初中物理电功与热量的综合计算试题

(6分)、如图所示电路．电源电压不变，L1标有“4V  2W”，l2标有“8V 4W”。当开关S接a时．L1恰好正常发光，当开关S接b时．L 2两端电压为6.4V。(忽略温度变化对电阻的影响)
求：(1)开关S接b时L2实际功率；
(2)开关S接a时电阻R在30s内所产生的热量。

如甲图所示的电加热恒温箱，由控制电路和加热电路两部分构成，其中控制电路由U₁=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻忽略不计）、热敏电阻R₁和滑动变阻器R₂串联而成．加热电路由U₂=220V的电源和R₀=48.4Ω的电热丝串联而成．恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R₀和热敏电阻R₁．乙图是热敏电阻R₁的阻值随温度变化的图象．当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，加热电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，根据以上信息回答下列问题：
（1）当恒温箱中温度保持在60℃时，在乙图中读出对应的热敏电阻的阻值为多大？
（2）加热电路正常工作1min，电热丝R₀产生的电热是多少？
（3）通过调节控制电路中滑动变阻器R₂接入电路的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度．如果滑动变阻器R₂的最大电阻为90Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是多少？

图甲是家庭常用的电饭锅，其内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻,R₂是限流电阻。煮饭时，接通电源(220V)，闭合手动开头S₁，电饭锅处在加热状态。电饭锅内食物温度达到103°时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S₁断开后，电饭锅进入保温状态，S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×l0³J/ (kg．℃)。

请简答下列问题
(1)铭牌上所标加热时额定功率是1000W，求电饭锅加热时R₁的阻值。
(2)若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2. 5kg的水浇开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
(3)若电饭锅中加入一些水（1标准大气压）．将手动开关S_l闭合，若无外力作用于S_l，水是否会烧干？请说明原因。

电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。

工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm，底部直径168mm
满水工作时间高气雾量10h，低气雾量24h

（1）当气雾调节器R₂的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R₁的电阻值。

（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）。ρ_水＝1×10³kg/m³，电热丝R₁产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压]。

（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R₂的阻值为605Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R₁的电功率是多少瓦？24小时R₁消耗多少度电？（计算结果保留一位小数）

两根阻值分别为R₁＝60Ω和R₂＝90Ω的电热丝，将它们串联后接在家庭电路上，经过25min产生热量Q。如果将这两根电热丝改为并联，仍接在家庭电路上，两电热丝并联后的总电阻
R＝       Ω，经过        min可产生同样的热量Q。

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？

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。

小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示（图中R是加热电阻，其电阻不随温度而变化）则
 
（1）电热水器正常工作时，电路中电流是多大？（结果保留一位小数）
（2）电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能是多少kw·h？
（3）根据题中电路图，再给你一个加热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装。设计要求：不同季节电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2000W，春、秋两季额定功率是4000W，冬季额定功率是6000W，请画出改装后的电路图，并计算R0。
（4）从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影响？(写一种)

在物理综合实践活动中，小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器，只让电磁灶接入电路中烧水，水的质量为 $2\mathit{kg}$ 。小明负责观察电能表（如图），小亮负责用温度计测量水的温度。 $5\mathit{min}$ 电能表上的转盘转了 $200r$ ，水的温度恰好升高了 ${50}^{°}\text{C}$ ．求解下列问题：

（1）水吸收的热量是多少？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\left)\right]$

（2）电磁灶的实际功率是多少

（3）电磁灶烧水的效率是多少？

如图甲为常用的电热饮水机，其电路原理如图乙所示，该饮水机的额定电压为220V，加热电功率为1100W，保温电功率为44W，R₁、R₂均为电热丝 （R₁、R₂的电阻不随温度变化）。请问：

（1）当S闭合时，饮水机处于　　（选填“加热”或“保温”）状态，此时电路中的电流是多大？

（2）电热丝R₁的电阻是多大？

（3）饮水机加热工作时，将0.5千克初温为20℃的水加热到97℃，需要多长时间？（假设电能全部转化为水的内能）

如图1所示，电源电压为24V且保持不变，滑动变阻器R铭牌上的规格是“xxΩ 5A”。当S闭合、S₁断开，滑片P滑到变阻器的中点时，电压表示数如图2所示；当开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电流表示数如图3所示。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；

（2）当开关S、S₁均闭合，变阻器的滑片P滑到a端时，电流通过电阻R₁在1min内产生的热量；

（3）若电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～3A，S闭合、S₁断开且该电路工作中各元件均安全的情况下，通过电阻R₁的最小电流是多少？整个电路的总功率变化范围是多少？

如图所示是某款电热水壶及相关信息表。现在该水壶内装入1L、初温为20℃的水，放置在水平桌面上。接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开。求：

额定功率	1000W
自重	5N
与桌面接触面积	200cm ^2

（1）装入水后水壶对桌面的压强；

（2）水吸收的热量；

（3）此电热水壶在额定电压下正常工作7min可将1L水烧开，试计算该电热水壶的加热效率。[c _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃），g＝10N/kg]

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” $)$

甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S ₁时，小灯泡 ^L的实际功率为1W．下列说法错误（　　）

A．	只闭合开关S 1时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．	再闭合开关S 2时，电流表示数增加0.2A
C．	再闭合开关S 2时，电路总功率为1.4W
D．	再闭合开关S 2后，在1min 内电阻R产生的热量为240J

在如图所示的实物电路中，电源电压恒为 $3V$ ，滑动变阻器的规格为" $10\Omega 1A$ "，灯泡上标有" $2.5V1W$ "的字样，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	小灯泡正常发光时的电阻为 $2.5\Omega$
B．	向右移动滑片时，电压表 $V_1$ 的示数变小，小灯泡亮度变暗
C．	向右移动滑片时，电压表 $V_2$ 与电流表 $A$ 的示数之比不变
D．	让小灯泡正常发光 $1\mathit{min}$ ，滑动变阻器产生的电热为 $12J$