电与热综合计算题专项训练
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专项训练五电与热综合计算1.如图所示,在做比较不同物质吸热情况的实验过程中,烧杯内装有400 mL的色拉油,用电功率为100 W的电加热器给烧杯中的色拉油加热。
将色拉油的温度从20 ℃加热到70 ℃,用了591 s。
求:(1)色拉油的质量;(2)色拉油吸收的热量;(3)电加热器的效率。
[ρ色拉油=0.9×103 kg/m3,c色拉油=1.97×103 J/(kg·℃)]2.(1)电热足浴器正常工作时的电阻是多少?(2)用这个足浴器将5 kg的水从20 ℃加热到40 ℃,水吸收的热量是多少?(3)若此足浴器在额定电压下使用,需500 s才能将(2)问中的水从20 ℃加热到40 ℃,这个电热足浴器的加热效率是多少?(计算结果精确到0.1%)(4)小泽家安装的电能表如图所示。
某次小泽断开家中的其他用电器,让电热足浴器单独工作,在1 min内电能表的转盘转过50 r,求此时该足浴器两端的实际电压。
3.(2020·辽宁锦州中考)某品牌电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 000 W。
在标准大气压下,该电热水壶正常工作时将1.2 L、初温为20 ℃的水烧开。
(1)电热水壶正常工作时的电阻是多少?(2)若电热水壶的加热效率为90%,烧开这壶水需要多长时间?[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3](3)在用电高峰期,某同学关掉家里的其他用电器,只让电热水壶工作,观察到家中规格为“2 000 r/(kW·h)”的电能表转盘在2 min内转了60转,此电热水壶的实际功率是多少? 4.(2020·海南中考)小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。
豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到64 ℃时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。
小益用初温20 ℃、质量1 kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220 V恒定不变,(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因。
热、电、力综合计算专题一、热学综合计算1.(2016.黔西南州)已知焦炭的热值为q=3.0×107J/kg,0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量的25%被温度为25℃的水吸收,则能使多少质量的水温度升高到75℃?(c水=4.2×103J/(kg•℃)二、电、力、热综合计算1.(2011•泰州)如左图是一台常用的电热饮水机,下表是它的铭牌数据,如图是它的电路原理图,其中S是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻。
当S闭合时,饮水机处于加热(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃.需用时14min[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)].求此加热过程中:①水吸收的热量;②饮水机的加热效率。
(3)求电阻R1的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率)。
进行自动控制。
小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。
3.(2015•毕节市)某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点。
下表是该电热水壶的铭牌。
求:(1)如图所示,小电动机将1.2L的水从桶中提升了0.5m,电动机对水做的功至少是多少?(g取10N/kg)(2)电热水壶在额定电压下工作时的电流(保留一位小数)(3)电热水壶正常工作时,将1.2L水从20℃加热到100℃时,水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)](4)若(3)中的加热时间为7min,求电热水壶的热效率。
4.(2011.黔东南州)五一假期间,江华家新买了一台电热淋浴器,如图21所示。
待工人师傅安装后,他妈妈急忙充满水就要插到电路中使用,江华发现后说:“别慌!”接着他先看了电热淋浴器的铭牌(如下表)和家中的电能表(如图22所示),然后又观察家中此时正在工作的用电器有:60W灯六只、150W电冰箱一台、300W洗衣机一台。
(1)请你帮他计算说明,此时电热淋浴器还能接入电路中同时使用吗?(2)江华家电热淋浴器正常工作时的电阻是多大?(3)当江华给电热淋浴器通电1小时后,观察到淋浴器上温度计示数由30℃上升到55℃。
小专题(八) 电和热的综合计算01 专题概述)解决此类问题要认真审题,准确把握题目中的关键词,正确挖掘题目中的隐含条件,建立等量关系.如根据“电热器放出的热量全部被水吸收”,则有Q =I 2Rt =UIt =U 2R t =cm Δt ;若已知加热效率η,则电热器放出的热量与水吸收的热量之间的关系有ηQ 放=Q 吸.关于挡位问题,由公式P =U 2R可知,电热器的电阻越小,其功率越大,挡位越高:(1)并联电路,接入的电阻越多,挡位越高;(2)串联电路,接入的电阻越多,挡位越低.02 专题训练)类型1 铭牌类1.(2017·潍坊)某品牌的电热水壶铭牌如表所示,在一个标准大气压下电热水壶正常工作时,将水壶中的额定容量的水加热至沸腾.已知室温与水的初温皆为20 ℃,水的比热容c 水=4.2×103 J/(kg·℃),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m 3.(1)求水吸收的热量;(2)通过计算判断,加热时间是否可能为200 s.解:(1)V 水=1.0 L =1.0×10-3 m 3水的质量:m 水=ρ水V 水=1.0×103 kg/m 3×1.0×10-3 m 3=1.0 kg水吸收的热量:Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.0 kg ×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J(2)200 s 内电热水壶放出的热量:Q 放=Pt =1 360 W ×200 s =2.72×105 J∵2.72×105 J <3.36×105 J∴加热时间不可能为200 s ,只能是大于200 s.2.(2017·岳阳)养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器,采用新型电加热材料,通电后产生热量把壶内的水加热.如图是某款养生壶及其铭牌,求:(1)养生壶正常工作时的电阻;(2)若正常工作时,养生壶加热效率为91%,将1 kg 水从20 ℃加热到85 ℃需要多长时间.[c 水=4.2×103 J/(kg·℃)]解:(1)由P =U 2R可得,养生壶正常工作时的电阻: R =U 2P =(220 V )21 000 W=48.4 Ω (2)水吸收的热量:Q 吸=cm Δt =4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(85 ℃-20 ℃)=2.73×105 J型号 LL -8015额定电压 220 V额定功率 1 360 W额定频率 50 Hz额定容量 1.0 L型号CH -M16 额定电压220 V 频率50 Hz 额定功率1 000 W 容量 1.2 L由η=Q 吸W 可得,养生壶消耗的电能: W =Q 吸η=2.73×105 J 91%=3×105 J 由P =W t可得,养生壶工作时间: t =W P =3×105 J 1 000 W=300 s类型2 挡位类3.(2018·滨州)图甲是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未知),图乙为其简化电路原理图,S 是自我保护开关,电暖器跌倒时,S 自动断开,切断电源,保证安全,闭合S 1为“低温”挡.请完成下列问题:(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?(3)若某房间内空气质量为60 kg ,空气温度为10 ℃,设空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min ,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少?解:(1)闭合S 1为“低温”挡,R 1单独接入电路,由P =U 2R可得“低温”挡正常工作时的电阻: R 1=U 2P 低=(220 V )2550 W =88 Ω (2)闭合S 1为“低温”挡,R 1单独接入电路,则单独闭合S 2时为“中温”挡,S 1、S 2同时闭合时为高温挡,R 1、R 2并联,则高温挡功率:P 高=P 低+P 中=550 W +1 100 W =1 650 W根据P =UI 可得高温挡正常工作时的电流:I =P 高U =1 650 W 220 V=7.5 A (3)电暖器的“高温”挡正常工作20 min ,放出的热量:Q 放=P 高t =1 650 W ×20×60 s =1.98×106 J空气吸收的热量:Q 吸=ηQ 放=50%×1.98×106 J =9.9×105 J由Q 吸=cm Δt 可得,房间的空气温度升高:Δt =Q 吸cm =9.9×105 J 1.1×103 J/(kg·℃)×60 kg=15 ℃4.(2018·天津)如图为某电热器的电路原理图,通过将开关S 置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,对应的额定功率分别为800 W 和40 W.(1)将开关S 接“1”时,电热器处于__加热__(填“加热”或“保温”)状态.(2)电热器在加热状态下正常工作,将0.5 kg 初温为20 ℃的水加热到100 ℃,需要多长时间?[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),假设电能全部转化为水的内能] ××牌电暖器额定电压220 V 额定功率 低温挡 550 W 中温挡1 100 W 高温挡频率 50 Hz解:(2)水吸收的热量:Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg ×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J电能全部转化为水的内能,则W =Q 吸=1.68×105 J由P =W t得,需要的加热时间: t =W P 加热=1.68×105 J 800 W =210 s5.小丽家在厨房里安装了如图甲所示的某款电热水龙头.图乙是它的工作原理图,旋转手柄可使扇形开关S 同时接触两个相邻的触点:当S 旋到位置1时,只接触1触点;当S 旋到位置2时,同时接触1、2触点;当S 旋到位置3时,同时接触2、3触点.通过旋转手柄带动开关S ,接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间的切换.当开关在位置1时,水龙头放出冷水.定值电阻R 1=R 2=48.4 Ω.请完成下列问题:甲 乙(1)当开关旋到位置2时,水龙头放出__温水__(填“冷水”“温水”或“热水”).(2)当开关旋到位置3时,发热功率是多少?(3)如果产生的电热全部被水吸收,则当开关旋到位置3时,通电42 s ,能使质量为1 kg 、初温为25 ℃的水温度升高多少?[c 水=4.2×103 J/(kg·℃)]解:(2)开关旋到位置3时,R 1与R 2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大,流出的为热水.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电路的发热功率:P =P 1+P 2=U 2R 1+U 2R 2=(220 V )248.4 Ω+(220 V )248.4 Ω=2 000 W (3)当开关旋到位置3时,由P =W t可得,通电42 s 电热水龙头产生的热量: Q =W =Pt =2 000 W ×42 s =84 000 J如果产生的电热全部被水吸收,则水吸收的热量:Q 吸=Q =84 000 J由Q 吸=cm Δt 可得,水升高的温度:Δt =Q 吸cm =84 000 J 4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg=20 ℃。
2.近日,全国各地迎来了持续降温降雨的天气。
对于有车一族的伙伴们来说,每每遇上降雨天气,汽车后视镜上往往会有不少的水珠,使得后视镜无法正常使用,从而影响了后方的视野。
如图甲所示是某型号的丰田汽车,该车的倒后镜有三个档位可调节,分别对应的防雾、除雨露、除冰霜三种功能,需要的热量依次增多,图乙是其原理图。
已知车载电源电压为12V ,电热丝电阻分别为R 1=10Ω,R 2=20Ω,R 3=30Ω,求:(1)旋钮拧到第几档时为防雾档,此时连入电路中的总电流为多少A ;(2)旋钮拧到第2档时,此时电路的总功率为多少W ;(3)旋钮拧到第3档时,工作10min 电路产生的热量为多少J 。
3.小明家新购置了一个额定功率为3200W 的电热水龙头,如图经过测试正常工作时进水温度为20℃,出水温度为45℃,30s 内的出水质量为0.8kg 。
已知()34.210J /kg c =⨯⋅水℃,求: (1)水吸收的热量;(2)电热水龙头的热效率。
采用新型电加热材料,通电后产生热量把壶内的水加热。
图是某品牌养生壶简化电路图。
小明了解到电中药壶内部的电路图如图所示;(1)求电中药壶内部一个发热电阻的阻值;(2)请根据小明的记录,计算出水吸收的热量;(3)用高温挡加热5min电中药壶消耗的电能。
8.小明家使用的电饭煲部分参数如下表所示,其简化电路如图所示,R1、R2均是发热电阻(阻(1)汤需要吸收的热量;(2)利用电饭煲高温挡煲汤时,电饭煲正常工作且不考虑热损耗,则需要多少时间?(3)R2的阻值为多少?10.如图甲所示是一款家用可调温果汁加热鼎,内部有R1、R2两个加热电阻,其中R1是滑动变阻器改装成的可调电阻,S为单刀多掷开关。
当开关接1时,加热鼎处于保温挡,保温功率为220W;当开关接2时,加热鼎处于可调温挡,可调功率范围为220~1100W;当开关︒,q天然气J/(kg C))此次加热水消耗的天然气的体积;2000W的电热水器,使?(不计热量损失)(1)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。
热、力、电综合专题计算命题点一:铭牌类1.(2019·邵阳)某居民家安装了一台电热水器,其铭牌标示如下表所示。
加满20℃的水后加热至70℃,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),干木材的热值q=1.2×107J/kg。
(1)水需要吸收多少热量?(2)电热水器正常工作时至少需要多长时间?(3)如果用干木材替代电热水器烧水,效率为14%,需要多少干木材?2.(2018·六盘水)在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
(1)如图所示,电热水壶使用的都是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座后可将其与相连,防止漏电时对人造成伤害。
壶底的加热盘烧水时是通过的方式改变了水的内能。
(2)电热水壶的铭牌如下表所示,正常工作时通过电热水壶的电流是多少?(3)为了测量电热水壶的加热效率,小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水,在额定电压下将其加热到沸腾,用时7min。
已知烧水时气压为1个标=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),则该电热水壶的加热准大气压,ρ水效率为多少?(4)小刚发现电热水壶的电源线都比较短,上网查询后发现,按照国家规定的标准,电热水壶使用的电源线不能过长,横截面积不能过小。
请利用所学的物理知识进行解释。
3.(2019·安顺)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三档加热,其简化电路图如图乙所示。
R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]加热杯的部分参数如表。
求:c水(1)R2的阻值是多少?(2)加热杯的低温档功率是多少?(3)若不计热量损失,加热杯使用高温档加热,使1L水从12℃升高到100℃,需要多长时间?命题点二:多档位电器4.(2020·毕节模拟)图甲是两档空气炸锅,图乙是其内部简化电路,R1、R2均为发热体,将开关S分别置于1、2两位置时,空气炸锅处于不同的档位。
电与热综合计算题专项训练一.典例分析:例1.小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部.当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:1220Ω】(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?【8A】(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?【70.7%】(C水=4.2×103J/(kg•℃)).例2.如图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图.图乙是它的有关参数.它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),试问:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?并说明理由.【】(2)R1和R2的电阻值各是多大?【40Ω;1170Ω】(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)【630s】例3.某同学根据如图所示电路进行实验,先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,记下电压表读数和电流表读数;后松开夹子,使电动机转轴转动,移动滑动变阻器滑片,记下电压(1)电动机不转动时,通电10s,电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1.【0J;0.4J】(2)电动机转动时,通电10s,电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2.【36J;14.4J】(3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系,并分析其原因.【W1=Q1,W2>Q2】二.课堂检测题:1.图甲是某款电热水龙头.即开即热、冷热兼用.图乙是它的原理电路.R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换.有关参数如下表.不考虑温度对电阻丝的影响,请回答下列问题:(1)开关置于2时,水龙头放出的水是(选填“冷”、“温”或“热”)水.此时电路中的电流时多大?【温;10A】(2)水龙头放热水时,正常工作60s,消耗的电能是多少?【1.8×105J】(3)R2的电阻是多大?【60.5Ω】2.如图是某学校食堂电水壶的铭牌和电路图,R为加热器.温控开关S处于闭合状态,加热器加热,当水沸腾后,会自动断开进入保温状态.气压为1标准大气压,加热器加热,当水沸腾后,会自动断开进入保温状态.气(C水=4.2×103J/(kg•℃))则:11Ω】(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?【735s】(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,电阻R0的电功率是多少?【209W】3.如图是一款有煮洗功能的洗衣机的简化电路图及相关参数.此款洗衣机有两个档位,当开关置于位置1时为加热状态,当开关置于位置2时为保温洗涤状态.其中电阻R1的阻值为22Ω(C水=4.2×103J/90℃时水吸收的热量;【4.41×106J】(2)R2的阻值;【242Ω】(3)洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机的功率为200W,则此时通过电动机的电流为多少?【0.91A】4.如图甲所示,是某电饭煲的铭牌,图乙是其电路原理图.试求:(1)在电饭煲中装满20℃的水,将其接入家庭电路中加热至沸腾,需要吸收多少热量?【1.008×106J】(1标准大气压下)(C水=4.2×103J/(kg•℃))(2)加热过程中,消耗的电能是多少?【1.12×106J】(3)R2的阻值是多大?【913Ω】5.几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字.现在市面上流行如图1所示的新型电饭锅,采用了“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的口感和营养,其简化电路如图2甲所示.R1和R2均为电热丝,S是自动控制开关.把电饭锅接入220V的电路中,用电饭锅的“聪明火”煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2乙所示.(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数);【73.3Ω】(2)这个电饭锅在0﹣15min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃,求电饭锅在这段时间内加热的效率(C水=4.2×103J/(kg•℃))【70%】.6.如图是小林家里电热水器的工作原理图,两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档.当S1断开,S2接b时,其功率为低档,大小为1000W.(1)请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦.(不必写出推导过程)【4000W、2000W】(2)小林选用某功率档加热水箱里的50L水,水温升高40℃用了40min,求此过程电热水器的效率.[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)【87.5%】7.如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是20℃,通电5分50秒,水烧开(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:(1)算一算此电水壶正常工作时的电流;【5.5A】(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大?【40Ω】(3)水从20℃烧开所吸收的热量是多少?(C水=4.2×103J/(kg•℃))【3.36×105J】(4)现测得电源电压为210伏,算一算此电水壶工作的效率.【87%】8.小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能,其装置如图所示,烧水时,先按一下加水按钮,自吸泵把水从水桶抽到壶内,当壶内水位达到规定容量时,自吸泵自动停止抽水;再按一下加热按钮,加热装置将对壶内的水加热,当水沸腾时,加热装置自动停止加热,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ水33,求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能.【10J】(2)电热水壶正常工作时,把1.2L水从20℃加热到100℃用的时间是6min,求电热水壶的热效率.【93.3%】9.如图是家庭常用的电热水壶,其铭牌数据如表所示.若加热电阻的阻值不随温度变化而改变,且此时的大24.2Ω】(2)装满水后,壶中水的质量是多少千克?(1L=1×10﹣3m3)【1.5kg】(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收多少热量?(C水=4.2×103J/(kg•℃))【5.04×105J】(4)不考虑热量损失,烧开这壶水,需要多长时间?【4.2min】。
初中物理电(热)学综合题,共23道(含解析),掌握吃透多拿20分
电与热是初二物理的重点内容,也是很多同学学起来吃力的地方,因此同学们在这个地方需要做的事情就是多加练习,争取吃透知识点,这样才能在考试中更有把握。
不过电与热算是初中物理的一个难点,想要完全吃透知识点是有一定难度的,如果仅仅只是做练习题就想吃透电与热的内容,还是没有老师说起来的这么容易。
不过老师相信持之以恒的力量,同学们在学习物理的过程中虽然会觉得难,但是一些物理自然现象又十分的有趣,这样就导致物理这一门学科让同学们又爱又恨,因此就更想要吃透物理中的一些难点。
初中物理电学本身就是比较难的一个章节,自然也是很多同学丢分的地方,想要吃透物理中的难点,完全依靠书本上的知识点和只知道做练习都是行不通的,必须两者相结合才行。
那么今天老师就整理了初中物理电(热)学综合题,共23道(含解析),掌握吃透多拿20分,希望能够帮助到大家!。
电热综合计算中考专题一.计算题1.养生壶的电路如下图所示,它有加热和保温两档,R1与R2均为电热丝。
当加热到设定温度时,养生壶自动切换为保温档。
养生壶的部分参数如表所示。
求:壶的容积 1.5L额定电压220V加热功率1000W保温功率44W(1)试分析,当S1闭合,S2断开时,养生壶处于哪个状态(档位);(2)R2的阻值;(3)若养生壶的热效率为80%,在一标准大气压下,将满壶水从20℃加热至沸腾需要的时间。
[水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]2.图甲所示的养生壶(类似于电水壶)采用一种新型的电加热材料,其工作原理与电水壶相似。
表为养生壶铭牌;图乙为小明同学家中电能表的表盘;小明同学关闭了家中的其它所有用电器,用养生壶将50℃的水加热到100℃用时6min求:型号HX﹣201901额定电压220V频率50Hz额定功率1210W热效率87.5%(1)若加热时,家中电能表的转盘转了300转,养生壶消耗的电能为多少焦耳;(2)壶中水的质量;(3)养生壶的实际电压。
(不考虑温度对电阻的影响)3.某电热水壶铭牌的部分参数如表,忽略温度对电阻的影响。
电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃.求:[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3](1)水吸收的热量是多少(2)电热水壶的效率是多少?(3)在用电高峰时,实际加热时间为363s,若与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能,实际电压多大?额定电压220V额定功率1000W最大容量 1.2L4.吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。
利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。
电路中R 是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160Ω的调控电阻;S为温控开关,当温度等于或低于37℃时闭合,温度等于或高于42℃时断开,使箱内温度维持在37℃到42℃之间;额定电压为220V.请完成下列问题:(1)在额定电压下,发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特?(2)设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。
热电综合计算题热电综合计算题一般以电热器为载体,利用电流的热效应给物质加热。
焦耳定律是试题考查的重要知识点,能量转化方向是试题的热点。
1.某型号饮水机如图甲所示,上面水桶装水18kg,下面热水箱装水1kg,电热饮水机工作中电路如图乙所示,饮水机有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到95 o C时开关S1自动断开,处于保温状态,当水温降至一定温度时,S1又闭合,重新加热。
已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω。
求:(1)饮水机处于保温状态时的电功率是多少?(2)饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少?(3)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从25℃加热到95℃。
需用时14min[水的比热容为3⨯⋅℃]。
求此加热过程中饮水机的加热效率。
(百分号前保留一位小数)4.210J/(kg)2.电陶炉因具有新进式升温、对锅具材质无特殊要求,也无电磁辐射危害等优点,受到人们的广泛欢迎。
如图甲所示,为某品牌电陶炉,其铭牌的主要参数如图乙所示,内部电路的简化示意图如图丙所示,R1、R2为阻值未知的电热丝。
该电陶炉可以实现“高温档”、“中温档”、“低温档”三种档位加热。
求:(1)电陶炉使用“中温档”正常工作时电路中的电流;(2)在图丙中,当S闭合,S1断开,S2接b,电陶炉处于“低温档”,该状态下电陶炉正常工作时消耗的电功率;(3)用电高峰时电路的实际电压降为198V,此时用该电陶炉给一装有2 kg的水壶加热,水的初始温度为25℃,用“高温档”连续工作200s,水温升高到40℃,请计算此时电陶炉的加热效率η为多少?(最终计算结果保留1位小数)[已知水的比热容c = 4.2 ×103J/(kg·℃),电热丝的电阻不随温度变化,水吸收的热量跟电陶炉消耗的电能的比值叫做加热效率。
]3.如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。
热量能综合题1、用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便,还能节约能源,如果水箱装水60 kg,玻璃盖面积为0.84 m2,地球上垂直于太线的外表太阳辐射热为7.56×104J/(min·m2),水箱吸收太阳能的效率为50%。
如果在不考虑水散热的情况下,随时调整水箱位置,使太总能垂直射入玻璃盖,请计算晒水4小时后水温升高多少?解:由题意知太阳照射4小时水箱传递的太阳能为:W太= aSt= 7.56×104J/(min·m2)×0.84 m2×4×60 min = 1.524×107J根据水箱吸收太阳能的效率为50%,那么水箱中水所能吸收的热量为:Q吸= W太×η =1.524×107J×50%= 7.62×106J根据Q吸=cm△t所以水箱的水温升高为:△t = Q吸/cm = 7.62×106J/﹝4.2×103J/(kg•℃)×60kg﹞≈30.24℃点评:由题意根据已有的经历写出类似的公式也是一种能力的表现,在考试中要引以重视。
2、空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的"热量搬运〞装置.其工作原理是:空气能热水器在工作时,吸收空气中的能量Q,消耗的电能为W,通过热交换使水吸收的热量为Q吸,即Q吸=Q+W,所以它的热效率〔Q吸/W的值〕可以到达300%~500%.某型号空气能热水器的热效率为400%,电功率为1400W,当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/〔kg.℃〕,干木柴的热值为1.2×107J/kg].求:〔1〕水吸收的热量;〔2〕水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量;〔3〕空气能热水器完成上述加热过程所用的时间.分析:〔1〕知道水的质量、比热容、升高的温度,根据Q吸=cm〔t-t0〕求出水吸收的热量.〔2〕由题知Q吸=Q放,知道水需要的热量和干木柴的热值,利用m=Q/q得到需要的干木柴质量.〔3〕水吸收的热量如果用空气能热水器加热,利用中的η2=Q吸/W=Q吸/Pt列出等式,求出利用空气能热水器需要的时间.解:〔1〕水吸收的热量:Q吸=cm〔t-t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×100kg×〔55℃-15℃〕=1.68×107J;〔2〕由题知,Q吸=Q放,需要的干木柴质量:m= Q放/ q=1.68×107J/1.2×107J/kg=1.4kg;〔3〕由题意的η= Q吸/W=Q吸/Pt=400%,即1.68×107J/1400W×t=400%解得t=3×103s点评:空气能热水器属于新产品,针对新产品,重大事件设计物理问题,都是中考的热点,一定要关注.力热综合题1、随着国民经济的开展,汽车已走进家庭。
电与热综合计算题专项训练
一.典例分析:
例1.(2015•东营)小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部.当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝.使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示:
额定电压220V
频率50Hz
保温功率220W
加热功率1980W
水箱容量50L
设定温度40℃
(1)电热丝R1的阻值是多少?【220Ω】
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?【8A】
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?【70.7%】
(C水=4.2×103J/(kg•℃)).
例2.(2014•怀化)如图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图.图乙是它的有关参数.它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),试问:
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?并说明理由.【】
(2)R1和R2的电阻值各是多大?【40Ω;1170Ω】
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,忽略温度对电阻的影响)【630s】
例3.(2015•杭州)某同学根据如图所示电路进行实验,先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,记下电压表读数和电流表读数;后松开夹子,使电动机转轴转动,移动滑动变阻器滑片,记下电压表读数和电流表读数.数据记录如表:
U(V)I(A)W(J)Q(J)
不转动0.2 0.2 W1Q1
转动 3.0 1.2 W2Q2
利用如表数据计算和分析:
(1)电动机不转动时,通电10s,电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1.【0J;0.4J】
(2)电动机转动时,通电10s,电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2.【36J;14.4J】
(3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系,并分析其原因.【W1=Q1,W2>Q2】
二.课堂检测题:
1.(2014•岳阳)图甲是某款电热水龙头.即开即热、冷热兼用.图乙是它的原理电路.R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换.有关参数如下表.不考虑温度对电阻丝的影响,请回答下列问题:
(1)开关置于2时,水龙头放出的水是(选填“冷”、“温”或“热”)水.此时电路中的电流时多大?【温;10A】(2)水龙头放热水时,正常工作60s,消耗的电能是多少?【1.8×105J】
(3)R2的电阻是多大?【60.5Ω】
额定电压220V
额定功率温水2200W 热水3000W
2.(2015•锦州)如图是某学校食堂电水壶的铭牌和电路图,R为加热器.温控开关S处于闭合状态,加热器加热,当水沸腾后,会自动断开进入保温状态.气压为1标准大气压,加热器加热,当水沸腾后,会自动断开进入保温状态.气压为1标准大气压,加热器电阻值不变.(C水=4.2×103J/(kg•℃))则:
额定电压220V
额定功率4400W
水壶装水质量10kg
频率50Hz
(1)电水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是多大?【11Ω】
(2)若电水壶产生的热量全部被水吸收,现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?【735s】(3)当电水壶处于保温状态时,通过加热器的电流是1A,电阻R0的电功率是多少?【209W】
3.(2014•抚顺)如图是一款有煮洗功能的洗衣机的简化电路图及相关参数.此款洗衣机有两个档位,当开关置于位置1时为加热状态,当开关置于位置2时为保温洗涤状态.其中电阻R1的阻值为22Ω(C水=4.2×103J/(kg•℃)),求:
加热功率(kW) 2.4
加水量(kg)15
洗涤衣物容量(kg) 3
额定电压(V)220
产品质量(kg)44
产品尺寸(mm)450×540×768
(1)在洗衣机内按“加水量”加入20℃的冷水加热到90℃时水吸收的热量;【4.41×106J】
(2)R2的阻值;【242Ω】
(3)洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机的功率为200W,则此时通过电动机的电流为多少?【0.91A】
4.(2014•毕节市)如图甲所示,是某电饭煲的铭牌,图乙是其电路原理图.试求:
(1)在电饭煲中装满20℃的水,将其接入家庭电路中加热至沸腾,需要吸收多少热量?【1.008×106J】(1标准大气压下)(C水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)加热过程中,消耗的电能是多少?【1.12×106J】
(3)R2的阻值是多大?【913Ω】
5.(2015•山西)几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字.现在市面上流行如图1所示的新型电饭锅,采用了“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的口感和营养,其简化电路如图2甲所示.R1和R2均为电热丝,S是自动控制开关.把电饭锅接入220V的电路中,用电饭锅的“聪明火”煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2乙所示.
(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留
一位小数);【73.3Ω】
(2)这个电饭锅在0﹣15min把质量
为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃,
求电饭锅在这段时间内加热的效率
(C水=4.2×103J/(kg•℃))【70%】.
6.(2014•厦门)如图是小林家里电热水器的工作原理图,两根加热管电阻相同.电热水器功率有高、中、低三档.当S1断开,S2接b时,其功率为低档,大小为1000W.
(1)请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦.
(不必写出推导过程)【4000W、2000W】
(2)小林选用某功率档加热水箱里的50L水,水温升高40℃用了40min,
求此过程电热水器的效率.[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)【87.5%】
7.(2014•黔东南州)如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是20℃,通电5分50秒,水烧开(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:
(1)算一算此电水壶正常工作时的电流;【5.5A】
(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大?【40Ω】
(3)水从20℃烧开所吸收的热量是多少?(C水=4.2×103J/(kg•℃))【3.36×105J】
(4)现测得电源电压为210伏,算一算此电水壶工作的效率.【87%】
8.(2014•潍坊)小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能,其装置如图所示,烧水时,先按一下加水按钮,自吸泵把水从水桶抽到壶内,当壶内水位达到规定容量时,自吸泵自动停止抽水;再按一下加热按钮,加热装置将对壶内的水加热,当水沸腾时,加热装置自动停止加热,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,电热水壶的铭牌数据如表.
产品型号BH﹣X22
额定电压220V
频率50Hz
加热功率1200W
容量 1.2L
(1)如果自吸泵抽水效率为60%,求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能.【10J】
(2)电热水壶正常工作时,把1.2L水从20℃加热到100℃用的时间是6min,求电热水壶的热效率.【93.3%】
9.(2015•娄底)如图是家庭常用的电热水壶,其铭牌数据如表所示.若加热电阻的阻值不随温度变化而改变,且此时的大气压为1标准大气压.则:
额定电压220V
额定加热功率2000W
容量 1.5L
频率50Hz
(1)电热水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是多少欧姆?【24.2Ω】
(2)装满水后,壶中水的质量是多少千克?(1L=1×10﹣3m3)【1.5kg】
(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收多少热量?(C水=4.2×103J/(kg•℃))【5.04×105J】(4)不考虑热量损失,烧开这壶水,需要多长时间?【4.2min】。