初中物理电功与热量的综合计算试题

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

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）

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．

电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保。图是某型号电压力锅工作电路简图，右表是其部分参数。其中R₂是主加热器，R₁是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触点b接通，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关S自动与b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。现将3L初温为25℃的水 加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min。已知消耗的电能有90％被有效利用，水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)。求：
 
(1)电压力锅在加热状态时的电流。
(2)电压力锅多少秒后开始保压?
(3)电压力锅在此30min内消耗的电能。

下图是一种调温型电热毯的电路示意图，R₁和R₂是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上。当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W。

（1）电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为      A。（结果保留两位小数）
（2）开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为      W、      W。
（3）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？

小波班上有一台饮水机，它的铭牌如下表，工作电路如图所示，S₀ 是温控开关，可以自动控制饮水机的加热或保温状态。
 
（1）将2 kg的水从25 ℃加热到85 ℃，水吸收的热量是多少?[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]
（2）若在保温状态下，饮水机消耗的功率是44 W，则 R₂ 的阻值是多少?
（3）饮水机在加热状态下将2 kg的水从25 ℃加热到85 ℃时正常工作了20 min，则饮水机消耗的电能是多少? 饮水机的效率为多少？

如图为某品牌电热水壶及其铭牌，请解答下列问题。
 
（1）该电热水壶的电热丝的电阻是多大？
（2）晚上，用装满水的电热水壶烧水，如果此时正值用电高峰，实际电压只有额定电压的90%，则此时电热水壶的实际功率为多大？（设电热丝的阻值保持不变）
（3）在第2问中，如果壶中水的初温为19℃，将水加热到100℃需要吸收多少热量？如果电热水壶放出的热量全部被水吸收，则烧开这壶水需要多长时间？〔水的比热容为c_水=4.2×10³J/(kg·℃）〕

如图所示的电饭煲，内部有两条电阻丝，每条电阻丝的阻值都为110欧(电阻丝的阻值恒定不变)。电饭煲的额定功率从大到小有高、中、低三档，额定电压是220伏。把电饭煲接在220伏的电源上，求：

(1)把电饭煲的额定功率打到中档时，内部是一条电阻丝接入电路，通过它的电流多大?
(2)把电饭煲的额定功率打到低档时，内部是两条电阻丝串联接入电路，电饭堡的电功率多大?
(3)该电饭煲调到高档时工作5分钟产生多少热量？

如图为一台两档式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S接a时，电路中的电流为5 A;当S接b 时电路消耗的电功率为44W，求:

（1）R₁的电阻；
（2）高温档时电路消耗的电功率；
（3）在低温档工作10 min，电流通过R₂产生的热量

下表为某电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图所示R₁、R₂均为电热丝. 求（1）当开关S闭合时，电烤箱处于    温挡. 当电烤箱在高温挡工作时，1min消耗的电能是多少焦耳？（2）求R₁和R₂的电阻各是多少？

如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压80V，电压表示数60V，线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈的电流2A，在10s内电动机将重物提升了40m，此过程中消耗电能_________J,电流通过线圈产生的热量____________J。

如图所示是某电热器的工作原理图，R₁、R₂是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳。它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求。其中旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时，金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通。

导    线    规    格
导线横截面积S/mm^2	0．5	1	1.5	2.5
安全载流量I/ A	4	8	12	20

（1）如果请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图乙所示，应该将电路图中的地线接到插头的_________（选填“G”、“L”或“N”）脚。正常情况下，火线和零线之间的电压为_______V。
（2）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的　　  _点处。
（3）如果 R₁＝R₂，旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W，求R₁和R₂的阻值。
（4）当旋钮开关旋到位置T时，通电1 min产生的热量是多少？
（5）某种橡皮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，请你计算说明应选横截面积为多大的铜芯导线作为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则？

如图a是我们教室用的饮水机，它的铭牌上标有：额定电压220W，加热功率550W，架势到85℃﹣95℃．内部电路图可简化图b，把它接在教室的电路中，正常工作时保温状态的电流是0.2A，求：
（1）保温时饮水机的电功率是多少？
（2）当它处于加热状态时，若消耗的电能全部转化为内能被水吸收，它使热水罐中0.5kg，20℃的水的温度升高到90℃，要消耗多少电能？已知水的比热容是4.2×10³J/Kg•℃）．
（3）电阻R₁的值是多少？
（4）若冬季的加热时间与保温时间之比是1：5，求冬季每小时它消耗多少电能？

有甲、乙两根电阻丝和一个电源电压不变的电源。将甲、乙两根电阻丝串联接在电源两端，在时间t内，产生的热量分别为Q₁、Q₂；将甲电阻丝单独接在电源两端，在时间t内，产生的热量为       （不计电阻丝随温度的变化）。

如图所示，标有“6V  2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。
求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。