![2020年中考物理復習計算題專題《電與熱綜合計算》(解析版)_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view12/M0B/21/12/wKhkGWcxdqSADvn4AAFPsWAnmow502.jpg)
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文檔簡介
第=page22頁,共=sectionpages22頁第=page11頁,共=sectionpages11頁《電與熱綜合計算》一、計算題某家用電熱水器銘牌上的部分參數(shù)如表所示。熱水器注滿水并加熱,水溫由20℃升高到80℃.求:
(1)水的質(zhì)量是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)水吸收的熱量是多少?[水的比熱容c水=4.2×額定電壓220V電源頻率50Hz額定功率2000W容量40L
如圖甲是一種恒溫調(diào)奶器,可以自動調(diào)試好加水的奶粉,然后加熱到最適合寶寶飲用的溫度40℃,還可以自動保溫,特別適合夜間使用。圖乙是機器的參數(shù)表及電路簡圖(R1、R2為電熱絲,S為雙觸點自動開關(guān))。求:
(1)調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流(結(jié)果保留兩位小數(shù))?
(2)電阻R2的阻值?
(3)若把200g調(diào)好的奶粉從20℃加熱到40℃所用時間為32s,則調(diào)好的奶粉的比熱容是多少(型號:HY101M電源:220V?50Hz加熱功率:500W保溫功率:16W
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水項目參數(shù)額定電壓220V低溫檔功率275W中溫檔功率550W高溫檔功率1100W容積1L
(1)開關(guān)S1、S(2)求R1(3)在標準大氣壓下,使用高溫檔將初溫是12℃的一壺水燒開,若養(yǎng)生壺高溫檔加熱效率為80%,求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時間。
圖甲是兩檔空氣炸鍋,圖乙是其內(nèi)部簡化電路,R1、R2均為發(fā)熱體,將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時,空氣炸鍋處于不同的檔位。已知兩檔空氣炸鍋的高溫檔功率為900W,R2阻值為96.8Ω.求:
(1)發(fā)熱體R1的阻值是多少?
(2)空氣炸鍋一次性可裝入200克牛柳,若將這些牛柳從40℃加熱到190℃,牛柳需要吸收多少熱量?【c牛柳=3×103J/(kg?
如圖是家庭常用的電熱水壺,其銘牌數(shù)據(jù)如表所示。若加熱電阻的阻值不隨溫度變化而改變,且此時的大氣壓為1標準大氣壓。則:額定電壓220V額定加熱功率2000W容量2.0L電源頻率50Hz(1)電熱水壺正常工作時,其加熱電阻的阻值是多少歐姆?
(2)裝滿水后,壺中水的質(zhì)量是多少千克?
(3)將一滿壺20℃的水在1標準大氣壓下燒開,需要吸收多少熱量?[C水=4.2×103J/(kg?℃)]
(4)不考慮熱量損失,燒開這壺水,需要多長時間?如圖甲是家用電暖器,利用電熱給煤油加熱取暖。圖乙為其簡化的電路原理圖,已知電阻R1>R2,銘牌見下表。在電暖器跌倒時,跌倒開關(guān)S自動斷開,切斷電源保證安全。電暖器有“高溫擋”、“中溫擋”和“低溫擋”三個擋位,解答下列問題:
(已知c煤油=2.1×103J/(kg?℃),ρ煤油=0.8×103kg/m3)
(1)額定電壓220V煤油體積25L功率選擇1500W/1100W/400W三擋可調(diào)操作方式手動
如圖所示是某溫控裝置的簡化電路圖,工作電路由電壓為220V的電源和阻值R=88Ω的電熱絲組成;控制電路由電源、電磁鐵(線圈電阻R0=20Ω)、開關(guān)、滑動變阻器R2(取值范圍0~80Ω)和熱敏電阻R1組成;R1溫度/℃90806660504640363534R102040507080100120130150(1)工作電路正常工作時,R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少?
(2)當溫度為60℃,滑動變阻器R2=50Ω時,銜鐵恰好被吸合,控制電路的電源電壓是多少?
(3)若控制電路電源電壓不變,此裝置可控制的溫度最大范圍是多少?
(4)要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些,請分析說明如何改變R
某家庭用一個標有“220V
1
000W”的電熱水器來燒水。該電熱水器正常工作20min,可將質(zhì)量為10kg溫度為20℃的水加熱到40℃.水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。求這段時間內(nèi):
(1)水吸收的熱量
(2)電熱水器消耗的電能
(3)電熱水器的熱效率
“匚”式電壓力鍋簡化電路如圖甲,R為發(fā)熱電阻,R0為調(diào)控電阻,電源電壓為220V,開關(guān)1、2、3…代表不同的功能開關(guān),分別連在調(diào)控電阻的不同位置時,發(fā)熱電阻相應(yīng)有不同的發(fā)熱功率。當開關(guān)1接通時,發(fā)熱電阻的功率最大,Pm=1100W;開關(guān)3接通時,處于保溫功能,發(fā)熱電阻的功率P1=44W,可認為發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量等于壓力鍋散失的熱量。已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。請完成下列問題:
(1)計算調(diào)控電阻的最大阻值及發(fā)熱電阻的阻值。
(2)假設(shè)加熱過程中,電熱鍋熱量散失不隨溫度變化,散失功率恒為44W.用最大發(fā)熱功率將36℃、2.2kg的水加熱到100℃所用的時間有多少秒。
(3)某普通電壓力鍋工作電路如圖乙,該鍋只有加熱和保溫兩個功能,其加熱功率P=1100W.用該普通電壓力鍋做米飯,溫度達到100℃后,需用加熱功能繼續(xù)加熱5分鐘,所煮米飯才能達到理想食用效果;而用圖甲所示“匚”式電壓力鍋煮完全相同的米飯,當溫度達到100℃后會自動調(diào)節(jié)為P2=99W的低功率繼續(xù)加熱5分鐘,也能達到相同的食用效果。求這兩種鍋在這一種家庭用電熱水壺的額定功率為2000W,該電熱水壺經(jīng)過5分鐘可以把1.5kg初溫是20℃的水燒開.求:
(1)水所吸收的熱量是多少?
(2)電熱水壺加熱水時的效率?(精確到1%)
如圖(a)所示是HG2004家用蒸汽電熨斗的示意圖和銘牌,使用時儲水器中的水滴入氣室,加熱的鐵質(zhì)底板使水迅速汽化變成蒸汽,從底板噴出。額定電壓220V功能汽燙、干燙額定頻率50Hz蒸汽方式滴下式底板面積160c質(zhì)量1.6kg額定功率1100W放置方式自立式(1)求電熨斗正常工作時的電流。
(2)熨燙前(未加水),電熨斗自然平放在衣服上,求它對衣服的壓強。
(3)汽熨前先預(yù)熱,使底板的溫度從20℃升高到220℃,溫控開關(guān)自動斷開。已知底板的質(zhì)量為lkg,鐵的比熱容為0.46×103J/(kg?℃),求預(yù)熱過程底板吸收的熱量。
(4)汽熨時,滴汽室的水汽化帶走熱量,當?shù)装鍦囟冉档?90℃時,溫控開關(guān)自動閉合,當加熱到220℃時又斷開,如此反復,若蒸汽電熨斗按如圖(b)所示的程序工作,熨一件衣服用時
電動機是一種使用廣泛的動力機械,從能量轉(zhuǎn)化的角度看,它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能,還有一部分在線圈中以熱量的形式散失掉,一臺小直流電動機正常工作時,通過線圈的電流為0.2A,若此線圈的電阻為1Ω,在5s時間內(nèi)將取為100g的砝碼提升了1m的高度。試求:
(1)5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量;
(2)電動機提升鉤碼所做的功;
(3)該電動機的正常工作時兩端的電壓。
把一個標有“8V
4W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V的電源上,小燈泡恰能正常工作。通過計算回答:
(1)通過小燈泡的電流是多少?
(2)串聯(lián)在電路中的定值電阻的阻值多大?
(3)該電路工作10s,定值電阻產(chǎn)生的熱量是多少?
小亮家里的一款迷你電飯鍋,電路圖如圖所示,額定電壓為220V,電飯鍋有加熱和保溫兩檔,“加熱”時額定功率為550W,發(fā)熱電阻R1和R2阻值不隨溫度變化,電阻R1在“保溫”狀態(tài)和“加熱”狀態(tài)時功率之比為1:400.求:
(1)正?!凹訜帷睜顟B(tài),通過電飯鍋的電流是多少?
(2)正?!凹訜帷睜顟B(tài),通電10min產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)R2的阻值是多少?
我國北方冬天比較寒冷,許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床--“韓式電熱坑”.其工作電路可簡化為如圖所示,其中K為保護開關(guān),平常處于閉合狀態(tài),當溫度超過某一警戒溫度時自動斷開,扇形導體S為旋轉(zhuǎn)型選檔開關(guān),可繞0點旋轉(zhuǎn),每次都和相鄰的兩觸點同時接觸,從而實現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個檔位的轉(zhuǎn)換(檔位順序未知,電功率越大檔位越高).小明在家里利用所學的物理知識來測量該電熱炕的電功率.他先關(guān)閉家里其它所有的用電器,然后將S旋轉(zhuǎn)到與觸點1、2連接,觀察發(fā)現(xiàn)家里標有“3000r/(kW?h)”的電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn).已知R1和R2是發(fā)熱電阻,R2的阻值是R1的2倍,其它電阻忽略不計,小明家電壓恒為220V.完成下列問題:
(1)當S與觸點1、2接觸時,電熱炕功率是多少?
(2)當電熱炕處于低檔時,電路中通過O點的電流是多少?
(3)當該電熱炕處于低檔,且正常工作30min,所消耗的電能可使1.8L水從25℃升高到多少攝氏度?
[無熱損失,c水=4.2×103J/(kg?℃),結(jié)果保留1小麗家新買了一臺電熱水器,下表是該熱水器的一些技術(shù)參數(shù).型號FED?H50額定電壓220V最大水量50L額定功率2000W現(xiàn)將水箱中裝滿水,通電后正常工作40min,水溫從25℃上升到45℃,[已知水的比熱為4.2×103J/(kg?℃)
求:
(1)水所吸收的熱量;
(2)熱水器中電熱絲在正常工作時的電阻值;
(3)熱水器的效率.
某型號的電飯鍋有兩檔,分別是高溫燒煮和保溫燜飯,其原理如圖所示(虛線框內(nèi)為電飯鍋的發(fā)熱部位)。已知R1=44Ω,R2=2156Ω.求:
(1)電飯鍋高溫燒煮時,它的功率是多大?
(2)電飯鍋保溫燜飯時,電阻R1兩端的電壓為4.4V,電飯鍋工作10min產(chǎn)生的熱量是多少?
某品牌電熱水壺的加熱功率為1000W,在一個標準大氣壓下,該電熱壺正常工作7min,將一壺初溫為25℃、質(zhì)量為1kg的水加熱至95℃,[c水=4.2×103J/(kg?℃)]求:
(1)電熱水壺正常工作7min消耗的電能;
(2)在此過程中,水吸收的熱量;
(3)該電熱水壺的效率。
如圖甲是定值電阻R1和標有“8V8W”燈泡L的I?U關(guān)系圖象。如圖乙所示,電源電壓恒定不變,滑動變阻器的最大阻值為12Ω.當開關(guān)S1、S2閉合,開關(guān)S1斷開,將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時,燈泡L的實際功率為1W.求:
(1)燈泡正常發(fā)光10s,電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量;
(2)電源電壓;
(3)當開關(guān)S、S1、S2同時閉合。調(diào)節(jié)滑片P.求電路消耗的最大功率。
圖示為一款有高、低溫兩檔的蒸汽電熨斗電路原理圖。R1、R2為電熱絲,其中R2=242Ω,水升溫并汽化成水蒸氣,從而熨燙衣服。
(1)電熱絲是利用電流的______效應(yīng)工作的。分析電路圖,閉合S1,當S2______時,電熨斗處于高溫檔。
(2)電熨斗處于低溫檔時,正常工作功率為1100W.求:通過電路的電流是多大?R1的電阻是多大?通電3min產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)若將該款電熨斗進行改造,使其正常工作時高溫擋功率為1000W.要求只改變其中一個電熱絲的阻值,請你通過分析和計算,求出該電熱絲改變后的阻值應(yīng)為多少?
如圖所示,電源電壓不變,定值電阻R1=10Ω.燈泡L標有“12V3W”字樣,當S,S1,S2閉合時,燈泡L正常發(fā)光,當S閉合,S1,S2斷開時,電壓表的示數(shù)為4V,求
(1)電源電壓和R2的阻值
(2)當S閉合,S1,S2斷開時,在1min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量
(3)若用一個滑動變阻器R3代替燈泡L,調(diào)節(jié)滑片,使所有開關(guān)都閉合時電路的總功率是只閉合S時電路總功率的4倍,求此時滑動變阻器連入電路中的阻值。答案和解析1.【答案】解:
(1)由ρ=mV可得,熱水器水箱中注滿水時水的質(zhì)量:
m=ρV=1×103kg/m3×40×10?3m3=40kg;
(2)水升高溫度△t=t?t0=80℃?20℃=60℃,
水吸收的熱量為:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×40kg×60℃=1.008×107J。
(4)電熱絲所產(chǎn)生熱量的84%被水吸收,
由η=Q吸W可得,電熱絲放出的熱量:
Q放=W=Q吸【解析】(1)已知容積與水的密度,由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量。
(2)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量。
(3)根據(jù)電熱水器的效率先計算電熱絲正常工作時所需要產(chǎn)生熱量,由電熱公式計算電流產(chǎn)生這些熱量所需要的時間。
本題是一道電學與熱學的綜合應(yīng)用題。與生活相連,使學生覺得學了物理有用,且加強了學生的節(jié)能環(huán)保的意識。計算時注意單位的統(tǒng)一。
2.【答案】解:(1)由P=UI可得,調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流:
I=P保溫U=16W220V≈0.07A;
(2)由題意可知,當S接“2”時,電路為R1的簡單電路,調(diào)奶器處于保溫狀態(tài);
當接“3”時,電路為R1、R2并聯(lián),奶器處于加熱狀態(tài),
因電路中的總功率等于各用電器功率之和,
所以,R2的電功率:
P2=P加熱?P保溫=500W?16W=484W,
由P=U2R可得,電阻R2的阻值:
R2=U2P2=(220V)2484W=100Ω;
(3)【解析】(1)由表格數(shù)據(jù)可知保溫功率,根據(jù)P=UI求出工作電流;
(2)由題意可知,當S接“2”時,電路為R1的簡單電路,調(diào)奶器處于保溫狀態(tài);當接“3”時,電路為R1、R2并聯(lián),奶器處于加熱狀態(tài),根據(jù)總功率等于各用電器功率之和可知R2的電功率,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=U2R求出電阻R2的阻值;
(3)知道調(diào)奶器的加熱功率和工作時間,根據(jù)W=Pt求出消耗的電能,不計熱損失,調(diào)好奶粉吸收的熱量等于消耗的電能,又知道調(diào)好奶粉的質(zhì)量和初溫、末溫,根據(jù)Q吸=cm(t?t0)求出調(diào)好奶粉的比熱容。
本題考查了電功率公式、電功公式和吸熱公式的應(yīng)用,要注意電路的總功率等于各用電器功率之和。
3.【答案】解:(1)由圖知,當開關(guān)S1閉合,S2接b時,電阻R1、R2并聯(lián),電路中的總電阻最小,由P=U2R可知,總功率最大,所以此時養(yǎng)生壺為高溫檔;
(2)由圖知,當開關(guān)S1斷開,S2接A時,電阻R1、R2串聯(lián),電路中的總電阻最大,由P=U2R可知,總功率最小,此時為低溫檔;
當S2接A,S1閉合時,R2被短路,只有電阻R1接入電路,養(yǎng)生壺處于中溫檔。
由P=UI得,正常工作時通過R1的電流為:I1=P中U=550W220V=2.5A,
由I=UR得,R1的阻值:R1=UI1=220V2.5A=88Ω,【解析】本題考查質(zhì)量、電流、水吸熱、電功和熱效率的計算,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運用和根據(jù)圖象得出加熱功率、保溫功率,加熱時間、保溫時間,計算過程還要注意單位的換算。
(1)分析開關(guān)轉(zhuǎn)換時電路的連接,根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電阻的規(guī)律,結(jié)合P=U2R分析回答;
(2)當S2?斷開,S1
閉合時,為電阻R1?的簡單電路,養(yǎng)生壺處于中溫檔,由P=U2R求出R1;
(3)根據(jù)密度變形公式求出1L水的質(zhì)量,根據(jù)Q
??吸=cm△t求出將初溫是12℃的一壺水燒開,水吸收的熱量,根據(jù)η=Q吸W=Q吸P高t×100%求出燒開一壺水需要的時間。
4.【答案】解:(1)由電路圖可知,當S置于1位置時,R1、R2并聯(lián),
當S置于2位置時,只有電阻R1接入電路;
因為并聯(lián)電路的電阻小于任何一個分電阻,即并聯(lián)電阻小于R2,所以接1時為加熱檔,
因此由P=U2R可知,當S置于1位置時,功率較大,即空氣炸鍋處于加熱狀態(tài);
當S置于2位置時,空氣炸鍋處于保溫狀態(tài);
則R2的功率P2=U2R2=(220V)296.8Ω=500W,
發(fā)熱體R2的功率:P1=900W?500W=400W;
【解析】(1)分析將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時電阻的變化,根據(jù)P=U2R分析電路功率大小可知空氣炸鍋處于哪種工作狀態(tài);根據(jù)加熱功率和保溫功率即可求出R1的功率,再根據(jù)P=U2R的變形公式求出發(fā)熱體R1的阻值。
(2)根據(jù)Q=cm△t可求得牛柳需要吸收多少熱量;
(3)不計熱量損失,Q吸=W,由P=Wt可求得需要時間。
本題考查了電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是判斷出空氣炸鍋工作狀態(tài)和電路的對應(yīng)關(guān)系。
5.【答案】解:(1)由P=U2R可知,加熱電阻的阻值:R=U2P=(220V)22000W=24.2Ω;
(2)由ρ=mV可知,壺中的水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2.0×10?3m3=2.0kg;
(3)1標準大氣壓下水的沸點是100℃,燒開水時水吸收的熱量:【解析】(1)由銘牌上信息結(jié)合功率公式可求得電阻;
(2)根據(jù)m=ρV計算出壺中水的質(zhì)量;
(3)根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量;
(4)根據(jù)W=Q得出電流做的功,由t=WP求得加熱時間。
本題考查生活中物理知識的應(yīng)用,要注意聯(lián)系電學知識解決生活中的物理應(yīng)用。
6.【答案】解:
(1)由ρ=mV可得,煤油的質(zhì)量:
m=ρV=0.8×103kg/m3×25×10?3m3=20kg,
煤油溫度升高20℃時,吸收的熱量:
Q=cm△t=2.1×103J/(kg?℃)×20kg×20℃=8.4×105J;
(2)已知R1大于R2,電源電壓一定,由P=U2R可知,電路電阻越大,功率越小,
當S、S1都閉合時,只有R1工作,電路中的電阻最大(大于R2,也大于并聯(lián)時的總電阻),電功率最小,為低溫檔,且P低=400W,
R1的阻值:R1=U2P低=(220V)2400W=121Ω;
(3)已知R1大于R2,當【解析】(1)已知煤油體積和密度可求得煤油的質(zhì)量,再利用Q=cm△t可求煤油溫度升高20℃時,吸收了多少焦耳的熱量;
(2)已知R1大于R2,電源電壓一定,由P=U2R可知,電路電阻越小,功率越大,所以當S、S1都閉合時,只有R1工作,然后由P=U2R可求出R1的電阻,
(3)已知R1大于R2,當S、S2都閉合時,只有R2工作,P中=1100W,由P=U2R可求得R2,
用兩個阻值和R1、R2均相同的電熱絲串聯(lián),求得串聯(lián)電路的總電阻,由Q=W=U2Rt求出產(chǎn)生的熱量。
本題考查了家用電暖器的工作原理、求電阻絲電阻、家用電暖器的改造等問題,分析電路結(jié)構(gòu),知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫檔、什么條件下處于低溫檔是本題的難點,也是正確解題的前提;分清電路結(jié)構(gòu)、熟練功率公式及其變形公式、歐姆定律、并聯(lián)電路的特點是正確解題的關(guān)鍵。
7.【答案】解:
(1)工作電路由電壓為220V的電源和阻值R=88Ω的電熱絲組成,
則R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量:
Q=U2Rt=(220V)288Ω×1×60s=3.3×104J;
(2)當溫度為60℃時,由表格數(shù)據(jù)可知R1=50Ω,
已知此時滑動變阻器R2=50Ω,則控制電路的總電阻為:
R=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω,
此時銜鐵恰好被吸合,則控制電路的電流I=50mA=0.05A,
由歐姆定律可得,控制電路的電源電壓:
U=IR=0.05A×120Ω=6V;
(3)當控制電路電流I≥50mA時,銜鐵被吸合切斷工作電路,由歐姆定律可得,控制電路的總電阻最大為:
R大=UI大=6V50×10?3A=120Ω,
滑動變阻器R2(取值范圍0~80Ω)的最大電阻為80Ω,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律,熱敏電阻R1的阻值最小(此時溫度最高):
R1=【解析】(1)工作電路的電壓電熱絲阻值大小,根據(jù)Q=U2Rt求出在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量:
(2)根據(jù)電阻的串聯(lián)求出電路的總電阻,銜鐵恰好被吸合,得出控制電路電流,由歐姆定律得出控制電路的電源電壓;
(3)當控制電路電流I≥50mA時,銜鐵被吸合切斷工作電路,由歐姆定律求出電路的最大總電阻;滑動變阻器R2取值范圍0~80Ω,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律求出最小的熱敏電阻最小(溫度最高),由表中數(shù)據(jù)知可控制的最高溫度;
當控制電路電流I≤40mA時,銜鐵被釋放接通工作電路,由歐姆定律得出電路的總電阻最??;
滑動變阻器R2(取值范圍0~80Ω)的最小電阻為0,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律求出熱敏電阻最大,從而得出最低溫度;
(4)要想要該裝置所控制的最高溫度降低一些,即熱敏電阻增大,因電流不變,由歐姆定律,總電阻不變,據(jù)此分析。
本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運用、及電熱公式的和電磁鐵的運用,關(guān)鍵是從題中獲取有效的信息。
8.【答案】解:
(1)水吸收熱量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(40℃?20℃)=8.4×105J;
(2)由P=Wt可得,電熱水器消耗的電能:W=Pt=1000W×20×60s=1.2×106J;【解析】(1)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式求水吸收的熱量;
(2)根據(jù)W=Pt即可求出電熱水器消耗的電能;
(3)根據(jù)η=Q吸W×100%即可求出電熱水器的熱效率。
本題考查了熱量的計算、消耗電能的計算、效率的計算,知識點多、綜合性強,能從圖象中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵。
9.【答案】解:
(1)由圖甲可知,當開關(guān)1接通時,電路中只有發(fā)熱電阻R工作,此時的功率最大,已知Pm=1100W,電源電壓U=220V,
由公式P=U2R可知,發(fā)熱電阻的阻值:R═U2Pm=(220V)21100W=44Ω;
當開關(guān)3接通時,發(fā)熱電阻R與調(diào)控電阻R0的最大阻值串聯(lián),此時發(fā)熱電阻的功率P1=44W,
由公式P=I2R可知,此時電路中的電流:I1═P1R=44W44Ω=1A。
由歐姆定律可得,加熱電阻兩端的電壓:U1=I1R=1A×44Ω=44V,
由串聯(lián)電路中電壓的特點可知,調(diào)控電阻R0兩端的電壓:U0=U?U1=220V?44V=176V,
由歐姆定律可得,調(diào)控電阻R0的最大阻值:R大═U0I1=176V1A=176Ω;【解析】(1)當開關(guān)1接通時,電路中只有發(fā)熱電阻R工作,此時的功率最大,當開關(guān)3接通時,發(fā)熱電阻R與調(diào)控電阻R0的最大阻值串聯(lián),;
根據(jù)公式P=U2R可求得調(diào)控電阻的最大阻值及發(fā)熱電阻的阻值。
(2)根據(jù)Q=cm△t可求得吸收熱量,由題意可得,Q放=Q吸+Q散,然后可求得所用的加熱時間;
(3)由P=Wt可分別求得普通電壓力鍋和“匚”式電壓力鍋加熱5min消耗的電能,然后可求得省的電能。
本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電熱公式、電功率公式的應(yīng)用,會判斷電熱器發(fā)熱功率最大時和最小時電路的連接方式是關(guān)鍵。
10.【答案】解:
(1)水吸收的熱量Q=c水m△t=1.5kg×4.2×103J/(kg?℃)×(100℃?20℃)=5.04×105J;
【解析】(1)已知水的比熱容、質(zhì)量、初溫度和末溫度,利用Q=cm△t可以得到水吸收的熱量;
(2)已知電熱水壺的額定功率和加熱時間,可以得到電熱水壺消耗的電能;已知水吸收的熱量和電熱水壺消耗的電能,兩者之比就是電熱水壺加熱水時的效率.
此題是一道電熱綜合計算題,考查了熱量的計算、電功率變形公式的應(yīng)用和熱效率計算公式的應(yīng)用,計算過程不復雜,是一道基礎(chǔ)題.
11.【答案】解:(1)由P=UI可得,電熨斗正常工作時的電流:
I=PU=1100W220V=5A;
(2)熨燙前(未加水),電熨斗自然平放在衣服上時,對衣服的壓力:
F=G=mg=1.6kg×10N/kg=16N,
它對衣服的壓強:
p=FS=16N160×10?4m2=1000Pa;
(3)預(yù)熱過程底板吸收的熱量:
Q吸=cm(t?t0)=0.46×103J/(kg?℃)×1kg×(220℃?20℃)=9.2×104J;
(4)由圖示可知,20s內(nèi)電熨斗加熱15s,則10min內(nèi)的加熱時間:
t1=10×60s20s×15s=450s,
由P=Wt可得,【解析】(1)電熨斗正常工作時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流;
(2)熨燙前(未加水),電熨斗自然平放在衣服上時,對衣服的壓力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出其大小,受力面積等于底板面積,根據(jù)p=FS求出它對衣服的壓強;
(3)知道底板的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容,根據(jù)Q吸=cm(t?t0)求出預(yù)熱過程底板吸收的熱量;
(4)由圖示可知,20s內(nèi)電熨斗加熱15s,據(jù)此求出10min內(nèi)的加熱時間,根據(jù)W=Pt求出10min燙一件衣服共消耗的電能。
本題考查了電功率公式、重力公式、壓強公式、吸熱公式、電功公式的應(yīng)用,從表格和圖(b)中獲取有用的信息是關(guān)鍵。
12.【答案】解:(1)5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量:
Q=I2Rt=(0.2A)2×1Ω×5s=0.2J;
(2)電動機提升鉤碼所做的功:
W機械=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×1m=1J;
(3)電動機5s內(nèi)消耗的電能:
W電=W機械+Q=1J+0.2J=1.2J,
由W=UIt可得,該電動機的正常工作時兩端的電壓:
【解析】(1)根據(jù)Q=I2Rt求出5s內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量;
(2)根據(jù)W=Gh=mgh求出電動機提升鉤碼所做的功;
(3)線圈產(chǎn)生的熱量和輸出的機械能之和即為電動機消耗的電能,根據(jù)W=UIt求出該電動機的正常工作時兩端的電壓。
本題考查了焦耳定律、做功公式、電功公式的應(yīng)用,要注意電動機是非純電阻用電器,歐姆定律不適用。
13.【答案】解:
(1)由P=UI可得,燈泡正常發(fā)光時通過的電流:
I=P額U額=4W8V=0.5A;
(2)由圖可知,燈泡與定值電阻R串聯(lián),
已知燈泡恰能正常工作,則UL=U額=8V,
由串聯(lián)電路特點可知,電阻R兩端的電壓:UR=U?U額=12V?8V=4V,
串聯(lián)電路各處的電流相等,則IR=I=0.5A,
由歐姆定律可得定值電阻的阻值:
R=URI=4V0.5A=8Ω;【解析】(1)燈泡正常發(fā)光,由P=UI計算通過小燈泡的電流;
(2)由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算串聯(lián)的定值電阻的阻值;
(3)由Q=W=UIt計算該電路工作10s,定值電阻產(chǎn)生的熱量。
本題考查了串聯(lián)電路特點、歐姆定律和電功率以及電熱公式的靈活應(yīng)用,屬于一道基礎(chǔ)題。
14.【答案】解;(1)加熱時的電流為:I=PU=550W220V=2.5A;
(2)通電10min產(chǎn)生的熱量是W=Pt=550W×600s=330000J;
(3)由I=UR得R1的電阻為:R1=UI=220V2.5A=88Ω;
當開關(guān)S斷開時,電路中電阻R1和R2串聯(lián),電路的電阻最大,根據(jù)P=U2R可知,此時為保溫狀態(tài),
在“保溫”狀態(tài)與“煮飯”狀態(tài)時的功率之比為1:400。
即I保2R1:I煮2R2=1:400;
I保:I煮【解析】(1)根據(jù)公式I=PU求出加熱時的電流;
(2)根據(jù)W=Pt求出產(chǎn)生的熱量;
(3)根據(jù)電壓和電流求出R1的電阻;根據(jù)在“保溫”狀態(tài)與“煮飯”狀態(tài)時的功率之比為1:400,求出I保與I煮的關(guān)系,再根據(jù)I=UR,求出R1與R2的關(guān)系,從而求出R2的電阻。
本題考查了并聯(lián)電路的特點和電功率公式的靈活應(yīng)用,關(guān)鍵是電熱水器處于不同單位時電路連接方式的判斷,要注意電路的總功率等于各用電器功率之和。
15.【答案】解:(1)分析可知,當S與觸點1、2接觸時,電路為R1的簡單電路,1min內(nèi)電熱炕消耗的電能W1=20r3000r/(kW?h)=1150kW?h=2.4×104J;
由P=Wt可得,電熱炕功率P1=W1t=2.4×104J60s=400W;
(2)由P=U2R可得,R1=U2P1=(220V)2400W=121Ω,
當S與觸點3、4接觸時處于抵擋,此時只有R2工作,電路中通過O點的電流;I=UR2=U2R【解析】(1)由圖可知,當S與觸點1、2接觸時,電路為R1的簡單電路,根據(jù)電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)可求得其消耗的電能,再利用P=Wt可求得電熱炕功率;
(2)根據(jù)(1)求得的電熱炕功率,利用P=U2R可求得R1的電阻,當S與觸點3、4接觸時處于抵擋,此時只有R2工作,根據(jù)R2的阻值是R1的2倍,可知R2的阻值,再利用歐姆定律可求得電路中通過O點的電流;
(3)根據(jù)密度公式變形可求得水的質(zhì)量,利用W=UIt可求得正常工作30min,所消耗的電能,利用W=Q=cm△t可求得升高的溫度.
本題考查電功率、電能、吸收熱量和升高溫度的計算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用,重點是對電路圖的分析,這也是本題的難點.
16.【答案】解:(1)水的體積:
V=50L=50dm3=0.05m3,
由ρ=mV得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
水吸收的熱量:
Q吸=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×(45℃?25℃)=4.2×106J;【解析】(1)由表格數(shù)據(jù)可知水的體積,根據(jù)ρ=mV求出水的質(zhì)量,利用Q吸=cm(t?t0)求出水吸收的熱量;
(2)熱水器中正常工作時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=U2R可求出電阻絲的電阻值;
(3)根據(jù)P=Wt求出熱水器消耗的電能,利用η=Q吸W×100%求出熱水器的效率.
本題考查了密度公式、吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用,從表中找到有用的信息是解決本題的關(guān)鍵.
17.【答案】解:
(1)當開關(guān)S置于2檔時,兩電阻串聯(lián),當開關(guān)S置于1檔時,只有R1工作;
根據(jù)串聯(lián)總電阻大于其中任一電阻,由P=U2R知,開關(guān)S置于2檔時為保溫燜飯狀態(tài)。
開關(guān)S置于1檔時為高溫燒煮狀態(tài);
則電飯鍋高溫燒煮時,它的功率:
P高=U2R1=(220V)244Ω=1100W;
(2)電飯鍋保溫燜飯時,即兩電阻串聯(lián),此時電阻R1兩端的電壓為【解析】(1)分析開關(guān)轉(zhuǎn)換時電路的連接,根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及P=U2R分析電路的工作狀態(tài),由P=U2R求出電飯鍋高溫燒煮時,它的功率是多大;
(2)電飯鍋保溫燜飯時,即兩電阻串聯(lián),已知電阻R1兩端的電壓為4.4V,由歐姆定律求出電路中的電流,根據(jù)Q=W=UIt求出電飯鍋工作10min產(chǎn)生的熱量。
本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律和電功及電功率公式的運用,關(guān)鍵是確定開關(guān)轉(zhuǎn)換時所對應(yīng)的狀態(tài)。
18.【答案】解:
(1)由P=Wt可得,加熱7min消耗的電能:
W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J,
(2)水吸收熱量:
Q吸=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(95℃?25℃)=2.94×105J;【解析】(1)根據(jù)W=Pt求出消耗的電能,
(2)已知水的質(zhì)量和溫度的變化,根據(jù)公式Q=cm(t?t0)求出燒開所吸收的熱量;
(3)可利用公式η=Q吸W×100%求出電熱水壺的效率。
本題考查了吸熱公式、電功公式、效率公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是從題目中得出有用的信息。
19.【答案】解:(1)因為P=Wt=Qt,
所以燈泡產(chǎn)生的熱量為QL=PLt=8W×10s=80J;
(2)當開關(guān)S1、S2閉合,開關(guān)S1斷開,將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時,燈泡與整個滑動變阻器串聯(lián)。
由圖象知,燈泡實際功率P實L=1W時,燈泡兩端電壓為U實L=2V,I實=0.5A,
因為I=UR,
所以滑動變阻器兩端電壓為U2=I實R2=0.5A×12Ω=6V,
所以電源電壓為U=U實L+U2=2V+6V=8V;
(3)當開關(guān)S、S1、S2同時閉合,滑動變阻器滑片位于最左端,燈泡和定值電阻R1并聯(lián)。
因為U實L′=U=【解析】(1)已知燈泡額定功率和正常發(fā)光時間,利用公式Q=Pt得到產(chǎn)生的熱量;
(2)當開關(guān)S1、S2閉合,開關(guān)S1斷開,將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時,燈泡與整個滑動變阻器串聯(lián)。由圖象可以得到燈泡實際功率為1W時的電壓和電流,根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,得到通過滑動變阻器的電流;已知滑動變阻器接入電路的電阻和通過的電流,得到滑動變阻器兩端電壓;根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點得到電源電壓;
(3)由P=U2R知,在電源電壓一定,并且燈泡兩端電壓不大于額定電壓,電路總
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