初中物理电功与热量的综合计算试题

图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为 $220V$，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为 $400W$和 $40W$．当开关 $S_1$、 $S_2$均闭合，饮水机处于   　（选填“保温”或“加热” $)$状态， $R_1$的阻值为　　 $\Omega$；用饮水机给 $2\mathit{kg}$的水加热，当水温升高 ${50}^{°}\text{C}$，水吸收的热量为　　 $J$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$。

某电饭锅内部电加热器原理电路如图所示，它有烧煮和保温两档。开关 $S$断开时，电饭锅处于　　档，已知 $R_1=605\Omega$，电饭锅烧煮时的功率是保温时的11倍，则 $R_2=$　　 $\Omega$；该电饭锅烧煮 $20\mathit{mim}$，保温 $10\mathit{min}$总共产生的电热是　　 $J$．（不计热量损失）

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　　 $\Omega$。

某电饭锅简化电路如图甲所示， $R_1$和 $R_2$均为定值电热丝， $S$、 $S_1$为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入 $220V$电路中，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。求：

（1）电饭锅工作时的最大功率和最小功率；

（2）电热丝 $R_2$的阻值；

（3）若电压降低， $S_1$断开，这时电路中的电流始终为 $1A$， $10\mathit{min}$内电饭锅产生的热量。

如图中所示电路中，已知定值电阻 $R_1=20\Omega$，开关闭合后，两个完全相同的电流表 $A_1$、 $A_2$指针均指在同一位置，如图乙所示，则此时通过 $R_1$的电流为　　 $A$，在 $10s$内 $R_2$产生的热量为　　 $J$。

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 $1.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，两只电压表与电流表示数的变化关系图线如图乙所示，则电源电压为　    　 $V$，滑片移至最左端时 $10s$内电流通过 $R_1$产生的热量为　　 $J$。

家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是　 　 $\Omega$，正常工作吹热风 $5\mathit{min}$电热丝产生的热量是　　 $J$。

热风温度	$50-{75}^{°}\text{C}$
额定功率	热风时； $1000W$ 冷风时： $120W$
额定电压	$220V$
质量	$0.5\mathit{kg}$

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？

如图甲是定值电阻 $R_0$和有“ $6V6W$”灯泡 $L$的信息图象。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器 $R$最大阻值为 $8\Omega$，当只闭合开关 $S$、 $S_1$，滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $\mathit{lW}$．求：

（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $100s$，电流通过灯泡产生的热量；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

如图，灯 $L$标有“ $4V2W$”， $R=20\Omega$，闭合开关 $S$时，灯 $L$正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为　　 $A$，通电 $1\mathit{min}$电路中产生的热量为　　 $J$。

如图是某电热暖手宝的主要参数。选用水作为吸热或放热物质，是因为水的 　　较大。已知水的初温为 ${15}^{\circ }\text{C}}(C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，接通电源正常工作 $6\mathit{min}$ 时暖手宝处于 　　状态（选填"通电加热"或"自动断电"。 $)$

如图电路中， $U=12V$， $R_1=6\Omega$， $R_2=3\Omega$， $R_3=4\Omega$．当 $S_2$断开， $S_1$闭合时，电阻 $R_1$消耗的电功率为　 　 $W$；当 $S_1$、 $S_2$都闭合时， $6s$内电流通过 $R_2$产生的热量是　　 $J$。

车床照明灯的额定电压是 $36V$，它正常工作时灯丝的电阻是 $24\Omega$，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是　 　 $W$，工作 $30\mathit{min}$，电流通过灯丝产生的热量是　　 $J$。

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。