初中物理能量利用效率计算题

如图甲是家庭、宾馆常用的电水壶及其铭牌。根据铭牌的相关数据，求：

（1）电水壶正常工作时的电流和发热体的电阻。
（2）电水壶正常工作时，用7min就能将整壶水由20℃加热到100℃，求水吸收的热量和该电水壶的效率(水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃）。)
（3）该电水壶使用的插头如图乙所示，请说明为什么要使用三线插头而不使用两线插头？

小星用燃气灶将质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，则水要收多少热量？该燃气灶的效率为25%，则加热这些水需要燃气多少千克？［C_水=4．2×10³J/（kg℃），燃气的热值是4．5×10⁷J/kg］

美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如右图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动。该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低。该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民。酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×10⁸W，请回答下列问题：

（1）假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（   ）

A．2.5×10^2 N

B．2.5×10^3 N

C．2.5×10^4 N

D．2.5×10^5 N

（2） 若三角形建筑空洞的面积为2.0×10⁴m²，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟流入空洞的空气质量是1.92×10⁶kg，该地的空气密度是1.2kg/m³。则飓风的风速是
    m/s。
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。

①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为     N。从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为       J
②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少？（写出计算过程）

2011年3月26日晚8︰30～9︰30，江阴与世界众多城市一起参与了“地球一小时”活动，活动倡议熄灭不必要的灯光，切断电视、电脑等电器电源。小明在活动宣传中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的功率为5.8W，每台电视机的功率为8.2W。
（1）小明所在小区有100台电脑和100台电视机，若在活动中均由原来的待机状态改为切断电源1h，此举一共可节约电能多少J？
（2）节约的电能完全被水吸收，能让多少kg水温度从20℃升高到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）标有“220V，1000W”的电热水器正常工作，将与第（2）问中质量相同的水升高相同的温度，需要100min，该电热水器的效率是多少？用电高峰期，若此电热水器两端的实际电压仅为200V，它的实际电流为多大？（电热水器的电阻恒定，结果只保留整数，四舍五入）

如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示。已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功。总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min。求：

⑴电动机消耗了多少电能？
⑵巡逻车通过了多少路程？
⑶若轮胎与地面的总接触面积是，巡逻车停止时，人和车对地面的压强是多大？（）

图甲是家庭常用的电饭锅，其内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻,R₂是限流电阻。煮饭时，接通电源(220V)，闭合手动开头S₁，电饭锅处在加热状态。电饭锅内食物温度达到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；S₁断开后，电饭锅进入保温状态，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×l0³J/ (kg．℃)。

请简答下列问题
(1)铭牌上所标加热时额定功率是1000W，求电饭锅加热时R₁的阻值。
(2)若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2. 5kg的水浇开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
(3)若电饭锅中加入一些水（1标准大气压）．将手动开关S_l闭合，若无外力作用于S_l，水是否会烧干？请说明原因。

小波班上有一台饮水机，它的铭牌如右表，工作电路如图所示，S₀是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态.问：

⑴当热水箱中盛满水时，水的质量是多少？
⑵在加热状态下，饮水机正常工作20min可以将满箱的水从20℃加热到100℃，则在此过程中：
①通过饮水机的电流是多少？饮水机消耗的电能是多少?
②水吸收的热量是多少? [c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
③饮水机的效率是多少？
⑶R₂的阻值是多少?

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像。右表是该防雾镜的相关数据

(1)求防雾镜正常工作时的电流；
(2)经测试，在－10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[玻璃的比热容为0.75×10³J／(kg·℃)]
(3)如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热膜的功率在原功率的25％～100％之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出R的最大阻值。

如图所示，烧瓶中装有0.3kg煤油，电阻丝的阻值为10Ω，闭合开关．调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数为2A时通电5min，煤油的温度由20℃升高到30℃．[c_煤油=2.1×10³•℃）]

求：（1）煤油吸收的热量；（2）电阻丝加热煤油的效率．

某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示，在正常工作时，将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min （C_水=4.2×l0³J/（kg•℃）；1L=1dm³]．求：
（1）满一桶水的质量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率，求该淋浴器的热效率是多少？

额定电压	220V
额定功率	3000W
额定频率	50Hz
额定容积	36L

家用电器使用日益广泛，好学的瑞瑞突发奇想，想检验电热水壶与电饭煲谁的热效率高，如图所示是瑞瑞家两种电器及铭牌，下表是瑞瑞在使用这两种电器（正常工作）烧水时所记录的数据

	电热水壶	电饭煲
装水质量/Kg	1.8	1.8
水的初温/℃	20	20
水烧开时间/s	480	840

（1）在1标准大气压下，把电热水壶的水烧开，水需要吸收多少热量
（2）试通过计算说明电热水壶与电饭煲谁的热效率高．

如下表及图所示，是某电热饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）。求：

（1）当开关S闭合，开关S₀断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R₂的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为70％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C_水=4.2×10³J/kg·℃）

探索班为了解决同学们的饮水问题，购置了一台饮水机，其铭牌如下表所示。图12是
饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝。

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90％
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

 

（1）、用公式分析， S处于什么状态（闭合或S断开），饮水机处于保温状态。
（2）、在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（3）、在饮水机的热水罐中0.6kg水，正常工作，使水从30℃的加热到80℃，用了5min20秒时间。用这些信息及数据，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C水=4.2×10³J /(kg·℃)]
（4）、如果要使饮水机在加热状态时的功率是保温状态时的4倍，则R₁与R₂的比值应是多少？( 2分）

图17为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．小明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）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能．请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识：          ，           ．
（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热量是由______传递给_____的．电磁炉加热食物的过程中消耗______能转化为_____能．
（3）小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.28kW•h的电能．水吸收的热量是多少？电磁炉的效率是多少？

某一电饭锅，内部电路如图9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S_l，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。则

(1)若接通电源后没有闭合开关S₁，那么电饭锅能将饭煮熟吗？为什么？
(2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关S₁的自动断电功能不起作用，这是为什么？
(3)在加热和保温两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（4）若电饭锅电能转化为内能的效率为84％，那么在一个标准大气压下将温度为20℃、质量为2.5kg的水烧开，至少需要多长时间？