初2021级中考物理专题突破4：电学、电热、力电综合计算

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。