初中物理电功与热量的综合计算计算题

如图所示，是家用保温式电饭锅的电路原理图，S是手动、温控一体开关——必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R₂=495Ω，电饭锅的额定加热功率为880W．

⑴分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S，电饭锅___________煮熟饭（选填“能”或“不能”）
⑵当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？加热状态下通电20min产生的电热是多大？
⑶当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大？

小刚同学家有一台电热水器，铭牌如下表所示。

小天鹅“蓝金刚”XCD－50B型全自动电热水器
额定功率（kW）	2	加热方式	电加热器
额定电压（V）	220	类别	防触电保护一类
温度设定范围（℃）	20～90	净重（kg）	20
容量（L）	50	整机外形尺寸（mm）	530×400
出厂时间	2013年10月1日

根据铭牌所提供的信息，求：
（1）该电热水器电热丝正常工作时的电阻是多大？
（2）电热水器正常工作持续45min产生的热量是多少焦？
（3）若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少？

如图甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．图乙是它的有关参数．它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S₀自动控制），试问：

（1）饮水机处于保温状态时温控开关S₀应处于什么状态？并说明理由．
（2）R₁和R₂的电阻值各是多大？
（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（c_水=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³，忽略温度对电阻的影响）

如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R₁、R₂都是加热电阻）．当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kW．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]，求：

（1）R₁的电阻；
（2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下 ），水吸收的热量；
（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×10⁴J，为保持水温不变，计算电阻R₂的阻值．

某简易电吹风简化电路如图所示，其主要技术参数如下表，在家庭电路使用中：

额定电压	220V
额定功率	热风时：990W
冷风时：110W

（1）当电吹风吹冷风时，通过电动机的电流多大？若电动机电阻R₁为1Ω，则40s内电流通过电动机产生的热量是多少焦？
（2）当电吹风吹热风时，电热丝R₂的电功率是多少瓦？电热丝R₂的电阻值是多少欧？

如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R₁的阻值为5，滑动变阻器R₂上标有“10  3A”的字样，小灯泡L上标有“12V  6W”的字样，电流表的量程为0――3A。

（1）当开关S₁、S₂、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量；
（2）当开关S₁、S₂、S都闭合时，电流表的示数为2A时，求R₂消耗的电功率；
（3）当开关S₁、S₂都断开，S闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不小于其量程的1/3，求滑动变阻器R₂接入电路的最大阻值。

明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示．该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开．明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接通电热水壶控制开关，小电动机开始额定电压下用5s时间将水从桶中提升了0.8m加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动断开电路停止工作．明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000r/kW•h的电能表在30s内转盘转了50转．（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃））．

型号	MH﹣200
额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定加热功率
小电动机额定功率	5W
容量	2.0L

求：
（1）小电动机提升水的工作效率；
（2）电热水壶的额定加热功率；
（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电压下烧水时的加热效率为90%，试计算在用电高峰时烧开该壶水所需的时间．

如图是某型号电热水器的电路原理图。R₁、R₂为电热丝，将开关S依次置于ab、bc、cd位置时，电热水器分别处于断电、保温、加热状态。已知该电热水器的保温功率为1.1kW，R₂=8.8Ω。各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表：

导线规格
导线横截面积S/ mm^2	2.5	4	6	10
安全载流量I/A	28	37	47	68

 
（1）求电热丝R₁的阻值；
（2）从用电安全角度考虑，安装该电热水器时，至少应选择上表中横截面积为多大的铜芯导线，请通过计算说明；
（3）在加热状态下，电热水器正常工作10min所产生的热量相当于完全燃烧多少m³煤气所放出的热量。（假设电热水器正常工作时把电能全部转化为热能）（煤气的热值约为4.0×10⁷J/ m³）

如图所示电路，电源电压为6V，灯泡L标有“6V 3W”的字样，设灯泡灯丝电阻不变。

(1)若表a为电流表、表b为电压表，当S闭合时，电流表的示数为0.5A，求电阻R的阻值。 
(2)若表a、表b均为电压表，闭合开关S，求灯泡L的功率及其通电4min所产生的热量。

电压力锅铭牌如下表所示．其工作原理如图所示，A为密闭锅体，R₁、R₂分别是主加热器和保温加热器，L是用来指示电压力锅保温状态的发光二极管（电阻忽略不计），S₁为电源开关．闭合开关S₁后，电路通过R₁对电压力锅加热，当锅内水温达到105℃时，锅体向下移动，压力开关S₂与触点a断开，与b点接通，电路通过R₂对电压力锅保温．求：

（1）电压力锅正常加热工作时，通过加热电阻R₁的电流是多大？
（2）电压力锅进入保温状态时，家庭电路电压发生变化降为198V，此时保温电阻R₂消耗的实际电功率是多大？
（3）用该电压力锅对2kg、20℃的水正常加热到69. 5℃，电压力锅加热的时间是多少？已知消耗的电能有90%被用来给水加热．水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）：

美的电压力锅
额定电压	220V
额定功率	加热	1100W
保温	20W
电源频率	50Hz

如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是某型号电热水龙头的工作原理图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R₁、R₂是电热丝，如表是该电热水龙头相关参数，试回答或求解下列问题：

品名：快速电热水龙头
额定电压	220V
温水功率	1.1kw
热水功率	2.8kw
出水温度	30℃﹣60℃
适用水压	0.04Mpa﹣0.4Mpa

（1）电热丝R₁的阻值是多大？
（2）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
（3）如果进水口的水温是20℃，水龙头1min流出1kg的水，放出热水的水温能达到50℃，此时该水龙头的电热效率是多少？

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？

某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90％
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

(1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
(2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C_水=4.2×10³J /(kg·℃)]
(3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R₁与R₂的比值应是多少？

某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点，下表是该电热水壶的铭牌。
（1）如图所示，小电动机将l.2kg的水从桶中提升了0.5m，电动机对水做的功至少是多少？
（2）为了泡绿茶要将水从25℃加热到85℃，则1.2kg的水需吸收热量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）若加热题（2）中的水需用时315s，电热水壶加热效率为96%，则它的实际工作电压是多少？

如图所示的电路中，电源电压保持不变，当S断开时，电流表的示数为2安，这时电阻消耗的电功率为12瓦，当S闭合后，电流表的示数为3安，问：

（1）电阻、的阻值是多少？
（2）当开关S闭合后，电阻在5分钟内产生的热量是多少？