初2021级中考物理专题突破4:电学、电热、力电综合计算
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2021中考物理计算:电热力综合压轴型1. 太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化,从而自动控制进水、加热等.某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线,其内部结构示意图如图1,其中的水位传感器利用不纯净的水能导电的性质来工作.问:(1)当水箱内的水面由图1的C处降低到D处时,红、蓝两线间的电阻变化了多少kΩ?(四个电阻阻值都等于10kΩ,水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点,忽略水的电阻);如果实际水位已经下降了,但它的显示屏总显示水是满的,那么水位传感器的故障原因是什么?(2)阴雨天时需要电辅助加热.已知加热功率为1500W,要把水箱里的150kg水从40℃加热到60℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg•℃);不计热损失](3)张杨手头有一个维修师傅换下来的“水位水温传感器”,其热敏电阻还是好的,于是就想自制一个指针式热敏温度计,他设计的电路如图2所示.如果电路中电源电压等于l2V,定值电阻R0的阻值是2kΩ,上网查到这种热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图3所示,那么,这个指针式热敏温度计的25℃温度刻度跟电压表多少伏的刻度对应?2. 如图是一种小鸡孵化器,其电路如图所示,在一般情况下,只需灯光照明,灯泡额定电压为12V,温度较低时,则需要加热。
电源电压为72 V,R1为定值电阻,R2为阻值可变的发热电阻丝(标有“200Ω 3A”的字样),电流表A1的量程为0~0.6 A,电流表A2的量程为0~3A,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图所示,仅闭合S时,灯泡恰好正常发光。
求:(1)灯泡正常发光时的电阻值R L;(2) R1的阻值;(3) S、S l、S2均闭合时,电路安全的情况下R2消耗电功率的最小值和最大值。
3. 图甲的储水容器底有质量0.5kg,底面积100cm2的长方体浮桶,桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连,距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。
专题突破4:电学、电热、力电综合计算类型1简单电路的基本计算1.如图所示电路中,电源电压保持不变,灯泡L上标有“3V0.9W”字样,且灯丝电阻保持不变。
当开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,灯泡L正常发光。
求:(1)电源电压和灯泡L的阻值;(2)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
类型2图像分析计算2.小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路,其电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
调节滑动变阻器的滑片,从a端开始向b端移动到某一位置的过程中,测出了多组电流和电压值,并绘制了如图乙所示的图像。
求:(1)滑动变阻器的最大阻值;(2)小灯泡的额定功率;(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能。
类型3动态电路的分析与计算类型33.如图所示电路中,电源电压恒为72V,R为定值电阻,R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“300Ω 3A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表`A2`的量程为0~3A,灯泡上标有“12V6W”的字样。
(1)灯泡正常工作时的电流是多大?(2)当闭合S,断开`S1`、`S2`时,灯泡正常工作,则`R1`的阻值是多大?(3)S、`S1`、`S2`均闭合后,在不损坏电路元件的情况下,求电路消耗总电功率的最小值和最大值,并求出对应的`R2`的阻值。
类型4多挡位家用电器的实际电助率计算类型44.王老师家新购买了一个电烤火炉,它的工作原理图如图所示,其中`R1`和`R 2`均为加热丝,该电烤火炉有高温挡和低温挡两种挡位,铭牌如表所示。
求:(1)电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能;(2)电阻R的阻值;(3)王老师关闭其他用电器,让电烤火炉在高温挡工作,观察到标有“2500r/kW·h”的电能表在6min内转动了250转,计算该电烤火炉高温挡的实际功率。
5.小明家的电烤箱铭牌的部分参数如图甲所示(其中高温挡的额定功率模糊不清),其简化电路如图乙所示,`R1`、`R2`均为电热丝(电阻不随温度变化)。
2021年中考物理专项复习——热学、电学综合计算专题1.(2021毕节模拟)太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置,小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10 m高的屋顶上。
现需要将初温为10 ℃、质量为100 kg的水加热到60 ℃。
则:[g取10 N/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)](1)把这些水从地面输送到屋顶的热水器中,需要对水做多少功?(2)这些水要吸收多少热量?(3)遇到阴雨天,就要改用热水器中的电辅助设备加热(加热功率为1 500 W),若不计热损失,加热这些水需要多长时间?2.(2021孟津模拟)空气能热水器(如图甲所示)其工作原理是压缩机运转时,制冷剂汽化吸收空气中的热量,到冷凝器液化放热,释放的热量传递给水箱中的水,使水温升高。
其能效利用更高且更为环保,我国政府一直在大力推行环保政策,而空气能热水器具备很好的节能环保特性,从而得到政府部门的大力支持。
因此,空气能热水器在国内迅速发展起来。
(1)空气能属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
水箱中水的温度升高,是通过方式增加了水的内能;(2)若某同学洗一次澡用水30kg,则这些水温度由20℃升高到50℃吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)](3)图乙是某兴趣小组设计的热水温度监测模拟电路。
其中D温度传感器,通过温度计t (实质是一个量程为0~0.6A的电流表)读出温度的大小,若电源电压为9V,R0为10Ω的定值电阻,温度传感器D电阻的倒数1/R与温度的关系如图丙所示。
当温度计的示数为20℃时电路中的电流为多少安?(4)小明家的空气能热水器在实际使用中节能效果不是太理想,他经过观察发现可能是安装在阳台上的原因。
根据空气能热水器的工作原理,分析一下为什么不能安装在阳台上。
3.(2021郯城育才中学模拟)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中,低三挡加热,其简化电路图如图乙所示,R1、R2、R3为电热丝,已知R1=202Ω,加热杯的部分参数如下表。
2021年中考物理考点提升训练——热学、电学综合计算1.(2021鞍山模拟)如图表是从某电热饮水机说明书上收集到的信息。
当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于保温状态。
为了测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路中,闭合开关S,测得热水箱中的水(装满)从25℃升高到100℃,所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过120转(r).不考虑温度对阻值的影响;根据以上信息,求:(1)饮水机热水箱中的水从25℃升高到100℃时所吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
(2)饮水机此加热过程中的热效率(η=×100%)。
(3)饮水机加热时的实际电压。
2.(2021抚顺模拟)有一只电热水壶,其铭牌上标有“220V 1210W”的字样,不考虑温度对电阻的影响,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg。
求:(1)它正常工作时通过电阻丝的电流有多大。
(2)它正常工作时电阻丝的电阻有多大。
(3)当实际电压为220V时,该电热水壶的效率为80%,在一标准大气压下将壶内1kg的水由20℃加热至沸腾,加热多少分钟。
3.(2021娄底模拟)学校购置了一批温热型饮水机,配置每个班级。
其电路图和铭牌如图所示。
小东查阅说明书了解到,通电后开关S和S0闭合饮水机进入加热状态;当瓶胆内水的温度被加热到90℃时,加热状态就停止,S0断开而进入保温状态;当胆内水的温度下降到60℃时,加热状态就又会自动启动。
请解答以下问题:(1)饮水机在加热状态下正常工作的电流是多大?电热丝R2的规格?(2)小东同学通过观察发现:瓶胆内装满初温20℃的水,通电后正常工作,加热状态10min 后停止,间隔15min后加热状态又启动。
求饮水机在这25min工作过程中消耗的电能和对外损失的能量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)](3)根据以上信息从物理学的角度对这种温热型饮水机进行合理评价。
中考专题:电功率、电热综合计算1.前些日子,小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷,其铭牌如右表.小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法,他接水至800ml刻度,然后把壶放在加热座上,拨开开关,5min后水烧开,水壶自动断电.已知水的初温为20℃.自动电热水壶型号ZDH100B电源220V 50Hz额定功率1100W容量800ml编号H8017664(1)这壶水吸收的热量为多少?(2)烧水时家中电压为220V,求电热水壶的热效率.(3)在用电高峰,电路中的实际电压降为198V,这时电热水壶的实际功率为多大?点评:本题考查吸热公式、电功率公式以及热效率公式的应用,知识点多、联系实际生活,属于中考常见题型,从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键.2.小理对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W,(1)小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.22kw•h的电能.水吸收的热量是多少?这时电磁炉的效率是多少?(2)小理用电磁炉煮粥.先用大火将水开,后用小火煮.这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁的电流是多少?[水的比热是4.2×103J/(kg•℃),家庭电路的电压为220V].点评:本题是一道电学与热学的综合计算题,考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用,记住是kw•h电功的单位以及与焦耳(J)的关系1kw•h=3.6×106J,能从P﹣t图象得出相关信息是解本题的关键之一.3.电磁炉是一种效率较高的新型灶具,已广泛进入寻常百姓家中.小华观察到家中的电磁炉铭牌上标有“220V 2000W”、电能表铭牌上标有“220V 10(20)A 1500r/kW•h”字样.小华单独把电磁炉接入电路中,用它在5min内把1.5kg、20℃的水加热到100℃,观察到电能表转盘转了225转,则:(1)加热5min水吸收的热量是多少?(2)电磁炉工作5min实际消耗的电能是多少?(3)电磁炉实际电功率是多少?(4)比较(1)、(2)两问的计算结果,你发现什么问题?如何解释?(5)根据电磁炉的铭牌说明与(3)问的计算结果,你发现什么问题?如何解释?4.如图是研究电流热效应的实验装置图.两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油,烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω,烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚.当闭合开关,经过210s的时间,烧瓶A中的煤油温度由20℃升高到24℃,烧瓶B中的煤油温度由20℃升高到22℃.假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,电阻丝的阻值不随温度变化,电源电压保持不变,已知煤油的比热容c=2.1×103J/(kg•℃).求:(1)在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量;(2)烧瓶B中电阻丝的阻值;(3)电源的电压及电路消耗的总功率.点评:本题考查了学生对密度公式、吸热公式、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律公式的掌握和运用,是一道电学与热学的综合应用题,属于难题.5.某电水壶的铭牌信息如图1所示,电水壶在标准大气压下工作.[c水=4.2×103J(kg•℃)](1)电水壶装满初温为20℃的水时,在额定电压下将水烧开用了7min.求:①水吸收的热量是多少?②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?(2)农村电网改造前,用电高峰时电压会下降l0%.求:这时电水壶的实际功率P0.(电阻不随温度改变)(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造,在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2,如图2所示,并分别推导出了R2的表达式.甲同学:R2=乙同学:R2=请你指出哪个表达式是错误的,并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.点评:本题是一道电学和热学的综合计算题,难点在于对两个表达式的判断,实质是让同学推导R2的表达式,两种解法用的依据不同;乙同学在推导时用错了并联电阻的特点,导致表达式错误,不易看出,要细心!6.小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开,热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率2kg 220V 440W 40W(1)求电阻R1的阻值;(2)求正常加热时通过饮水机的电流;(3)在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min.加热一次消耗的电能是多少?重新加热前的水温t是多少?(不计能量损失,c水=4.2×103J/(kg•℃))7.如图是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的分压电阻,S是温控开关.电热毯铭牌上标有“220V 40W”字样.不考虑温度对电阻值的影响.(1)求发热电阻丝R0的阻值.(2)当电热毯处于低温档时,开关S应处于什么状态?为什么?(3)当电热毯处于低温档时,电路中的电流为0.1A,求在1min内电热毯消耗的电能和电阻R0产生的热量.8.(2013•资阳)小明家新购置了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示.若自来水的温度是20℃,加满水后,小明将温控开关调到如图乙所示的位置.接通电源,加热指示灯亮,当水温达到设定温度时,加热指示灯熄灭.请你帮助小明解答下列问题:(1)电热水器正常工作时,其发热电阻丝的电阻为多少?(2)加热指示灯从亮到灭的过程中,热水器中的水一共吸收多少热量?(3)若在晚间用电高峰时,电路的实际电压只有198V,热水器加热的效率为80%,从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间?[C水=4.2×103J/(kg•℃),不考虑发热电阻丝的电阻随温度变化,最后结果保留一位小数].9.小强的爸爸从国外带回一个电热水壶,铭牌上的几个参数翻译过来后如下表.(1)该电热水壶中发热体的电阻为多少Ω;若接在我国的家庭电路中,并能使它正常工作,那么应该在它的外部串联一个多大的电阻.(2)某天用电高峰的时候,小强将改装好的电热水壶装满温度为28℃的水,用了11min 40s的时间才将水烧开(当时的气压为标准大气压),那么电热水壶(串联在外的电阻不包括在内)实际消耗的功率是多少?点评:本题考查已知额定电压和额定功率求电阻和电流,以及求串联电路的分压问题,还有求水的质量和吸收热量以及实际功率的问题.××牌电热水壶额定电压220V额定功率2000W电源频率50Hz容量 1.2L上面是某电热水壶的铭牌.要将lL 20℃的水烧开(在标准大气压下),此电热水壶需正常工作3min 20s的时间.则:(1)水吸收的热量是多少?(2)电热水壶消耗多少电能?(3)电热水壶的热效率是多少?点评:本题考查吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用,此题的关键是计算水吸收的热量,最易出错的地方是电热水壶的容积,本题水的体积不是壶的容积,这个地方是题目设计的陷阱.11.天然气灶是利用燃烧天然气获得热量的炉具,而电磁炉是新一代消耗电能获得热量的智能炉具.为了比较两种炉具的性能,小杰同学进行了相关调查,得到的有关数据见表.如果小杰家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J.(1)若这些热量靠天然气灶提供,需要燃烧多少天然气?(热值用q表示)(2)若这些热量靠电磁炉提供时电磁炉正常工作了90min,该电磁炉的热效率是多少?(3)通过计算说明使用哪种炉具更省钱?(4)若小杰家的进户线上装有一空气开关,当电流达到20A时,空气开关将自动“跳闸”切断电流.当该电磁炉正常工作时,小杰家中还可以接入的用电器最大功率是多少?点评:本题考查电功与电热的计算,能量的利用效率,电功率的计算以及安全用电.电学热学综合计算题专练小明家装有一台储水式热水器,其铭牌如下。
专题突破4:电学、电热、力电综合计算
类型1简单电路的基本计算
1.如图所示电路中,电源电压保持不变,灯泡L上标有“3V0.9W”字样,且灯丝电
阻保持不变。
当开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,灯泡L正常发光。
求:(1)电源电压和灯泡L的阻值;
(2)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
类型2图像分析计算
2.小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路,其电源电压恒为
6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
调节滑动变阻器的滑片,从a端开始向b端移动到某一位置的过程中,测出了多组电流和电压值,并绘制了如图乙所示的图像。
求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)小灯泡正常发光10min所消耗的电能。
类型3动态电路的分析与计算
类型3
3.如图所示电路中,电源电压恒为72V,R为定值电阻,R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“300Ω 3A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表`A2`的量程为0~3A,灯泡上标有“12V6W”的字样。
(1)灯泡正常工作时的电流是多大?
(2)当闭合S,断开`S1`、`S2`时,灯泡正常工作,则`R1`的阻值是多大?
(3)S、`S1`、`S2`均闭合后,在不损坏电路元件的情况下,求电路消耗总电功率的最小值和最大值,并求出对应的`R2`的阻值。
类型4多挡位家用电器的实际电助率计算
类型4
4.王老师家新购买了一个电烤火炉,它的工作原理图如图所示,其中`R1`和`R 2`均为加热丝,该电烤火炉有高温挡和低温挡两种挡位,铭牌如表所示。
求:
(1)电烤火炉在高温挡正常工作10min所消耗的电能;
(2)电阻R的阻值;
(3)王老师关闭其他用电器,让电烤火炉在高温挡工作,观察到标有“2500r/kW·h”的电能表在6min内转动了250转,计算该电烤火炉高温挡的实际功率。
5.小明家的电烤箱铭牌的部分参数如图甲所示(其中高温挡的额定功率模糊不清),其简化电路如图乙所示,`R1`、`R2`均为电热丝(电阻不随温度变化)。
(1)电热丝的`R1`与`R2`的电阻分别是多少?
(2)电烤箱的额定高温功率是多少?(结果保留整数)
(3)在傍晚用电高峰期,小明想测量电烤箱在工作时的实际电压,于是他断开了家中其他用电器,仅让电烤箱在低温挡工作,1.5min内如图丙所示的电能表转盘转了30r,则电路的实际电压是多少?
6.如图所示,某型号家用洗碗机的工作过程是:先打开进水阀使
水箱内进水,再通过电加热管将水箱内的水加
热至设定温度,然后电动机带动水泵将水箱中的热水抽出,通过
喷水管冲洗洗碗机内的餐具,其部分参数如下表所示。
已知该洗碗机一次标准洗涤程序的耗水量是9 kg,耗电量是0.8kW·h,所需时间是130min。
(1)若某次标准洗涤时进水阀中水温为20℃,30min后即加热到设定的水温,则水箱中水吸收的热量是多少?电加热管的加热效率是多少?[C水= 4.2 ×103J/(kg·℃)]
(2)若(1)中水吸收的热量由热值为 4 ×107J/m3的天然气燃烧提供,则至少需要多少体积的天然气?
(3)试通过计算说明洗碗机内的电动机功率大约是多少?
7.某科技兴趣小组设计了一个给模型镀膜的电路,通过改装电压表来观察和控制模型放入镀膜中的深度。
如图所示,电源电压恒定,R为定值电阻,在压敏电阻Rx 上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40N的水,压敏电阻上表面的受力面积为20 cm2。
闭合开关,用轻质硬杆连接不吸水的圆柱体模型,将模型两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),模型的底面积为0.04 m2,第一次模型下表面距水面 2 cm,电压表示数为6V,杆的作用力为10N;第二次模型下表面距水面6 cm,电压表示数为4V。
其电阻值R,随压力F 的变化关系如下表。
(g取10N/kg)
(1)求模型未浸入水中时,压敏电阻所受的压强;
(2)当第二次模型下表面距水面6 cm,求杆对模型的作用力;
(3)求该电路的电源电压。
模型的作用力;
(3)求该电路的电源电压。