中考物理復(fù)習(xí)考前提分練習(xí)：電學(xué)加熱學(xué)綜合題（解析版）

電學(xué)加熱學(xué)綜合題

1.如圖是兩擋電燉鍋及其簡化電路圖，銘牌上標(biāo)有“220VIOOOW”字樣，一次性

可裝入2kg的食材，若食材的比熱容為4xl()3j∕(kg?C).打開電燉鍋,IOmin可

將2kg食材從40℃加熱到IOOC。那么計(jì)算：

(I)2kg食材從40℃加熱到100℃,吸收多少熱量？

(2)電燉鍋加熱食材的效率為多少？

(3)若&的電阻為60.5Q,則電燉鍋的低擋功率有多大？

【答案】(1)4.8×105J;(2)80%；(3)200W

【詳解】解：(1)食材吸收的熱量

35

Q#C^z√0)=4×10J∕(kg?℃)×2kg×(100°C-40°C)=4.8×IOJ

(2)電燉鍋放出的總熱量

W=pt=?000W×600s=6×105J

則電燉鍋的效率

〃=??X100%=48x1，JX100%=80%

W6XI05J

(3)E單獨(dú)工作時(shí)為低溫檔，R/和上一起工作時(shí)為高溫檔，而后單獨(dú)工作時(shí)

的電功率

所以R1單獨(dú)工作時(shí)的電功率

P1=P,ΓP2=1000W-800W=200W

答：(1)2kg食材從40C加熱到100℃,吸收熱量4.8xlO5J;

(2)電燉鍋加熱食材的效率為80%；

(3)若金的電阻為60.5。，則電燉鍋的低檔功率為200Wo

2.為暢享“綠水青山，近年來戶外露營火爆，某家庭購置了一款多功能電煮鍋用

于戶外露營如圖甲所示。如圖乙為該電煮鍋簡化電路圖，其中開關(guān)S2可以斷開、

接A、接8,R/和&都是用于加熱的純電阻，下表是電煮鍋的部分參數(shù)。(R/和

R2的電阻值不隨溫度變化而變化）

項(xiàng)目額定電壓（V）低溫?fù)豕β剩╓）中溫?fù)豕β剩╓）高溫?fù)豕β?/p>

參數(shù)2205501100P高

（1）電煮鍋處于中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，求電路中的電流大??；

（2）求高溫?fù)醯墓β蔖高；

（3）當(dāng)實(shí)際電壓為198V時(shí)，用高溫?fù)豕ぷ?s電流做功為多少J。

【答案】(1)5A；(2)2200W；(3)89IOJ

【詳解】解：（1）已知中溫?fù)豕β蕿閁oOW,根據(jù)P=U/,電煮鍋處于中溫?fù)豕?/p>

作時(shí)，電路中的電流大小為

令鬻=5A

（2）由乙圖可知，閉合Si,S2接A時(shí)，通短路，電路為E的簡單電路；閉合

S∣,S2接B時(shí)，必和&并聯(lián)；斷開S”S2接A時(shí)，兩電阻串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電阻

大于其中任一電阻，并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，根據(jù)尸=J,故閉合Si,S2

R

接A時(shí)為中溫?fù)?；閉合S∣,S?接B時(shí)為高溫?fù)?；斷開S∣,S2接A時(shí)，為低溫?fù)酢?/p>

已知中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電流為5A,根據(jù)歐姆定律有

(220V)2

=44Ω

R戈IlOOW

〃2

已知低溫?fù)豕β蕿?50W,根據(jù)尸=，和串聯(lián)電阻的規(guī)律有

故

U2(220Vf

7?,=---R.=U)--44Ω=44Ω

^%550W

高溫?fù)鯐r(shí)R/和心并聯(lián)，因兩電阻相等，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律及r=可

知兩電阻Ri和R2的功率相等，故高溫?fù)醯墓β?/p>

P向=2P,A=2X1100W=2200W

〃2

(3)根據(jù)尸=Y可知，在電阻不變時(shí)，電功率與電壓的平方成正比,故當(dāng)實(shí)際

電壓為198V時(shí)，高溫?fù)醯膶?shí)際功率為

U實(shí)

%二—X2200W=I782W

TUJ額27翳

用高溫?fù)豕ぷ?s電流做功為

W=P父7=1782W×5s=891OJ

答：(1)電煮鍋處于中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電路中的電流大小為5A；

(2)高溫?fù)醯墓β蔖高為2200W；

(3)當(dāng)實(shí)際電壓為198V時(shí)，用高溫?fù)豕ぷ?s電流做功為8910Jo

3.小亮在家煲湯時(shí)使用的電飯煲的部分參數(shù)如表所示,其簡化電路如圖乙所示,

均、%均是發(fā)熱電阻(阻值不隨溫度變化)，欲將質(zhì)量為1kg,初溫為20。C的湯

加熱至100℃,設(shè)此湯的比熱容為c?=4.0χl()3j∕(kg?°C),求：

額定電壓220V

額定功率低溫檔48.4W

高溫檔500W

(1)湯需要吸收的熱量；

(2)利用電飯煲高溫?fù)蹯覝珪r(shí)，電飯煲正常工作且不考慮熱損耗，則需要多少

時(shí)間？

(3)%的阻值為多少？

【答案】(1)3.2×IO5J；(2)640s；(3)903.2Ω

【詳解】解：(I)由Q=Cm?l可知，湯吸收的熱量

,o5

Qli=ciilm?t=4.0×10J/(kg?°C)×lkg×(100C-20°C)=3.2×IOJ

(2)由產(chǎn)=/可知，在不考慮熱損耗的情況下，電飯煲高溫煲湯時(shí)需要的時(shí)間

Wβ,3.2×105J0八

t=——=Ki=------------=640s

七及500W

(3)由圖乙可知，當(dāng)開關(guān)S連接觸點(diǎn)2時(shí)，僅電阻與接入電路，根據(jù)歐姆定律

分析可知，此時(shí)電路電流最大，為高溫檔。由電功率變形式尸=?可知，電阻舄

R

的限值

U2_(220V)2

=96.8Ω

R^-500W

由圖乙可知，當(dāng)開關(guān)S連接觸點(diǎn)1時(shí)，電阻4和尺2串聯(lián)接入電路，電路總電阻

大，根據(jù)歐姆定律分析可知，此時(shí)電路電流最小，為低溫檔。由電功率變形式

U1

P==可知,電阻用和&的總電阻

R

(220V)^

=1000Ω

48.4W

故&的阻值

R2=1000Ω-96.8Ω=903.2Ω

答：(1)湯需要吸收的熱量為3.2xlO5J;

(2)高溫檔煲湯需要的時(shí)間為640s；

(3)6的阻值為903.2C。

4.百善孝為先，孝敬長輩可以從生活中的小事做起。天氣轉(zhuǎn)涼，小涵給奶奶買

了一個(gè)電暖手袋，如圖所示。根據(jù)商品銘牌可知，該暖手袋內(nèi)裝50Og的水，可

通電給所裝的水加熱，暖手袋額定電功率為420W。[水的比熱容C尸4.2xl()3j/

(kg?oC)]

(1)若將水從30C加熱至70C,水需吸收多少熱量？

(2)若該暖手袋正常工作時(shí)的加熱效率是80%,將水從30C加熱至70C需多少

時(shí)間？

【答案】(1)8.4×104J;(2)250s

【詳解】解：(1)將水從30C加熱至70C,水需吸收的熱量為

,34

Qfi=cm(t-r0)=4.2×1QJ∕(kg?℃)×5∞×10-kg×(70℃-30。C)=8.4χlOJ

(2)根據(jù)”??χlOO%可得，暖手袋消耗的電能為

Vv

W=-?-=8?4xl0j=1.05×105J

η80%

由尸=?可得，加熱所需的時(shí)間為

W1.05×IO5J?,、

t=——=-----------=250s

P420W

答：(1)若將水從30℃加熱至70℃,水需吸收8?4xl()4j的熱量；

(2)若該暖手袋正常工作時(shí)的加熱效率是80%,將水從30C加熱至70C需250s。

5.某養(yǎng)生壺通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)的水加熱。它的銘牌如圖，求：

型號CH-M16額定功率11∞W

額定電壓220V最大容量1.2L

頻率50Hz最小容量0.2L

(1)養(yǎng)生壺正常工作時(shí)的電流和電阻；

(2)養(yǎng)生壺正常工作6min能把Ikg水從20C剛好加熱至Iooc,此過程中，求：

①養(yǎng)生壺消耗的電能；

②水吸收的熱量。吸；

③養(yǎng)生壺的效率〃(僅保留1位小數(shù))。

【答案】(1)5A,44Ω;(2)①3.96xl()5j；②3.36xl()5j；③84.8%

【詳解】解：⑴由銘牌參數(shù)可知,養(yǎng)生壺的額定功率P=IIOOW,額定電壓U=220V,

由P=W可知，養(yǎng)生壺正常工作時(shí)的電流

,PIlOOWU"

I=—=---------=5A

U220V

養(yǎng)生壺正常工作時(shí)的電阻

⑵①由P=U/可知，養(yǎng)生壺消耗的電能

W=Pr=ll∞W×6×60s=3.96×105J

②水吸收的熱量

,35

?=cm(t-r0)=4.2×IOJ/(kg?℃)×Ikg×(IOO°C-20°C)=3.36×10J

③養(yǎng)生壺的效率

7=—×100%=336xl0,JX1oo%=84.8%

W3.96×105J

答：⑴養(yǎng)生壺正常工作時(shí)的電流和電阻為44Ω;

⑵①養(yǎng)生壺消耗的電能為3.96χl()5j；

②水吸收的熱量。畋為3.36χl()5j；

③養(yǎng)生壺的效率可為84.8%?

6.“節(jié)能減排”是當(dāng)今社會(huì)的主題，充分利用太陽能是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要太陽

能熱水器已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，如圖所示是小王家的太陽能熱水器，它在晴天利用

太陽能集熱，在陰雨連綿的天氣，則用標(biāo)有“220VlOoOW”字樣的電熱水管對水

加熱，該太陽能熱水器的容積為20L,求：

(1)該熱水器電熱管正常工作時(shí)的電阻；

(2)該熱水器電熱管正常工作IOmin產(chǎn)生的熱量；

(3)如果用該電熱管給水加熱,在用電高峰期，該電熱管的實(shí)際電壓只有198V,

加熱效率為80%,忽略溫度對加熱管電阻的影響，將滿箱水溫度從15C加熱到

o

96℃需要多長時(shí)間(水的比熱容為4.2xlθ3j/(kg?C))o

【答案】(1)48.4Ω:(2)6.804×lO6J;(3)175min

【詳解】解：(1)由題可知，該熱水器電熱管正常工作時(shí)的電阻為

喝=(220V)2

R==48.4Ω

?-1000W

(2)電熱器正常工作時(shí)，其實(shí)際功率與額定功率相等，且消耗的電能全部產(chǎn)生

熱量為

Q=W=M=IOoOW×10×60s=6×iσ,J

(3)根據(jù)P=/得，太陽能熱水器中滿箱水的質(zhì)量為

in=pV=1.0×10,?g/m,×20×10'm5=20kg

將滿箱水溫度從15C加熱到96。C需吸收的熱量為

,6

βκ=cwα-∕o)=4.2×lOJ∕(kg?°C)×2Okg×Θ6°C-15°C)=6.8O4×lOJ

當(dāng)電熱管的兩端實(shí)際電壓U實(shí)際=198V時(shí)，其實(shí)際功率為

加熱效率為80%,由

可得加熱時(shí)間為

6.804×106J

=10500s=175min

810WX80%

答：(1)該熱水器電熱管正常工作時(shí)的電阻為48.4。。

(2)該熱水器電熱管正常工作IOmin產(chǎn)生的熱量為6.804X106J.

(3)如果用該電熱管給水加熱,在用電高峰期，該電熱管的實(shí)際電壓只有198V,

加熱效率為80%,忽略溫度對加熱管電阻的影響，將滿箱水溫度從15℃加熱到96C

需要175min。

7.小明家有一臺電火鍋，其內(nèi)部電路如圖所示，加熱裝置由電阻絲和Rz組

成，通過控制兩開關(guān)的開閉實(shí)現(xiàn)高溫、中溫、低溫三擋的調(diào)節(jié)。下表是電火鍋正

常工作一次的數(shù)據(jù)，其中選用高溫?fù)鯇⑺疅_，中溫?fù)踔笫澄?，最后選用低溫?fù)?/p>

保溫［水的比熱容為C產(chǎn)42xlθ3j/(kg?°C)］。求:

(1)R/的阻值是多少？

(2)此次電火鍋工作12min消耗的電能是多少？

(3)用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水5min,電熱絲產(chǎn)生熱量的90%被水吸收,

在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，能使Ikg初溫為20℃的水溫度升高到多少(結(jié)果保留整

數(shù))？

電熱器擋位額定電壓額定功率加熱時(shí)間

高溫880W6min

中溫220V440W4min

低溫220W2min

5

【答案】(1)110Ωi(2)4.488×1OJ;(3)77℃

【詳解】解：（1）根據(jù)P=q可知，電源電壓不變，當(dāng)SI閉合，S2接b時(shí)，R］、

尺2并聯(lián)，電路總電阻最小，為高溫?fù)酰划?dāng)Sl斷開、S2接方時(shí)只有&工作，電路

的電阻居中，為中溫?fù)?；?dāng)Sl斷開、S2接。時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路總電阻最大，

為低溫?fù)?；則R1在220V電壓下單獨(dú)工作的功率為

P]=匕-舄,=880W-440W=440W

U2

由4=一得，電阻絲Q的阻值為

U1(220V)2

=110Ω

1

Pt440W

（2）由表格中數(shù)據(jù)得，高溫?fù)?、?溫檔、低溫?fù)跫訜岬臅r(shí)間分別為

￡高=6min=360s,1中=4min=240s,，低=2min=120s

此次電火鍋工作12min消耗的電能是

5

W=叫;+叱+叫IS=K+RN中+〃/低=88OW×36Os+440W×240s+220W×120s=4.488×10J

（3）用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水的時(shí)間

tj=5min=300s

水吸收的熱量

5

。水=ηWιts'=ηP,,tf,'=90%×880W×300s=2.376×10J

由Q水=C〃也水得，水升高的溫度為

?,_會(huì)_2.376x101-57。C

水cm4.2×10,J∕(kg?oC)×lkg'

此時(shí)水的末溫為

t=t0+?r,χ=2(ΓC+57°C=77°C

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是IOo℃,由于

77℃<100℃

所以水的末溫為

r=77oC

答：ɑ)R/的阻值是110Ω;

(2)此次電火鍋工作12min消耗的電能是4.488xl()5j;

(3)用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水5min,電熱絲產(chǎn)生熱量的90%被水吸收,

在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，能使Ikg初溫為20℃的水'溫度升高到ITCo

8.市場上有一種新型水杯，如圖甲所示，這種水杯可以測量杯中水的溫度并在

蓋子上顯示出來，使用這種水杯可以預(yù)先知道水溫，從而減小了被燙傷的概率,

提高了喝水的體驗(yàn)。圖乙為這種水杯的工作原理簡圖，其中，電源是電壓恒為

3V的紐扣電池，RO是阻值恒為20。的保護(hù)電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度

的變化如圖丙所示。求：

(1)杯中0.5kg的水溫度從55℃降低到25℃所釋放的熱量;

(2)當(dāng)杯蓋上的溫度顯示為40℃時(shí)，熱敏電阻R的電功率；

(3)當(dāng)電路中的電流為0.1A時(shí)，杯蓋上顯示的溫度。

【答案】(1)6.3×104J;(2)0.108W；(3)80℃

【詳解】解：(1)水釋放的熱量

4

QIA=C水相"。一，)=4.2xl0'j∕kg°Cχ(I5kgχ(55°C-25°C)=6.3X10J

(2)由圖像可知，當(dāng)杯蓋上的溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為30C,此時(shí)電

路中的電流為

3V

---------=0.06A

R逞R+R030Ω+20Ω

所以，熱敏電阻火的電功率

^=/2/?=(O.O6A)2×3OΩ=0.108W

（3）當(dāng)電路中的電流為0.1A時(shí)，電路中的總電阻

U3V

&=—=--=30Ω

忠ΓO.1A

所以此時(shí)熱敏電阻的阻值

R'=R總-Ro=30Ω-20Ω=1OΩ

由圖像可知，當(dāng)熱敏電阻的阻值為IOC時(shí)，杯蓋上顯示的溫度為80℃。

答：（1）杯中0.5kg的水溫度從55℃降低到25C所釋放的熱量為6.3x101

（2）當(dāng)杯蓋上的溫度顯示為40℃時(shí)，熱敏電阻/?的電功率為0.108W；

（3）當(dāng)電路中的電流為（MA時(shí)，杯蓋上顯示的溫度為80℃。

9.如圖甲所示為小明家的電飯鍋，銘牌上附有中國能效標(biāo)識，從銘牌上可知該

電飯鍋能效等級為三級，額定電壓為220V,加熱功率為1210W。電飯鍋的簡化

電路圖如圖乙所示，有加熱和保溫兩擋，由開關(guān)S調(diào)節(jié)，其中Q和R2均為發(fā)熱

電阻，且阻值不隨著溫度的變化而改變。求：

（1）小明想利用如圖丙所示的電能表測量電飯鍋的保溫功率，他關(guān)閉家里的其

它用電器，讓電飯鍋處于“保溫”狀態(tài)下正常工作，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)

轉(zhuǎn)了22圈。則該電飯鍋的保溫功率為多少？

（2）電阻R/、&的阻值分別為多少？

（3）小明上網(wǎng)查詢了解，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定電飯鍋在該加熱功率下正常工作時(shí)，

三級能效的熱效率值（電熱轉(zhuǎn)化效率）范圍為81%9<86%°他用學(xué)過的知識對

電飯鍋進(jìn)行測試:在加熱狀態(tài)下,將溫度為23℃、質(zhì)量為2.2kg的水加熱到IOO0C,

3

電飯鍋正常工作用時(shí)700s。已知Cy=4.2xlOJ/（kgr）,請你通過計(jì)算幫助小明判

斷該電飯鍋的熱效率值是否達(dá)到三級能效。

發(fā)熱電阻

。220VO

乙丙

【答案】(1)88W；(2)40Ω,51OQ；（3）電飯鍋的熱效率值達(dá)到三級能效

【詳解】解：（1）由丙圖可知,5min中電飯鍋消耗的電能

22r11

W=kWh

3OOOr∕(kW?h)1500

電飯鍋的保溫功率

J麗)kWh

P==0.088kW=88W

tWh

60

（2）由乙圖可知，閉合開關(guān)S,電路中只有R/,電功率較大，為加熱狀態(tài)；斷

開開關(guān)S,Q與Q串聯(lián)，電功率較小，為保溫狀態(tài)。根據(jù)

P=UI,∕=?

R

R/的電阻為

=2W=4OΩ

居口熱1210W

R1和&的總電阻為

(220V)2

3P，=55OQ

q呆溫88W

&的電阻為

R2=Rir^∕=550Ω-40Ω=510Ω

(3)由題可知，水升高的溫度

△/=10(TC-23℃=77℃

水吸收的熱量

5

Q妝=c"?A∕=4.2xlj∕(kg.℃)×2.2kg×77℃=7.1148×10J

消耗的電能

W=Pt=1210W×700S=8.47×105J

加熱功率

〃爺'l°°%=≡^xm%=84%

81%<84%<86%

電飯鍋的熱效率值達(dá)到三級能效。

答：(1)電飯鍋的保溫功率88W；

(2)e的電阻為40Q,&的電阻為510C；

(3)電飯鍋的熱效率值達(dá)到三級能效。

10.如圖所示，電源電壓恒定，L為“6V3.6W”的小燈泡(假設(shè)燈絲電阻不隨溫

度變化)。當(dāng)S1斷開，S和S2閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S、SHS2都閉合時(shí)，

通過定值電阻七、&的電流之比為3