初中物理电功与热量的综合计算试题

额定功率均为“ $220V500W$”的电吹风和电熨斗，都在额定电压下工作两分钟，　　产生的热量多，产生的热量为　　 $J$。

如图所示，电源电压不变，灯泡标有“ $4V$， $2W$”字样，当开关 $S$闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为 $0.6A$，电阻 $R$的电功率为　　 $W$，通电 $1\mathit{min}$， $R$产生的热量为　　 $J$。

如图，灯泡 $L$上标有“ $6V3W$ “字样，电源电压 $6V$且保持不变，定值电阻 $R=8\Omega$（不计灯丝电阻的变化）。只闭合 $S_1$和 $S_3$，电阻 $R$在 $100s$产生的热量是　　 $J$，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是　　 $W$。

如图所示，电热水壶上标有“ $220V1800W$”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　　。在额定电压下，烧开一壶水用时 $3\mathit{min}20s$，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　 $J$。

两电阻 $R_1=6\Omega$， $R_2=9\Omega$，只将它们串联接在电源电压恒为 $6V$的电路中，通过 $R_1$的电流 $I_1=$　　 $A$，此时 $R_1$、 $R_2$两端的电压之比 $U_1:U_2=$　　；若将改为并联接在原电路中， $R_1$、 $R_2$在相同时间内产生的电热之比 $Q_1:Q_2=$　　。

如图是一个玩具汽车上的控制电路，小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为 $1\Omega$，保护电阻 $R$为 $4\Omega$，当闭合开关 $S$后，两电压表的示数分别为 $6V$和 $2V$，则 $($　　 $)$

A．电路中的电流为 $4A$，电源电压为 $6V$

B．电动机的功率为 $16W$，它两端的电压为 $4V$

C．1分钟在电阻 $R$上产生热量 $60J$，电动机消耗电能 $120J$

D．电动机工作时将机械能转化为电能，若将电阻 $R$换成滑动变阻器，可调节电动机的转速

把一个电阻为 $44\Omega$的电炉接入电压为 $220V$的电路中，通电 $10\mathit{min}$产生的热量为　　 $J$，连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况。若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾。因为相比接触良好时连接处的电阻　　（选填“更大”或“更小” $)$

标有“ $220V2000W$”的电热水器容量 $50L$，当电热水器装满水时，水温升高 $1^{°}\text{C}$吸收的热量是　　 $J$．若电热水器的效率为 $87.5\%$，电热水器正常工作时水温升高 $1^{°}\text{C}$需加热的时间是　　 $\mathit{min}$． $[$水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$。

电热水壶上标有“ $220V800W$”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻　 　；在额定电压下，热水壶烧水 $210s$，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　 $J$，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将　　 $\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$升高至 ${100}^{°}\text{C}$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压 $220V$， $R_1$、 $R_2$的阻值分别为 $11\Omega$、 $22\Omega$，通过旋转扇形开关 $S$，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，电热器在低温工作时的电功率是　　 $W$，在高温挡工作 $1\mathit{min}$产生的热量是　　 $J$。

康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图， $R_1$、 $R_2$均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为 $1000W$保温功率为 $44W[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$，求：

（1）把 $500g$的水从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$，水壶要吸收的热量；

（2）不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题（1）中的加热过程需要的时间；

（3）忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻 $R_1$的阻值。

如图所示，电源电压为 $4.5V$不变，小灯泡的额定电压为 $2.5V$， $R_1=10\Omega$．闭合开关 $S_1$、 $S_2$，将滑动变阻器 $R_2$的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为　　 $W$．通电 $5\mathit{min}$，电阻 $R_1$产生的热量为　　 $J$．只闭合开关 $S_1$，滑动变阻器 $R_2$的滑片从最左端滑到最右端，电压表示数从 $1.5V$变化到 $3V$，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值为　　 $\Omega$。

随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三档，铭牌见下表 $($ “中温”档功率空出），其电路原理如图乙， $S$是自我保护开关，当电暖器倾倒时 $S$自动断开，切断电源保证安全。当 $S$、 $S_1$闭合， $S_2$断开时电暖器为“低温”档。 $(R_1>R_2)$

$\mathit{XX}$牌电暖器
额定电压		$220V$
额定功率	低温挡	$440W$
	中温挡
	高温挡	$1650W$
频率		$50\mathit{Hz}$

求：（1） $R_1$的阻值；

（2）“中温”档正常工作时电路中的电流；

（3）若室内空气质量为 $50\mathit{kg}$，用该电暖器的“高温”档正常工作 $10\mathit{min}$，放出热量的 $50\%$被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为 $1.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 $220V$，高温挡和低温挡功率分别为 $2200W$和 $1000W$，简化电路如图2所示。

（1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　　相连，当开关 $S_1$闭合、 $S_2$断开时，电加热器处于　　温挡。

（2）请计算电阻丝 $R_1$的阻值和通过电阻丝 $R_2$的电流。（结果保留一位小数）

（3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？

某兴趣小组设计了一种智能化的电热水器，如图所示，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路可以在保温和加热两档之间切换，当磁控开关 $L$线圈中的电流等于或大于 $20\mathit{mA}$时，磁控开关 $L$的簧片吸合（簧片与线圈电阻不计），当线圈中的电流小于 $20\mathit{mA}$时簧片断开，光敏电阻 $R$随光照强度 $E$（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号 $\mathit{cd})$变化的关系如下表所示，当开关 $S$闭合时：

光照强度 $E/\mathit{cd}$	1	2	3	4	5
光敏电阻 $R/\Omega$	18	9	6	4.5	3

（1）若控制电路中 $R_0=82\Omega$， $U_2=2V$，当光强 $E$达到多少时，磁控开关的簧片恰好吸合？

（2）当线圈中的电流等于 $20\mathit{mA}$时，工作电路处于何种挡位？将质量为 $2\mathit{kg}$的水由 ${50}^{°}\text{C}$加热至 ${100}^{°}\text{C}$需吸收多少热量？

（3）若工作电路在加热和保温两种状态时 $R_1$的功率之比为 $25:9$，求 $R_1$与 $R_2$的比值。