻沒有燃燒，可以猜想：通電導體產(chǎn)生的熱量與導體的電阻有關。（或通電導體產(chǎn)生的熱量與導體的電阻有關。）答：如上所述。五．電功與電熱的綜合計算（共34小題）27．在一攪拌機的容器內(nèi)裝有質(zhì)量m為0.5kg的水，把水加熱到70℃后讓其在室溫下自動冷卻。其溫度隨時間變化的關系如圖所示。現(xiàn)開動電動攪拌機對該冷卻的水不停的攪拌，電動機的功率P為900瓦，其做的功有80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。若不考慮容器的內(nèi)能變化，水最終的溫度約為（）A．10℃ B．30℃ C．40℃ D．50℃答案與解析：攪拌機每秒鐘使水增加的內(nèi)能：Q＝Wη＝Ptη＝900W×ls×80%＝720J，由Q＝cm△t可知，這些能量可以使水溫度升高：△t＝＝＝0.343℃，所以在圖中找出水冷卻時溫度隨時間變化的快慢等于0.343℃/秒的位置，對應的點所表示的溫度即為水的最終溫度。具體做法是：在圖中作直線AB，使沿AB的溫度變化快慢等于0.343℃/秒，作AB的平行線A'B'與圖線相切，讀出切點P的縱坐標，可知水的最終溫度為30℃，則水最終的溫度是30℃。故選：B。28．用“220V，800W”的電熱壺燒水。若不考慮能量損失。當把它接入110V的電源上時，在32分鐘內(nèi)可將一壺水燒開，若將該壺接在220V電源上時，燒開同樣一壺水所用時間為（）A．8分鐘 B．16分鐘 C．64分鐘 D．128分鐘答案與解析：燒開同樣一壺水消耗的電能相等，設電熱壺的電阻為R，則有：＝＝t2＝8min故選：A。29．空氣能熱水器的工作原理是：空氣能熱水器在工作時，從空氣中吸收的熱量為Q，消耗的電能為W，通過熱交換使水吸收的熱量為Q吸，即Q吸＝Q+W．某型號的空氣能熱水器電功率為1400W，工作時消耗的電能W是水吸收熱量Q吸的三分之一。當用此熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃時，所用的加熱時間是4000s。（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃））答案與解析：水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（55℃﹣15℃）＝1.68×107J，因空氣能熱水器工作時消耗的電能W是水吸收熱量Q吸的三分之一，所以，空氣能熱水器工作時消耗的電能：W＝Q吸＝×1.68×107J＝5.6×106J，由P＝可得，所用的加熱時間：t′＝＝＝4000s。故答案為：4000。30．在一攪拌機的容器內(nèi)裝有質(zhì)量為0.5千克的水，把水加熱到70℃后讓其在室溫下自動冷卻。其溫度隨時間變化的關系如圖所示?，F(xiàn)開動電動攪拌機對該冷卻的水不停地攪拌，電動機的功率為900瓦，其做的功有80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。若不考慮容器的內(nèi)能變化，已知水的比熱容4.2×103J/（kg?℃），則在考慮室溫的自動冷卻的情況下，水最終溫度是30℃。答案與解析：（1）由P＝可得，1s攪拌機做功：W＝Pt＝900W×1s＝900J，轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能：Q＝Wη＝900J×80%＝720J，由Q＝mc△t可得，水升高的溫度：△t＝＝≈0.343℃；（2）攪拌機每秒鐘能使水溫上升0.343℃，在圖中找出水冷卻時溫度隨時間變化的快慢等于0.343℃/秒的位置，對應的點所表示的溫度即為水的最終溫度。具體做法是：在圖中作直線AB，使沿AB的溫度變化快慢等于0.343℃/秒，作AB的平行線A'B'與圖線相切，讀出切點P的縱坐標，可知水的最終溫度為30℃，則水最終的溫度是30℃。故答案為：30℃。31．用“220V800W”的電水壺燒水，若不考慮能量損失，當接在110V電源上時，用時32min可將一壺水燒開，如果接在220V電源上時，燒開同樣一壺水所用的時間是8min。答案與解析：燒開同樣一壺水消耗的電能相等，設電熱壺的電阻為R，則根據(jù)W＝UIt＝t有：t1＝t2，即t1＝t2，解得：t2＝t1＝×32min＝8min。故答案為：8。32．在一種塑料工藝品加工制作過程中，需要用98℃的熱水給塑料加熱，稱為水浴加熱法，若容器中盛有1.5kg98℃的水，由于環(huán)境溫度較低，使得熱水由于散熱而每分鐘降低7℃．現(xiàn)用一根電阻為60Ω的電熱絲給水加熱，設電流產(chǎn)生的熱都被水吸收，則恰能保持98℃的水溫，那么在電阻絲兩端應加210V的電壓。（水的比熱為4.2×103J/（kg?℃））答案與解析：Q放＝Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/Kg?℃×1.5Kg×7℃＝44100J，∵Q放＝W＝t，∴電阻絲兩端電壓U＝＝＝210V；故答案為：210。33．為了緩解用電高峰期電力緊張的矛盾，我國有有些地區(qū)使用了“分時電（能）表”，下列表格是采用分時計費前、后的電費價目表：原電表計費方法分時電表計費方法時間范圍全天高峰期低谷期6：00﹣22：0022：00﹣次日6：00單元（元/度）0.500.550.32小明家每天要用電水壺將質(zhì)量為3kg、初溫為20℃的水燒開。已知氣壓為1標準大氣壓時水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）．則：這些水被燒開需要吸收的熱量為1.008×106J；使用分時電表后，小明家把燒水時間安排在用電低谷期。若不計熱量損失，則僅此一項一個月（以30天計）比原來節(jié)省的電費為1.51元。答案與解析：（1）在一標準大氣壓下水的沸點為100℃，∴水被燒開需要吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J。（2）若不計熱量損失，每天消耗的電能為：W＝Q吸＝1.008×106J＝1.008×106J×＝0.28kW?h，則一個月節(jié)約的電費為：0.28kW?h×（0.50﹣0.32）元/kW?h×30＝1.512元≈1.51元。故答案為：1.008×106；1.51。34．一個有加熱和保溫兩種狀態(tài)的微型電熱水器，內(nèi)部簡化電路如圖所示，它由控制電路和工作電路兩部分組成，其中R0為熱敏電阻，它的阻值隨溫度的升高而減小，開關S0和S都閉合時，電熱水器開始加熱，加熱狀態(tài)時工作電路的功率為1100W。當電熱水器中水的溫度達到50℃時，電磁鐵才會把銜鐵吸下，使B、C兩個觸點接通，電熱水器處于保溫狀態(tài)。已知R2＝2156Ω，c水＝4.2×103J/（kg?℃），求：（1）R1的電阻。（2）當溫度達到50℃后，通電10min，R2產(chǎn)生的熱量。（3）將2.2kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，則電熱水器的加熱效率。答案與解析：（1）由電路圖和題意可知，觸點A、B接通時，工作電路為R1的簡單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P＝UI＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；（2）溫度達到50℃后，觸點B、C接通，工作電路為R1、R2的串聯(lián)電路，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則電路中的電流：I＝＝＝＝0.1A；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，通過R2的電流I2＝I＝0.1A；通電10min，R2產(chǎn)生的熱量：Q＝I22R2t＝（0.1A）2×2156Ω×10×60s＝12936J；（3）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2.2kg×（45℃﹣15℃）＝2.772×105J；由P＝得，通電5min內(nèi)消耗的電能：W＝Pt′時間＝1100W×5×60s＝3.3×105J；電熱水器的加熱效率：η＝＝＝84%。答：（1）R1的電阻為44Ω；（2）當溫度達到50℃后，通電10min，R2產(chǎn)生的熱量為12936J；（3）將2.2kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，則電熱水器的加熱效率為84%。35．如圖為某型號電熱水器電路原理圖，虛線框內(nèi)的R、R2為兩個加熱電阻，在電路中可以實現(xiàn)加熱和保溫功能。熱水器加熱電阻R的額定電壓為220V。加熱時，按下溫控開關S與a、b接觸，此時紅色指示燈亮；當達到一定溫度時，溫控開關S自動跳接到c，使熱水器處于保溫狀態(tài)，此時綠色指示燈亮（綠燈電阻不計）；加熱電阻R在加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)時的功率之比為9：1，紅燈標有“15V5W”的字樣，熱水器工作時兩燈均正常發(fā)光。求：（1）紅燈正常發(fā)光時的電阻R紅；（2）電阻R1的阻值；（3）當熱水器處于加熱狀態(tài)時，將20L水溫度升高50℃用時14min，設此過程中加熱電阻產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。求加熱電阻R的額定加熱功率和加熱電阻R2的阻值。[已知：c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]答案與解析：（1）根據(jù)P＝知，紅燈正常發(fā)光時的電阻為：R紅＝＝＝45Ω；（2）加熱時，按下溫控開關S與a、b接觸，此時外圍電路中電阻R1和紅燈串聯(lián)，紅色指示燈亮，且正常發(fā)光；根據(jù)P＝UI知，通過紅燈的電流：I＝＝＝A；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得，電阻R1兩端的電壓：U1＝U﹣UL紅＝220V﹣15V＝205V；因為串聯(lián)電路電流處處相等知：I1＝I＝A；電阻R1的阻值：R1＝＝＝615Ω；（3）根據(jù)ρ＝知，4L水的質(zhì)量為：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3＝20kg；水吸收的熱量為：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×20kg×50℃＝4.2×106J；因為加熱電阻產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，所以加熱時消耗的電能W＝Q吸＝4.2×106J；加熱功率（即加熱電阻R的額定功率）：P加熱＝＝＝5000W，根據(jù)P＝知，加熱電阻R的阻值：R＝＝＝9.68Ω；因為加熱電阻R在加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)時的功率之比為9：1，所以保溫時R的電功率為PR保溫＝W，溫控開關S跳接到c時，用電器處于保溫狀態(tài)，此時R與R2串聯(lián)（綠燈電阻不計），根據(jù)P＝I2R得，保溫時電路的電流為：I保溫＝＝＝A，保溫時R與R2的總電阻為：R總＝＝＝29.04Ω，則加熱電阻R2的阻值為：R2＝R總﹣R＝29.04Ω﹣9.68Ω＝19.36Ω。答：（1）紅燈正常發(fā)光時的電阻R紅為45Ω；（2）電阻R1的阻值為615Ω；（3）加熱電阻R的額定加熱功率為5000W，加熱電阻R2的阻值為19.36Ω。36．有一種WSJ﹣60型號電水壺，如圖1是電水壺的電路圖，L1為電源指示燈、L2為保溫指示燈、L3為加熱指示燈，R1、R2、R3為指示燈的保護電阻，其大小為100kΩ左右；R為加熱器，其電阻小于100Ω；S1、S2為壓鍵開關；ST溫控器是一個雙金屬片溫控開關，當溫度較低時，其處于閉合狀態(tài)，當溫度升高到一定值后，會自動斷開，從而實現(xiàn)了自動溫度開關控制。當水壺放在底座上時，就分別壓下壓鍵開關S1、S2，并接通電路，如果插頭插入插座后，就接通了電源，電源指示燈就亮，反之就斷開。該壺有手動和自動兩種工作狀態(tài)。當鈕子開關撥到手動擋時，加熱電阻連入，開始加熱，水沸騰以后再將鈕子開關撥回。當鈕子開關撥到自動擋時，此時通過ST溫控器將加熱電阻連入，并開始加熱；當水沸騰后，ST溫控器的觸點斷開，進入保溫狀態(tài)，保溫指示燈亮；當水的溫度低于某溫度后，ST溫控器又重新接通，再次進入加熱狀態(tài)。若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計，根據(jù)以上敘述與觀察，請回答以下問題：（1）現(xiàn)將一滿壺25℃的水在標準大氣壓下燒開需時10min，請計算該電水壺的熱效率。水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）。（2）通過分析電水壺的電路，說明為什么處于自動狀態(tài)下，水未沸騰前，保溫指示燈是不亮的？（3）試計算電水壺正常工作時其加熱電阻的阻值是多大？如果指示燈的保護電阻的大小是100kΩ，當它處于保溫狀態(tài)時，試估算電水壺保溫時的功率有多大？由此可以說明什么問題？答案與解析：（1）一滿壺水的體積為：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，由ρ＝可得水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J，由P＝可得，消耗的電能：W＝Pt′＝600W×10×60s＝3.6×105J，該電水壺的熱效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%；（2）因為當電水壺處于自動狀態(tài)下，水未沸騰前，保溫指示燈與ST雙金屬片溫控器并聯(lián)，且ST雙金屬片溫控器處于連通，對保溫指示燈短路；所以保溫指示燈被短路不亮；（3）由P＝得，電水壺正常工作時其加熱電阻的阻值：R＝＝＝80.7Ω，保溫狀態(tài)時，電路中加熱電阻與保溫指示電路串聯(lián)后與電源指示電路并聯(lián)接通電路。所以通過電熱器的電流為：I＝+＝＝2.2×10﹣3A，就以這個電流計算，保溫狀態(tài)時電熱器的發(fā)熱功率為：P＝I2R＝（2.2×10﹣3A）2×100000Ω＝0.484W。即可以近似認為不發(fā)熱。所以保溫狀態(tài)下的水溫逐漸降低。答：（1）該電水壺的熱效率為87.5%；（2）因為當電水壺處于自動狀態(tài)下，水未沸騰前，保溫指示燈與ST雙金屬片溫控器并聯(lián)，且ST雙金屬片溫控器處于連通，對保溫指示燈短路；所以保溫指示燈被短路不亮；（3）電水壺正常工作時其加熱電阻的阻值是80.7Ω，當它處于保溫狀態(tài)時，電水壺保溫時的功率為0.484W，可以說明保溫狀態(tài)下電水壺近似認為不發(fā)熱，水溫會逐漸降低。37．章明在自己家中用一個標有220V的電熱水器來燒水，該熱水器正常工作2min時，標有“3000imp/（kW?h）”的電能表指示燈閃爍了100次若此熱水器正常工作20min，可將5kg初溫20℃的水加熱到60℃，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），求：（1）電熱水器的電功率；（2）電熱水器的效率。答案與解析：（1）3000imp/（kw?h）表示的是電路中每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍3000次，指示燈閃爍100次消耗的電能：W＝kW?h＝kW?h＝×3.6×106J＝1.2×105J，t＝2min＝120s，用電器的功率：P＝＝＝1000W，（2）水吸收的熱量Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×105J，由P＝可得，消耗的電能W′＝Pt′＝1000W×20×60s＝1.2×106J，電熱水器的效率η＝×100%＝×100%＝70%。答：（1）電熱水器的電功率為1000W。（2）電熱水器的效率為70%。38．圖甲是葉子家某電熱加濕器的原理圖，下表為其部分技術參數(shù)。R1、R2均為發(fā)熱體（不考慮溫度對電阻的影響），R2＝3R1；S為旋轉(zhuǎn)型開關，1、2、3、4為觸點，通過旋轉(zhuǎn)開關S可實現(xiàn)“關”、“低擋”及“高擋”之間的切換（小功率加熱為低擋，大功率加熱為高擋）。額定電壓（V）220高擋發(fā)熱功率（W）400最大注水量（kg）3（1）求加濕器低擋時的發(fā)熱功率；（2）加濕器中加注最大注水量的冷水，某次加濕器工作時，其“低擋”、“高擋”工作時間分別為10min、20min，請計算：①加濕器在這次工作中消耗的電能是多少？②如果電阻R1在此次高擋加熱時產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉中冷水的溫度升高多少？（計算結果保留到整數(shù)）（3）一天，葉子斷開家中其它用電器，只接通加濕器在高擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中如圖乙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤在8min內(nèi)轉(zhuǎn)了150轉(zhuǎn)，求此時電阻R1的實際加熱功率是多少？答案與解析：（1）由圖1知，開關S接“1、2觸點”時，電路斷路，為關；接“2、3觸點”時兩電阻串聯(lián)，接“3、4觸點”時只有R1接入電路；電源電壓一定，由P＝可知，接“2、3觸點”時電阻最大，總功率最小，為低擋；接“3、4觸點”時電阻最小，總功率最大，為高擋；由表格數(shù)據(jù)知，高擋功率：P高＝400W，由P＝可得R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；由題知，R2＝3R1，則低擋的發(fā)熱功率：P低＝＝＝＝100W；（2）①由題意可知，高擋工作時間為10min，低擋工作時間為20min，由P＝可得，在高擋正常工作時消耗的電能：W高＝P高t高＝400W×20×60s＝4.8×105J。在低擋正常工作時消耗的電能：W低＝P低t低＝100W×10×60s＝6×104J。加濕器在這次工作中消耗的電能W總＝W高+W低＝4.8×105J+6×104J＝5.4×105J；②如果電阻R1在此次高擋加熱時產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，即Q＝W＝4.8×105J。由Q＝cm△t可得，水升高的溫度：△t＝＝≈39℃；（3）接“3、4觸點”時只有R1接入電路；此時電阻最小，總功率最大，為高擋；“3000revs/（kW?h）”的意義為：每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過3000revs，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過150轉(zhuǎn)時，加濕器消耗的電能：W′＝＝0.05kW?h，所用時間t＝8min＝h加濕器在高擋加熱的實際功率：此時電阻R1的實際加熱功率P′＝＝＝0.375kW＝375W；答：（1）加濕器低擋時的發(fā)熱功率為100W；（2）①加濕器在這次工作中消耗的電能是3.6×105J；②可以使注水倉中冷水的溫度升高39℃；（3）電阻R1的實際加熱功率是375W。39．如圖甲所示的多功能養(yǎng)生壺具有精細烹飪、營養(yǎng)量化等功能，圖乙是其簡化電路圖，該養(yǎng)生壺的部分參數(shù)如表所示。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），g＝10N/kg）（1）開關S1、S2處于什么狀態(tài)時，養(yǎng)生壺為高溫擋，并說明判斷依據(jù)；（2）求R1的阻值；（3）在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫擋加熱效率為80%，求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時間。項目參數(shù)額定電壓220V低溫擋功率275W中溫擋功率550W高溫擋功率1100W容積1L答案與解析：（1）①S1斷開時，當S2接a時，兩電阻串聯(lián)；②當S2斷開，S1閉合時，只有電阻R1接入電路，③當開關S1閉合，S2接b時，兩電阻并聯(lián)；①中，兩電阻串聯(lián)，因串聯(lián)時電阻的電阻大于其中任一電阻，這時電路的電阻最大，根據(jù)P＝，功率最小，為低溫擋；②中，只有電阻R1接入電路；③中兩電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電阻的規(guī)律，并聯(lián)的電阻小于其中任一電阻，電路的電阻最小，故當S2斷開，S1閉合時，為中溫擋；開關S1閉合，S2接b時為高溫擋；（2）當S2斷開，S1閉合時，為電阻R1的簡單電路，養(yǎng)生壺處于中溫擋；R1＝＝＝88Ω；（3）1L水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，將初溫是12℃的一壺水燒開，水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，養(yǎng)生壺高溫擋加熱效率為80%，即η＝＝×100%，燒開一壺水需要的時間為：t＝＝＝420s。答：（1）開關S1閉合，S2接b時為高溫擋；此時兩電阻并聯(lián)，電路的電阻最小，根據(jù)P＝，為高溫擋；（2）R1的阻值為88Ω；（3）在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫擋加熱效率為80%，水吸收的熱量為3.696×105J；和燒開一壺水需要的時間為420s。40．納米技術不僅應用于高科技，在生產(chǎn)、生活中也得到了廣泛的應用，如納米洗衣機、納米服裝等。某中學納米課題小組的同學對其應用進行了調(diào)查。下面是他們了解到的某一廠家生產(chǎn)的新產(chǎn)品“納米電熱水器”的部分技術參數(shù)表：型號額定電壓（V）水箱容量（L）頻率（Hz）額定功率（kW）DJW40N22040500.5/1.0/2.2DJW50N22050500.5/1.0/2.2DJW60N22060500.5/1.0/2.2（1）開關S接哪一擋（“1”、“2”、“3”）時為低溫擋，并說明理由；（2）根據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)計算出電阻R1與R2的比值；（3）若型號為DJW50N的電熱水器在高溫擋通電10min（不計熱損耗），求該水箱中水的溫度升高了多少？【c＝4.2×103J/（kg?℃）】（計算結果保留兩位有效數(shù)字）。答案與解析：（1）根據(jù)P＝，可知電路的電阻越大，功率越小，由串聯(lián)電阻的規(guī)律，接“3”時（三個電阻串聯(lián)，電路的電阻最大）為低溫擋；（2）S接1時，為R1的簡單電路，電路的電阻最小，由表中數(shù)據(jù)，功率最大為2200W；則P1＝＝2200W﹣﹣﹣﹣﹣①；S接2時，R1、R2串聯(lián)，為中溫擋，由表中數(shù)據(jù)，此時功率為1000W，則P2＝＝1000W﹣﹣﹣﹣﹣②；由①②得：＝，（3）型號為DJW50N的納米電熱水器水箱容量為50L，由ρ＝可得水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，因不計熱損失，故Q＝cm△t＝W＝Pt；該水箱中水的溫度升高了：△t＝＝≈6.3℃。答：（1）開關S接3擋時為低溫擋；根據(jù)P＝，可知電路的電阻越大，功率越小，由串聯(lián)電阻的規(guī)律，接“3”時（三個電阻串聯(lián)，電路的電阻最大）為低溫擋；（2）電阻R1與R2的比值為5：6；（3）若型號為DJW50N的電熱水器在高溫擋通電10min（不計熱損耗），該水箱中水的溫度升高了6.3℃。41．下面是HG2003家用蒸汽電熨斗的銘牌。使用時水箱中的水滴入被加熱的底板氣室迅速汽化產(chǎn)生向下的蒸汽。額定電壓220V功能汽燙、干燙額定頻率50Hz蒸汽方式滴下式額定功率1000W質(zhì)量1.2kg底板面積150cm2放置方式自立式（1）某師傅在用熨斗干燙衣服時，用了18N向下的力壓熨斗，在此過程中，衣服受到的壓強是多大。（2）用熨斗汽燙時先預熱，使金屬底板的溫度從20℃升高到220℃，溫控開關自動斷開。已知底板的質(zhì)量為1kg，鐵的比熱是0.46×103J/（kg?℃）。問蒸汽電熨斗預熱時底板吸收多少熱量。（3）汽燙時，水滴入氣室，由于水升溫汽化帶走熱量。當?shù)装鍦囟冉档?90℃時。溫控開關自動閉合，當加熱到220℃時又斷開，如此反復。若蒸汽電熨斗大體按下圖程序工作，10min燙一件衣服共消耗多少電能。答案與解析：（1）已知，電熨斗質(zhì)量：m＝1.2kg，F(xiàn)＝18N，S＝160cm2＝1.6×10﹣2m2；電熨斗熨衣服時，對衣服的壓力為F1＝G+F＝mg+F＝1.2kg×10N/kg+18N＝30N；則衣服受到的壓強：p＝＝＝2000Pa；（2）金屬底板吸收的熱量：Q＝cm△t＝0.46×103J/（kg?℃）×1kg×（220℃﹣20℃）＝9.2×104J；（3）由圖示可知，1min內(nèi)，電熨斗加熱的時間：t1＝15s×3＝45s，10min加熱時間t＝45s×10＝450s，由P＝可得，10min燙一件衣服共消耗：W＝Pt＝1000W×450s＝4.5×105J。答：（1）衣服受到的壓強是2000Pa；（2）蒸汽電熨斗預熱時底板吸收9.2×104J的熱量；（3）10min熨一件衣服共消耗4.5×105J的電能。42．養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的烹飲容器，采用新型電加熱材料，通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)的水加熱。如圖是某款養(yǎng)生壺及其銘牌，求：（1）養(yǎng)生壺正常工作時的電阻；（2）若正常工作時，養(yǎng)生壺加熱效率為91%，將1kg水從20℃加熱到85℃需要多長時間；【c水＝4.2×103J/（kg?℃）】（3）用電高峰期，家中只有液晶電視機和養(yǎng)生壺工作時，養(yǎng)生壺將1kg水從20℃加熱到85℃，實際用時363s，通過電能表測得此過程共耗電3.726×105J，此時養(yǎng)生壺兩端的電壓和通過液晶電視機的電流多大。（設養(yǎng)生壺的電阻和加熱效率不變）型號CH﹣M16額定電壓220V頻率50Hz額定功率1000W容量1.2L答案與解析：（1）由P＝可得，養(yǎng)生壺正常工作時的電阻：R＝＝＝48.4Ω。（2）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J，由η＝可得，養(yǎng)生壺消耗的電能：W＝＝＝3×105J，由P＝可得，養(yǎng)生壺工作時間：t＝＝＝300s；（3）在用電高峰時，養(yǎng)生壺仍然將1kg水從20℃加熱到85℃，且加熱效率不變，所以養(yǎng)生壺消耗的電能不變，仍然為3×105J，則養(yǎng)生壺的實際功率：P實＝＝＝W≈826W，養(yǎng)生壺的電阻不變，由P＝可得實際電壓：U實＝＝＝200V，此過程共耗電3.726×105J，則電路的總功率：P總＝＝＝1026W，因為P總＝P實+P液晶，所以液晶電視機的實際功率：P液晶＝P總﹣P實＝1026W﹣826W＝200W，由P＝UI可得，通過液晶電視機的電流：I＝＝＝1A。答：（1）養(yǎng)生壺的電阻是48.4Ω（2）工作時間是300s。（3）實際電壓是200V，通過液晶電視機的電流是1A。43．如圖所示，一個用電阻絲繞成的線圈浸沒在盛油的量熱器中。量熱器為絕熱容器，不會與外界發(fā)生熱傳遞。線圈的電阻為Rθ，Rθ會隨溫度變化，其變化規(guī)律可以用公式Rθ＝R0（1+αθ）表示，式中R0為0℃時線圈的電阻、θ為線圈溫度、α為電阻的溫度系數(shù)?，F(xiàn)將線圈兩端接入電壓恒定的電源，線圈發(fā)熱使油溫緩慢地上升。已知油的初始溫度為0℃，此時溫度升高的速率為5.0℃/min；持續(xù)一段時間后，油溫上升到30℃，此時溫度升高的速率變?yōu)?.5℃/min。（在溫度變化△θ很小時，△θ的變化要考慮，但可認為Rθ不變。）試求：（1）若電源電壓為220V，0℃時線圈的電阻為96.8Ω，量熱器中油的比熱容為2×103J/（kg?℃），則量熱器中油的質(zhì)量為多少？（2）此線圈電阻的溫度系數(shù)α。答案與解析：（1）量熱器、油、線圈構成的系統(tǒng)在單位時間內(nèi)吸收的熱量等于通過線圈的電流的電功率，由得，m＝＝＝3kg；（2）量熱器、油、線圈構成的系統(tǒng)在單位時間內(nèi)吸收的熱量等于通過線圈的電流的電功，設加在線圈兩端的電壓為U，當線圈的電阻為R0時，電流的功率P0＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①根據(jù)題意得：v0＝kP0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②式中v0為0℃時系統(tǒng)升溫的速率，k為比例系數(shù)，同理當油溫為30℃時有：P30＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，v30＝kP30﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④由①②③④得：＝＝1+30α．帶入數(shù)據(jù)解得：α＝3.7×10﹣3K﹣1。答：（1）量熱器中油的質(zhì)量為3kg；（2）此線圈電阻的溫度系數(shù)為3.7×10﹣3K﹣1。44．教學樓每層設有電熱水器（如圖1），若該電熱水器的銘牌如圖2所示，請計算把20℃的一箱水燒開至少需要多長時間？[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3]答案與解析：根據(jù)ρ＝知，50L水的質(zhì)量：m＝ρV＝1×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×107J；電熱水器消耗的電能至少應等于水吸收的熱量，由W＝Pt可得，至少需要的加熱時間：t＝＝＝＝11200s。答：把20℃的一箱水燒開至少需要的時間為11200s。45．如圖所示，下面是型號為ZTP88型消毒柜的部分技術參數(shù)及工作電路圖。產(chǎn)品型號ZIP88額定容積88L食具承載量10kg額定功率584W外型尺寸435×365×865額定電壓220V（1）根據(jù)工作電路，指出開關S與ab接觸時工作狀態(tài)是高溫消毒（選填“高溫消毒”或“高溫臭氧消毒”），紅色指示燈亮；（2）已知加熱管的電阻為100Ω，它的熱效率為70%，如果正常工作（高溫臭氧消毒）半小時，且加熱管放出的熱量全部被水吸收，可以使多少千克的水溫度升高30℃？此時臭氧裝置消耗的電能為多少？（指示燈消耗電能忽略不計）。答案與解析：（1）由圖知，當S與ab接觸時，電流只經(jīng)過加熱管和紅燈，所以此時消毒柜處于高溫消毒狀態(tài)，紅色指示燈亮；（2）加熱管的電功率為：P1＝＝＝484W，則加熱管正常工作半小時消耗的電能為：W1＝P1t＝484W×30×60s＝871200J，因為它的熱效率為70%，所以水吸收的熱量為：Q吸＝W1η＝871200J×70%＝609840J，根據(jù)Q吸＝cm△t可知，水的質(zhì)量為：m＝＝m＝4.84kg；高溫臭氧消毒時臭氧裝置與加熱管并聯(lián)；臭氧裝置的功率為P2＝P總﹣P1＝584W﹣484W＝100W，則臭氧裝置正常工作半小時消耗的電能：W2＝P2t＝100W×30×60s＝1.8×105J。答：（1）高溫消毒；紅；（2）如果工作半小時，加熱管放出的熱量可以使4.84千克的水溫度升高30℃；此時臭氧裝置消耗了1.8×105J的電能。46．某款電熱水龍頭，即開即熱，冷熱兼用，如圖是它的原理電路圖，下表給出了它的部分參數(shù)，R1、R2為電熱絲，通過開關S1、S2控制對應的電路，從而實現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換，請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)回答下列問題：額定電壓220V頻率50Hz額定功率溫水2200W熱水3300W①只閉合S1時，放出的水是溫（選填“冷”“溫”或“熱”）水；②R1的電阻是22Ω；③開關S1、S2同時閉合時，流過R2的電流是5A。答案與解析：（1）由電路圖可知，只閉合S1時，電路為R1的簡單電路；兩個開關都閉合時，R1、R2并聯(lián)；因并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個分電阻，所以兩個開關都閉合時總電阻小，根據(jù)P＝UI＝可知出熱水；只閉合S1時，電路為R1的簡單電路，電路電阻大，根據(jù)P＝UI＝可知出冷水；（2）出溫水的電功率為P溫水＝2200W，電源的電壓為220V，由P＝UI＝可知，R1的電阻為：R1＝＝＝22Ω；由P＝UI可得，此時電路中的電流I＝＝＝10A；（3）水龍頭放熱水時R2消耗的電功率P2＝P熱﹣P溫＝3300W﹣2200W＝1100W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，流過R2的電流為：I＝＝＝5A。故答案為：（1）溫；（2）22；（3）5。47．近期某地電價0.6元/度，液化石油氣每罐（內(nèi)裝液化石油氣15kg）100元，木炭5元/kg。液化石油氣的熱值為4.2×107J/kg，木炭的熱值為3.4×107J/kg。使用上述三種能源，理論上木炭最便宜。為弄清楚這三種能源在家庭日常生活中哪種更經(jīng)濟，小明制定了探究計劃。除上述三種能源外，所需物品如下：燒水鍋（容積20L）、電爐（220V，1500W）、液化石油氣爐、炭爐、溫度計、手表、天平、電子秤。他首先選擇電能探究，探究過程如下：（1）把盛滿水的燒水鍋放在電爐上，測量加熱時間t，用公式W＝Pt算出消耗的電能，再算出所需電費M；（2）用溫度計測量加熱時間內(nèi)水的溫度變化△t，計算的值，則表示加熱時使水溫每升高1℃所需的電費；（3）接下來，小明用類似的方法對液化石油氣和木炭分別進行了實驗研究，通過對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：使用電能實際上是最便宜的。請簡要分析理由：由于實際使用時有能量損失，且使用液化石油氣和木炭的能量損失較多，而使用電能的轉(zhuǎn)化效率遠遠大于使用液化石油氣和木炭的轉(zhuǎn)化效率，所以，使用電能實際上是最便宜的。答案與解析：假設需要提供的能量為3.6×106J＝1kW?h＝1度，且不計能量損失，則需要的電費：0.6元/度×1度＝0.6元；需要液化氣的質(zhì)量：m氣＝＝≈0.086kg，費用：×0.086kg≈0.57元；需要木炭的質(zhì)量：m炭＝＝≈0.11kg，費用：5元/kg×0.11kg＝0.55元；可見，理論上木炭最便宜。（2）在中，分子表示所需電費，分母表示溫度的變化量，因此表示加熱時使水溫每升高1℃所需的電費；（3）由于實際使用時有能量損失，且使用液化石油氣和木炭的能量損失較多，而使用電能的轉(zhuǎn)化效率遠遠大于使用液化石油氣和木炭的轉(zhuǎn)化效率，所以，使用電能實際上是最便宜的。故答案為：木炭；（2）加熱時使水溫每升高1℃所消耗電能的電費；（3）由于實際使用時有能量損失，且使用液化石油氣和木炭的能量損失較多，而使用電能的轉(zhuǎn)化效率遠遠大于使用液化石油氣和木炭的轉(zhuǎn)化效率，所以，使用電能實際上是最便宜的。48．如圖所示的是某型號電熱水壺銘牌，壺中裝有1.8L溫度為20℃的水，求：（1）將水燒開，水吸收的熱量是多少？（2）若在電熱水壺工作時，標有“3000r/kw?h”的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，電路的實際電壓是多少？答案與解析：（1）水的體積：V＝1.8L＝1.8×10﹣3m3，水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3＝1.8kg；由題知：t0＝20℃，t＝100℃，燒開水吸收到的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.8kg×（100℃﹣20℃）＝6.048×105J；（2）1min內(nèi)消耗的電能：W＝×50×3.6×106J＝6×104J，電熱水壺的實際功率：P實＝＝＝1000W，因為R＝＝＝40Ω，P實＝，所以電熱水壺兩端的實際電壓：U實＝＝＝200V。答：（1）將水燒開，水吸收的熱量是6.048×105J；（2）電路的實際電壓是200V。49．小明的媽媽為了方便早餐時喝上豆?jié){，買了一臺全自動豆?jié){機，如圖甲所示。圖乙所示為豆?jié){機的主要結構：中間部位是一個連接著刀頭的電動機，用來將原料進行粉碎打漿；電熱管負責對液體加熱煮沸。下表是這個豆?jié){機的主要技術參數(shù)。型號…﹣…額定電壓220V額定頻率50Hz電機功率180W加熱功率800W容量1000mL小明想探究一下豆?jié){機工作的具體過程以及耗電情況，在某次使用之前，先查看了他家的單相電子電能表，上面注明1600imp/kW?h，之后，他關閉其他所有家用電器，將浸泡好的適量黃豆和1000cm3的清水放入豆?jié){機的杯體，啟動自動控制鍵，開始用鐘表計時的同時記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，豆?jié){機按“①加熱一②預打漿一③加熱一④打漿一⑤煮漿一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆?jié){機發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已做好。從啟動自動控制鍵至豆?jié){機發(fā)出聲光報警，整個過程用時20min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了320次。其中①、③、⑤三個過程為電熱絲單獨不間斷工作，而②、④為電機單獨間歇工作，此過程中電動機累計工作時間為2min，⑥為電熱絲單獨間歇工作。請回答：（1）②、④兩個過程中，電動機為什么要間歇工作？（2）在豆?jié){機工作的20min內(nèi)，消耗的電能為多少kW?h？（3）在豆?jié){機工作的20min內(nèi)，電熱絲和電機都不工作的時間為多少min？答案與解析：（1）②④兩個過程為打漿過程，電動機停止轉(zhuǎn)動，刀頭也停止旋轉(zhuǎn)，在水和黃豆停止流動后，電動機突然帶動刀頭再次高速旋轉(zhuǎn)，此時黃豆由于慣性仍然保持靜止，這樣才能更有效將黃豆打碎，如此反復，最終將黃豆打成細小的顆粒，經(jīng)加熱后成為豆?jié){；（2）消耗的電能：W＝kW?h＝0.2kW?h＝7.2×105J＝0.2kW?h；（3）電動機消耗的電能：W電動機＝P電動機t電動機＝180W×2×60s＝2.16×104J；電熱絲消耗的電能：W電熱絲＝W﹣W電動機＝7.2×105J﹣2.16×104＝6.984×105J；由P＝可得，電熱絲工作的時間：t電熱絲＝＝＝873s＝14.6min；電熱絲和電機都不工作的時間：t＝20min﹣2min﹣14.6min＝3.4min。答：（1）②④兩個過程為打漿過程，電動機停止轉(zhuǎn)動，刀頭也停止旋轉(zhuǎn)，在水和黃豆停止流動后，電動機突然帶動刀頭再次高速旋轉(zhuǎn)，此時黃豆由于慣性仍然保持靜止，這樣才能更有效將黃豆打碎，如此反復，最終將黃豆打成細小的顆粒，經(jīng)加熱后成為豆?jié){；（2）在豆?jié){機工作的20min內(nèi)，消耗的電能為0.2kW?h；（3）在豆?jié){機工作的20min內(nèi)，電熱絲和電機都不工作的時間為3.4min。50．隨著城市化建設的發(fā)展，許多家庭都住進了高樓大廈，小華家住進新樓后，為了淋浴的方便，購置了一款某型號的電熱水器（其銘牌見下表），安裝在衛(wèi)生間的墻上。小麗在使用過程中發(fā)現(xiàn)：①注滿水的電熱水器，在額定電壓下連續(xù)加熱45min，熱水器上的溫度示數(shù)由20℃上升到45℃．已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），水的密度為1.0×103kg/m3，求此過程中電熱水器的熱效率。②該熱水器在某時間段使用時，30min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.7×106J，求通過電熱水器的電流和它工作的實際電壓。③防電墻技術就是在電熱水器內(nèi)部形成永久性電阻，電熱水器經(jīng)防電墻處理后，使人體承受的電壓不高于20V，保證異常漏電情況下，接觸熱水器的人的安全。如圖所示，若人體的最大電阻為20MΩ，試求防電墻的電阻。答案與解析：①由ρ＝可得，水箱中水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，水箱中的水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（45℃﹣20℃）＝5.25×106J，水箱中的水在額定電壓下連續(xù)加熱45min消耗的電能：W＝Pt＝2200W×45×60s＝5.94×106J，電熱水器加熱時的熱效率：η＝×100%＝×100%≈88.4%；②由P＝可得，電熱水器的電阻：R＝＝＝22Ω，由W＝I2Rt可知：工作的實際電流為I＝＝≈8.3A，則工作的實際電壓U＝IR＝8.3A×22Ω＝182.6V；③在異常漏電的情況下，人體與防電墻串聯(lián)，由于加在人體上的電壓不高于20V，人體的最大電阻為20MΩ，則通過人體的最大電流為I＝＝＝1×10﹣6A，由于串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以防電墻的電壓：U墻＝U﹣U人＝220V﹣20V＝200V，因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)歐姆定律得：R墻＝＝＝2×108＝200MΩ。答：①此過程中電熱水器的熱效率為88.4%。②通過電熱水器的電流為8.3A，工作的實際電壓為182.6V。③防電墻的電阻為200MΩ。51．如圖是常用的電熱水壺，如表中列出了這只電熱水壺部分技術參數(shù)。根據(jù)表中的參數(shù)求：型號FY﹣TS1010A額定電壓220V頻率50Hz額定功率1500W容量1.0L（1）若電熱水壺正常工作5min能燒開一壺水，電熱水壺燒開這壺水所消耗的電能；（2）電熱水壺燒開這壺水的過程中，若水所吸收熱量為2.7×105J，該電熱水壺燒水的效率。答案與解析：（1）電熱水壺正常工作5min，所消耗的電能：W＝P額t＝1500W×5×60s＝4.5×105J；（2）電熱水壺燒水的效率：η＝×100%＝×100%＝60%。答：（1）電熱水壺燒開這壺水所消耗的電能為4.5×105J；（2）該電熱水壺燒水的效率為60%。52．一臺太陽能熱水器儲有90kg的水，若水溫從20℃升到35℃，這些水吸收了5.67×106JJ熱量；若讓電熱器1h來產(chǎn)生這樣多的熱量，則電熱器的功率應為1.575kW?！舅谋葻崛轂?.2×103J/（kg?℃）】答案與解析：（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×90kg×（35℃﹣20℃）＝5.67×106J；（2）由題意可知：W＝Q吸＝5.67×106J，由W＝Pt可得，電熱器的功率：P＝＝＝1575W＝1.575kW。故答案為：5.67×106；1.575。53．飲水機是一種常用的家用電器，其加熱水槽部分工作原理電路圖如下圖所示，其中S是一個溫控開關，R1為電加熱管，當飲水機處于加熱狀態(tài)時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，S自動切換到另一處于保溫狀態(tài)。請回答下列問題：（1）A、B是兩種不同顏色的指示燈。如果用紅色表示正在對水加熱，黃色表示保溫，請標明指示燈的顏色，應該是A為紅色。（2）若飲水機加熱時加熱管的功率為550W，而保溫時加熱管的功率為88W，求電阻R2的阻值（不考慮溫度對阻值的影響，且不計指示燈的阻值）。（3）若加熱水槽儲水1.0kg，將其從初溫20℃加熱到100℃，加熱管的熱效率為90%，試計算出加熱需要多少時間？水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）答案與解析：（1）當S接左面時電路中只有電阻R1，總電阻最小，電流路中電流最大，發(fā)熱管功率就會最大，處于加熱狀態(tài)，因此A燈為紅色燈。故答案為：紅。（2）加熱時：加熱管的電功率P1＝550W電阻R1＝＝＝88Ω；保溫時：加熱管的電功率P2＝88W；通過加熱管的電流I＝＝＝1A；此時電路的總電阻R＝＝＝220Ω；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點，R2＝R﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω答：電阻R2的阻值132Ω。（3）1.0kg水從初溫20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q吸＝cm（t2﹣t1）＝4.2×103J/（kg?℃）×1.0kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J加熱管的熱效率為90%，根據(jù)η＝×100%，則電熱管需要放出的熱量是：Q管＝＝＝×104J飲水機加熱時加熱管的功率為550W，則加熱的是時間為：t＝＝≈679s答：加熱管加熱時間為679s。54．在探究“家用電器”的綜合實踐活動中，小明與同學一起合作，以家里的電水壺為觀察、研究對象，記錄了如表中的有關數(shù)據(jù)。觀察對象有關活動和相關記錄電水壺銘牌額定電壓：220V額定功率：800W容量：2L電能表銘牌有關參數(shù)：220V10（40）A50Hz1200r/kW?h電熱壺加熱時的電能表關閉家中的所有用電器，只將電水壺接入電路，觀察電能表，表盤在2分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)過30轉(zhuǎn)測量電水壺中水的溫度壺中裝水量：1.5kg通電前溫度：30℃通電2分鐘后溫度：44℃根據(jù)上表中的記錄，請解答下面的問題。（1）求通電2min壺中的水吸收的熱量；（2）求電水壺中發(fā)熱體正常工作時的電阻值；（3）求2min內(nèi)電水壺消耗的電能和實際功率。答案與解析：（1）通電2min壺中的水吸收的熱量；Q吸＝cm1△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（44℃﹣30℃）＝8.82×104J；（2）根據(jù)P＝可得：電水壺中發(fā)熱體正常工作時的