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2023年中考物理真題《壓軸挑戰(zhàn)》分類匯編(解析版)挑戰(zhàn)23計算題(內(nèi)能與電熱綜合40題)TOC\o"1-3"\h\u【題型1熱量的計算】 1【題型2熱機的效率】 2【題型3電功率與電能、時間的關(guān)系】 5【題型4焦耳定律的計算及其應用】 6【題型5電功與電熱的綜合計算】 15【題型6太陽能相關(guān)計算】 51【題型1熱量的計算】 1.(2023?益陽)如圖所示為某種固體酒精爐,固體酒精爐比液體酒精爐使用時更安全,為了測定該固體酒精爐的熱效率,在爐中放入40g的固體酒精,當固體酒精燃燒完后,鍋中1kg的水溫度從20℃升高到了70℃。已知固體酒精的熱值為1.5×107J/kg,水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃)。(1)若固體酒精完全燃燒,則放出的熱量是多少?(2)水吸收的熱量是多少?(3)小明測得固體酒精爐的熱效率是多大?(4)請寫出固體酒精爐熱效率不高的一個原因。【答案】(1)固體酒精完全燃燒放出的熱量是6×105J;(2)水吸收的熱量是2.1×105J;(3)小明測得固體酒精爐的熱效率是35%;(4)固體酒精不能完全燃燒,而且加熱過程中有熱量的損失,使得固體酒精爐熱效率不高?!窘獯稹拷猓海?)固體酒精完全燃燒放出的熱量:Q放=m酒精q酒精=40×10﹣3kg×1.5×107J/kg=6×105J;(2)水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J;(3)固體酒精爐的熱效率:η===35%;(4)固體酒精不能完全燃燒,而且加熱過程中有熱量的損失,使得固體酒精爐熱效率不高。答:(1)固體酒精完全燃燒放出的熱量是6×105J;(2)水吸收的熱量是2.1×105J;(3)小明測得固體酒精爐的熱效率是35%;(4)固體酒精不能完全燃燒,而且加熱過程中有熱量的損失,使得固體酒精爐熱效率不高?!绢}型2熱機的效率】 2.(2023?呼和浩特)小軍同學周末和家人駕駛越野汽車去郊游,車和人的總質(zhì)量為2.4t,他們先在一段可近似看成水平直線的柏油路上勻速行駛50km,用時50min,消耗汽油5kg。假設(shè)此過程汽車所受阻力恒為車和人總重的0.1倍。然后他們又以相同功率,繼續(xù)在一段可近似看成水平直線的沙土路上,以25km/h的速度勻速行駛12min后到達目的地。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg。求:(1)汽車在柏油路上勻速行駛時速度的大?。唬?)汽車在柏油路上勻速行駛時的機械效率;(3)汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小?!敬鸢浮浚?)汽車在柏油路上勻速行駛時速度為60km/h;(2)汽車在柏油路上勻速行駛時的機械效率為52.2%;(3)汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小為5760N?!窘獯稹拷猓海?)汽車在柏油路上勻速行駛時的速度:v1===60km/h;(2)汽車行駛過程中受到的阻力:f=0.1G總=0.1m總g=0.1×2.4×1000kg×10N/kg=2.4×103N,汽車勻速行駛時,牽引力與受到的阻力是一對平衡力,根據(jù)二力平衡條件可知,汽車的牽引力:F牽=f=2.4×103N,車在柏油路上勻速行駛時牽引力所做的有用功:W=F牽s1=2.4×103N×50×1000m=1.2×108J,消耗的汽油完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J,汽車在柏油路上勻速行駛時的機械效率:η=×100%=×100%≈52.2%;(3)汽車的功率:P=F牽v1=2.4×103N×60×m/s=4×104W,根據(jù)題意可知,汽車在沙土路上勻速行駛時的功率與在柏油路上的功率相同,由P=Fv得汽車在沙土路上勻速行駛時汽車的牽引力:F牽′===5760N,根據(jù)二力平衡條件可知,汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力:f′=F牽′=5760N。答:(1)汽車在柏油路上勻速行駛時速度為60km/h;(2)汽車在柏油路上勻速行駛時的機械效率為52.2%;(3)汽車在沙土路上勻速行駛時受到阻力的大小為5760N。3.(2023?婁底)如圖所示是一臺手扶雙輪壓路機,質(zhì)量為550kg,水箱容積為15L。在一次壓路作業(yè)中,以0.2m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min,行駛過程中受到的平均阻力是總重的0.4倍。求:(g取10N/kg,柴油的熱值取4×107J/kg)(1)壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是多少?(2)壓路機靜止在水平路面上時,與地面的接觸面積為0.02m2,該壓路機對路面的壓強是多少?(3)壓路機在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是多少?(4)若發(fā)動機效率為30%,這次作業(yè)要消耗多少千克柴油?(5)水箱裝滿水是為了降低發(fā)動機的溫度,確保發(fā)動機正常工作,當滿水箱的水從20℃上升到80℃可以吸收多少熱量?水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)?!敬鸢浮浚?)壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是120m;(2)該壓路機對路面的壓強是2.825×105Pa;(3)壓路機在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是2.712×105J;(4)若發(fā)動機效率為30%,這次作業(yè)要消耗0.0226千克柴油;(5)當滿水箱的水從20℃上升到80℃可以吸收的熱量是3.78×106J?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)速度公式得,壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是:s=vt=0.2m/s×10×60s=120m;(2)根據(jù)密度公式得,水箱中水的質(zhì)量m水=ρV=1.0g/cm3×15×103cm=15000g=15kg,G水=m水g=15kg×10N/kg=150N,壓路機的重力為:G壓路機=m壓路機g=550kg×10N/kg=5500N,壓路機靜止時對水平地面的壓力等于自身的重力加上水的重力,F(xiàn)=G壓路機+G水=5500N+150N=5650N,該壓路機對水平地面的壓強:p===2.825×105Pa;(3)壓路機勻速前進時處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對平衡力,二力大小相等,即F牽=f=0.4G總=0.4×5650N=2260N,壓路機做的功:W=F牽s=2260N×120m=2.712×105J;(4)由η=得,柴油完全燃燒釋放的熱量:Q放==9.04×105J,由Q放=mq可得,消耗柴油的質(zhì)量:m==0.0226kg;(5)水吸收的熱量:Q=cm水Δt=4.2×103J/(kg?℃)×15kg×(80℃﹣20℃)=3.78×106J。答:(1)壓路機在這次壓路作業(yè)中運動的距離是120m;(2)該壓路機對路面的壓強是2.825×105Pa;(3)壓路機在這次壓路作業(yè)中牽引力做的功是2.712×105J;(4)若發(fā)動機效率為30%,這次作業(yè)要消耗0.0226千克柴油;(5)當滿水箱的水從20℃上升到80℃可以吸收的熱量是3.78×106J?!绢}型3電功率與電能、時間的關(guān)系】 4.(2023?宜昌)近些年來,國家大力提倡開發(fā)各種綠色可再生能源,助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的戰(zhàn)略目標。如圖所示是宜昌某風電場,總裝機容量5×104kW,年發(fā)電量9000萬度。問:(1)該風電場年發(fā)電時間可達多少小時?(2)如果火電站的發(fā)電效率為40%,要得到相同的電能,每年需要多少噸煤?(煤的熱值為3.0×107J/kg)【答案】(1)該風電場年發(fā)電時間可達1.8×103h;(2)要得到相同的電能,每年需要2.7×104t煤?!窘獯稹拷猓海?)由題意可知,發(fā)電機的功率P=5×104kW,年發(fā)電量W=9000萬度=9×107kW?h=3.24×1014J,由P=可得,該風電場年發(fā)電時間:t===1.8×103h;(2)由η=×100%可得,煤完全燃燒釋放的熱量:Q放===8.1×1014J,由Q放=mq可得,需要煤的質(zhì)量:m===2.7×107kg=2.7×104t。答:(1)該風電場年發(fā)電時間可達1.8×103h;(2)要得到相同的電能,每年需要2.7×104t煤?!绢}型4焦耳定律的計算及其應用】 5.(2023?長沙)課外實踐小組設(shè)計了一個電熱孵蛋箱,其電路如圖所示。已知電源電壓恒為220V,R0是阻值為55Ω的電熱絲,溫度對電熱絲阻值的影響忽略不計。(1)閉合開關(guān)S后,求電路中的電流;(2)求通電100s電熱絲R0產(chǎn)生的熱量;(3)老師提醒,電熱箱內(nèi)溫度太高,無法孵化雞蛋,應使電熱箱內(nèi)的電功率降至P0,小組成員想出了兩種方法改進電路:方法一:在圖中A點處串聯(lián)接入一根電熱絲RA;方法二:在圖中B點處串聯(lián)接入一根電熱絲RB。老師發(fā)現(xiàn)這兩種改進方法電熱箱內(nèi)的電功率都為P0,小組成員在這兩種改進電路中,用電壓表測量新接入的電熱絲兩端的電壓,測量結(jié)果為U1和U2,U1>U2,U2=165V,但由于粗心沒有記錄U1和U2分別對應哪種方法。請根據(jù)上述信息判斷哪種方法更節(jié)能,并計算這種方法中新接入的電熱絲的阻值?!敬鸢浮浚?)閉合開關(guān)S后,電路中的電流為4A;(2)通電100s電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為8.8×104J;(3)方法一更節(jié)能,新接入的電熱絲的阻值為825Ω。【解答】解:(1)S閉合后,電路中的電流為:I===4A;(2)通電100s電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為:Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×100s=8.8×104J;(3)方法一更節(jié)能。兩種方法的電路簡圖如下:在方法一中的電熱箱的功率為:P1=(R0+RA);在方法二中的電熱箱的功率為:P2=R0,因為兩次電熱箱內(nèi)的電功率相等,即(R0+RA)=R0,得出IA<IB,則R0兩次電壓,U0A<U0B,因為電源電壓保持不變,RA和RB兩端的電壓UA>UB,所以UB=U2=165V,則UOB=55V,因為PA或B===55W,在方法一中:IA===0.25A,所以R0兩端的電壓U0A=IA×R0=0.25A×55Ω=13.75V,A接入的電熱絲的阻值為:。答:(1)閉合開關(guān)S后,電路中的電流為4A;(2)通電100s電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為8.8×104J;(3)方法一更節(jié)能,新接入的電熱絲的阻值為825Ω。6.(2023?樂山)如圖所示,圖甲為某電飯鍋的實物圖、圖乙為其電路原理圖、圖丙為電飯鍋銘牌的主要參數(shù),R1和R2為電阻不變的電熱絲,S1為總開關(guān),S2為溫控開關(guān)。該電飯鍋可以通過S1、S2兩個開關(guān)的斷開與閉合實現(xiàn)加熱、保溫兩個擋位的變化。將電飯鍋接入電源電壓為220V的電路中,求:額定電壓:220V加熱功率:880W保溫功率:80W(1)電飯鍋在處于加熱擋時的電流;(2)電飯鍋處于保溫擋時,持續(xù)工作10min,產(chǎn)生的熱量是多少焦;(3)R1和R2的阻值?!敬鸢浮浚?)電飯鍋在處于加熱擋時的電流為4A;(2)電飯鍋處于保溫擋時,持續(xù)工作10min,產(chǎn)生的熱量是4.8×104J;(3)R1和R2的阻值分別為55Ω、550Ω?!窘獯稹拷猓海?)由圖表格參數(shù)可知,電飯鍋的加熱擋功率P加=880W,由P=UI可知,電飯鍋在處于加熱擋時的電流:I===4A;(2)由P=可知,電飯鍋處于保溫擋時,持續(xù)工作10min,產(chǎn)生的熱量:Q=W=P保t=80W×10×60s=4.8×104J;(3)由圖乙可知,當開關(guān)S1閉合,S2斷開時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=可知,電路中的總功率最小,電飯鍋處于保溫擋;當開關(guān)S1、S2都閉合時,只有R1工作,電路中的總電阻最小,總功率最大,電飯鍋處于加熱擋;由P=可知,R1的阻值:R1===55Ω;R1、R2的串聯(lián)總電阻:R===605Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=605Ω﹣55Ω=550Ω。答:(1)電飯鍋在處于加熱擋時的電流為4A;(2)電飯鍋處于保溫擋時,持續(xù)工作10min,產(chǎn)生的熱量是4.8×104J;(3)R1和R2的阻值分別為55Ω、550Ω。7.(2023?南通)如圖所示,燈泡L標有“6V,3W”的字樣,定值電阻R=10Ω,滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω,閉合開關(guān)S。將開關(guān)S1撥至2,滑片P移至a端,燈泡正常發(fā)光。(1)求燈泡正常發(fā)光時的電流;(2)滑片P移至b端,開關(guān)S1撥至1,求定值電阻R工作10min產(chǎn)生的熱量;(3)接著將開關(guān)S撥回2,電流表示數(shù)為0.24A,求此時燈泡的功率?!敬鸢浮浚?)燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A;(2)滑片P移至b端,開關(guān)S1撥至1,定值電阻R工作10min產(chǎn)生的熱量為240J;(3)接著將開關(guān)S撥回2,電流表示數(shù)為0.24A,此時燈泡的功率為0.288W?!窘獯稹拷猓海?)由P=UI可得,燈泡正常發(fā)光時的電流;(2)閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至2,滑片P移至a端時,定值電阻R被短路,滑動變阻器接入電路中的電阻為零,電路中只有燈泡L工作,由燈泡正常發(fā)光,可知電源電壓U=U額=6V;滑片P移至b端,開關(guān)S1撥至1,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值,燈泡L被短路,電阻R與滑動變阻器R1串聯(lián),根據(jù)Q=I2Rt可得,定值電阻R工作10min產(chǎn)生的熱量:Q=I2Rt===240J(3)接著將開關(guān)S撥回2,燈泡L與滑動變阻器R1串聯(lián),電流表測量電路中的電流,由U=IR可得,滑動變阻器兩端的電壓:U1=I實R1=0.24A×20Ω=4.8V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知,燈泡L兩端的實際電壓U實=U﹣U1=6V﹣4.8V=1.2V,此時燈泡的功率:P實=U實I實=1.2V×0.24A=0.288W。答:(1)燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A;(2)滑片P移至b端,開關(guān)S1撥至1,定值電阻R工作10min產(chǎn)生的熱量為240J;(3)接著將開關(guān)S撥回2,電流表示數(shù)為0.24A,此時燈泡的功率為0.288W。8.(2023?盤錦)如圖所示電路,電阻R1為10Ω,電源電壓為12V恒定不變,滑動變阻器R2最大阻值為40Ω。閉合開關(guān)S,求:(1)通過R1的電流;(2)當干路電流為2A時,滑動變阻器R2消耗的功率;(3)整個電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的最少熱量?!敬鸢浮浚?)通過R1的電流為1.2A;(2)當干路電流為2A時,滑動變阻器R2消耗的功率為9.6W;(3)整個電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的最少熱量為1800J?!窘獯稹拷猓海?)由圖可知R,1與滑動變阻器R2并聯(lián);根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,R1兩端的電壓:U1=U2=U=12V,通過R1的電流:I1===1.2A;(2)根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,當干路電流為2A時,通過滑動變阻器R2的電流:I2=I﹣I1=2A﹣1.2A=0.8A,滑動變阻器R2消耗的功率:P2=U2I2=12V×0.8A=9.6W;(3)當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,根據(jù)歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流最小,通過滑動變阻器的最小電流I2?。剑剑?.3A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,干路的最小電流:I小=I1+I2?。?.2A+0.3A=1.5A,整個電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的最少熱量:Q?。絎小=UI小t=12V×1.5A×100s=1800J。答:(1)通過R1的電流為1.2A;(2)當干路電流為2A時,滑動變阻器R2消耗的功率為9.6W;(3)整個電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的最少熱量為1800J。9.(2023?宜昌)如圖甲為一只家用電吹風,它內(nèi)部有一根電熱絲和一個產(chǎn)生強風的風扇。額定電壓220V熱風功率1250W冷風功率40W(1)小麗給家里的貓咪洗完澡,用電吹風幫貓咪吹干毛發(fā)后,發(fā)現(xiàn)原本干凈的電吹風尾部吸附了不少毛發(fā),造成這一現(xiàn)象的物理原理是流體的流速越快,壓強越小。(2)如圖乙為電吹風的內(nèi)部電路簡圖,通過開關(guān)S1和S2實現(xiàn)冷風和熱風兩擋功能,電熱絲應該接在圖中B(選填“A”或“B”)位置。(3)該電吹風的部分參數(shù)如下表,電吹風正常工作時,通過風扇的電流是多少?(保留兩位小數(shù))電熱絲的電阻及其1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少?【答案】(1)流體的流速越快,壓強越小;(2)B;(3)電吹風正常工作時,通過風扇的電流是0.18A;電熱絲的電阻為40Ω;電熱絲1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是7.26×104J。【解答】解:(1)電吹風吹風時,電吹風尾部的空氣流速較快,壓強較小,于是空氣中的毛發(fā)便被吸附在壓強較小的電吹風尾部,因此造成這一現(xiàn)象的物理原理是流體的流速越快,壓強越??;(2)由圖乙可知,開關(guān)S1在干路上,S2控制B,無論是吹冷風還是吹熱風,電動機均需工作,因此開關(guān)S1控制電動機和電熱絲,S2控制電熱絲,則A處應該接電動機,B處接電熱絲;(3)由P=UI可得,電吹風正常工作時,通過風扇的電流:IM==≈0.18A;由并聯(lián)電路的特點可知,吹冷風和吹熱風時電動機的電功率相同,由表中數(shù)據(jù)可知,電熱絲的電功率:P電熱絲=P熱風﹣PM=1250W﹣40W=1210W,由P=UI=可知,電熱絲的電阻:R電熱絲===40Ω;由P=可知,電熱絲1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量:Q=W電熱絲=P電熱絲t=1210W×1×60s=7.26×104J。答:(1)流體的流速越快,壓強越?。唬?)B;(3)電吹風正常工作時,通過風扇的電流是0.18A;電熱絲的電阻為40Ω;電熱絲1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是7.26×104J。10.(2023?重慶)寒假期間,小麗在外婆家發(fā)現(xiàn)一閑置的舊電爐(如圖甲),銘牌上標有“220V484W”字樣,電爐只有一根電阻絲。為檢測電爐能否工作,將其單獨接入家庭電路中,觀察到表盤如圖乙的電能表的指示燈在120s內(nèi)閃爍了16次,忽略溫度對電阻的影響。(1)求電爐電阻絲的阻值;(2)求檢測時電爐的實際功率;(3)小麗想為外婆制作一個可調(diào)溫的發(fā)熱坐墊。在父母的陪同下,她拆下整根電阻絲并分成兩段,將其中一段制作為阻值可調(diào)的電阻絲;將兩段均可發(fā)熱的電阻絲接入電源電壓恒為10V的電路中,在通過電阻絲的電流不超過其額定電流的情況下,坐墊的最大功率為27W,求發(fā)熱坐墊在最小功率狀態(tài)下工作10s產(chǎn)生的熱量?!敬鸢浮浚?)電爐電阻絲的阻值為100Ω;(2)檢測時電爐的實際功率為400W;(3)發(fā)熱坐墊在最小功率狀態(tài)下工作10s產(chǎn)生的熱量為62.5J?!窘獯稹拷猓海?)由P=可知,電爐電阻絲的阻值:R===100Ω;(2)1200imp/kW?h表示電路中用電器每消耗1kW?h電能,電能表的指示燈閃爍1200次,指示燈閃爍16次,電爐消耗的電能:W==kW?h=4.8×104J,檢測時電爐的實際功率:P實===400W;(3)由P=UI可知,電阻絲的額定電流:I===2.2A;電阻絲并分成兩段后,每一段電阻絲通過的電流不能超過其額定電流;若兩段電阻絲串聯(lián)接入電路,由P=UI可知,電路中的電流:I′===2.7A>2.2A,所以兩段電阻絲不是串聯(lián)接入電路,而應該是并聯(lián)接入電路中;則其中一段電阻絲的最大電功率:P1=U′I=10V×2.2A=22W,則另一段電阻絲的電功率P2=P′﹣P1=27W﹣22W=5W,由P=可知,另一段電阻絲的阻值:R2===20Ω,則可調(diào)電阻絲的最大阻值:R1=R﹣R2=100Ω﹣20Ω=80Ω,當可調(diào)電阻絲接入電路中的阻值最大為80Ω時,R1的最小電功率:P1′===1.25W,則發(fā)熱坐墊在最小功率狀態(tài)為:P?。絇1′+P2=1.25W+5W=6.25W,發(fā)熱坐墊在最小功率狀態(tài)下工作10s產(chǎn)生的熱量:Q=W=P小t=6.25W×10s=62.5J。答:(1)電爐電阻絲的阻值為100Ω;(2)檢測時電爐的實際功率為400W;(3)發(fā)熱坐墊在最小功率狀態(tài)下工作10s產(chǎn)生的熱量為62.5J。11.(2023?德州)今年一季度,我國汽車出口量全球第一,電動汽車貢獻非常大。如圖所示為某型號電動汽車運動的v﹣t圖象,它在第10秒時速度達到30m/s,然后以30m/s的速度做勻速直線運動。已知該車質(zhì)量為1.2t,以30m/s的速度運動時所受阻力為該車重力的0.1倍,g=10N/kg,不計機械摩擦。(1)已知物體運動的v﹣t圖象與時間軸圍成的面積大小等于路程的大小。則在0~10s內(nèi),該車通過的路程大于(選填“大于”、“小于”或“等于”)150m;(2)該汽車以30m/s的速度勻速直線行駛了10s,該過程中加在電動機上的電壓為500V,通過的電流為100A,求電動機的效率為多少;(3)求該車電動機的線圈電阻是多少?!敬鸢浮浚?)大于;(2)電動機的效率為72%;(3)該車電動機的線圈電阻是1.4Ω。【解答】解:(1)在v﹣t圖象上,圖線與時間軸所圍圖形的面積表示通物體過的路程,如果圖像是直線,則圖線與時間軸所圍圖形(圖中紅線部分)的面積為×vt=×30m/s×10s=150m,圖中曲線在直線的上方,面積大于150m;(2)根據(jù)二力平衡知識,汽車勻速直線運動時受到的牽引力;F牽=f=0.1G=0.1mg=0.1×1.2×103kg×10N/kg=1.2×103N;根據(jù),汽車10s行駛的路程:s=vt=30m/s×10s=300m;汽車牽引力做功即為有用功:W有用=Fs=1.2×103N×300m=3.6×105J;消耗的電能即為總功:W電=UIt=500V×100A×10s=5×105J;電動機的效率:η===72%;(3)由題意可知,不計機械摩擦損失,電動機線圈產(chǎn)生的熱量即為額外功:Q=W電﹣W有用=5×105J﹣3.6×105J=1.4×105J;由焦耳定律Q=I2Rt得,電動機線圈電阻:==1.4Ω。答:(1)大于;(2)電動機的效率為72%;(3)該車電動機的線圈電阻是1.4Ω。【題型5電功與電熱的綜合計算】 12.(2023?遼寧)如圖為某款水暖電熱毯的簡化電路圖,其中R、R1、R2均為加熱電阻。該電熱毯具有“調(diào)溫”和“恒溫”兩擋,開關(guān)接1為“調(diào)溫”擋,功率變化范圍為50W~100W,開關(guān)接2為“恒溫”擋,功率為33W。電熱毯內(nèi)裝有1kg水。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]求:(1)電熱毯在恒溫擋時的電流;(2)可變電阻R的最大阻值;(3)若用最大功率加熱,不計熱損失,電熱毯內(nèi)水的溫度由20℃升高到50℃所用的時間?!敬鸢浮浚?)電熱毯在恒溫擋時的電流為0.15A;(2)可變電阻R的最大阻值為484Ω;(3)電熱毯內(nèi)水的溫度由20℃升高到50℃所用的時間為1.26×103s?!窘獯稹拷猓海?)由P=UI可得,電熱毯在恒溫擋時的電流:I===0.15A;(2)由圖可知,當開關(guān)接1,滑片在最右端,電路中只有R2接入電路,為調(diào)溫擋最大功率P高=100W,由P=可得,R2===484Ω;當開關(guān)接1時,滑片在最左端,可變電阻R達到最大值,R與R2串聯(lián),電路中的電阻最大,電功率最小為P低=50W,由P=可得,R總===968Ω,所以可變電阻R的最大阻值:R=R總﹣R2=968Ω﹣484Ω=484Ω;(3)水吸收的熱量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(50℃﹣20℃)=1.26×105J,因為不計熱損失,所以消耗的電能:W=Q吸=1.26×105J,由P=可得,電熱毯內(nèi)水的溫度由20℃升高到50℃所用的時間:t===1.26×103s。答:(1)電熱毯在恒溫擋時的電流為0.15A;(2)可變電阻R的最大阻值為484Ω;(3)電熱毯內(nèi)水的溫度由20℃升高到50℃所用的時間為1.26×103s。13.(2023?天津)額定功率為1000W的電熱水壺正常工作時,把質(zhì)量為1kg的水從10℃加熱到100℃,用時420s。已知c水=4.2×103J/(kg?℃),求:(1)水吸收的熱量;(2)電熱水壺的效率?!敬鸢浮浚?)水吸收的熱量為3.78×105J;(2)電熱水壺燒水的效率為90%?!窘獯稹拷猓海?)水吸收的熱量:Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣10℃)=3.78×105J;(2)電熱水壺正常工作420s消耗的電能:W=Pt=1000W×420s=4.2×105J;電熱水壺燒水的效率:η=×100%==90%。答:(1)水吸收的熱量為3.78×105J;(2)電熱水壺燒水的效率為90%。14.(2023?遼寧)作為四大國粹之一的中藥能有效抑制病毒在人體內(nèi)的傳播。如圖甲所示為一款電熱中藥壺,其簡化電路圖如圖乙所示,它有急火和文火兩種工作狀態(tài),由溫控開關(guān)S1自動控制,文火時的電功率為220W。R1和R2均為發(fā)熱電阻,且R2的阻值為123.2Ω。[c中藥取4.0×103J/(kg?℃)]求:(1)中藥壺在文火狀態(tài)下的電流;(2)將3kg中藥從20℃加熱至100℃,中藥吸收的熱量;(3)若不計熱量損失,用急火完成(2)中的加熱過程所用的時間?!敬鸢浮浚?)中藥壺在文火狀態(tài)下的電流1A。(2)中藥吸收的熱量9.6×105J。(3)加熱過程所用時間1920s?!窘獯稹拷猓海?)由P=UI可得,中藥壺在文火狀態(tài)下的電流:I文火===1A;(2)中藥吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.0×103J/(kg?℃)×3kg×(100℃﹣20℃)=9.6×105J;(3)當S1接b時,R1與R2串聯(lián)在電路中,電路的總電阻最大,由P=可知,中藥壺消耗的電功率最小,為文火狀態(tài),由P=可得,總電阻:R總===220Ω,則R1的阻值:R1=R總﹣R2=220Ω﹣123.2Ω=96.8Ω;當S1接a時,只有R1在電路中,電路的電阻最小,由P=可知,中藥壺消耗的電功率最大,為急火狀態(tài),此時功率:P急火===500W,不計熱量損失,W=Q吸=9.6×105J,由P=可得,加熱過程所用的時間:t===1920s。答:(1)中藥壺在文火狀態(tài)下的電流1A。(2)中藥吸收的熱量9.6×105J。(3)加熱過程所用時間1920s。15.(2023?攀枝花)某品牌電煎鍋的簡化電路如圖所示,它分為高、中、低三擋,最大功率為990W。S為旋鈕開關(guān),轉(zhuǎn)動S可將開關(guān)分別調(diào)至0、1、2、3擋位置,與該擋的兩個觸點同時接通。R1、R2、R3為發(fā)熱電阻,且阻值恒定。將電煎鍋接入220V的家庭電路中,當開關(guān)S旋至1擋時,電路的工作電流為1A;當開關(guān)S旋至2擋時,電路的功率為550W。某次用2擋烹飪中,用時1min將質(zhì)量為50g、比熱容為4.0×103J/(kg?℃)的某種食物從20℃加熱至119℃。求:(1)電阻R1、R2、R3的阻值;(2)該次烹飪中電煎鍋加熱食物的效率。【答案】(1)電阻R1、R2、R3的阻值分別為:132Ω、88Ω、110Ω;(2)該次烹飪中電煎鍋加熱食物的效率為60%。【解答】解:(1)由電路圖可知,旋至1擋時,R1和R2串聯(lián);旋至2擋時,R1被短接,僅有電阻R2接入電路旋;至3擋時,R2和R3并聯(lián)。由P=可知,旋至2擋時,電路的電阻較小,功率較大,電煎鍋處于中擋,此時P中=P2=550W,則R2的阻值:R2===88Ω;旋至1擋時,R1和R2串聯(lián),電路的電阻最大,功率最小,電煎鍋處于低擋,此時電路中的電流為1A,由U=IR可得:U=I1(R1+R2),即220V=1A×(R1+88Ω),解得R1=132Ω;旋至3擋時,R2和R3并聯(lián),電路的電阻最小,功率最大,電煎鍋處于高擋,則:P高=+P2,即990W=+550W,解得R3=110Ω;(2)食物吸收的熱量:Q吸=cm(t2﹣t1)=4.0×103J/(kg?℃)×50×10﹣3kg×(119℃﹣20℃)=1.98×104J,利用2擋烹飪中,1min電煎鍋消耗的電能:W=Pt=550W×1min=550W×60s=3.3×104J,電煎鍋加熱食物的效率:η===60%。答:(1)電阻R1、R2、R3的阻值分別為:132Ω、88Ω、110Ω;(2)該次烹飪中電煎鍋加熱食物的效率為60%。16.(2023?常州)小明家安裝了某品牌小廚寶,其加熱電阻絲的規(guī)格為“220V2000W”,水箱容積5L,ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg?℃),正常工作時,問:(1)加熱電阻絲的阻值?(2)若水箱內(nèi)加滿水,把水從5℃加熱到65℃,加熱時間至少多長?【答案】(1)加熱電阻絲的阻值為24.2Ω;(2)若水箱內(nèi)加滿水,把水從5℃加熱到65℃,加熱時間為630s?!窘獯稹拷猓海?)由題意可知,加熱狀態(tài)下,小廚寶正常工作的功率P=2000W,則在加熱狀態(tài)下,加熱電阻絲的阻值為:R===24.2Ω;(2)水的質(zhì)量為:m=ρV=1×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg;把水從5℃加熱到65℃水吸收的熱量為:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(65℃﹣5℃)=1.26×106J;消耗的電能為:W=Q吸=1.26×106J;則加熱時間為:t===630s。答:(1)加熱電阻絲的阻值為24.2Ω;(2)若水箱內(nèi)加滿水,把水從5℃加熱到65℃,加熱時間為630s。17.(2023?阜新)小新家使用的電飯鍋有加熱和保溫兩種擋位,其內(nèi)部簡化電路如圖所示。米飯煮熟后,開關(guān)S1自動斷開,同時開關(guān)S2自動閉合,指示燈亮,電飯鍋處于保溫狀態(tài)。電飯鍋加熱擋功率為1100W,R2阻值為1075Ω。求:(1)電飯鍋將0.5kg米飯,從20℃加熱到100℃,米飯吸收的熱量是多少?[米飯的比熱容c=4×103J/(kg?℃)](2)加熱電阻R1的阻值是多少?(3)若指示燈兩端的電壓為5V,通過R2的電流是多少?小燈泡的實際功率是多少?【答案】(1)電飯鍋將0.5kg米飯,從20℃加熱到100℃,米飯吸收的熱量是1.6×105J;(2)加熱電阻R1的阻值44Ω;(3)若指示燈兩端的電壓為5V,通過R2的電流是0.2A;小燈泡的實際功率是1W?!窘獯稹拷猓海?)米飯吸收的熱量:Q吸=c米飯m(t﹣t0)=4×103J/(kg?℃)×0.5kg×(100℃﹣20℃)=1.6×105J;(2)開關(guān)S1閉合,S2斷開,電飯鍋處于加熱擋位,此時電路為加熱電阻R1的簡單電路,加熱電阻R1的阻值:R1===44Ω;(3)開關(guān)S2閉合,S1斷開,電飯鍋處于保溫擋位,此時燈泡和R2串聯(lián)接入電路,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,根據(jù)歐姆定律可得此時通過R2的電流:I===0.2A,串聯(lián)電路各處電流相等,小燈泡的實際功率:P=ULI=5V×0.2A=1W。答:(1)電飯鍋將0.5kg米飯,從20℃加熱到100℃,米飯吸收的熱量是1.6×105J;(2)加熱電阻R1的阻值44Ω;(3)若指示燈兩端的電壓為5V,通過R2的電流是0.2A;小燈泡的實際功率是1W。18.(2023?丹東)如圖所示是某品牌電熱鍋的簡化電路,R1、R2均為發(fā)熱電阻。電熱鍋工作時,通過開關(guān)S1和S2實現(xiàn)低溫、中溫和高溫的擋位控制。已知低溫擋電阻R1=110Ω,中溫擋功率為880W。求:(1)電熱鍋低溫擋工作時的電功率;(2)電熱鍋中溫擋工作時的電流;(3)使用電熱鍋高溫擋將質(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到75℃所用的時間。[不計熱量損失,水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃)]【答案】(1)電熱鍋低溫擋工作時的電功率為440W;(2)電熱鍋中溫擋工作時的電流為4A;(3)使用電熱鍋高溫擋將質(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到75℃所用的時間為350s?!窘獯稹拷猓海?)R1的獨立工作時的電功率:P1===440W,由于P1<P中溫=880W,所以電熱鍋低溫擋工作時的電功率為:P低溫=P1=440W;(2)根據(jù)P=UI得電熱鍋中溫擋工作時的電流為:I===4A;(3)由圖知當S1閉合、S2斷開時,電路為R1的簡單電路,為低溫擋;當S2閉合、S1斷開時,電路為R2的簡單電路,為中溫擋;當S1、S2都閉合時,R1、R2并聯(lián),為高溫擋,則高溫的功率為:P高溫=P低溫+P中溫=440W+880W=1320W;水吸收的熱量為:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(75℃﹣20℃)=4.62×105J,若不計熱量損失,消耗的電能W=Q吸=4.62×105J,所需時間為:t===350s。答:(1)電熱鍋低溫擋工作時的電功率為440W;(2)電熱鍋中溫擋工作時的電流為4A;(3)使用電熱鍋高溫擋將質(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到75℃所用的時間為350s。19.(2023?大連)某品牌電水壺的額定功率為800W。該電水壺正常工作500s,將質(zhì)量為1.5kg的水從20℃加熱到80℃。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。在此過程中,試求:(1)水吸收的熱量是多少?(2)電水壺消耗的電能是多少?(3)電水壺加熱水的效率是多少?【答案】(1)水吸收的熱量是3.78×105J。(2)電水壺消耗的電能是4×105J。(3)電水壺加熱水的效率是94.5%?!窘獯稹拷猓海?)水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×(80℃﹣20℃)=3.78×105J;(2)電熱水壺正常工作時,P=P額=800W,由P=可得,電水壺消耗的電能為:W=Pt=800W×500s=4×105J;(3)該電水壺加熱水的效率:η=×100%=×100%=94.5%。答:(1)水吸收的熱量是3.78×105J。(2)電水壺消耗的電能是4×105J。(3)電水壺加熱水的效率是94.5%。20.(2023?營口)某款帶保溫功能的電水壺,其簡化電路圖如圖所示。S為總開關(guān),S1為自動控制開關(guān),R1和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻,R2=840Ω,加熱功率為1210W。電水壺將質(zhì)量1kg、初溫20℃的水燒開,加熱效率為84%。[c水=4.2×103J/(kg?℃),標準大氣壓]。求:(1)水吸收的熱量;(2)把水燒開需要多長時間(結(jié)果保留整數(shù));(3)電水壺的保溫功率?!敬鸢浮浚?)水吸收的熱量為3.36×105J;(2)把水燒開需要約331s的時間;(3)電水壺的保溫功率為55W?!窘獯稹拷猓海?)水吸收的熱量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;(2)把水燒開需要放出的總熱量:Q總===4×105J;由電路圖可知,開關(guān)S、S1閉合時,電路為R1的簡單電路,此時電路的總電阻最小,總功率最大,處于加熱狀態(tài),加熱功率為1210W,由公式W=Pt可得,把水燒開需要的時間:t===≈331s;(3)由P=可知,加熱狀態(tài)下R1的阻值:R1===40Ω;由電路圖可知,開關(guān)S閉合、S1斷開時,R1與R2串聯(lián),總電阻R總=R1+R2=40Ω+840Ω=880Ω;此時電路中的總電阻最大,總功率最小,處于保溫狀態(tài),則電水壺的保溫功率為:P′===55W。答:(1)水吸收的熱量為3.36×105J;(2)把水燒開需要約331s的時間;(3)電水壺的保溫功率為55W。21.(2023?濰坊)恒溫箱廣泛應用于醫(yī)療、科研、化工等行業(yè)部門,圖示為某恒溫箱的工作原理圖。S為電源開關(guān),通過控制溫控開關(guān)S1可實現(xiàn)“保溫”“加熱”兩個擋位間的切換。電源電壓U=220V,R1、R2是電熱絲,R1=440Ω,“加熱”時恒溫箱的電功率P加熱=550W。將恒溫箱兩氣孔封閉,閉合開關(guān)S,S1置于“加熱”擋位,箱內(nèi)溫度從20℃升至設(shè)定的恒溫溫度,用時130s,該段時間內(nèi)的加熱效率η=80%。恒溫箱的容積V=2m3,箱內(nèi)空氣密度ρ=1.3kg/m3,箱內(nèi)空氣的比熱容c=1.0×103J/(kg?℃)。求:(1)“保溫”時恒溫箱的電功率;(2)電熱絲R2的阻值;(3)恒溫箱的恒溫溫度?!敬鸢浮浚?)“保溫”時恒溫箱的電功率為110W;(2)電熱絲R2的阻值為110Ω;(3)恒溫箱的恒溫溫度為42℃。【解答】解:(1)由圖可知,當閉合開關(guān)S,溫控開關(guān)S1置于右邊兩個觸點時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最小,由P=可知,電路中的總功率最大,恒溫箱處于加熱擋;當閉合開關(guān)S,溫控開關(guān)S1置于左邊觸點時,只有R1工作,電路中的總電阻最大,總功率最小,恒溫箱處于保溫擋;“保溫”時恒溫箱的電功率:P保===110W;(2)由于并聯(lián)電路中各用電器的電功率之和等于電路的總功率,則加熱擋工作時R2的電功率:P2=P加﹣P保=550W﹣110W=440W,由P=可知,R2的阻值:R2===110Ω;(3)由P=可知,恒溫箱消耗的電能:W=P加t′=550W×130s=71500J,由η=可知,恒溫箱內(nèi)氣體吸收的熱量:Q吸=ηW=80%×71500J=57200J,由ρ=可知,恒溫箱內(nèi)氣體的質(zhì)量:m=ρV=1.3kg/m3×2m3=2.6kg,由Q吸=cm(t﹣t0)可知,恒溫箱的恒溫溫度:t=+t0=+20℃=42℃。答:(1)“保溫”時恒溫箱的電功率為110W;(2)電熱絲R2的阻值為110Ω;(3)恒溫箱的恒溫溫度為42℃。22.(2023?青海)如圖所示,是一款家用電熱水壺,有保溫和加熱兩個擋位。當閉合S和S1時,電熱水壺處于加熱狀態(tài);當閉合S斷開S1時,電熱水壺處于保溫狀態(tài)。額定電壓:220V加熱功率:880W保溫功率:110W請你解決以下問題:(1)該電熱水壺最多可以裝多少L的水;(2)R2的阻值是多少;(3)電熱水壺裝滿初溫為32℃的水,加熱至沸騰需要多長時間(結(jié)果保留整數(shù))。[當?shù)厮姆悬c約為92℃,水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃),加熱效率η=90%,水的密度ρ=1.0×103kg/m3]【答案】(1)該電熱水壺最多可以裝5.0L的水;(2)R2的阻值是55Ω;(3)電熱水壺裝滿初溫為32℃的水,加熱至沸騰需要的時間為1590s。【解答】解:(1)由圖乙可知,該電熱水壺最多可以裝5.0L的水;(2)當閉合S和S1時,電熱水壺處于加熱狀態(tài),由圖甲可知,此時電路中只有R2工作,根據(jù)P=可知,R2的阻值:R2===55Ω;(3)電熱水壺中滿壺水的體積V=5.0L=5.0dm3=5.0×10﹣3m3,由ρ=可知,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/m3×5.0×10﹣3m3=5kg,水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×(92℃﹣32℃)=1.26×106J,由η=可知,電熱水壺消耗的電能:W===1.4×106J,由P=可知,加熱需要的時間:t′==≈1590s。答:(1)該電熱水壺最多可以裝5.0L的水;(2)R2的阻值是55Ω;(3)電熱水壺裝滿初溫為32℃的水,加熱至沸騰需要的時間為1590s。23.(2023?朝陽)彤彤家里有一臺電熱鍋,它的一些參數(shù)如表中所示,加熱功率有高、低兩個擋位,其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示。額定電壓220V加熱電阻R155Ω加熱電阻R244Ω(1)電熱鍋在高擋位工作時的額定功率是多大?(2)若將鍋中0.5L的水從23℃加熱到100℃,水吸收多少熱量?(3)上述加熱水的過程中,不計熱量損失,電熱鍋高擋位需正常工作多長時間?(4)愛動腦的彤彤把原電熱鍋內(nèi)部簡化電路設(shè)計成如圖乙所示,也有高、低兩個擋位。已知該電熱鍋允許通過的最大電流為8A,請判斷乙圖電路是否合理,并通過計算說明原因?!敬鸢浮浚?)電熱鍋在高擋位工作時的額定功率是1100W;(2)將鍋中0.5L的水從23℃加熱到100℃,水吸收的熱量為1.617×105J;(3)不計熱量損失,電熱鍋高擋位需正常工作的時間為147s;(4)由于乙圖中高溫擋工作時干路上的總電流大于該電熱鍋允許通過的最大電流,所以乙圖電路不合理?!窘獯稹拷猓海?)由圖甲可知,當雙觸點開關(guān)置于1時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=可知,電路中的總功率最小,電熱鍋處于低溫擋;當雙觸點開關(guān)置于2時,置于R2工作,電路中的總電阻最小,總功率最大,電熱鍋處于高溫擋;電熱鍋在高擋位工作時的額定功率:P高===1100W;(2)電熱鍋中滿壺水的體積V=0.5L=0.5dm3=0.5×10﹣3m3,由ρ=可知,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.5kg,水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×(100℃﹣23℃)=1.617×105J;(3)不計熱量損失,電熱鍋消耗的電能:W=Q吸=1.617×105J,由P=可知,電熱鍋高擋位需正常工作的時間:t′===147s;(4)由圖乙可知,當雙觸點開關(guān)置于2時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的電阻最小,由P=可知,電路中的總功率最大,電熱鍋處于高溫擋,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律可知,高溫擋工作時干路中的總電流:I=+=+=9A>8A,由于乙圖中高溫擋工作時干路上的總電流大于該電熱鍋允許通過的最大電流,所以乙圖電路不合理。答:(1)電熱鍋在高擋位工作時的額定功率是1100W;(2)將鍋中0.5L的水從23℃加熱到100℃,水吸收的熱量為1.617×105J;(3)不計熱量損失,電熱鍋高擋位需正常工作的時間為147s;(4)由于乙圖中高溫擋工作時干路上的總電流大于該電熱鍋允許通過的最大電流,所以乙圖電路不合理。24.(2023?黑龍江)圖甲是一款紫砂電飯鍋,其簡化電路如乙圖所示,R1和R2是電熱絲,通過單獨或同時閉合開關(guān)實現(xiàn)低溫和高溫擋切換,低溫擋功率為440W,高溫擋功率為880W,已知粥的比熱容c粥=4.0×103J/(kg?℃)。求:(1)當電飯鍋正常使用時,處于低溫擋時的電流;(2)電熱絲R2的阻值;(3)若不考慮能量損失,正常使用高溫擋將2kg的粥從20℃加熱到86℃時需要的時間;(4)若實際正常使用高溫擋加熱的時間為800s,該電飯鍋的加熱效率?!敬鸢浮浚?)當電飯鍋正常使用時,處于低溫擋時的電流為2A;(2)電熱絲R2的阻值為110Ω;(3)若不考慮能量損失,正常使用高溫擋將2kg的粥從20℃加熱到86℃時需要的時間為600s;(4)若實際正常使用高溫擋加熱的時間為800s,該電飯鍋的加熱效率為75%?!窘獯稹拷猓海?)由P=UI可知,當電飯鍋正常使用時,處于低溫擋時的電流:I低===2A;(2)由圖乙可知,當S1、S2都閉合時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最小,由P=可知,電路中的總功率最大,電飯鍋處于高溫擋;當只閉合S1時,只有R1工作,電路中的總電阻最大,總功率最小,電飯鍋處于低溫擋;則R2的電功率:P2=P高﹣P低=880W﹣440W=440W,由P=可知,R2的阻值:R2===110Ω;(3)粥吸收的熱量:Q吸=c粥m(t﹣t0)=4.0×103J/(kg?℃)×2kg×(86℃﹣20℃)=5.28×105J,不考慮熱量損失,電飯鍋消耗的電能:W=Q吸=5.28×105J,由P=可知,電飯鍋工作的時間:t′===600s;(4)電飯鍋實際消耗的電能:W′=P高t″=880W×800s=7.04×105J,該電飯鍋的加熱效率:η=×100%=×100%=75%。答:(1)當電飯鍋正常使用時,處于低溫擋時的電流為2A;(2)電熱絲R2的阻值為110Ω;(3)若不考慮能量損失,正常使用高溫擋將2kg的粥從20℃加熱到86℃時需要的時間為600s;(4)若實際正常使用高溫擋加熱的時間為800s,該電飯鍋的加熱效率為75%。25.(2023?江西)如圖所示,勞動課上,某同學用電磁爐燒水。水壺中裝滿初溫為25℃的水,水壺和電磁爐的部分參數(shù)如下表所示。[當時氣壓為一個標準大氣壓,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg?℃),g=10N/kg]求:(1)壺中水的質(zhì)量;(2)燒水時壺底的受力面積為100cm2,壺對電磁爐的壓強;(3)當水剛好燒開時,水吸收的熱量;(4)電磁爐正常工作,若加熱效率為84%,水剛好燒開所需的時間。水壺電磁爐燒水擋凈重:500g額定電壓:220V容量:2L額定功率:2000W【答案】(1)壺中水的質(zhì)量為2kg;(2)燒水時壺底的受力面積為100cm2,壺對電磁爐的壓強為2500Pa;(3)當水剛好燒開時,水吸收的熱量為6.3×105J;(4)電磁爐正常工作,若加熱效率為84%,水剛好燒開所需的時間為375s?!窘獯稹拷猓海?)水的體積V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,由ρ=可知,水的質(zhì)量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg;(2)壺和壺中水的總重力:G總=m總g=(2kg+500×10﹣3kg)×10N/kg=25N,燒水時壺對電磁爐的壓力:F=G總=25N,壺對電磁爐的壓強:p===2500Pa;(3)一個標準大氣壓下,水的沸點是100℃,水吸收的熱量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J;(4)由η=可知,電磁爐消耗的電能:W===7.5×105J,由P=可知,水剛好燒開所用的時間:t′===375s。答:(1)壺中水的質(zhì)量為2kg;(2)燒水時壺底的受力面積為100cm2,壺對電磁爐的壓強為2500Pa;(3)當水剛好燒開時,水吸收的熱量為6.3×105J;(4)電磁爐正常工作,若加熱效率為84%,水剛好燒開所需的時間為375s。26.(2023?自貢)圖甲是一款多功能養(yǎng)生壺,圖乙是它的簡化電路圖,其中R1、R2為電熱絲,R1=R2且電阻不變,下表為其銘牌,其中高溫擋的額定功率已模糊不清,已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。在正常工作的情況下,試問:項目參數(shù)電源電壓(V)220低溫擋功率(W)200中溫擋功率(W)400高溫擋功率(W)容積(L)1.5(1)在1標準大氣壓下,將初溫是30℃的一壺水燒開,水需要吸收多少熱量?(2)高溫擋功率是多少?(3)若養(yǎng)生壺用高溫擋來加熱且加熱效率為75%,燒開這一壺水需要多長時間?【答案】(1)在1標準大氣壓下,將初溫是30℃的一壺水燒開,水需要吸收4.41×105J的熱量;(2)高溫擋功率是800W;(3)若養(yǎng)生壺用高溫擋來加熱且加熱效率為75%,燒開這一壺水需要的時間為735s?!窘獯稹拷猓海?)一滿壺水的體積:V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3,由ρ=可得,水的質(zhì)量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg,在1標準大氣壓下水的沸點為100℃,水吸收的熱量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×(100℃﹣30℃)=4.41×105J;(2)由圖乙可知,當開關(guān)S2接A、開關(guān)S1斷開時,兩電阻串聯(lián);當開關(guān)S2接A、開關(guān)S1閉合時,電路為R1的簡單電路;當開關(guān)S2接B、開關(guān)S1閉合時,兩電阻并聯(lián);因串聯(lián)電路中總電阻大于任何一個分電阻,并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個分電阻,所以,當開關(guān)S2接A、開關(guān)S1斷開時,電路的總電阻最大,電源電壓一定,由P=可知此時總功率最小,養(yǎng)生壺處于低溫擋;當開關(guān)S2接B、開關(guān)S1閉合時(R1、R2并聯(lián)),電路中的總電阻最小,此時總功率最大,養(yǎng)生壺處于高溫擋;則當開關(guān)S2接A、開關(guān)S1閉合時,只有R1工作,養(yǎng)生壺處于中溫擋,因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,且R1=R2,所以,由P=可知高溫擋時R1、R2消耗的功率:P1=P2=P中,則養(yǎng)生壺高溫擋的功率:P高=P1+P2=2P中=2×400W=800W;(3)由η=×100%可得,燒開這一壺水需要消耗的電能:W===5.88×105J,由P=可得,高溫擋需要的加熱時間:t′===735s。答:(1)在1標準大氣壓下,將初溫是30℃的一壺水燒開,水需要吸收4.41×105J的熱量;(2)高溫擋功率是800W;(3)若養(yǎng)生壺用高溫擋來加熱且加熱效率為75%,燒開這一壺水需要的時間為735s。27.(2023?瀘州)某種帶保溫功能的電熱水壺,其發(fā)熱部分電路如圖所示。已知電源電壓U=220V保持不變,電阻絲R1=110Ω、R2=88Ω。通過調(diào)節(jié)開關(guān)S1、S2可以實現(xiàn)低溫、中溫、高溫三擋的切換;當水溫降到60℃時,電路自動切換成低溫擋進行保溫。已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。(1)當電熱水壺處于中溫擋時,求電熱水壺消耗的電功率;(2)當電熱水壺分別處于高溫擋與低溫擋時,求通過電阻絲R1的電流之比;(3)用電熱水壺高溫擋把m=2kg的水從t1=28℃加熱到t2=100℃,自動斷電,其中電熱水壺加熱效率η=84%。當電熱水壺中水溫降到60℃時,繼續(xù)保溫t=1.8h,問電熱水壺這次加熱和保溫一共消耗多少度電?【答案】(1)當電熱水壺處于中溫擋時,電熱水壺消耗的電功率為440W;(2)當電熱水壺分別處于高溫擋與低溫擋時,通過電阻絲R1的電流之比為9:5;(3)電熱水壺這次加熱和保溫一共消耗0.64度電?!窘獯稹拷猓海?)當S1閉合,S2撥到B時,R1、R2并聯(lián);當S1斷開,S2撥到A時,R1、R2串聯(lián);當S1閉合,S2撥到A時,電路為R1的簡單電路;因為并聯(lián)電路的總電阻小于各支路的電阻,串聯(lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導體的電阻,所以由P=UI=可知,R1、R2并聯(lián)時,電路中的電阻最小,電功率最大,電熱水壺為高溫擋;R1、R2串聯(lián)時,電路中的電阻最大,電功率最小,電熱水壺為低溫擋;電路為R1的簡單電路時,為中溫擋;則中溫擋電熱水壺消耗的電功率:P中溫===440W;(2)高溫擋通過電阻絲R1的電流:I1===2A,由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知,低溫擋通過電阻絲R1的電流:I1低溫=I低溫====A,則電熱水壺分別處于高溫擋與低溫擋時通過電阻絲R1的電流之比:==;(3)低溫擋時,R1、R2串聯(lián),由串聯(lián)電路的特點可知,此時電路的總電阻:R低溫=R1+R2=110Ω+88Ω=198Ω,則低溫擋的電功率:P低溫===W,由P=可知,電熱水壺加熱保溫消耗的電能:W保溫=P低溫t=W×1.8×3600s=1.584×106J,水吸收的熱量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣28℃)=6.048×105J,由η=×100%可知,電熱水壺加熱消耗的電能:W加熱===7.2×105J,則電熱水壺這次加熱和保溫一共消耗電能:W=W加熱+W保溫=7.2×105J+1.584×106J=2.304×106J=0.64kW?h=0.64度。答:(1)當電熱水壺處于中溫擋時,電熱水壺消耗的電功率為440W;(2)當電熱水壺分別處于高溫擋與低溫擋時,通過電阻絲R1的電流之比為9:5;(3)電熱水壺這次加熱和保溫一共消耗0.64度電。28.(2023?鞍山)中醫(yī)藥是中華文化的瑰寶,在疾病治療方面具有不可替代的作用。圖甲為小明同學家的小型電中藥鍋,其電路簡圖如圖乙所示,通過開關(guān)S1和S2的不同接法組合,可以實現(xiàn)三擋加熱功能,其中定值電阻R1、R2都是發(fā)熱電阻,其部分參數(shù)如下表所示。[已知ρ藥液=1.0×103kg/m3,c藥液=4.2×103J/(kg?℃)]求:額定電壓/V220額定功率/W高溫擋880中溫擋440低溫擋_____(1)鍋中的1L藥液從25℃加熱到35℃,中藥液吸收的熱量;(2)低溫擋的功率;(3)若該中藥鍋以中溫擋的工作電路給已煲好的藥液溫熱110s,實際消耗的電能為4×104J,則此時電路的實際電壓?!敬鸢浮浚?)鍋中的1L藥液從25℃加熱到35℃,中藥液吸收的熱量為4.2×104J;(2)低溫擋的功率為220W;(3)若該中藥鍋以中溫擋的工作電路給已煲好的藥液溫熱110s,實際消耗的電能為4×104J,此時電路的實際電壓為200V。【解答】解:(1)藥液的體積V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,由ρ=可知,藥液的質(zhì)量:m=ρ藥液V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,藥液吸收的熱量:Q吸=c藥液m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(35℃﹣25℃)=4.2×104J;(2)由圖乙可知,當開關(guān)S1閉合,S2接1時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最小,由P=可知,電路中的總功率最大,電中藥鍋處于高溫擋;當開關(guān)S1打開、S2接2時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=可知,電路中的總功率最小,電中藥鍋處于低溫擋;當開關(guān)S1閉合,S2接2時,只有R1工作,電中藥鍋處于中溫擋;由表格數(shù)據(jù)可知,電中藥鍋中溫擋的功率P中=440W,由P=可知,R1的阻值:R1===110Ω;并聯(lián)電路中的總功率等于各用電器的電功率之和,則高溫擋工作時,R2的電功率:P2=P高﹣P中=880W﹣440W=440W,由P=可知,R2的阻值:R2===110Ω;根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,R1、R2的串聯(lián)總電阻:R=R1+R2=110Ω+110Ω=220Ω,低溫擋的功率:P低===220W;(3)由W=t可知,電路的實際電壓:U實===200V。答:(1)鍋中的1L藥液從25℃加熱到35℃,中藥液吸收的熱量為4.2×104J;(2)低溫擋的功率為220W;(3)若該中藥鍋以中溫擋的工作電路給已煲好的藥液溫熱110s,實際消耗的電能為4×104J,此時電路的實際電壓為200V。29.(2023?大慶)圖甲為某品牌飲水機,其銘牌如下表,圖乙為其內(nèi)部簡化電路圖,該飲水機有加熱和保溫兩個擋位。R1、R2均為電熱絲,當熱水箱中水溫降至70℃時通過自動開關(guān)S2切換到加熱擋,當溫度達到100℃時自動切換到保溫擋,飲水機始終在額定電壓下工作,已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。求:水桶容量:20L熱水箱水量:1kg額定電壓:220V加熱功率P2:1100W保溫功率P1:100W(1)電熱絲R1的阻值;(2)熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量;(3)飲水機處于保溫擋工作22s時間內(nèi)電熱絲R1產(chǎn)生的熱量?!敬鸢浮浚?)電熱絲R1的阻值為440Ω;(2)熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量為1.26×105J;(3)飲水機處于保溫擋工作22s時間內(nèi)電熱絲R1產(chǎn)生的熱量為2000J?!窘獯稹拷猓海?)由圖知,開關(guān)S2接b時,電路中只有R1,由P=可知飲水機處于加熱狀態(tài),則R2的阻值:R2===44Ω,當開關(guān)S2接a時,電路中R2和R1串聯(lián),總電阻最大,飲水機處于保溫狀態(tài),電路的總電阻:R總=R1+R2===484Ω,電熱絲R1的阻值:R1=R總﹣R2=484Ω﹣44Ω=440Ω;(2)水吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣70℃)=1.26×105J;(3)由歐姆定律可得電路中的電流:I===A,由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,通過電熱絲R1電流I1=I=A,根據(jù)熱量Q=I2Rt可得,飲水機處于保溫擋工作22s時間內(nèi)電熱絲R1產(chǎn)生的熱量:Q=I2R1t=()2×440Ω×22s=2000J。答:(1)電熱絲R1的阻值為440Ω;(2)熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量為1.26×105J;(3)飲水機處于保溫擋工作22s時間內(nèi)電熱絲R1產(chǎn)生的熱量為2000J。30.(2023?重慶)李老師桌上有一張老式加熱鼠標墊(內(nèi)有一根加熱電阻絲),如圖所示,鼠標墊質(zhì)量為200g,規(guī)格為“5V5W”。忽略溫度對電阻的影響。(1)求鼠標墊的電阻;(2)鼠標墊正常工作10min,溫度升高7℃,若此過程中熱損失為30%,估算鼠標墊的比熱容;(3)月月想幫老師擴大鼠標墊溫度調(diào)節(jié)范圍,現(xiàn)有12V的電源、規(guī)格為“5Ω2A”“20Ω1A”的兩個滑動變阻器。她準備通過滑動變阻器來保護電路并調(diào)節(jié)鼠標墊加熱功率,請你幫她選擇合適的滑動變阻器接入電路,并計算改裝后電路消耗的最大功率與最小功率的差值?!敬鸢浮浚?)鼠標墊的電阻為5Ω;(2)鼠標墊的比熱容為1.5×103J/(kg?℃);(3)應選擇規(guī)格為“20Ω1A”的滑動變阻器接入電路,改裝后電路消耗的最大功率與最小功率的差值為6.24W?!窘獯稹拷猓海?)鼠標墊的電阻為:R鼠標墊===5Ω;(2)鼠標墊正常工作10min消耗的電能為:W=Pt=5W×10×60s=3000J;鼠標墊的比熱容為:c====1.5×103J/(kg?℃);(3)鼠標墊允許通過的最大電流為:I鼠標墊大===1A;通過滑動變阻器來保護電路并調(diào)節(jié)鼠標墊加熱功率,滑動變阻器應與鼠標墊串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,滑動變阻器至少應負擔電壓:U滑=U﹣U鼠標墊=12V﹣5V=7V;滑動變阻器連入電路的阻值最小應為:R滑小===7Ω;故應選規(guī)格為“20Ω1A”的滑動變阻器接入電路;因為電路中允許通過的最大電流為1A,所以改裝后電路消耗的最大功率為:P大=UI鼠標墊大=12V×1A=12W;當滑動變阻器連入電路的電阻值最大時,電路中電流最小,消耗的電功率最小,為:P?。剑剑?.76W。改裝后電路消耗的最大功率與最小功率的差值為:P大﹣P?。?2W﹣5.76W=6.24W。答:(1)鼠標墊的電阻為5Ω;(2)鼠標墊的比熱容為1.5×103J/(kg?℃);(3)應選擇規(guī)格為“20Ω1A”的滑動變阻器接入電路,改裝后電路消耗的最大功率與最小功率的差值為6.24W。31.(2023?威海)小明家的電熱水器,銘牌參數(shù)如表所示,速熱擋位功率模糊不清。工作電路如圖甲所示,其內(nèi)部有兩個電熱絲R1、R2(R1、R2阻值不變),通過控制開關(guān),可以實現(xiàn)速熱、加熱、保溫三個功能(速熱功率大于加熱功率)。額定電壓220V速熱加熱1100W保溫100W容積60L(1)計算R1的阻值。(2)在用電高峰期,小明關(guān)閉其他用電器,只讓電熱水器處于速熱擋位工作,觀察圖乙所示電能表,發(fā)現(xiàn)1.5分鐘內(nèi)脈沖燈閃爍了80次,請計算此時小明家的實際電壓。(3)小明調(diào)查發(fā)現(xiàn),小區(qū)居民用電是由附近的配電室提供。為研究家庭電路電壓偏低的原因,小明設(shè)計如圖丙所示的電路進行模擬實驗:用學生電源模擬配電室;用小燈泡L(3V0.9W)模擬家庭用電器;由于配電室距離居民樓較遠,故選用約10m長的細導線模擬配電室到用戶間的輸電線。連接電路閉合開關(guān),調(diào)節(jié)學生電源輸出電壓為3V,此時電壓表示數(shù)為2.5V。要使小燈泡L正常工作,應將學生電源的輸出電壓調(diào)到多少?請根據(jù)以上實驗,分析解決家庭電路實際電壓偏低的方法。(忽略溫度對導線和燈絲電阻的影響)【答案】(1)R1的阻值為44Ω;(2)此時小明家的實際電壓為200V;(3)要使小燈泡L正常工作,應將學生電源的輸出電壓調(diào)到3.6V;解決家庭電路電壓偏低的方法有:提高電源輸出電壓;減小導線的電阻;錯峰用電等。【解答】解:(1)根據(jù)P=UI=可知,當電壓一定時,導體的電阻越大,功率越小,電阻越小,功率越大,由此可知,當開關(guān)S1閉合、S2接1時,電阻R1、R2并聯(lián)接入電路,根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,此時電路中的電阻最小,功率最大,電熱水器處于速熱擋;當開關(guān)S1斷開、S2接2時,電阻R1、R2串聯(lián)接入電路,根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知,此時電路中的電阻最大,功率最小,電熱水器處于保溫擋;當開關(guān)S1閉合、S2接2時,只有電阻R1接入電路,R2被短路,此時電熱水器處于加熱擋;已知加熱擋的功率P加=1100W,電源電壓U=220V,R1的阻值R1===44Ω;(2)已知保溫擋的功率P保=100W,電源電壓U=220V,R1、R2串聯(lián)后的總電阻R總===484Ω,R2的阻值R2=R總﹣R1=484Ω﹣44Ω=440Ω;根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律:=+可得:R1、R2并聯(lián)后的總電阻R總′===40Ω,根據(jù)電能表表盤3200imp/kW?h和脈沖燈在1.5min內(nèi)閃爍80次可得:1.5min電熱水器消耗的電能W==0.025kW?h,電熱水器速熱擋的實際功率P實===1000W,電熱水器速熱擋的實際電壓U實===200V;(3)已知燈泡的額定電壓U額=3V,額定功率P額=0.9W,燈泡的額定電流I額===0.3A,燈泡的電阻RL===10Ω,已知燈泡的實際電壓UL實=2.5V,電路中的電流I=IL實===0.25A,導線兩端的電壓U線=U﹣UL實=3V﹣2.5V=0.5V,導線的電阻R線===2Ω,當燈泡正常發(fā)光時,電路中的電流I′=I額=0.3A,電源電壓U′=I′R總=I′(RL+R線)=0.3A×(10Ω+2Ω)=3.6V;解決家庭電路電壓偏低的方法有:提高電源輸出電壓;減小導線的電阻;錯峰用電等。答:(1)R1的阻值為44Ω;(2)此時小明家的實際電壓為200V;(3)要使小燈泡L正常工作,應將學生電源的輸出電壓調(diào)到3.6V;解決家庭電路電壓偏低的方法有:提高電源輸出電壓;減小導線的電阻;錯峰用電等。32.(2023?連云港)如圖甲所示為一臺電熱水器,下表為該熱水器的銘牌,其中高溫擋的額定功率模糊不清。圖乙為該電熱水器的內(nèi)部簡化電路,R1、R2為電熱絲(阻值未知),S1、S2為擋位開關(guān),S2只能在a、b之間切換。電熱水器在使用過程中會有漏電危險,當發(fā)生漏電時,電流會沿著水管經(jīng)過噴頭流過人體而發(fā)生觸電事故。為防止觸電事故發(fā)生,該電熱水器在出水口處串接了一個“隔電墻”(見圖甲)?!案綦妷Α眱?nèi)部是一個螺旋狀絕緣通道(如圖丙所示),已知電源電壓為220V。求:××牌電熱水器額定電壓220V額定功率高溫擋4889W中溫擋2200W低溫擋1210W電源頻率50Hz(1)高溫擋的額定功率(計算結(jié)果保留整數(shù));(2)為確保安全,要求淋浴時通過人體的漏電電流不超過0.2mA,則該“隔電墻”的電阻值至少為多大?(計算時忽略人體的電阻值)(3)說明“隔電墻”的內(nèi)部做成螺旋狀的原因?!敬鸢浮浚?)高溫擋的額定功率為4889W;(2)該“隔電墻”的電阻值至少為1.1×106Ω;(3)“隔電墻”的內(nèi)部做成螺旋狀是為了增加水流的長度,以達到增大電阻,減小電流的目的。【解答】解:(1)由電功率P=UI=可知,在電源電壓U=220V一定時,電阻越大電功率越小,電阻越小電功率越大,由圖乙電路圖可知,當開關(guān)S1斷開、S2接b時,電阻R1、R2串聯(lián)接入電路,電路中的電阻最大,電路中的最大電阻R總===40Ω,由圖乙開關(guān)和電阻位置可知,當S1閉合,S2接b時,只有電阻R1接入電路時為中溫擋,中溫擋時電阻R1===22Ω,電阻R2=R總﹣R1=40Ω﹣22Ω=18Ω,當S1閉合、S2接a時,電阻R1、R2并聯(lián)接入電路,為高溫擋,由并聯(lián)電路特點可知高溫擋總功率P=P1+P2==2200W+=2200W+2689W=4889W;(2)由題意可知,當發(fā)生漏電時,電流會沿著水管經(jīng)過噴頭流過人體而發(fā)生觸電事故,即電流依次經(jīng)過電阻和人體,電流只有一條路徑,“隔電墻”的電阻和人體為串聯(lián);由于忽略人體的電阻值,故當淋浴時通過人體的漏電電流不超過0.2mA時,“隔電墻”的電阻兩端電壓為220V,“隔電墻”的電阻最大值R===1.1×106Ω;(3)在設(shè)計隔電墻時,一般會盡量增加水流的長度,以達到增大電阻,減小電流的目的,如圖丙,將水流路徑設(shè)計成螺旋線結(jié)構(gòu)來增加水流的長度。故答案為:(1)高溫擋的額定功率為4889W;(2)該“隔電墻”的電阻值至少為1.1×106Ω;(3)“隔電墻”的內(nèi)部做成螺旋狀是為了增加水流的長度,以達到增大電阻,減小電流的目的。33.(2023?東營)小明家購置了一款多功能電暖器。如圖甲所示,其內(nèi)裝有4kg導熱油,轉(zhuǎn)動旋鈕可實現(xiàn)高、中、低不同擋位之間的切換。圖乙是其內(nèi)部電路原理圖,其中四個發(fā)熱電阻阻值相同。(1)電暖器低溫擋工作時,開關(guān)應處于1位置(選填“1”“2”或“3”)。(2)已知中溫擋額定功率為1000W,求電阻R的阻值和高溫擋的額定功率。(3)使用高溫擋正常工作5min,導熱油溫度由15℃升高到75℃。若消耗的電能有84%被導熱油吸收,求導熱油的比熱容。(4)根據(jù)所學的電學知識,請你提出一條安全使用電暖器的建議?!敬鸢浮浚?)1;(2)電阻R的阻值為48.4Ω;高溫擋的額定功率為2000W;(3)導熱油的比熱容為2.1×103J/(kg?℃);(4)為了用電安全,電暖器使用時應該接地保護?!窘獯稹拷猓海?)由圖乙可知,當開關(guān)處于1時,兩個發(fā)熱電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=可知,電路中的總功率最小,電暖器處于低溫擋;當開關(guān)處于3時,兩個發(fā)熱電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最小,總功率最大,電暖器處于高溫擋;當開關(guān)處于2時,只有一個發(fā)熱電阻工作,電暖器處于中溫擋;(2)根據(jù)題意可知,電暖器中溫擋功率P中=1000W,由P=可知,R的阻值:R===48.4Ω;電暖器高溫擋時,電路中的總電阻:R并====24.2Ω,高溫擋的額定功率:P高===2000W;(3)由P=可知,高溫擋工作5min消耗的電能:W=P高t=2000W×5×60s=6×105J,由η=可知,導熱油吸收的熱量:Q吸=ηW=84%×6×105J=5.04×105J,由Q吸=cm(t﹣t0)可知,導熱油的比熱容:c===2.1×103J/(kg?℃);(4)為了用電安全,電暖器使用時應該接地保護。答:(1)1;(2)電阻R的阻值為48.4Ω;高溫擋的額定功率為2000W;(3)導熱油的比熱容為2.1×103J/(kg?℃);(4)為了用電安全,電暖器使用時應該接地保護。34.(2023?泰州)小華查看家中電燉鍋的說明書后發(fā)現(xiàn):電燉鍋有低溫、中溫、高溫三擋;電阻R2=60.5Ω,R1=4R2,該電燉鍋的原理圖如圖所示。請解答:(1)閉合開關(guān)S、S1,電燉鍋處于低溫擋。(2)電燉鍋高溫擋的額定功率為多大?(3)正常工作時,使用
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