初中物理电功与热量的综合计算试题

图示为某种家用电热水器工作电路的简化图．表中为其三种加热模式的相关参数．

（1）该电热水器的插头应接入     孔插座．
（2）若该电热水器按“加热模式1”连续正常工作10min，通过发热电阻的电流是多少？产生的热量是多少？（计算结果保留两位小数）
（3）若该电热水器连续正常工作15min，消耗电能0.55．通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式．

寒冷的冬天，小明给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”，铭牌如表所示，请回答下列问题：

（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少？
（3） 小明奶奶家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输电导线的总电阻为11Ω，当小明在奶奶家断开其它用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少？（小数后面保留一位小数，不考虑温度对电阻的影响）

家庭浴室中常用的暖灯型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。某型号浴霸由四只标有“220V  750W”的同规格发热灯组成，如图所示。若当地空气的密度为1.2kg/m³，测得浴室的面积为6m²，高为2.5m，浴室内空气的质量m=________Kg；当四只灯泡同时正常工作250s时，发热灯加热产生的热量是________J，此过程浴室内的空气温度从10℃上升到25℃，空气的比热容为1.0×10³J/（kg•℃），浴室内空气吸收的热量是________J；浴霸加热浴室内空气的能量转化效率是________%。
比热容的表达式为

某暖手宝的部分性能指标如右表，当袋内的水原来温度是20℃时，在额定电压下加热至指示灯熄灭,此过程水吸收的热量是     J;若加热过程所需要的时间为210s, 不计热损失，则加热电阻为           Ω。（水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃））

额定电压	加热电阻	袋内充水	自动断电温度
220V		1L	70℃

电水壶能在较短的时间内提供沸水，正好与现代人的生活节奏合拍，是现代家庭中必备的电器。右表是某品牌电水壶的铭牌。

××牌电水壶
额定电压	220V
额定功率	1100W
容   积	3L

（1）该电水壶正常工作时，通过它的电流是多少？
（2）该电水壶装满水后正常工作，则将20℃的水加热至沸腾至少需要多长时间?（不计热量损失，水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃），水的密度是1.0×10³kg/m³，外界气压为1标准大气压）

如图所示是某电热锅的工作电路图，L为标有“6V  100mA”的指示灯，R₁为限流电阻，R₂、R₃是阻值分别为423.5Ω、60.5Ω的发热电阻。接通电源，闭合S₁、S₂，电热锅开始加热，当锅内水温达到100℃时，S₂自动断开，S₁仍闭合，维持小火炖煮。求：

（1）要使指示灯正常发光，R₁的阻值是多少？
（2）小火炖煮时发热电阻的功率是多少？
（3）在一个标准大气压下，电热锅将4.5L，20℃的水烧开需要35min，则电热锅的效率是多少？（水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）,密度为1.0×10³kg/m³）

明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲，其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙，它没有储水箱，体积小巧。冷水进入热水器后，分4～6路被大功率电热管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从4000W～7000W变化。它较传统的热水器优点在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达96%以上。请解答：
      
图甲：预热式电热水器                   图乙：即热式电热水器    
                                                               
（1）一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，请计算预热式电热水器装满水后，正常工作将水加热到可以淋浴的温度，水需要吸收多少Ｊ的热量？如电加热效率为90%，需要通电加热多长时间？
（2）即热式电热水器的额定电压也是220V，请计算它在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少Ａ？（精确到0.1A）
（3）明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能，还想安装如何解决。

随着生活水平的提高家用电器逐渐普及，电热壶已进入千家万户，为什么家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，课外兴趣小组利用五一节假日进行了家庭调查，以下是两位同学的调查结果。

表2小明同学对家庭开水需求情况调查表

表3小红同学对家庭开水需求情况调查表

求：
(1)电热壶正常工作时电阻是多少?
(2)从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需多长时间（设水的初温为20℃,大气压为1标准大气压）?与实际有无差别，简要说明原因。
(3)分析两人调查结果，结合实际说明使用哪种方法烧水更好一些（从经济角度考虑）?

图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W．R是加热电阻，额定功率是1100W．图中乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小梦妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求：

（1）豆浆机的加热电阻是多少？
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？ [c_豆浆=4.0×10³J/（kg·℃）]（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

如图所示，定值电阻R₁＝30Ω，闭合开关S，移动滑动变阻器R₂的滑片时，电压表示数变化范围是12V~18V，则下列说法正确的：（  ）

A．电源电压是12V

B．变阻器R2的最大阻值是20Ω

C．当电压表示数为12V，1minR1产生的热量是360J

D．当电流表的示数最小时，电阻R1消耗的电功率是4.8W

某型号电水壶的铭牌如下表，图是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，随温度变化闭合或断开，从而实现了自动控制保温和加热两种状态。加热器电阻变化忽略不计，则：

(1)当S闭合时，电水壶处于     状态，电阻R₀的作用是                    。
(2)若电水壶的效率为84%，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开至少需要多长时间?[水的比热容c=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0.2A，此时电阻R₀的电功率是多少?

CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．

求：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？
（2）电热丝R0的阻值多大？
（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？

有一种电水壶的铭牌如下表，右图是电水壶的电路图，R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，S处于闭合状态，加热器加热；当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现自动温度开关控制。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化忽略不计，则：

（1）若该电水壶产生热量的80%被水吸收，那么用该电水壶将一壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间?[c_水=4.2×10³J／(kg·℃)]。
（2）经测定该电水壶正常保温时的保温功率为44W，求R₀的阻值。

如图所示，V₁和V₂是完全相同的两个电压表，都有3V和15V两个量程，闭合开关后，发现两个电压表偏转的角度相同，则在相同时间内，电流通过电阻R₁和R₂产生的热量Q₁∶Q₂=     。

饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图所示的电路，其中S是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R₂是饮水机加热管的电阻，R₁是与加热管串联的电阻。下表是从其说明书中摘录下的一些技术数据（不考虑R₁、R₂的阻值受温度影响）。

(1)温控开关S闭合时，处于       状态。（选填“加热”或“ 保温”）
(2)饮水机处于加热状态时电路中的电流多大？
(3)加热管R₂的阻值多大？
(4)保温状态时，整机的功率多大？电阻R₁的阻值多大？这时电阻R₁的功率多大？
(5)这款饮水机有不合理之处，你认为应如何改进？