初中物理电功与热量的综合计算计算题

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？

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。

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？

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？

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？

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？