2022年中考物理一轮复习：热学、电学 综合计算题精选汇编（word版，含答案）
ID：49830
2021-10-08
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2022年中考物理一轮复习：热学、电学综合计算题精选汇编1．（2021绵阳模拟）电饭锅工作时有两种状态：一是锅内水烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态．如图所示是标有“220V1100W”电饭锅的简易原理图，已知R=1956Ω，R0=44Ω．（1）接通“1”档时电路中的电流是多少？此时电路消耗的总功率是多少？（2）如果用该电饭锅来烧水，其放出的热量全部被水吸收，需要多长时间可将2.2kg，初温为20℃的水烧开？[气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．2．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：（1）R1的阻值；（2）加热档的电功率；（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]第30页共30页
3．（2021毕节模拟）如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表(由量程为0～0.6A电流表改成)，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大(结果保留一位小数)?(2)若阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？第30页共30页
4．（2021茂名模拟）虽然疫情有了好转，但学生仍不能返校正常上课，小明必须呆在家中隔离，一天早晨他起来用电热饭盒热早餐，发现电热饭盒具有高温、低温两档，如图甲所示，简化电路如图乙所示，高温档电功率为242W，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：（1）R1和R2的阻值是多少?（2）如果实际电压是200V，低温档工乙作时的实际功率是少W?（3）当加热效率为50%时，高温档加热5min，可以将1kg饭菜的温度升高多少℃?【饭菜的比热容取3.0×103J/（kg·℃）】5.（2021广东模拟）某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃。简化电路如图乙所示，均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容第30页共30页
]（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。（2）开关闭合，接b，电热水器处于慢加热工作状态，求的阻值。（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）6．（2021深圳模拟）有一台电热水器，内部简化电路如图所示，它有高温挡、中温挡、低温挡三个挡位，R1和R2均为电热丝，R1＝88Ω，R2＝22Ω。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于 挡；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量；（3）若将该电热水器换为太阳能热水器，已知某品牌太阳能热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能为2.1×107J，已知该太阳能热水器的效率为40%，可将热水器中质量为100kg的水加热到40℃，试求热水器中的水的初温。第30页共30页
7.（2021黄冈模拟）小梦同学家的电饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），从说明书上收集到图甲所示为电路原理图和电路中的功率随时间变化的图像如图乙所示，饮水器的额定电压为220V。（1）求电饮水机在加热状态下消耗的电能；（2）求电饮水机在保温状态下的电流；（3）求R的阻值；（4）该电饮水机将1kg初温为25℃的加热到95℃，水吸收的热量为多少[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。第30页共30页
8．（2021淮滨一中模拟）阅读短文，回答问题。智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等）具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。下表为该洁具的部分参数。（1）下列说法正确的是______。A．红外线感应装置利用超声波进行工作B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化C．喷水杆材料具有良好的导电性D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起第30页共30页
（2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为多少______？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]（3）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。①适当______（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是多少______V。9.（2021成都模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。10.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160第30页共30页
Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。(1)当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。 (2)测试时的实际电压为多少?(3)工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?(4)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?11．（2021潍坊模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。第30页共30页
12.（2021牡丹江模拟）小明家新买了一个如图甲所示的养生壶，有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2都是加热电阻，养生壶的部分参数如表所示，小明将质量为1kg，初温为20℃的水倒入壶中，使用高温挡正常加热水到80℃时，用时6min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）加热电阻R1，R2的阻值；（2）水吸收的热量；（3）养生壶加热水的效率。（结果保留到1%）第30页共30页
13．（2021山西模拟）空气炸锅烹制的食物脂肪含量低美味酥脆、无油烟味深受广大市民青睐。（如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻。R1＝50Ω，R2＝200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合、S接B端时为高温挡；当开关S1闭合、S接A端时为中温挡。（1）中温挡正常工作时，求通过电阻R2的电流。（2）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条＝3.63×103J/（kg•℃）]（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为内能的效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间。14．（2021江西模拟）小明想探究浓盐水的比热容大小，他找来了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，“热得快”（电热器）上面的铭牌如图丙所示，他称出了500g的纯净水和500g的浓食盐水分别装入了甲乙两个烧杯。小明找来停表，同时通电加热，记录到加热时间1min，水温上升了12℃，食盐水温度上升了15℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。问：第30页共30页
（1）小明所用“热得快”正常工作电流是多大？（2）该“热得快”正常工作的电阻是多大？（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是多少？15．（2021青岛模拟）物理活动小组的同学制作了一个加热用的电炉子，其参数如下表所示。（1）求电炉子正常工作时发热丝的电阻。（2）该电炉子正常工作10min，消耗多少电能？（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高多少℃？（C酒精＝2.4×103J/（kg•℃））第30页共30页
16.（2021苏州工业园区模拟）如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据.经测试获知，在－10℃环境下，使平面镜的平均温度升高40℃，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中:(1)镜面玻璃吸收的热量Q1；(2)电热膜正常工作产生的热量Q2；(3)电热膜给平面镜的加热效率.第30页共30页
2022年中考物理一轮复习：热学、电学综合计算题精选汇编参考答案1．（2021绵阳模拟）电饭锅工作时有两种状态：一是锅内水烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态．如图所示是标有“220V1100W”电饭锅的简易原理图，已知R=1956Ω，R0=44Ω．（1）接通“1”档时电路中的电流是多少？此时电路消耗的总功率是多少？（2）如果用该电饭锅来烧水，其放出的热量全部被水吸收，需要多长时间可将2.2kg，初温为20℃的水烧开？[气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．【答案】（1）24.2W；（2）672s【解析】(1)接通“1”档时,R与R0串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I＝＝0.11A，此时电路消耗的总功率：P1＝UI＝220V×0.11A＝24.2W；(2)接通“2”档时,电路为R0的简单电路，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态；1标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：Q吸＝cm(t−t0)＝4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃−20℃)＝7.392×105J，因电饭锅放出的热量全部被水吸收，所以,由Q＝W＝t可得，加热时间：t′＝＝672s，2．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2第30页共30页
＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：（1）R1的阻值；（2）加热档的电功率；（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】（1）由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态；由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝440Ω；（2）双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，则加热时电阻R2的功率：P2＝＝＝1100W，加热档的电功率为：P加热＝P1+P2＝110W+1000W＝1210W；（3）用加热档把1.1kg的水升高55℃，水所吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×55℃＝2.541×105J；由η＝可得，消耗的电能为：W＝＝＝3.63×105J，第30页共30页
由P＝可得，需要工作的时间为：t＝＝＝300s。答：（1）R1的阻值为440Ω；（2）加热档的电功率为1210W；（3）需要工作300s。3．（2021毕节模拟）如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表(由量程为0～0.6A电流表改成)，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大(结果保留一位小数)?(2)若阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？【答案】解：(1)由题可知，电加热器的额定功率为1000W，正常工作时的电压U＝220V，由P＝可得，电热丝的电阻：R＝＝＝48.4Ω；(2)水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃－30℃)＝4.2×106J，若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，则W＝Q吸＝Pt，所以，通电时间：t＝＝＝4200s；第30页共30页
(3)由丙图可知，当h＝0.2m时，Rx＝150Ω，则探测电路中的电流：I＝＝＝0.15A。4．（2021茂名模拟）虽然疫情有了好转，但学生仍不能返校正常上课，小明必须呆在家中隔离，一天早晨他起来用电热饭盒热早餐，发现电热饭盒具有高温、低温两档，如图甲所示，简化电路如图乙所示，高温档电功率为242W，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：（1）R1和R2的阻值是多少?（2）如果实际电压是200V，低温档工乙作时的实际功率是少W?（3）当加热效率为50%时，高温档加热5min，可以将1kg饭菜的温度升高多少℃?【饭菜的比热容取3.0×103J/（kg·℃）】【答案】第30页共30页
5.（2021广东模拟）某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃。简化电路如图乙所示，均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容]（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。（2）开关闭合，接b，电热水器处于慢加热工作状态，求的阻值。（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）【答案】解:（1）水吸收的热量（2）开关闭合，接b，只有接入电路，电热水器处于慢加热工作状态则的阻值（3）断开，接b时，与串联，电路处于保温状态，有当闭合，接a时，与并联，电路处于快加热状态总功率为第30页共30页
设快加热和慢加热所用时间分别为和快加热时慢加热时节约的时间为代入数据联立解得6．（2021深圳模拟）有一台电热水器，内部简化电路如图所示，它有高温挡、中温挡、低温挡三个挡位，R1和R2均为电热丝，R1＝88Ω，R2＝22Ω。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于 挡；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量；（3）若将该电热水器换为太阳能热水器，已知某品牌太阳能热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能为2.1×107J，已知该太阳能热水器的效率为40%，可将热水器中质量为100kg的水加热到40℃，试求热水器中的水的初温。【答案】（1）当开关S1断开，S2接b时，两电热丝串联；当开关S1闭合，S2接b时，电路为R1的简单电路；当开关S1闭合，S2接a时，两电热丝并联；因并联电路的总电阻小于任何一分电阻，串联电路的总电阻等于两电阻之和，所以由P＝可知，两电阻并联时，电路总功率最大；两电阻串联时，电路总功率最小，故当开关S1断开，S2接b时，电热水器处于低温挡；当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于高温挡；当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于中温挡；（2）当开关S1断开，S2接b时，电热水器处于低温挡，此时，R1与R2串联接入电路；因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻：R总＝R1+R2第30页共30页
＝88Ω+22Ω＝110Ω，电热丝产生的热量：Q＝W＝t＝×10×60s＝2.64×105J；（3）水吸收的热量：Q吸＝W•η＝2.1×107J×40%＝8.4×106J，由Q吸＝cm△t可得，水的温度变化量：△t＝＝＝20℃，水的初温：t0＝t﹣△t＝40℃﹣20℃＝20℃。答：（1）高温；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量为2.64×105J；（3）热水器中的水的初温为20℃。7.（2021黄冈模拟）小梦同学家的电饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），从说明书上收集到图甲所示为电路原理图和电路中的功率随时间变化的图像如图乙所示，饮水器的额定电压为220V。（1）求电饮水机在加热状态下消耗的电能；（2）求电饮水机在保温状态下的电流；（3）求R的阻值；（4）该电饮水机将1kg初温为25℃的加热到95℃，水吸收的热量为多少[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。【答案】（1）根据图乙可知，该饮水机在加热状态下的功率P加热＝1100W，该饮水机在加热状态下消耗的电能W＝P加热t＝1100W×50s＝5.5×104J；第30页共30页
（2）根据图乙可知，该饮水机在保温状态下的功率P保温＝220W，通过电路中的电流为：I＝＝＝1A；（3）根据图甲可知，当闭合开关S时，电阻R0被短路，此时为R的简单电路，饮水机处于加热状态。电阻R的阻值R＝＝＝44Ω；（4）水吸收的热量为：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg.°C）×1kg×（95°C﹣25°C）＝2.94×105J。答：（1）该饮水机在加热状态下消耗的电能为5.5×104J；（2）该饮水机处在保温状态下时，通过电路中的电流为1A；（3）电阻R的阻值为44Ω；（4）该饮水机将质量为1kg、初温为25℃的水加热到95℃的过程中水吸收的热量为2.94×105J。8．（2021淮滨一中模拟）阅读短文，回答问题。智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等）具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。第30页共30页
这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。下表为该洁具的部分参数。（1）下列说法正确的是______。A．红外线感应装置利用超声波进行工作B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化C．喷水杆材料具有良好的导电性D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起（2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为多少______？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]（3）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。①适当______（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是多少______V。【答案】D80%减小69.（2021成都模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。【答案】解：（1）水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃），水的质量m水＝2kg，水的初温t0第30页共30页
＝20℃，在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温t＝100℃，水需要吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J。（2）已知热效率η＝80%，由η＝可得，用电器消耗电能：W＝＝＝8.4×105J。已知实际电功率P＝1000W，由P＝可得，电热水器加热时间：t′＝＝＝840s＝14min。答：（1）水需要吸收的热量为6.72×105J。（2）电热水器需要加热的时间为14min。10.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。(1)当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。 (2)测试时的实际电压为多少?(3)工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?第30页共30页
(4)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?【答案】解:(1)闭合 (1分)(2)从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,此时开关S断开,两电阻串联,由图乙知此时的电流为1A根据I=UR可知测试时的实际电压为:U=I(R+R0)=1A×(40Ω+160Ω)=200V (2分)(3)由图乙知一个循环中,较大功率工作10s,较小功率工作40s,总共50s;工作测试一个小时,总共有3600s50s=72个循环,较大功率总共工作10s×72=720s=0.2h,较小功率总共工作40s×72=2880s=0.8hP大实=UI大=200V×5A=1000W=1kWP小实=UI小=200V×1A=200W=0.2kW电路消耗的电能:W=P大实t1+P小实t2=1kW×0.2h+0.2kW×0.8h=0.36kW•h (3分)(4)加热一次消耗的电能:W'=P大t1'=1000W×10s=10000J水吸收的热量Q=ηW'=84%×10000J=8400J根据Q=cmΔt得水的质量:m=QcΔt=8400J4.2×103J/(kg·℃)×(42℃-37℃)=0.4kg (3分)11．（2021潍坊模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。第30页共30页
【答案】解：（1）水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃），水的质量m水＝2kg，水的初温t0＝20℃，在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温t＝100℃，水需要吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J。（2）已知热效率η＝80%，由η＝可得，用电器消耗电能：W＝＝＝8.4×105J。已知实际电功率P＝1000W，由P＝可得，电热水器加热时间：t′＝＝＝840s＝14min。答：（1）水需要吸收的热量为6.72×105J。（2）电热水器需要加热的时间为14min。12.（2021牡丹江模拟）小明家新买了一个如图甲所示的养生壶，有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2都是加热电阻，养生壶的部分参数如表所示，小明将质量为1kg，初温为20℃的水倒入壶中，使用高温挡正常加热水到80℃时，用时6min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）加热电阻R1，R2的阻值；（2）水吸收的热量；（3）养生壶加热水的效率。（结果保留到1%）第30页共30页
【答案】（1）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，根据P＝可知此时为中温挡；根据P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝88Ω；当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝可知此时为高温挡位，则高温挡功率P高温＝P1+P2＝P中温+P2，则R2消耗的功率：P2＝P高温﹣P中温＝1100W﹣550W＝550W，因为R2的功率与R1的功率相等，所以P＝可知R2的电阻与R1的电阻相等，都为88Ω；（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×105J；（3）由P＝可得，养生壶高温加热时消耗的电能：W＝P高t′＝1100W×6×60s＝3.96×105J，此过程中养生壶的加热效率：η＝×100%＝×100%≈64%。答：（1）加热电阻R1、R2的阻值都为88Ω；（2）水吸收的热量为2.52×105J；第30页共30页
（3）养生壶加热水的效率为64%。13．（2021山西模拟）空气炸锅烹制的食物脂肪含量低美味酥脆、无油烟味深受广大市民青睐。（如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻。R1＝50Ω，R2＝200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合、S接B端时为高温挡；当开关S1闭合、S接A端时为中温挡。（1）中温挡正常工作时，求通过电阻R2的电流。（2）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条＝3.63×103J/（kg•℃）]（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为内能的效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间。【答案】解:（1）中温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S断开，电路中只有R2连入电路，则R2的电流：I2＝＝＝1.1A；（2）高温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S接b端，R1、R2并联，则P1＝＝＝968W，P2＝＝＝242W；总功率P＝P1+P2＝968W+242W＝1210W；（3）薯条质量m＝200g＝0.2kg，薯条吸收的热量；Q吸＝c薯条m（t﹣t0）＝3.63×103J/（kg•℃）×0.2kg×（170℃﹣20℃）＝1.089×105J；第30页共30页
（4）根据η＝可得需要消耗的电能：W＝＝＝1.452×105J；若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，根据P＝可得加热时间：t＝＝＝120s。答：（1）中温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为1.1A。（2）高温挡正常工作时，电阻R1、R2消耗的总功率为1210W。（3）一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为1.089×105J；（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，烹制一次薯条需要的时间为120s。14．（2021江西模拟）小明想探究浓盐水的比热容大小，他找来了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，“热得快”（电热器）上面的铭牌如图丙所示，他称出了500g的纯净水和500g的浓食盐水分别装入了甲乙两个烧杯。小明找来停表，同时通电加热，记录到加热时间1min，水温上升了12℃，食盐水温度上升了15℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。问：（1）小明所用“热得快”正常工作电流是多大？（2）该“热得快”正常工作的电阻是多大？（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是多少？【答案】解：第30页共30页
（1）“热得快”正常工作时的功率P＝550W，电压U＝220V，根据P＝UI可得，正常工作的电流：I＝＝＝2.5A；（2）根据P＝可得，该“热得快”正常工作的电阻：R＝＝＝88Ω；（3）水吸收的热量为：Q水＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×12℃＝2.52×104J，因为甲、乙所示的两套完全相同的装置，且加热时间相同，所以水和浓盐水吸收的热量相同，即即Q盐水＝Q水＝2.52×104J；由Q＝cm△t可得，浓盐水的比热容为：c盐水＝＝＝3.36×103J/（kg•℃）。答：（1）小明所用“热得快”正常工作电流是2.5A；（2）该“热得快”正常工作的电阻是88Ω；（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是3.36×103J/（kg•℃）。15．（2021青岛模拟）物理活动小组的同学制作了一个加热用的电炉子，其参数如下表所示。（1）求电炉子正常工作时发热丝的电阻。（2）该电炉子正常工作10min，消耗多少电能？（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高多少℃？（C酒精＝2.4×103J/（kg•℃））第30页共30页
【答案】解：（1）由P＝可得电炉子正常工作时发热丝的电阻：R＝＝＝110Ω；（2）电炉子正常工作10min消耗的电能：W＝Pt＝440W×10×60s＝264000J；（3）由题意可得，酒精吸收的能量：Q吸＝W×50%＝264000J×50%＝132000J，由Q吸＝cm△t可得，酒精升高的温度：△t＝＝＝11℃。答：（1）电炉子正常工作时发热丝的电阻是110Ω；（2）该电炉子正常工作10min，消耗264000J的电能；（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高11℃。16.（2021苏州工业园区模拟）如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据.经测试获知，在－10℃环境下，使平面镜的平均温度升高40℃，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中:第30页共30页
(1)镜面玻璃吸收的热量Q1；(2)电热膜正常工作产生的热量Q2；(3)电热膜给平面镜的加热效率.【答案】（1）3.3×（2）4.4×（3）75％第30页共30页
2022年中考物理一轮复习：热学、电学 综合计算题精选汇编（word版，含答案）
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2022年中考物理一轮复习：热学、电学综合计算题精选汇编1．（2021绵阳模拟）电饭锅工作时有两种状态：一是锅内水烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态．如图所示是标有“220V1100W”电饭锅的简易原理图，已知R=1956Ω，R0=44Ω．（1）接通“1”档时电路中的电流是多少？此时电路消耗的总功率是多少？（2）如果用该电饭锅来烧水，其放出的热量全部被水吸收，需要多长时间可将2.2kg，初温为20℃的水烧开？[气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．2．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：（1）R1的阻值；（2）加热档的电功率；（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]第30页共30页
3．（2021毕节模拟）如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表(由量程为0～0.6A电流表改成)，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大(结果保留一位小数)?(2)若阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？第30页共30页
4．（2021茂名模拟）虽然疫情有了好转，但学生仍不能返校正常上课，小明必须呆在家中隔离，一天早晨他起来用电热饭盒热早餐，发现电热饭盒具有高温、低温两档，如图甲所示，简化电路如图乙所示，高温档电功率为242W，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：（1）R1和R2的阻值是多少?（2）如果实际电压是200V，低温档工乙作时的实际功率是少W?（3）当加热效率为50%时，高温档加热5min，可以将1kg饭菜的温度升高多少℃?【饭菜的比热容取3.0×103J/（kg·℃）】5.（2021广东模拟）某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃。简化电路如图乙所示，均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容第30页共30页
]（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。（2）开关闭合，接b，电热水器处于慢加热工作状态，求的阻值。（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）6．（2021深圳模拟）有一台电热水器，内部简化电路如图所示，它有高温挡、中温挡、低温挡三个挡位，R1和R2均为电热丝，R1＝88Ω，R2＝22Ω。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于 挡；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量；（3）若将该电热水器换为太阳能热水器，已知某品牌太阳能热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能为2.1×107J，已知该太阳能热水器的效率为40%，可将热水器中质量为100kg的水加热到40℃，试求热水器中的水的初温。第30页共30页
7.（2021黄冈模拟）小梦同学家的电饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），从说明书上收集到图甲所示为电路原理图和电路中的功率随时间变化的图像如图乙所示，饮水器的额定电压为220V。（1）求电饮水机在加热状态下消耗的电能；（2）求电饮水机在保温状态下的电流；（3）求R的阻值；（4）该电饮水机将1kg初温为25℃的加热到95℃，水吸收的热量为多少[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。第30页共30页
8．（2021淮滨一中模拟）阅读短文，回答问题。智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等）具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。下表为该洁具的部分参数。（1）下列说法正确的是______。A．红外线感应装置利用超声波进行工作B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化C．喷水杆材料具有良好的导电性D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起第30页共30页
（2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为多少______？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]（3）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。①适当______（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是多少______V。9.（2021成都模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。10.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160第30页共30页
Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。(1)当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。 (2)测试时的实际电压为多少?(3)工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?(4)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?11．（2021潍坊模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。第30页共30页
12.（2021牡丹江模拟）小明家新买了一个如图甲所示的养生壶，有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2都是加热电阻，养生壶的部分参数如表所示，小明将质量为1kg，初温为20℃的水倒入壶中，使用高温挡正常加热水到80℃时，用时6min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）加热电阻R1，R2的阻值；（2）水吸收的热量；（3）养生壶加热水的效率。（结果保留到1%）第30页共30页
13．（2021山西模拟）空气炸锅烹制的食物脂肪含量低美味酥脆、无油烟味深受广大市民青睐。（如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻。R1＝50Ω，R2＝200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合、S接B端时为高温挡；当开关S1闭合、S接A端时为中温挡。（1）中温挡正常工作时，求通过电阻R2的电流。（2）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条＝3.63×103J/（kg•℃）]（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为内能的效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间。14．（2021江西模拟）小明想探究浓盐水的比热容大小，他找来了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，“热得快”（电热器）上面的铭牌如图丙所示，他称出了500g的纯净水和500g的浓食盐水分别装入了甲乙两个烧杯。小明找来停表，同时通电加热，记录到加热时间1min，水温上升了12℃，食盐水温度上升了15℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。问：第30页共30页
（1）小明所用“热得快”正常工作电流是多大？（2）该“热得快”正常工作的电阻是多大？（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是多少？15．（2021青岛模拟）物理活动小组的同学制作了一个加热用的电炉子，其参数如下表所示。（1）求电炉子正常工作时发热丝的电阻。（2）该电炉子正常工作10min，消耗多少电能？（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高多少℃？（C酒精＝2.4×103J/（kg•℃））第30页共30页
16.（2021苏州工业园区模拟）如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据.经测试获知，在－10℃环境下，使平面镜的平均温度升高40℃，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中:(1)镜面玻璃吸收的热量Q1；(2)电热膜正常工作产生的热量Q2；(3)电热膜给平面镜的加热效率.第30页共30页
2022年中考物理一轮复习：热学、电学综合计算题精选汇编参考答案1．（2021绵阳模拟）电饭锅工作时有两种状态：一是锅内水烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态．如图所示是标有“220V1100W”电饭锅的简易原理图，已知R=1956Ω，R0=44Ω．（1）接通“1”档时电路中的电流是多少？此时电路消耗的总功率是多少？（2）如果用该电饭锅来烧水，其放出的热量全部被水吸收，需要多长时间可将2.2kg，初温为20℃的水烧开？[气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）]．【答案】（1）24.2W；（2）672s【解析】(1)接通“1”档时,R与R0串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I＝＝0.11A，此时电路消耗的总功率：P1＝UI＝220V×0.11A＝24.2W；(2)接通“2”档时,电路为R0的简单电路，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态；1标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：Q吸＝cm(t−t0)＝4.2×103J/(kg⋅℃)×2.2kg×(100℃−20℃)＝7.392×105J，因电饭锅放出的热量全部被水吸收，所以,由Q＝W＝t可得，加热时间：t′＝＝672s，2．（2021滨州模拟）小明家有一种电热壶内部简化电路如图，额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两档。保温挡的额定功率为110W，转到双触点开关，其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关，加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2第30页共30页
＝44Ω，现将电热壶接到220V的家庭电路中，求：（1）R1的阻值；（2）加热档的电功率；（3）若电热壶内装有1.1kg的水，现用加热档使水升高55℃，加热效率为70%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】（1）由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态；由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝440Ω；（2）双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，则加热时电阻R2的功率：P2＝＝＝1100W，加热档的电功率为：P加热＝P1+P2＝110W+1000W＝1210W；（3）用加热档把1.1kg的水升高55℃，水所吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×55℃＝2.541×105J；由η＝可得，消耗的电能为：W＝＝＝3.63×105J，第30页共30页
由P＝可得，需要工作的时间为：t＝＝＝300s。答：（1）R1的阻值为440Ω；（2）加热档的电功率为1210W；（3）需要工作300s。3．（2021毕节模拟）如图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表(由量程为0～0.6A电流表改成)，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大(结果保留一位小数)?(2)若阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失](3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？【答案】解：(1)由题可知，电加热器的额定功率为1000W，正常工作时的电压U＝220V，由P＝可得，电热丝的电阻：R＝＝＝48.4Ω；(2)水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃－30℃)＝4.2×106J，若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，则W＝Q吸＝Pt，所以，通电时间：t＝＝＝4200s；第30页共30页
(3)由丙图可知，当h＝0.2m时，Rx＝150Ω，则探测电路中的电流：I＝＝＝0.15A。4．（2021茂名模拟）虽然疫情有了好转，但学生仍不能返校正常上课，小明必须呆在家中隔离，一天早晨他起来用电热饭盒热早餐，发现电热饭盒具有高温、低温两档，如图甲所示，简化电路如图乙所示，高温档电功率为242W，R1、R2均是发热电阻，且R2的阻值是R1的4倍。求：（1）R1和R2的阻值是多少?（2）如果实际电压是200V，低温档工乙作时的实际功率是少W?（3）当加热效率为50%时，高温档加热5min，可以将1kg饭菜的温度升高多少℃?【饭菜的比热容取3.0×103J/（kg·℃）】【答案】第30页共30页
5.（2021广东模拟）某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75℃。简化电路如图乙所示，均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水。请完成下列问题：[已知水的比热容]（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量。（2）开关闭合，接b，电热水器处于慢加热工作状态，求的阻值。（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）【答案】解:（1）水吸收的热量（2）开关闭合，接b，只有接入电路，电热水器处于慢加热工作状态则的阻值（3）断开，接b时，与串联，电路处于保温状态，有当闭合，接a时，与并联，电路处于快加热状态总功率为第30页共30页
设快加热和慢加热所用时间分别为和快加热时慢加热时节约的时间为代入数据联立解得6．（2021深圳模拟）有一台电热水器，内部简化电路如图所示，它有高温挡、中温挡、低温挡三个挡位，R1和R2均为电热丝，R1＝88Ω，R2＝22Ω。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于 挡；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量；（3）若将该电热水器换为太阳能热水器，已知某品牌太阳能热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能为2.1×107J，已知该太阳能热水器的效率为40%，可将热水器中质量为100kg的水加热到40℃，试求热水器中的水的初温。【答案】（1）当开关S1断开，S2接b时，两电热丝串联；当开关S1闭合，S2接b时，电路为R1的简单电路；当开关S1闭合，S2接a时，两电热丝并联；因并联电路的总电阻小于任何一分电阻，串联电路的总电阻等于两电阻之和，所以由P＝可知，两电阻并联时，电路总功率最大；两电阻串联时，电路总功率最小，故当开关S1断开，S2接b时，电热水器处于低温挡；当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于高温挡；当开关S1闭合，S2接a时，电热水器处于中温挡；（2）当开关S1断开，S2接b时，电热水器处于低温挡，此时，R1与R2串联接入电路；因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻：R总＝R1+R2第30页共30页
＝88Ω+22Ω＝110Ω，电热丝产生的热量：Q＝W＝t＝×10×60s＝2.64×105J；（3）水吸收的热量：Q吸＝W•η＝2.1×107J×40%＝8.4×106J，由Q吸＝cm△t可得，水的温度变化量：△t＝＝＝20℃，水的初温：t0＝t﹣△t＝40℃﹣20℃＝20℃。答：（1）高温；（2）当电热水器处于低温挡，电热水器正常工作10min，电热丝产生的热量为2.64×105J；（3）热水器中的水的初温为20℃。7.（2021黄冈模拟）小梦同学家的电饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），从说明书上收集到图甲所示为电路原理图和电路中的功率随时间变化的图像如图乙所示，饮水器的额定电压为220V。（1）求电饮水机在加热状态下消耗的电能；（2）求电饮水机在保温状态下的电流；（3）求R的阻值；（4）该电饮水机将1kg初温为25℃的加热到95℃，水吸收的热量为多少[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。【答案】（1）根据图乙可知，该饮水机在加热状态下的功率P加热＝1100W，该饮水机在加热状态下消耗的电能W＝P加热t＝1100W×50s＝5.5×104J；第30页共30页
（2）根据图乙可知，该饮水机在保温状态下的功率P保温＝220W，通过电路中的电流为：I＝＝＝1A；（3）根据图甲可知，当闭合开关S时，电阻R0被短路，此时为R的简单电路，饮水机处于加热状态。电阻R的阻值R＝＝＝44Ω；（4）水吸收的热量为：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg.°C）×1kg×（95°C﹣25°C）＝2.94×105J。答：（1）该饮水机在加热状态下消耗的电能为5.5×104J；（2）该饮水机处在保温状态下时，通过电路中的电流为1A；（3）电阻R的阻值为44Ω；（4）该饮水机将质量为1kg、初温为25℃的水加热到95℃的过程中水吸收的热量为2.94×105J。8．（2021淮滨一中模拟）阅读短文，回答问题。智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等）具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能。某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。第30页共30页
这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能。下表为该洁具的部分参数。（1）下列说法正确的是______。A．红外线感应装置利用超声波进行工作B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化C．喷水杆材料具有良好的导电性D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起（2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为多少______？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），室温为18℃]（3）图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。①适当______（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高，则控制电压U1是多少______V。【答案】D80%减小69.（2021成都模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。【答案】解：（1）水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃），水的质量m水＝2kg，水的初温t0第30页共30页
＝20℃，在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温t＝100℃，水需要吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J。（2）已知热效率η＝80%，由η＝可得，用电器消耗电能：W＝＝＝8.4×105J。已知实际电功率P＝1000W，由P＝可得，电热水器加热时间：t′＝＝＝840s＝14min。答：（1）水需要吸收的热量为6.72×105J。（2）电热水器需要加热的时间为14min。10.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。(1)当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。 (2)测试时的实际电压为多少?(3)工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?第30页共30页
(4)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?【答案】解:(1)闭合 (1分)(2)从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,此时开关S断开,两电阻串联,由图乙知此时的电流为1A根据I=UR可知测试时的实际电压为:U=I(R+R0)=1A×(40Ω+160Ω)=200V (2分)(3)由图乙知一个循环中,较大功率工作10s,较小功率工作40s,总共50s;工作测试一个小时,总共有3600s50s=72个循环,较大功率总共工作10s×72=720s=0.2h,较小功率总共工作40s×72=2880s=0.8hP大实=UI大=200V×5A=1000W=1kWP小实=UI小=200V×1A=200W=0.2kW电路消耗的电能:W=P大实t1+P小实t2=1kW×0.2h+0.2kW×0.8h=0.36kW•h (3分)(4)加热一次消耗的电能:W'=P大t1'=1000W×10s=10000J水吸收的热量Q=ηW'=84%×10000J=8400J根据Q=cmΔt得水的质量:m=QcΔt=8400J4.2×103J/(kg·℃)×(42℃-37℃)=0.4kg (3分)11．（2021潍坊模拟）茗茗同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）如果用某一品牌的电热水器将质量为2kg的水，在标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收的热量。（2）如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率为80%，则电热水器需要加热的时间。第30页共30页
【答案】解：（1）水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃），水的质量m水＝2kg，水的初温t0＝20℃，在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温t＝100℃，水需要吸收的热量：Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J。（2）已知热效率η＝80%，由η＝可得，用电器消耗电能：W＝＝＝8.4×105J。已知实际电功率P＝1000W，由P＝可得，电热水器加热时间：t′＝＝＝840s＝14min。答：（1）水需要吸收的热量为6.72×105J。（2）电热水器需要加热的时间为14min。12.（2021牡丹江模拟）小明家新买了一个如图甲所示的养生壶，有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2都是加热电阻，养生壶的部分参数如表所示，小明将质量为1kg，初温为20℃的水倒入壶中，使用高温挡正常加热水到80℃时，用时6min。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）加热电阻R1，R2的阻值；（2）水吸收的热量；（3）养生壶加热水的效率。（结果保留到1%）第30页共30页
【答案】（1）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，根据P＝可知此时为中温挡；根据P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝88Ω；当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝可知此时为高温挡位，则高温挡功率P高温＝P1+P2＝P中温+P2，则R2消耗的功率：P2＝P高温﹣P中温＝1100W﹣550W＝550W，因为R2的功率与R1的功率相等，所以P＝可知R2的电阻与R1的电阻相等，都为88Ω；（2）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×105J；（3）由P＝可得，养生壶高温加热时消耗的电能：W＝P高t′＝1100W×6×60s＝3.96×105J，此过程中养生壶的加热效率：η＝×100%＝×100%≈64%。答：（1）加热电阻R1、R2的阻值都为88Ω；（2）水吸收的热量为2.52×105J；第30页共30页
（3）养生壶加热水的效率为64%。13．（2021山西模拟）空气炸锅烹制的食物脂肪含量低美味酥脆、无油烟味深受广大市民青睐。（如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻。R1＝50Ω，R2＝200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合、S接B端时为高温挡；当开关S1闭合、S接A端时为中温挡。（1）中温挡正常工作时，求通过电阻R2的电流。（2）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条＝3.63×103J/（kg•℃）]（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，空气炸锅电能转化为内能的效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间。【答案】解:（1）中温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S断开，电路中只有R2连入电路，则R2的电流：I2＝＝＝1.1A；（2）高温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S接b端，R1、R2并联，则P1＝＝＝968W，P2＝＝＝242W；总功率P＝P1+P2＝968W+242W＝1210W；（3）薯条质量m＝200g＝0.2kg，薯条吸收的热量；Q吸＝c薯条m（t﹣t0）＝3.63×103J/（kg•℃）×0.2kg×（170℃﹣20℃）＝1.089×105J；第30页共30页
（4）根据η＝可得需要消耗的电能：W＝＝＝1.452×105J；若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，根据P＝可得加热时间：t＝＝＝120s。答：（1）中温挡正常工作时，流过电阻R2的电流为1.1A。（2）高温挡正常工作时，电阻R1、R2消耗的总功率为1210W。（3）一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为1.089×105J；（4）若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，烹制一次薯条需要的时间为120s。14．（2021江西模拟）小明想探究浓盐水的比热容大小，他找来了如图甲、乙所示的两套完全相同的装置，“热得快”（电热器）上面的铭牌如图丙所示，他称出了500g的纯净水和500g的浓食盐水分别装入了甲乙两个烧杯。小明找来停表，同时通电加热，记录到加热时间1min，水温上升了12℃，食盐水温度上升了15℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。问：（1）小明所用“热得快”正常工作电流是多大？（2）该“热得快”正常工作的电阻是多大？（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是多少？【答案】解：第30页共30页
（1）“热得快”正常工作时的功率P＝550W，电压U＝220V，根据P＝UI可得，正常工作的电流：I＝＝＝2.5A；（2）根据P＝可得，该“热得快”正常工作的电阻：R＝＝＝88Ω；（3）水吸收的热量为：Q水＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×12℃＝2.52×104J，因为甲、乙所示的两套完全相同的装置，且加热时间相同，所以水和浓盐水吸收的热量相同，即即Q盐水＝Q水＝2.52×104J；由Q＝cm△t可得，浓盐水的比热容为：c盐水＝＝＝3.36×103J/（kg•℃）。答：（1）小明所用“热得快”正常工作电流是2.5A；（2）该“热得快”正常工作的电阻是88Ω；（3）若加热时甲、乙装置吸收的热量相同，则小明所测浓盐水的比热容是3.36×103J/（kg•℃）。15．（2021青岛模拟）物理活动小组的同学制作了一个加热用的电炉子，其参数如下表所示。（1）求电炉子正常工作时发热丝的电阻。（2）该电炉子正常工作10min，消耗多少电能？（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高多少℃？（C酒精＝2.4×103J/（kg•℃））第30页共30页
【答案】解：（1）由P＝可得电炉子正常工作时发热丝的电阻：R＝＝＝110Ω；（2）电炉子正常工作10min消耗的电能：W＝Pt＝440W×10×60s＝264000J；（3）由题意可得，酒精吸收的能量：Q吸＝W×50%＝264000J×50%＝132000J，由Q吸＝cm△t可得，酒精升高的温度：△t＝＝＝11℃。答：（1）电炉子正常工作时发热丝的电阻是110Ω；（2）该电炉子正常工作10min，消耗264000J的电能；（3）若（2）中电炉子消耗的能量经转化后有50%被酒精吸收，最多可以使5kg的酒精温度升高11℃。16.（2021苏州工业园区模拟）如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜.使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据.经测试获知，在－10℃环境下，使平面镜的平均温度升高40℃，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中:第30页共30页
(1)镜面玻璃吸收的热量Q1；(2)电热膜正常工作产生的热量Q2；(3)电热膜给平面镜的加热效率.【答案】（1）3.3×（2）4.4×（3）75％第30页共30页
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