1、2023年中考物理突破训练电功和热量的综合计算一、计算题1图甲是某款家用蒸蛋器，图乙是其简化原理图，和是供热电阻丝，蒸蛋器的加热功率为，某次使用时向蒸蛋器内加入水，水温升高了80后，鸡蛋刚好被蒸熟，此时温控开关自动断开，蒸蛋器处于保温状态，求：（1）保温时，通过电阻的电流（保留两位小数）；（2）蒸蛋过程中水吸收多少热量【】？（3）蒸蛋过程中烧水效率为80%，蒸熟鸡蛋共用多长时间？2如图甲为一款有高、中、低温三挡的家用蒸气电熨斗，为了方便计算与理论处理，其电路原理可以用如图乙表示，合理控制开关，可以实现控温。R1、R2、R3为电热丝，R2R3且电阻丝的电阻不随温度变化。如果电源电压恒为100V时
2、，高温挡的功率为1000W，低温挡为400W，则：（1）电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗多少电能？（2）R1的阻值为多大？（3）中温挡的电功率为多大？3如图所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶，它的铭牌如下表格，现将它接在220V的电压下工作。如中图所示为电水壶的电路图，其中R0、R是电热水壶中的电热管，S是一个能自动切换的温控开关，此热水壶是在热胆中储水，由电热管加热工作的。额定电压220V频率50Hz容积3L加热功率1100W保温功率44W（1）按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率，计算加热时电水壶连入电路的电阻R加热，计算保温时电路中的电流保温。（2）当它处于加热状态时，使热
3、胆中1kg、23的水温度升高到100，水吸热多少?已知c水=4.2103J/(kg)。若电水壶的热效率为80%，需要加热多少s?4小新喜欢吃爆米花，学习电加热原理后自己制作了一个简易的爆米花机，图甲是爆米花机的简易电路图开关S接a时，加热同时电动机搅拌；开关S接b时，单独工作并处于保温状态。图乙是小新设计的相关参数。小新将的玉米粒放入制好的爆米花机中，玉米粒初温为，加热后玉米粒温度升高到并爆成了玉米花，此后小新将爆米花机调至保温状态。求：（）（1）保温状态时电路中的电流；（2）电阻的阻值；（3）加热过程电路消耗的电能；（4）电阻给玉米加热的效率。5在3月27日世界无碳日中，某城市在晚间将总功率
4、为2000kw的景观灯熄灭1h如果这些电能由燃烧煤炭的火电站提供（如图所示），已知煤炭的热值为 3.7107J/kg，煤炭提供的能量最终只有20%转化为电能。（1）写出两个火力发电中的能量转化。（2）该城市在无碳日中少消耗了多少煤炭？（3）低碳生活中的“碳”指什么？它过多对环境有什么影响？6滨将废旧电热器上规格为“220V 968W”的完好电热丝R0拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图甲所示。经过多次试验，当选用的电阻R1的阻值为5时，刚好满足箱体内烘干功率要求。（不考虑温度对电阻的影响）（1）电热丝R0的阻值是多少？（2）整个电路工作时的电流是多少？（3）整个电路工作1h产生的热量是多
5、少？（4）图甲电路工作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘干功率及R0不变的情况下，请你针对电路中的不足进行改进，在图乙中将改进后的电路图补充完整，并在图中标出相关电阻的阻值（此问要求写出电路改进说明及计算过程）。7如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示， 为温控开关， 为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1250W，其中臭氧发生器的功率为150W。求： （1）正常工作时通过石英加热管R的电流为多大？（2）在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26 加热到70 ，若电流产生的热量有20%损失，消毒柜石英加热管需要正常工作多长时间？c钢=0.4610
6、3J/（kg ） 8某品牌的节能电饭锅，额定工作电压为 220V，其电路原理图如图所示，发热元件电阻R1、R2分别为 50 和 200，当开关 S1闭合开关 S 接 b 端时为高温档，高温档的功率为 1210W；开关S1闭合，开关S 断开时为中温档。求：（1）当开关S1断开，开关S 接a 端时，电路中的电流；（2）中温档正常工作时，电路的总功率；（3）若某次热水时，电饭锅高温档的实际功率只有 1000W，电能转化为热能效率为80%，1kg 水温度从 20上升到 100，求需要加热的时间。c水取4.2103J/（kg）9饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图所示，其中S是一
7、个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到保温状态A、B是两种不同颜色的指示灯（1）若红灯表示加热，绿灯表示保温，试分析说明灯B是什么颜色？（2）若饮水机正常工作，加热时加热管的功率为1100W，而保温时加热管的功率为44W，求电阻R2的阻值（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）（3）饮水机的最大容量为1L，装满初温为23的水后，发现过了7分钟后绿灯亮，则这台饮水机的热效率是多少？已知c水4.2103J/（kg）10如图所示，电源电压保持不变，定值电阻。当开关S、S1均闭合时，电流表的示数为0.4A；当开关S闭合、S1断开时，电流表的
8、示数为0.24A。求：（1）电源电压；（2）定值电阻的阻值；（3）整个电路在5min内产生的最多热量。11如图所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌，暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40 ) （1）求电阻R2的阻值； （2）把400g牛奶从20 加热到40 ，求牛奶所吸收的热量（c牛奶=4.0103J/(kg )） （3）如图所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加过程中的热效率.(结果保留到小数点后一位) 12
9、如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换到加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。热水器正常加热35min，可使满箱水的温度从25升高到55求：额定电压220V容积30L加热功率2000W保温功率800W（1）热水器处于保温状态时，电路中的电流；（结果保留一位小数） （2）R1的阻值； （3）在上述加热任务中，水吸收的热量； （4）在上述加热任务中，热水器的加热效率。 13“创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压100V，加热电阻R1与R2阻值
10、均为100，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜lmin，用温度传感器测得其温度升高了6。求：（1）除霜模式下，电路中的电流； （2）除霜模式下，电路的加热效率。查资料得：后视镜玻璃质量约0.5kg，玻璃的比热容约0.8103J/（kg）14图甲是一家用电暖器，有“低温”，“中温”，“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：牌电暖器额定电压220V额定功率低温档550W中温档1100W高温档 频率50Hz（1）“低温”档正
11、常工作时的电阻是多少？ （2）“高温”档正常工作时的总电流是多少？ （3）若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10，设定空气的比热容为1.1103J/（kg）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少？ 15有一种电加热恒温箱，工作原理如图1所示，控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计），电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44的电热丝组成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关
12、系如图2所示。（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量；（2）如果恒温箱的温度设定为50，求电阻箱R0应接入电路的阻值。16洗碗机是自动清洗餐具的机器。某型号家用洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50即停止加热，洗涤程序启动，热水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。为该洗碗机某次正常工作时的Pt图象，水的比热容为4.2103J/（kg），设水箱中水的初温为20，加热效率为80%。（1）不计水的电阻，求发热电阻R。 （2）该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能是多少焦？ （3）已知人工洗一次碗用20kg的水，则
13、改用该洗碗机洗碗，一次可以节约 千克的水。答案1（1）解：加热时R1的功率保温时，的功率由得答：保温时，通过电阻的电流是0.27A。（2）解：水的体积水的质量水吸收的热量答：蒸蛋过程中水吸收1.68热量。（3）解：蒸蛋过程消耗的电能蒸熟鸡蛋所用时间答：蒸熟鸡蛋共用420s。2（1）解：电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗的电能WP高t1000W160s6104J 答：电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗6104J的电能；（2）解：闭合开关S1、S2时，电路为只有R3的简单电路，总电阻最小，根据 可知，总功率最大，电熨斗处于高温挡，则R3的阻值 则R2R310只闭合开关S1时，R1、R3串联
14、，总电阻最大，根据 可知，总功率最小，电熨斗处于低温挡，低温挡的总电阻 则R1的阻值R1R串R3251015答：R1的阻值为15；（3）解：闭合开关S1、S3时， R1、R2并联后，与R3串联，总电阻较小，根据 可知，总功率较大，电熨斗处于中温挡；R1、R2并联后的总电阻为R并，则 解得R并6，故中温挡的电功率 答：中温挡的电功率为625W。3（1）解：当温控开关闭合时，电路为R0的简单电路，电路的总电阻最小，由可知电路的电功率最大，处于加热状态，加热时电水壶连入电路的电阻当温控开关断开时，电阻R和R0串联，电路的总电阻最大，由可知电路的电功率最小，处于保温状态，保温时电路中的电流答：加热时电
15、水壶连入电路的电阻是44，计算保温时电路中的电流是0.2A（2）解：水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2103J/(kg)1kg(100-23)=3.234105J电水壶的热效率为80%，消耗的电能需要加热的时间答：当它处于加热状态时，使热胆中1kg、23的水温度升高到100，水吸热3.234105J。若电水壶的热效率为80%，需要加热367.5s。4（1）解：由图乙可知保温状态的功率为根据得保温状态时电路中的电流答：保温状态时电路中的电流为0.1A；（2）解：由图乙知的加热功率为，根据得答：电阻的阻值为242；（3）解：加热过程电热丝与电机M同时工作，电路的总功率：电路消耗的总电能：
16、答：加热过程电路消耗的电能为；（4）解：加热过程中，玉米吸收的热量加热过程电阻产生的热量所以电阻给玉米粒加热的效率答：电阻给玉米加热的效率为56%。5（1）解：火力发电首先是燃料的化学能转化为燃气的内能，然后燃气的内能推动发电机发电，内能转化成机械能 （2）解：总功率为2000kw的景观灯熄灭1h节约的电能是WPt2000kw1h2000kWh20003.6106J7.2109J； 需要煤炭提供的能量Q燃放 3.61010J；则需要完全燃烧的煤炭的质量m 973kg（3）解：低碳生活中的“碳”指的是二氧化碳，过多会造成温室效应，全球变暖，海平面上升，气候异常 6（1）解：电热丝R0的规格为“2
17、20V 968W”，电阻丝的阻值为 答：电热丝R0的阻值是50；（2）解：图甲中，两电阻串联，由电阻的串联规律可得电路的总电阻为R=50+5=55 由欧姆定律可得，整个电路工作时的电流是 答：整个电路工作时的电流是4A；（3）解：整个电路工作1h产生的热量是Q=UIt=220V4A13600s=3.168106J 答：整个电路工作1h产生的热量是3.168106J；（4）解：在图甲中，电烘箱的电功率为P=I2R0=(4A)250=800W 改进电路的总电阻为 由串联电路的电阻规律可得，应串联的电阻R2的阻值为R2=RR0=60.550=10.5即将R2=10.5的电阻与R0=50串联后作为电烘
18、箱体的加热电阻丝即可，如下左图所示；或将R1=5与R0=50串联再与R2串联R2=60.5550=5.5如下右图所示：7（1）解：正常工作时，石英加热管的功率为P加 P总=P发+P加P加=P总-P发=1250W-150W=1100W正常工作时通过石英加热管R的电流 答：正常工作时通过石英加热管R的电流5A；（2）解：不锈钢餐具吸收的热量Q吸=C钢m钢(t-t0) 消毒柜石英加热管 消毒柜石英加热管的效率 列方程 解得t=2300s答：消毒柜石英加热管需要正常工作时间为2300s。8（1）解：当开关S1 断开，开关S 接a 端时，R1和R2串联在电路中，根据串联电路的电阻规律可得，电路的总电阻为
19、由欧姆定律可得，电路中的电流为答：当开关S1 断开，开关S 接a 端时，电路中的电流为0.88A； （2）解：开关S1 闭合，开关S 断开时为中温档，此时电路为R2的简单电路，由可得，电路的总功率为答：中温档正常工作时，电路的总功率为242W；（3）解：水加热吸收的热量为根据可得，消耗的电能为由可得，需要加热的时间为答：需要加热的时间为420s。9（1）解：当开关S接左面时，电路中电阻R1和A灯串联，且指示灯的阻值不计，此时总电阻最小，电流路中电流最大，发热管的功率最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯；当开关S接右面时，电路中电阻R1、R2和B灯串联，指示灯的阻值不计，此时总电阻大，电流路中电
20、流小，发热管的功率最小，处于保温状态，因此B灯为绿色灯（2）解：当开关S与左侧接触时，电路为只有R1的简单电路（指示灯的阻值不计），饮水机处于加热状态，已知加热时电加热管的功率为P加热1100W；由P可得，R1的阻值：R144；当开关S与右侧接触时，电路中R1与R2串联（指示灯的阻值不计），饮水机处于保温状态，由题知，保温时电加热管的功率为44W，通过加热管的电流I1A；此时电路的总电阻R220；R2RR122044176；（3）解：水的质量为：mV1.0103kg/m31103m31kg；水吸收热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）1kg（10023）3.234105J；这台饮水机加热时消
21、耗的电能：WP加热t1100W760s4.62105J；这台饮水机的热效率：100%100%70%10（1）解：当开关S、S1均闭合时，定值电阻被短路，电路为定值电阻的简单电路，电源电压（2）解：当开关S闭合、S1断开时，定值电阻、串联，此时定值电阻两端电压定值电阻两端电压定值电阻的阻值（3）解：当开关S、S1均闭合时，定值电阻被短路，电路为定值电阻的简单电路，此时电路的总电阻最小，一定时间内产生的热量最多，整个电路在5min内产生的最多热量11（1）解：由题意可知，当S接“2、3”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态；当接“3、4”时，电路为R1、R2并联，奶器处于加热状态，因电路中
22、的总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的电功率：P2=P加热-P保温=220W-20W=200W，由P= 可得，电阻R2的阻值：R2= = =242。 （2）解：牛奶从20加热到40 吸收的热量：Q=cm(t t0)=4.0103J/(kg) 0.4kg (40-20)=3.2104J （3）解：由图像可知，加热时间为t=200s，加热过程消耗的电能：W=Pt=220W 200s=44000J，则暖奶器在加过程中的热效率： = 100 = 100 72.7。 12（1）解：根据PUI可得，保温状态时的电流： I保温 3.6A答：热水器处于保温状态时，电路中的电流为3.6A（2）解：开关S与a
23、触点连接时，电路为R1的简单电路，此时电路的电阻最小，由P 可知，电路的总功率最大，处于加热状态， 由P 可得，R1的阻值：R1 24.2答：R1的阻值24.2（3）解：满箱水中水的体积： V30L30dm30.03m3，由 可知，水的质量：mV1.0103kg/m30.03m330kg，则水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）30kg（5525）3.78106J答：在上述加热任务中，水吸收的热量为3.78106J（4）解：由P 可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能： WP加热t2000W3560s4.2106J，热水器的加热效率： 100% 100%90%答
24、：在上述加热任务中，热水器的加热效率为90%13（1）解：当开关S，S1闭合，电阻R2被短接，录处于高温除霜状态，通过电路中电流为 （2）解：高温除霜时带电工作一分钟消耗电能W=UIt=100V 1A 60s=6 103J 玻璃吸收的热量 除霜时电路的加热效率 14（1）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，由P 可求“低温”档正常工作时的电阻是： R1 88答：“低温”档正常工作时的电阻是88（2）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联， P高温P低温+P中温550W+1100W1650W，根据PUI可得高温档时
25、正常工作的电流：I 7.5A答：“高温”档正常工作时的总电流是7.5A（3）解：电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量： WP高温t1650W2060s1.98106J；空气吸收的热量：Q吸W50%1.98106J0.99106J；由Q吸cmt可得，房间的空气温度升高：t 15答：可使此房间的空气温度升高15。15（1）解：电热丝工作时的功率电热丝在10min内产生的热量答：电热丝工作时的功率1100W，在10min内产生的热量是6.6105J（2）解：由图2可知，当温度为50时，热敏电阻的阻值R1=100；此时衔铁应吸合，切断工作电路，那么控制电路的电流为I=60mA=0.06A控制
26、电路的总电阻电阻箱接入电路的阻值R0=R总-R1=150-100=50答：电阻箱R0应接入电路的阻值是50。16（1）解：由图乙可知，洗碗机加热时的功率P加热1000W， 由PUI 可得，发热电阻的阻值：R 48.4答：发热电阻为48.4（2）解：洗碗机注水时不消耗电能， 由图乙可知，洗碗机加热时的功率为1000W，工作的时间为21min，洗碗机加热时消耗的电能：W加热P加热t加热1000W2160s1.26106J，洗碗机清洗喷淋时的功率为120W，工作时间为60min，洗碗机清洗喷淋时消耗的电能：W清喷P清喷t清喷120W6060s4.32105J，洗碗机排水的功率为60W，工作的时间为1min，由P 可得，洗碗机排水时消耗的电能：W排P排t排60W60s3.6103J，该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能：WW加热+W清喷+W排1.26106J+4.32105J+3.6103J1.6956106J答：该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能是1.6956106J（3）1217
