苏科版九年级物理下册同步练习15-3电热器 电流的热效应(二)

1 第8课时 电热器 电流的热效应(二)

1．2009年10月1日的国庆联欢晚会上，有一个漂亮的“光立方”，它是由4028棵“发光树”组成的．如图所示，每棵“发光树”上有168个LED灯(发光二极管)，在得到同样亮度的情况下，其耗电量不到白炽灯的十分之一．

(1)若每个LED灯的功率为0.1 W，则一棵“发光树”正常工作100 min消耗了多少电能?

(2)若一棵这样的“发光树”正常工作100 min消耗的电能全部用来给水加热，在标准大气压下可以把质量为多少千克的20℃的水烧开?

2．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?

3．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

求：（1）电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能； 2 （2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少；

（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）？

4. 如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看，它主要是把电能转化专机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉．现有一台电动机，当电动机两端加220 V电压时，通过电动机线圈的电流为50 A．求：

(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少?

(2)已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间)，若该电动机线圈的电阻是0.4，则线圈每分钟产生的热量是

多少?

(3)这台电动机每分钟所做的机械功是多少?

5．图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。（已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃）

请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅 的内胆是否会熔化？为什么？

（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？ 3 （3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

6．图甲为小明家的电饼铛（cheng），主要用于食品的考烙和烹制。它采用双控电路，额定电压为220V，上、下盘同时加热时额定功率为1000W，工作的简化电路如图乙，S为总开关，S1和S2为两个温控开关，R1和R2为上、下两盘的加热电阻，R1=R2。

甲 乙

（1）R1正常工作时，R1消耗的电功率是 W。

（2）R1正常工作时，通过R1的电流是多少？（计算结果保留一位小数）

（3）小明妈妈总感觉做晚饭时烙熟一个饼所用时间比在其他时段要长。小明决定用家中的电能表和手表测量做晚饭时电饼铛的实际功率，于是，他关闭家中其他用电器，让电饼铛单独工作5min，电能表转盘转过了225r。（注；该电能表标有“3000r/kW·h”，表示电路中每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转3000r）。

①电饼铛的实际功率是多大?

②烙熟一个饼所用时间变长的原因是： 。

7．学校科技小组的同学制作了一个三挡位的“小小电热宝”，如图所示，R1、R2都是发热电阻，电源电压保持36 V不变．

(1)当S1闭合，S2接a时为中温挡，电热宝的功率为18 W，求R1的阻值是多少?

(2)当S1闭合，S2接b时为高温挡，电热宝的功率为45 W，求电路中的总电流和R2的阻值各是多少?

(3)电热宝在低温挡时，开关S1和S2各处于什么状态?

4 8．图甲是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，图乙是它的电路原理图，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，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大?

（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)，

参考答案

1．(1) W总=P总t=0.1 W×168×100×60 s=1.008×105 J

(2)m=53001.008100.3kg4.210/100QWJcttcttJkg吸总℃℃-20℃

2．（1）水的质量m=V=1g/cm3×800 cm3=800g=0.8kg

水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×（100℃—20℃）=2.7×105J

电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W×300s=3.3×105J

η= Q吸/ W电=2.7×105J/3.3×105J=81.8%（1分）

（3）电热水壶的电阻R= U2/ P=(220V)2/1100W=44

实际功率P实=U2/ R=(198V)2/44=891W

3．（1）I=U/R1=6V/10Ω=0.6A

（2）R总=U/I，=6V/0.4A=15Ω R2= R总-R1=15Ω-10Ω=5Ω

（3）Q1=（ I，）2Rt=（0.4A）2×10Ω×300s=480J

4．(1)消耗的电能W=UIt=220 V×50 A×60 s=6.6×105 J

(2)产生的热量Q=12Rt=(50 A)2×0.4×60 s=6.0×104 J

(3)所做的机械功W机=WQ=6.6×105 J6.0×104 J=6.0×105 J

5．（1）不会熔化；当锅内温度达到103℃时，开关S1会自动，而铝的熔点为660℃，所水桶容量 20L

热水箱容量 1L

额定电压 220V

加热功率 440W

保温功率 40W 5 以不会熔化。

（2）1：11

（3）水吸收的热量8.4×105J 电饭锅消耗的电能106J 电能转化为内能的效率84%

6．（1）500 （2）2.3A （3）①900W

②电饼铛的实际功率小于其额定功率（或电饼铛两端的实际电压小于其额定电压）

【解析】；（1）由于上、下盘同时加热时额定功率为1000W，上、下两盘的加热电阻，R1=R2，所以R1正常工作时，R1消耗的电功率是500W。

（2）由P=UI得，R1正常工作时，通过R1的电流是I1=P1/U=500W220V=2.3A

（3）电饼铛消耗的电能为W=2253000rr/kWh=0.075kW·h，

电饼铛的实际功率为P实=W/t=0.75kWh5h60=0.9kW=900W.

7．(1)中温挡工作时，R2被短路，P1=18 W，U=36 V，R1=221367218VUPW

(2)高温挡工作时，R1与R2并联，P2=45 W，2451.2536PWIAUV总,

I1=1360.572UVAR, I2=I总I1=1.25A0.5A=0.75A,

236480.75UVRIA2

(3)当电热宝在低温挡时，R1与R2应串联，所以此时开关S1断开，S2接a。

8．（1）I加=UP加=220V440W=2A

（2）①m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×1×10-3m3=1kg

Q吸=cm△t=)2090(1)·/(102.43CCkgCkgJ=2.94×105J

②W电= P加t = 440W×14×60s =3.696×105J

%5.79J103.696J102.9455电吸WQ

（3）110440)220(222WVPUR加