2021中考物理微專(zhuān)題復(fù)習(xí)51中考力熱電綜合計(jì)算題（及答案）

1、專(zhuān)題51 力熱電綜合計(jì)算題解決力熱電綜合計(jì)算題一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、浮力公式、機(jī)械功和功率、機(jī)械效率公式、電功公式、電功率公式、物體吸熱放熱公式、熱值公式、熱效率公式等；涉及到的物理規(guī)律有二力平衡條件、液體壓強(qiáng)規(guī)律、阿基米德原理、杠桿平衡條件、歐姆定律、焦耳定律、熱平衡方程等?！纠}】(2020貴州黔西南)如圖是一款可以設(shè)定不同出水溫度的電熱飲水器原理示意圖，R是加熱電阻絲，阻值為44，R是熱敏電阻，其阻值與溫度的關(guān)系式為Rt=5+0.5t(式中Rt單位是，t的單位是)，R0是設(shè)定溫度的變阻器?？刂齐娐分?，電源電壓為3V。當(dāng)電磁維電器線圈中的電流小于等

2、于10mA時(shí)，銜鐵片會(huì)彈起，觸點(diǎn)分離，熱水器停止加熱c=4.2103J/(kg) (1)如果將水只加熱到80，閉合開(kāi)關(guān)，則滑動(dòng)變阻器阻值要調(diào)到多大？(電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì))(2)容器內(nèi)裝有700mL、初溫為20的水，將其加熱到100，用時(shí)4min，則該飲水器正常工作時(shí)加熱效率是多少?【答案】(1)；(2)【解析】(1)由題可知，當(dāng)溫度為80時(shí)，熱敏電阻的阻值為設(shè)定溫度為80，即80時(shí)，電路中的電流為10mA合0.01A，此時(shí)控制電路中的總電阻為則滑動(dòng)變阻器的阻值為即滑動(dòng)變阻器的阻值要調(diào)到255。(2)容器內(nèi)裝有700mL合700cm3，則容器內(nèi)水的質(zhì)量為這些水溫度由20的水升高到100，所吸

3、收的熱量為飲水機(jī)的工作電路4min，所消耗的電功為該飲水器正常工作時(shí)加熱效率為【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖，甲是電子秤的原理圖(圖中壓力表是用電流表改裝的)。已知電源電壓為24V，電阻R0=60，壓力傳感器Rx的阻值隨所受壓力F變化的圖象如圖乙，壓力傳感器表面能承受的最大壓力為400N，壓桿與壓力傳感器的接觸面積是2104m2(取g=10N/kg，托盤(pán)和壓桿的質(zhì)量忽略不計(jì))。求：(1)托盤(pán)里的物體質(zhì)量越大，壓力傳感器的阻值如何變化？(2)當(dāng)通過(guò)壓力表電流為0.2A時(shí)，壓力傳感器上方托盤(pán)里物體的質(zhì)量是多少kg？(3)當(dāng)壓力為200N時(shí)，通電700s，R0產(chǎn)生的焦耳熱能使質(zhì)量為0.1kg的水溫升高多少？【答案

4、】(1)2106(2)40(3)1【解析】本題考查學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路電流和電阻特點(diǎn)、電功率和壓強(qiáng)知識(shí)的掌握，同時(shí)結(jié)合歐姆定律分析實(shí)際問(wèn)題得出正確結(jié)論，要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律。根據(jù)公式p=F/S求出傳感器能夠承受的最大壓強(qiáng)；根據(jù)圖乙分析壓力為200N時(shí)，傳感器的阻值；根據(jù)公式I=U/R計(jì)算出通過(guò)電路中的電流；由公式P=UI=I2R計(jì)算出R0的電功率。(1)稱(chēng)量時(shí)，托盤(pán)里的物體質(zhì)量越大，物體的重力越大。因?yàn)樵谒矫嫔衔矬w的壓力和自身的重力相等，所以壓力傳感器所受的壓力越大，由乙圖象可知，壓力傳感器的阻值越小。所以托盤(pán)里的物體質(zhì)量越大，壓力傳感器的阻值越小。(2)當(dāng)通過(guò)壓力表電流為0.2A時(shí)，由I=U/

5、R得電路總電阻為R總=U/I=24V/0.2A=120根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可得：Rx=R總R0=12060=60根據(jù)圖象可知當(dāng)Rx=60時(shí)，傳感器受到的壓力為F0=400N由于托盤(pán)和壓桿的質(zhì)量忽略不計(jì)，設(shè)托盤(pán)里物體的質(zhì)量為m,則F0=G=mgm=F0/g=400N/10N/kg=40kg(3)由圖甲知，R0與Rx串聯(lián)，由圖乙知，當(dāng)壓力為200N時(shí)，由乙圖可知壓力傳感器Rx的阻值是180則通過(guò)R0的電流：I0=I=24V/(180+60)=0.1AR0產(chǎn)生的焦耳熱：Q=I02R0t=(0.1A)260700s=420JQ吸=Q根據(jù)物體吸熱公式Q吸=cm(t-to)得到t=(t-to

6、)=Q吸/cm=Q/cm=420J/4.2103J/(kg)0.1kg=1【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】如圖所示是一種家用蒸汽電熨斗的實(shí)物圖和銘牌，使用時(shí)水箱中的水滴入被加熱的底板汽室，迅速汽化產(chǎn)生向下的蒸汽(1)蒸汽電熨斗正常工作時(shí)電阻絲的電阻；(2)在熨斗水箱中注入0.3kg的水，將它平放在水平桌面上，求：熨斗對(duì)衣服的壓強(qiáng)；(3)用熨斗汽燙前先預(yù)熱，使金屬底板的溫度從20升 高到220，溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，已知金屬的質(zhì)量為1kg，金屬底板的比熱容為0.46103J/(kg)問(wèn)蒸汽熨斗預(yù)熱的過(guò)程中金屬底板吸收多少熱量？(4)汽燙時(shí)，水滴入汽室，由于水升溫汽化而帶走熱量，當(dāng)金屬底板溫度降到190時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉

7、合，電熨斗正常工作，當(dāng)加熱到220時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，停止加熱，如此反復(fù)，若蒸汽電熨斗工作情況按如圖所示的規(guī)律變化時(shí)，則12min熨燙一件衣服共消耗多少電能？【答案】(1)48.4；(2)1000Pa(3)9.2104J；(4)5.4105J【解析】(1)蒸汽電熨斗正常工作時(shí)電阻絲的電阻：R=48.4；(2)電熨斗對(duì)衣服的壓力：F=G=mg=(1.3kg+0.3kg)10N/kg=16N對(duì)衣服的壓強(qiáng)：P=1000Pa(3)蒸汽電熨斗預(yù)熱過(guò)程中金屬底板吸收的熱量：1(2020甘肅天水)如圖所示是某款電熱水壺及相關(guān)信息表。現(xiàn)在該水壺內(nèi)裝入1L、初溫為20的水，放置在水平桌面上。接通電源使其正常工

8、作，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將水燒開(kāi)。求：額定功率1000W自重5N與桌面接觸面積200cm2(1)裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)；(2)水吸收的熱量；(3)此電熱水壺在額定電壓下正常工作7min可將1L水燒開(kāi)，試計(jì)算該電熱水壺的加熱效率。c水4.2103J/(kg)，g10N/kg【答案】(1)裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)為750Pa；(2)水吸收的熱量為3.36105J；(3)該電熱水壺的加熱效率為80%?！痉治觥?1)知道水壺內(nèi)裝水的體積，根據(jù)求出水壺內(nèi)裝水的質(zhì)量，根據(jù)Gmg求出水壺內(nèi)水的重力，裝入水后水壺對(duì)桌面的壓力等于水和水壺的重力之和，根據(jù)p求出裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)；(2)知道水的質(zhì)量和比熱容以及

9、初溫、末溫(在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100)，根據(jù)Q吸c(diǎn)m(tt0)求出水吸收的熱量；(3)電熱水壺在額定電壓下正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)WPt求出消耗的電能，利用100%求出該電熱水壺的加熱效率。【解答】(1)水壺內(nèi)裝水的體積：V水1L1dm31103m3，由可得，水壺內(nèi)裝水的質(zhì)量：m水水V水1.0103kg/m31103m31kg，水壺內(nèi)水的重力：G水m水g1kg10N/kg10N，裝入水后水壺對(duì)桌面的壓力：FG水+G水壺10N+5N15N，裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)：p750Pa；(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100，則水吸收的熱量：Q吸c(diǎn)水m(tt0)4.2103J(kg)1k

10、g(10020)3.36105J；(3)由P可得，電熱水壺消耗的電能：WPt1000W760s4.2105J，該電熱水壺的加熱效率：100%80%。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了密度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的綜合應(yīng)用，要注意在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100。2.圖甲為新型風(fēng)暖浴霸，因其安全性能好、發(fā)熱柔和，深受大家喜愛(ài)。它是利用電動(dòng)機(jī)鼓動(dòng)空氣流動(dòng)，通過(guò)加熱元件加熱冷空氣帶動(dòng)室內(nèi)升溫。圖乙是某型號(hào)風(fēng)暖浴霸的簡(jiǎn)化電路圖，其發(fā)熱元件是兩根阻值不變的電熱絲R1、R2主要參數(shù)如下表。項(xiàng)目參數(shù)額定電壓(V)220R1額定功率(W)1936R2額定功率(W)968電動(dòng)機(jī)功率(W)44適用面積

11、(m2)10(1)開(kāi)關(guān)均閉合，求浴霸正常工作時(shí)的干路電流是多少？(2)正常工作時(shí)，求R1的阻值是多少？(3)實(shí)際電壓為200V時(shí)，求R2的實(shí)際功率是多少？(4)浴霸正常工作時(shí)，使容積為20m3的房間空氣溫度升高20，求室內(nèi)空氣吸收的熱量是多少？(空氣取1.2kg/m3，c空氣取1.0103J/(kg)，不考慮其他因素影響)【答案】(1)開(kāi)關(guān)均閉合，浴霸正常工作時(shí)的干路電流是13.4A。(2)正常工作時(shí)，R1的阻值是25。(3)實(shí)際電壓為200V時(shí)，R2的實(shí)際功率是800W。(4)室內(nèi)空氣吸收的熱量是4.8105J。【解析】(1)開(kāi)關(guān)均閉合時(shí)，R1、R2和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，電路總功率為：PP1+P

12、2+P31936W+968W+44W2948W，由PUI 可得，浴霸正常工作時(shí)的干路電流：I13.4A；(2)由P可得R1的阻值為：R125；(3)由P可得R2的阻值為：R250，實(shí)際電壓為200V時(shí)，R2的實(shí)際功率為：P2800W；(4)室內(nèi)空氣的質(zhì)量為：m空氣V1.2kg/m320m324kg， 空氣吸收的熱量為：Q吸c(diǎn)空氣mt1.0103J/(kg)24kg204.8105J。3進(jìn)入三月份以來(lái)，東營(yíng)街頭出現(xiàn)了一種共享電動(dòng)汽車(chē)。下表是這種汽車(chē)的主要參數(shù)。(g取10N/kg)空車(chē)質(zhì)量800kg每個(gè)輪胎與地面接觸面積50cm2電池容量44kWh標(biāo)準(zhǔn)承載200kg最大續(xù)航(充滿電最大行駛路程)2

13、00km所受阻力與汽車(chē)總重的比值0.09(1)電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的核心部分，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化是。電動(dòng)機(jī)的工作原理是。(2)標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？(3)圖2是電動(dòng)汽車(chē)行駛在某路段的路程與時(shí)間圖象，標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車(chē)以速度勻速行駛1分鐘的耗電量為0.4kWh，電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(4)若某燃油汽車(chē)百公里耗油6升，每升油5.5元，電動(dòng)汽車(chē)充電每度0.8元，通過(guò)計(jì)算比較使用燃油汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)哪種更經(jīng)濟(jì)？【答案】(1)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是5105Pa；(3)電動(dòng)機(jī)的效率是75%；(4)使用電動(dòng)汽車(chē)

14、更經(jīng)濟(jì)?！窘馕觥?1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的；(2)乘客與車(chē)的總質(zhì)量：m=m1+m2=800kg+200kg=1000kg，汽車(chē)對(duì)水平地面的壓力：F=G=mg=1000kg10N/kg=104N，汽車(chē)與水平地面的總接觸面積：S=4S0=450cm2=200cm2=2102m2，汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=5105Pa；(3)由圖可知，電動(dòng)汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t1=3s時(shí)，s1=60m，則電動(dòng)汽車(chē)行駛的速度：v=20m/s，電動(dòng)汽車(chē)以速度勻速行駛1分鐘的路程：s=vt=20m60s=1200m，電動(dòng)汽車(chē)的牽引力：F1=f=0.09G=0.0

15、9104N=900N，電動(dòng)汽車(chē)牽引力做的功：W有=F1s=600N1200m=1.08106J，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：=100%=100%=75%；(4)燃油汽車(chē)100km費(fèi)用：6L5.5元/L=33元，電動(dòng)汽車(chē)100km費(fèi)用：22kWh0.8元/kWh=17.6元，因?yàn)?7.6元小于33 元，所以使用電動(dòng)汽車(chē)費(fèi)用少，更經(jīng)濟(jì)。4.如圖是家庭常用的電熱水壺，其銘牌數(shù)據(jù)如表所示若加熱電阻的阻值不隨溫度變化而改變，且此時(shí)的大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓則：額定電壓220V額定加熱功率2000W容量1.5L頻率50Hz(1)電熱水壺正常工作時(shí)，其加熱電阻的阻值是多少？(2)裝滿水后，壺中水的質(zhì)量是多少kg？(1

16、L=110-3m3)(3)將一滿壺20的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開(kāi)，需要吸收多少熱量？c水=4.2103J/(kg)(4)不考慮熱量損失，燒開(kāi)這壺水，需要多長(zhǎng)時(shí)間？【答案】(1)24.2(2)1.5(3) 5.04105J(4)252s【解析】(1)方法一：加熱電阻的阻值R=U2/P=(220V)2/2000W=24.2方法二：I=P/U=2000W/220V=(100/11)AR=U/I=220V/(100/11)A=24.2(2)裝滿水后，壺中的水的質(zhì)量m=V=1103kg/m31.510-3m3=1.5kg(3)水的末溫：t=100水吸收的熱量：Q吸c(diǎn)m(tt0)=4.2103J/(kg)1

17、.5kg(100-20)=5.04105J(4)消耗的電能：W=Q吸=5.04105J所需要的時(shí)間：t=W/P=5.04105J/2000W=252s=4.2min5.如表為現(xiàn)在家庭、賓館常用的無(wú)線電水壺(一種在倒水時(shí)導(dǎo)線脫離，用電加熱的方便水壺)的銘牌，某同學(xué)用這種電水壺?zé)_(kāi)水，他將水放至最大容量，測(cè)得水的初溫是20通電5分50秒，水燒開(kāi)(在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)，試通過(guò)計(jì)算，回答下列問(wèn)題：額定電壓220V額定功率10W最大容量1L(1)算一算此電水壺啊正常工作時(shí)的電流。(2)該電水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻多大？(3)水從20燒開(kāi)所吸收的熱量是多少？(4)現(xiàn)測(cè)得電源電壓為210伏，算一算此電水壺

18、工作的效率【答案】(1)5.5A。(2)40。(3)3.444105J。(4)89.3%【解析】由表中數(shù)據(jù)可知：(1)電水壺正常工作時(shí)的功率為P=1210W，電壓為U=220V，則此電水壺正常工作時(shí)的電流：I=P/U=1210W/220V=5.5A；(2)電熱水壺的電阻：R=U2/P=(220V)2/1210W=40；(3)水的體積為V=1L=0.001m3，密度為=1.0103kg/m3，比熱容c=4.2103J/(kg)升高的溫度t=10018=82，則水的質(zhì)量為m=V=1.0103kg/m30.001m3=1kg，燒開(kāi)時(shí)吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/(kg)1kg82=3.4

19、44105J(4)U實(shí)=210V，電水壺的加熱時(shí)間：t=5min50s=560s+50s=350s則消耗的電能：W= (U實(shí)2/R)t= (210V )2/40 350s =385875J此時(shí)電水壺工作的效率： Q吸/W = 3.444105J /385875J=0.893=89.3%6.如圖所示的電路中，電源電壓為8V，R2是阻值為40的定值電阻，壓敏電阻R1的阻值隨壓力的變化情況如圖乙所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，問(wèn)：(1)當(dāng)壓敏電阻R1受到的壓力從0增加到3N的過(guò)程中，電流表示數(shù)的變化是_(填“增大”“減少”)？(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，壓敏電阻受到的壓力為多少？(3)當(dāng)電路連續(xù)工作10m

20、im，電阻R2產(chǎn)生的熱量為多少？(4)若此熱量的84%給20g的水加熱，則水溫升高多少？【答案】(1)增大(2)2N(3)960J (4)9.6【解析】(1)由圖甲所示電路圖可知，兩電阻并聯(lián)接在電源兩端，電流表測(cè)干路電流；由圖乙所示可知，壓力F由0增大到3N時(shí)，R1的阻值由100歐減小到30歐，則：當(dāng)F=0時(shí)，I=I1+I2=U/R1+ U/R2=0.28A；當(dāng)F=3N時(shí)，I=I1+I2=0.47A；所以，電流表示數(shù)變大(2)通過(guò)定值電阻的電流：I2=0.2A，電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，通過(guò)壓敏電阻的電流：I1=I-I2=0.4A-0.2A=0.20A，此時(shí)壓敏電阻阻值：R1=40，由圖乙所示可知，R1=40時(shí)，F(xiàn)=2N，則壓力為2N；(3)電阻R2產(chǎn)生的電熱：Q2=W2=UIt=8V0.2A1060s=960J；(4)由Q吸=cmt，可得t=9.67.如圖甲所示，是一則公益廣