初中物理电功与热量的综合计算试题

在一次探究活动中，小明同学对家里的用电器进行了相关的观察和研究，他以一台电磁炉为观察研究对象，记录了有关数据，如下表：

观察对象	有关记录和相关数据
电磁炉铭牌	U额=220V     P额=2KW
电能表铭牌	220V  10(40A)   50Hz   2000r/KWh
用电磁炉加热一壶水(水的质量为4千克，初温为30℃)	关闭家里其他用电器，只将电磁炉接入电路烧水.观察电能表，表盘在10分钟内转过了600转，此时用温度计测得的水温为70℃.

 
请你就小明在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题：
(1) 加热10分钟，水所吸收的热量是多少？
(2) 电磁炉工作10分钟所消耗的电能为多少焦耳？电磁炉的实际功率是多少？
(3) 请你将求解结果与这位同学在活动中的有关数据进行比较，发现了什么问题(只要求写出一个)？并解释原因.

有一个电压值可以任意选择的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝。现把一根电阻丝接在电压值为U的电源上，通电1 min ， 电阻丝产生的热量为Q，要想使电阻丝产生的热量为3Q，应采取哪三种最简单的不同方法？

某电热杯中有甲、乙两根电热丝，只将甲电热丝接到电源上时，烧开一杯水需要12min，只将乙电热丝接到电源上时，烧开同样的一杯水需18min，若将它们串联接到电源上时，烧开同样的一杯水需        min。若将甲、乙并联起来接到电源上时，烧开同样的一杯水需要       min 。(设电源电压不变，不计热量损失)

一种家用电熨斗的规格为“220V 800W”。这种电熨斗内部电热丝的电阻是      Ω，在额定电压下工作10min产生    J的热量。

如图是一个电热毯电路原理图。是R₀是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。

(1)用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R₀每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值应是多大？

下图是一种无绳电水壶的铭牌。某同学用这种电水壶烧水，他将水放至最大水量，测得水的温度是18℃，通电5min 50S,水烧开(标准大气压下)，试通过计算，回答下列问题：

(1)此水壶正常工作时的电流是多大？
(2)该电水壶电热丝的电阻是多少？

电动自行车以其轻便、安全、省钱等优良特性，正在成为越来越多的人的首选代步工具。与传统自行车不同，它使用电池供电，电动机驱动的方式前进。某品牌的电动自行车的电源电压是32V，正常行驶时的电流约为0.8A，电动机内线圈的电阻约为3欧。试计算（1）正常行驶时电动机的功率（2）行驶20分钟后，电动机发出的热量是多少？

探究方法题：有一个电压可以任意选取的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝，现把一根电阻丝接在电压为U的电源上，通电1分钟，电阻丝产生的热量为Q。要产生3Q的热量，答出三种最简单的方法？

两个电热丝R1,R2，R1:R2 =2:3，若将它们串联在电路中，它们两端的电压U1:U2=             ，在相同的时间里，产生的热量比为Q1:Q2 =          ;若将它们并联在电路里，通过它们的电流比为I1:I2 =           , 在相同的时间里，消耗电功率比为 P1:P2 =           .

如图，电动机M的线圈电阻为0.5欧，当S断开时，电流表读数1安当S闭合时，电流表读数3安。问：

（）电阻R为多大？
（2）电动机的机械功率为多大？
（3）电动机工作2分钟，电动机线圈产生了多少热量？

王志伟同学用“220V 1000W”的电热水壶来加热质量为2kg，温度是20℃的水，实际用了12min才把这些水加热到100℃．这个过程中水吸收的热量是      ，电热水壶的效率是      ．[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]．

制造业中，有些物体不宜使用直接高温加热，常将物体放入98℃的热水中进行浸泡。已知热水的质量为10㎏，在浸泡过程中水温每分钟降低2℃，则热水每分钟放出了       J的热量，为保证恒温，工人使用额定电压为220V的电加热器对水进行加热，忽略热量损失，该电加热器的发热功率为          W.

下图是一种煲汤用的电热锅的工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后使电热锅自动断电一段时间后再通电工作．电热锅的部分参数如下表所示．

容积	4.5L
额定电压	220V
保温功率	80W
加热功率	500W

 
（1）三脚插头上标着E的导线和电热锅的金属外壳相连，插头插入插座时，插座上跟E相连的导线应和         （选填“火线”、“零线”或“地线”）相连；
（2）调节切换开关可以使电热锅分别处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“  ”时为保温档，保温时的电流约为   A；
（3）当该电热锅处于高温档时，正常加热1分钟将会产生         J的热量．

阻值为R₁的电阻丝接入电压为U的电路中，通电10min，电流产生的热量为Q。阻值为R₂的电阻丝接入电压为2U的电路中，通电5min，电流产生的热量是4Q。如果将电阻丝R₁、R₂串联接入电压为U的电路中，为使电阻丝R₁、R₂产生的总热量为Q，则需要通电的时间是     min。 

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：

热水箱容量	1L	加热时功率	500W
额定电压	220V	保温时功率	50W

 
（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90%，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.℃)