初中物理探究比热容的实验计算题

小明家电热水器的简化电路图如图所示，S_l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S_l，电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示。

(1)电热丝R₁的阻值是多少？
(2)加热时流过电热丝R₂的电流是多少？
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50 mln，则电热水器的效率是多少？【水的比热容为4.2×l0³ J/(kg·℃)，ρ_水=1.0×10³ kg／m³】

随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具。假日，小华乘坐爸爸驾驶的小汽车，父女二人一同去泰州。

（1）在路边见到如图所示的标志。从标牌处到泰州，汽车至少行驶了多少分钟？
（2）排量为1.8L的小汽车通过此段路程约消耗汽油3kg，若这些汽油完全燃烧放出的热量84%被水吸收，则在标准气压下，能将多少千克初温为20℃的水烧开。（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（3）请你从环境保护和能源的可持续发展角度，对小华父女的做法提出建议。

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·℃）

如图所示的电路中，电源电压为8V，R₂是阻值为40的定值电阻，压敏电阻R₁的阻值随压力的变化情况如图乙所示。当开关S闭合后，问：

（1）当压敏电阻R₁受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是      （填“增大”“减少”）？
（2）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻受到的压力为多少？
（3）当电路连续工作10mim，电阻R₂产生的热量为多少？
（4）若此热量的84%给20g的水加热，则水温升高多少？（水的比热容为）

无内胆饮水机的电路原理如图，电热丝R₁、R₀绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变“温、开水选择开关”的状态（“断开”或“闭合”），可以选择出温水或开水．该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1100W．已知：电热丝R₁、R₀电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃），水的密度ρ=1×10³kg/m³，取g=10N/kg．问：

（1）“温、开水选择开关”的状态和出温水、开水的对应关系如何？
（2）饮水机正常工作，出开水时电热丝中的电流是多少？电热丝R₀的电阻是多少？
（3）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多少时间？

某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。
请计算：

热水壶容量	2.0L
额定电压	220V
加热时功率	800W
频率	50Hz

 
（1）该电热水壶的电阻；
（2）当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量；[水的比热容为4.2х10³J/(kg·℃)]。
（3）在额定电压下，要放出这些热量，电热水壶工作的时间。（不计热量损失）。

小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m² ；④热效率为87%。表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有87%的转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温。
水暖想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，观察天然气表得知共用了0.15m³的天然气，天然气的热值为3.2×10⁷J/m³，水的比热容4.2×10³J/(kg·℃),g取10N/kg。
请帮小明解答下列问题：

（1）若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？
（2）小明在估测过程中，①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际效率是多少？

王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)。如果木炭的热值为3.4×10⁷J/kg，它燃烧放出的热有10﹪被水吸收。求：

（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）在这个过程中用掉多少木炭。

自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示， 电热丝电阻分别为R₁、R₂，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ_水=1×10³ kg/m³，水的比热容C_水=4.2×10³ J/kg℃）

饮水机参数

热水温度：≥90 ℃

热胆容积：2 L

额定功率：1000 W

保温功率：40 W

额定电压：220 V

频率：50 Hz

（1）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃，需用多长时间？
(2)开关断开时，饮水机处于        状态（填“加热”或“保温”）。
（3）电阻丝R₁的阻值。

物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3×10⁷J／kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精．那么请问：

（1）经分析：图________是沙子吸热升温的图象．
（2）加热到沸腾时，水吸收了多少热量？
（3）酒精完全燃烧过程中热量的利用率是多少？
（4）试求出沙子的比热容．

CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R₀、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R₀、R阻值恒定不变。

整壶水的质量	2kg
额定电压	220V
加热时的总功率	1000W
保温时的功率	44W

 
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
（2）电热丝R₀、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c_水=4.2×10³J/(㎏·℃)

某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示。如图是电水壶的电路图，R为加热器。当温度较低时，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。从而实现了自动温度开关控制。若加热器电阻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：
（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？
（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？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R₀的电功率是多少？

额定电压	220V
额定功率	4400W
水壶装水质量	10kg
频率	50Hz

 

电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保。图20是某型号电压力锅工作电路简图，右表是其部分参数。其中R，是主加热器，R：是保压加热器。 接通电路后，开关s自动与触点Ⅱ、6接通，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关S自动与0、6断开，并与触点c接通， 开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min。已知消耗的电能有90％被有效利用，水的比热容为2×103J/(kg·℃)。求：
(1)电压力锅在加热状态时的电流。
(2)电压力锅多少秒后开始保压?
(3)电压力锅在此30min内消耗的电能。

某校物理活动小组的同学，在课余时间想把一个普通烧水壶改装成一个家庭用电热水壶。已知改装后的电热水壶热效率为80%，壶的容积为2 L。在一个标准大气压下，用此电热水壶在7min内烧开一壶初温为20℃的水。［C_水=4.2×10³Ｊ/(kg·℃)］问：
（１）烧开这一壶水需要吸收多少热量?
（２）应给电热水壶装配一个多大阻值的电热丝?

教室的饮水机的铭牌如下表所示，同学们对饮水机的工作情况进行了观察与研究，发现当加热内胆里的水温达到90℃时，温控开关就会自动断开，停止加热；当水温降至60℃时，温控开关又会重新加热，每次加热是时间为t=4min。则

额定电压	220V
加热功率	550W
制热方式	电加热

 
（1）饮水机正常工作时的电流多大？
（2）饮水机加热一次消耗的电能为多少？
（3）饮水机设计加热内胆的好处是每次只加热少量的水，既能使人们在较短的时间内喝上热水，又能避免一次加热过多的水而造成浪费，请你根据前面的数据，计算加热内胆的容积。（假设消耗的电能完全转化为
水的内能）