中考物理 電學(xué)壓軸題 電力熱綜合

1、2013年中考物理試題電學(xué)壓軸題之電力熱綜合問題1、(2013日照）隨著城市化建設(shè)的發(fā)展，許多家庭都住進(jìn)了高樓大廈，小麗家住進(jìn)新樓后，為了淋浴的方便，購置了一款某型號的電熱水器（其銘牌見下表），安裝在衛(wèi)生間的墻上。小麗在使用過程中發(fā)現(xiàn)：（1）注滿水的電熱水器，在額定電壓下連續(xù)加熱40min，熱水器上的溫度示數(shù)由22上升到46.2。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg. ),水的密度為1.0×103kg/m3，求此過程中電熱水器的熱效率。（2）該熱水器在某時間段使用時，20min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.4×106J，求通過電熱水器的電流和它工作的實(shí)際電壓。（3）防電墻

2、技術(shù)就是在電熱水器內(nèi)部形成永久性電阻，電熱水器經(jīng)防電墻處理后，使人體承受的電壓不高于20V，保證異常漏電情況下，接觸熱水器的人的安全。如圖所示，若人體的最大電阻為20M，試求防電墻的電阻。某型號電熱水器額定電壓/V220額定電功率/W2420容積/dm350商品特征：安全防電墻、防水、防塵、防潮（1）水箱中水的質(zhì)量為m=V 水箱中的水吸收的熱量 Q=cmt 水箱中的水在額定電壓下連續(xù)加熱40min消耗的電能為W=Pt 電熱水器加熱時的熱效率為= Q/W=cmt / Pt =4.2×103J/(kg. ) ×1.0×103kg/m3×50×10-

3、3m3×(46.2-22)/（2420W×40×60s）=87.5% （2）由P=U2/R得，電熱水器的電阻R=U額2/P額=（220V）2/2420W=20 將Q=2.4×106J，R=20，t=20×60s=1200s帶入Q=I2Rt 解得通過熱水器的電流I= 10A 由U=IR=10A×20=200V （3）在異常漏電的情況下，人體與防電墻串聯(lián)，電流相等，即：U人/R人=U墻/R墻U人+ U墻=220V 防電墻的電阻為R墻= U墻R人/U人=（220V-20V）×20M/20V=200M 說明：最后一問網(wǎng)上的答案有誤。

4、2、(2013包頭）如圖14所示，是某種電熱飲水機(jī)的簡化電路示意圖。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機(jī)內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制），閱讀該飲水機(jī)說明書可知：熱水箱容積2L，額定電壓220V，加熱時的功率400W，保溫時的功率40W。求：試問：飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時溫控開關(guān)S0應(yīng)處于什么狀態(tài)？R1和R2的電阻值各是多大？在用電高峰期，該飲水機(jī)的實(shí)際工作電壓只有200V，加熱效率為80%，若將裝滿水箱的水從20加熱至100，需要多長時間？（C水=4.2×103J/（kg·m3），水1.0×103kg/m3，忽略溫度對電阻的影響）解： S0是斷開狀態(tài)。 設(shè)加熱時間為t，則有 3

5、、（2013呼和浩特）如圖所示，直流電動機(jī)通過電流做功提升重物，但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中，有部分電能變成內(nèi)能。已知線圈電阻1.5，電動機(jī)正常工作時，通過線圈電流2A，物體質(zhì)量540g，以1Om/s勻速上升，不計繩的重力和一切摩擦。物體上升20s的過程中。求：(l)電壓表讀數(shù)；(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量；(3)提升物體的有用功；(4)電動機(jī)工作效率。（1） 電壓表測的是電動機(jī)的電壓，電動機(jī)不是純電阻，歐姆定律不適用。P熱=I2R=(2A)2×1.5=6W P機(jī)械=Fv=mgv=0.54kg×10N/kg×10m/s=54WP總=P熱+P機(jī)械=6W+54W=60

6、W電動機(jī)的電壓U=P總/I=60W/2A=30V（2） 電流通過線圈產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(2A)2×1.5×20s=120J（3） 提升物體的有用功W有用=mgh=mgvt=0.54kg×10N/kg×10m/s×20s=1080J（4） 提升物體的總功W總=P總t=60W×20s=1200J電動機(jī)工作效率=W有用/W總=1080J/1200J=90%4、（2013濱州）某中學(xué)學(xué)生公寓新安裝了即熱式電熱水器，解決了學(xué)生日常飲水需要。圖表為該電熱水器的部分技術(shù)參數(shù)。（1）該電熱水器正常工作時的電流是多少安培？（2）該電熱水器貯滿初溫

7、為20的水后，在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將其燒開，則在此過程中該電熱水器消耗的電能是多少焦耳？（假設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,c水=4.2×103J/(kg·)）(3)忽略溫度對電熱水器電阻的影響，若在實(shí)際電壓為210V的工作環(huán)境下，該電熱水器的實(shí)際功率是多少瓦特？(1)該電熱水器正常工作時的電流I=P額/U額=9680W/220V=44A(2) 熱水器貯滿水的質(zhì)量m=V=1.0×103kg/m3×50×103m3=50kgQ吸=cmt=4.2×103J/(kg·)×50kg×(10020)=1.68×107

8、J因為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以消耗電能W=Q=1.68×107 J(3) R=U額2/P額=(220V)2/9680W=5，忽略溫度對電熱水器電阻的影響P實(shí)=U實(shí)2/R=(210V)2/5=8820W5、（2013德州）根據(jù)能量守恒定律，瑞士大學(xué)學(xué)生設(shè)計了一款燈壺合的“水壺臺燈”，如圖所示，“水壺臺燈”是由玻璃壺、圓形底座和白熾燈組成白熾燈與壺形燈罩下方的凹槽正好吻合（燈泡不直接與水接觸），可將發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能用于茶水保溫白熾燈標(biāo)有100W字樣，求：（1）該臺燈正常工作半小時時所消耗的電能；（2）若上述電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將多少千克初溫為40的茶水加熱至90【C茶水=4.2&

9、#215;103（J/kg）（1）100W燈正常發(fā)光0.5h消耗的電能：W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kWh=1.8×105J；（2）由題知，Q吸=W電×91%=1.8×105J×91%=1.638×105J，Q吸=cmt，即：1.638×105J=4.2×103（J/kg）×m×（9040）m=0.78kg圖236、（2013咸寧）如圖23所示是某型號的電動巡邏車。已知該電動巡邏車運(yùn)動時所受的阻力為人和車總重的0.04倍，某次巡邏時人和車總質(zhì)量為1.0×10kg, 在水平路

10、面上以15Km/h的速度勻速行駛了20min。（g取10N/Kg）求：巡邏車通過的路程是_km；巡邏車在水平路面上勻速行駛時受到的牽引力是_N；若電動機(jī)把80%的電能用來牽引巡邏車克服阻力做功，則此次巡邏電動機(jī)消耗了多少電能？解：5400 牽引力做的功W=Fs=400N×5×103m=2×106J 電動機(jī)消耗的電能=2.5×106J 7、（2013臺州）有一種電子秤的原理如圖，它主要由三部分構(gòu)成踏板和壓力杠桿ABO ，壓力傳感器R （電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示重力大小的儀表（實(shí)質(zhì)是電流表）。其中AO 長20 厘米，BO 長5 厘米，

11、壓力傳感器R 的阻值與所受壓力的關(guān)系如下表所示。壓力F/牛050100150200250300電阻R/歐30272421181512踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計，電源電壓為6 伏(1)重300 牛的學(xué)生站在踏板上時，雙腳與踏板的接觸面積為0.04 米2 ，此時對踏板的壓強(qiáng)為多少帕？(2)電子秤開機(jī)后，沒有秤量物體時壓力傳感器R 消耗的電功率為多少瓦？(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時，通過壓力傳感器R 的電流為_ 安。（答案保留兩位小數(shù)）(4)電子秤的電池使用較長時間后，電源電壓會降低，為了保證秤量準(zhǔn)確，則踏板觸點(diǎn)B 應(yīng)向_ 方向移動。(1)P=F/S=G/S=300N/0.04m2=7

12、.5×103Pa(2)沒有秤量物體時壓力傳感器R受到的壓力為0，查表得R=30壓力傳感器R 消耗的電功率P=U2/R=(6V)2/30=1.2W(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時,設(shè)B處壓力為FB，A處壓力為FA由杠桿平衡條件有FAlA=FBlB ,FA×0.2m=300N×0.05m ，解得FA=75N觀察表中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電阻隨壓力的增大而均勻減小，壓力每增大50N，電阻減小3歐，由此可推出此時R=25.5.此時電流I=U/R=6V/25.5=0.24A(4) 電池使用較長時間后，電源電壓會降低,電流表示數(shù)會減小，測得的質(zhì)量偏小。為了保證秤量準(zhǔn)確，應(yīng)增大電流表示

13、數(shù)，這時應(yīng)通過減小R的阻值，而減小R的阻值可通過增大壓力來完成，由杠桿平衡條件可判斷出應(yīng)增大lB，即踏板觸點(diǎn)B 應(yīng)向左（或A）方向移動。8、（2013衡陽）如圖所示的裝置很有創(chuàng)意它將比較耗水的洗衣機(jī)和同樣耗水但不太講究水質(zhì)的馬桶連在一起：上部是洗衣機(jī)（有關(guān)技術(shù)參數(shù)見銘牌），下部是馬桶，中間設(shè)有儲水箱洗衣機(jī)還設(shè)有加熱功能，（銘牌上水的加熱功率已模糊），洗滌前先將水加熱到適宜溫度，可以提高洗滌效果（1）請問這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)：_（請至少說出一個觀點(diǎn)）（2）求洗衣機(jī)脫水時的正常工作電流（3）某次洗衣時，首次進(jìn)水量為20kg，加熱時電能的80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，正常加熱14min水的溫度升高10就達(dá)到設(shè)定要

14、求，由于洗衣機(jī)銘牌上的加熱功率模糊，求：水吸收的熱量，洗衣機(jī)的加熱功率c水=4.2×103J/（kg）（1）這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)之一：用洗衣水用來沖廁可以節(jié)水；（2）P=UI，洗衣機(jī)脫水時的正常工作電流：I=1.5A；（3）水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2×103J/（kg）×20kg×10=8.4×105J，由題知，Q吸=W×80%，加熱水消耗的電能：W=1.05×106J，洗衣機(jī)的加熱功率：P=1250W答：（1）這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)：用洗衣水用來沖廁可以節(jié)水；（2）洗衣機(jī)脫水時的正常工作電流為1.5A；（3）水吸收的熱量為8.4

15、×105J，洗衣機(jī)的加熱功率為1250W9、（2013杭州）某工地用電動起重機(jī)吊起重物，重物的質(zhì)量m=400kg，電源提供的電壓U=220V，不計一切摩擦。當(dāng)電動起重機(jī)以v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流I=2Aa (g取l0N/kg)(1)電動機(jī)線圈的電阻R是多少？(2)電動機(jī)勻速提升質(zhì)量m = 200kg的重物，電動機(jī)的輸人功率不變，提升速度是多少？（1） P電=UI=220V×2A=440WP機(jī)械=Fv=mgv=400kg×10N/kg×0.lm/s=400WP熱=P電P機(jī)械=440W400W=40WP熱=I2R R=P熱/I2

16、=40/4=10歐（2）因為電動機(jī)輸入功率不變，即P機(jī)械=P機(jī)械=FvF=mg=200kg×10N/kg=2000Nv=P機(jī)械/F=400W/2000N=0.2m/s10、（2013威海）圖22甲為某型號汽車的自動測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓為24V，R0為定值電阻，A為油量指示表(一只量程為00.6A的電流表)；Rx為壓敏電阻（厚度不計），它的上表面受力面積為10cm2，其阻值與所受壓力的對應(yīng)關(guān)系如圖22乙所示油箱的橫截面積為20dm2，油箱加滿汽油時深度為0.4m，油量指示表的示數(shù)在最大值處（已知：汽油的密度=0.7×103kg/m3，g取10N/kg

17、，汽油的熱值q3.0×1010Jm3）請解答下列問題： （1）當(dāng)油箱裝滿汽油時，壓敏電阻Rx上表面受到的壓力是多大？ （2）當(dāng)油箱裝滿汽油時，定值電阻R0的阻值是多大？當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對應(yīng)的電流值是多少？ （3）當(dāng)該車勻速行駛1h消耗10L（1L=1dm3）汽油時，汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化成汽車的有用功，則汽車在這段時間的功率是多少？SAR0RxF/NR/甲乙圖22 （1）p =gh =0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m =2.8×103 Pa F1=pS= 2.8×

18、103 Pa×10×10-4m2=2.8 N （2）當(dāng)油箱內(nèi)裝滿汽油時，壓敏電阻Rx上表面受到的壓力為2.8 N，根據(jù)壓敏電阻與所受壓力的對應(yīng)關(guān)系，可得Rx1=30 則U= I1(R0+Rx1) 即24V= 0.6 A×(R0+30 ) 可得R0=10 當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時，壓敏電阻Rx上表面受到的壓力為零，根據(jù)壓敏電阻與所受壓力的對應(yīng)關(guān)系，Rx2=290 油箱內(nèi)汽油用完時的電流值I2= U/(R0+Rx2)=24V/ (10 +290 ) =0.08 A （3） Q放qV3.0×1010/m3×10×10-3 m3 =3×1

19、08J （4） W有= Q放×30% = 3×108J×30% =9×107J P=W有/t=9×107J/3600s =25000W 11、（2013龍巖）表一是某電熱水壺的銘牌；表二是小紅探究該電熱水壺效率所記錄的數(shù)據(jù)。表一： 表二：電源電壓U電/V220壺內(nèi)水的質(zhì)量m/ kg1水的初溫t1/33水的沸點(diǎn)t2/98水從初溫加熱至剛沸騰的時間t/s250產(chǎn)品型號SWF12P1A150額定電壓U/V220電源頻率f/Hz50額定功率P/W1200容量V/L1.2求：（1）電熱水壺的電阻。（2）當(dāng)電熱水壺實(shí)際工作電壓為110V時，它的實(shí)際功率。（

20、3）電熱水壺的效率。c水=4.2×103J/（kg·）（1） （2）解法一： 解法二： （3）12、（2013阜新）如圖所示，是一種家用電熨斗的實(shí)物圖，該電熨斗金屬底板質(zhì)量0.5kg，預(yù)熱時使金屬底板的溫度從20升高到熨衣服所需的220，電熨斗需要正常工作100s，金屬底板的比熱容為0.46×103J/（kg）電熨斗發(fā)熱體放出的熱量有92%被金屬底板吸收，求：（1）預(yù)熱時金屬底板吸收的熱量是多少J？（2）電熨斗的額定功率是多少W？（1）金屬板吸收的熱量Q=cmt=0.46×103J/（kg）×0.5kg×（22020）=4.6

21、5;104J；（2）電熨斗做功W=5×104J，電熨斗的額定功率P=500W；答：（1）預(yù)熱時金屬底板吸收的熱量是4.6×104J；（2）電熨斗的額定功率是500W13、（2013玉林）如圖14所示是一臺電熱水器銘牌上的部分信息。請根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問題：c水=4.2×103J/(kg)(1)若給該電熱水器裝滿水進(jìn)行加熱，使水的溫度從22升高到62，求水吸收的熱量。（2）如果電熱水器正常工作時，所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收，則上一問題中給水加熱的時間是多少？（3）當(dāng)電熱水器通電后水溫達(dá)到最高時，為什么與電熱水器連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱？(1)m=V=1.0&

22、#215;103kg/m3×10×103m3=10kgQ吸=cmt=4.2×103J/（kg）×10kg×（6222）=1.68×106J(2)W電=Q吸 W電=Q吸/=1.68×106J/80%=2.1×106J又W電=Pt t=W電/P=2.1×106J/2000W=1050s(3）因為銅導(dǎo)線電阻很小，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt,所以銅導(dǎo)線產(chǎn)生熱量很少，銅導(dǎo)線不怎么熱。14、（2013揚(yáng)州）如圖甲是我國某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)動機(jī)組成。（1）風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的

23、、_（可再生/不可再生）能源。（2）風(fēng)機(jī)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度_（大/小）的復(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機(jī)的機(jī)翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強(qiáng)差，而受到向_（上/下）的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)。（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，利用_原理。實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。甲 乙 丙（4）某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示，由圖像得到的下列信息，正確的有哪些_A.只要有風(fēng)，機(jī)組就能產(chǎn)生電能B.風(fēng)速過大，機(jī)組不會產(chǎn)生電能C.風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率一定越大D.風(fēng)速在一定范圍內(nèi)，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變（5）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機(jī)獲得的能量：平均風(fēng)速（m/s）51015201s內(nèi)獲得的能量（×104J）182764對表格進(jìn)行分析，你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是_（用文字?jǐn)⑹觯?；?dāng)風(fēng)速為5m/s時，這臺風(fēng)機(jī)工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s，求風(fēng)機(jī)發(fā)電的效率。(1)可再生(2)大、上(3)電磁感應(yīng)（4)B D(5)觀察后一次風(fēng)