（整理版）中考专题电功率电热综合计算.doc

中考专题：电功率、电热综合计算一计算题共11小题1前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min后水烧开，水壶自动断电水的初温为20自动电热水壶型号ZDH100B电源220V 50Hz额定功率1100W容量800ml编号H80176641这壶水吸收的热量为多少？2烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率3在用电顶峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大？考点：电功与热量的综合计算；电功率的计算。专题：计算题；信息给予题。分析：1知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，根据吸热公式Q吸=cmt计算出水吸收的热量有用能量；2额定功率和通电时间，根据公式W=Pt求出消耗的电能总能量；水吸收的热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率；3根据铭牌额定电压、额定功率求出电热水壶的电阻，再利用电功率公式求实际电压下的实际功率解答：解：1水的质量：m=V=1g/cm3×800cm3=800g=0.8kg，水吸收的热量：Q吸=cmtt0=4.2×103J/kg×0.8kg×10020=2.688×105J，2电热水壶消耗的电能：W电=Pt=1100W×300s=3.3×105J，=81.5%；3电热水壶的电阻：R=44，实际功率：P实=891W答：1这壶水吸收的热量为2.688×105J；2烧水时家中电压为220V，电热水壶的热效率为81.5%；3在用电顶峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为891W点评：此题考查吸热公式、电功率公式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是此题的关键2小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W2200W，1小理用电磁炉将质量为2kg的水从20加热到100，消耗了0.22kwh的电能水吸收的热量是多少？这时电磁炉的效率是多少？2小理用电磁炉煮粥先用大火将水开，后用小火煮这段时间电功率随时间变化如下图问第8分钟通过电磁的电流是多少？水的比热是4.2×103J/kg，家庭电路的电压为220V考点：电功与热量的综合计算；能量利用效率；热量的计算；电功率的计算。专题：计算题；信息给予题。分析：1知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cmt求水吸收的热量有用能量；又知道消耗的电能总能量，利用效率公式求电磁炉的效率；2从电功率随时间变化图象上得出第8分钟，电磁炉的电功率，利用P=UI求此时通过电磁炉的电流解答：解：1水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2×103J/kg×2kg×10020=6.72×105J，消耗的电能：W=0.22kwh=0.22×3.6×106J=7.92×105J，电磁炉的效率：=84.8%；2由图知，第8分钟电磁炉的电功率P=800W，P=UI，通过电磁炉的电流：I=3.6A答：1水吸收的热量是6.72×105J，这时电磁炉的效率是84.8%；2第8分钟通过电磁的电流是3.6A点评：此题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用，记住是kwh电功的单位以及与焦耳J的关系1kwh=3.6×106J，能从Pt图象得出相关信息是解此题的关键之一3 电磁炉是一种效率较高的新型灶具，已广泛进入寻常百姓家中小华观察到家中的电磁炉铭牌上标有“220V W、电能表铭牌上标有“220V 1020A 1500r/kWh字样小华单独把电磁炉接入电路中，用它在5min内把1.5kg、20的水加热到100，观察到电能表转盘转了225转，那么：1加热5min水吸收的热量是多少？2电磁炉工作5min实际消耗的电能是多少？3电磁炉实际电功率是多少？4比拟1、2两问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？5根据电磁炉的铭牌说明与3问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？考点：电功与热量的综合计算；电能表参数的理解与电能的求法；电功的测量；电功率的计算。专题：计算题。分析：1知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；2知道电能表“1500r/kWh即消耗1kWh电能转盘转1500转，知道现在转了225转，可求此时消耗的电能；3知道实际消耗的电能，利用电功率公式求电磁炉实际电功率；4电磁炉工作中，有热损失，包括热散失和锅体吸热等；5电磁炉两端的实际电压低于额定电压，其实际功率低于额定功率解答：解：1水吸收的热量：Q吸=c水mt=4.2×103J/kg×1.5kg×10020=5.04×105J；2消耗的电能：W=0.15kWh=5.4×105J；3电磁炉实际电功率：P实=1800W；4可见，WQ吸，说明电磁炉工作中，有热损失：热散失和锅体吸热；5由电磁炉的铭牌可知P额=WP实，原因是电磁炉两端的实际电压低于额定电压答：1加热5min水吸收的热量是5.04×105J；2电磁炉工作5min实际消耗的电能是5.4×105J；3电磁炉实际电功率是1800W；4WQ吸，说明电磁炉工作中，有热损失：热散失和锅体吸热；5P额P实，原因是电磁炉两端的实际电压低于额定电压点评：此题为电功和热量的综合计算，考查了热量的计算、电能的计算、实际功率的计算，难点是根据实际找出WQ吸、P额P实的原因4如图是研究电流热效应的实验装置图两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油，烧瓶A中电阻丝的阻值为4，烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚当闭合开关，经过210s的时间，烧瓶A中的煤油温度由20升高到24，烧瓶B中的煤油温度由20升高到22假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，电源电压保持不变，煤油的比热容c=2.1×103J/kg求：1在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量；2烧瓶B中电阻丝的阻值；3电源的电压及电路消耗的总功率考点：电功与热量的综合计算；热量的计算；电阻的串联；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用。专题：计算题；实验题。分析：1知道煤油的质量、煤油温度的升高值、煤油的比热容，利用吸热公式求烧瓶A中煤油吸收的热量；2由题知，两烧瓶中煤油的质量相等，升高温度的大小关系，根据吸热公式得出吸收热量的关系，而电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，再根据焦耳定律Q=I2Rt分析得出两电阻的大小关系；3求出了烧瓶A中煤油吸收的热量，利用焦耳定律求出此时电路中的电流，两电阻阻值以求出，根据串联电路的欧姆定律求出总电压电源电压，在根据P=UI求总功率解答：解：1烧瓶A中煤油吸收的热量：QA=cmtA=2.1×103J/kg×0.1kg×2420J=840J；2两烧瓶中煤油的质量mA=mB、tB=tA，烧瓶B中煤油吸收的热量：QB=QA=×840J=420J；Q=I2Rt，两电阻丝RA、RB串联，RB=RA=×4=2；3由QA=I2RAt得电路中的电流：I=1A，电源电压：U=IRA+RB=1A×4+2V=6V电路消耗的总功率：P=UI=6V×1A=6W答：1在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量为840J；2烧瓶B中电阻丝的阻值2；3电源的电压为6V，电路消耗的总功率6W点评：此题考查了学生对密度公式、吸热公式、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，属于难题5某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作c水=4.2×103Jkg1电水壶装满初温为20的水时，在额定电压下将水烧开用了7min求：水吸收的热量是多少？电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？2农村电网改造前，用电顶峰时电压会下降l0%求：这时电水壶的实际功率P0电阻不随温度改变3为使电水壶的功率在用电顶峰时仍能到达W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式甲同学：R2= 乙同学：R2=请你指出哪个表达式是错误的，并分析假设用此电阻丝来改造电水壶的结果考点：电功与热量的综合计算；能量利用效率；热量的计算；电阻的并联；电功率的计算；额定电压；额定功率；实际电压；实际功率。专题：计算题；错解分析题；推理法；实验分析法。分析：1知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cmt求水吸收的热量有用能量；从铭牌知道电水壶的功率，利用W=Pt求消耗的电能总能量，再利用效率公式求电水壶烧水过程中的能量转化效率；2根据铭牌额定电压、额定功率求出电水壶中的电阻丝的阻值，再求出用电顶峰时的实际电压，利用P=求电水壶的实际电功率；3为使电水壶的功率在用电顶峰时仍能到达W，甲同学的推导：并联电阻的电功率应为P2=P额P实，根据P=求R2的阻值是正确的；乙同学的推导：两电阻并联，实际功率P总=P额，得出R2=，是错误的；乙同学计算出的阻值比R1小，电路消耗的总电功率大于W，电路中的电流过大，易引起火灾解答：解：1水吸收的热量有用能量：Q吸=cmt=4.2×103J/kg×2kg×10020=6.72×105J，电水壶在额定电压下，P=P额=W，工作7min消耗电能总能量：W=Pt=W×7×60s=8.4×105J，电水壶烧水过程中的能量转化效率：=×100%=×100%=80%；2电水壶中的电阻丝的阻值：R=24.2，用电顶峰时的实际电压：U实=U额110%=220V×=198V，电水壶的实际功率：P1=1620W；3为使电水壶的功率在用电顶峰时仍能到达W，甲同学的推导：并联电阻的电功率：P2=P额P1，P=，R2=；乙同学的推导：两电阻并联，R2=，该表达式是错误的；乙同学计算出的阻值比R1小，电路消耗的总电功率大于W，电路中的电流过大，易引起火灾答：1水吸收的热量是6.72×105J；电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；2这时电水壶的实际功率为1620W；3乙表达式是错误的，假设用此电阻丝来改造 电水壶，电路中的电流过大，易引起火灾点评：此题是一道电学和热学的综合计算题，难点在于对两个表达式的判断，实质是让同学推导R2的表达式，两种解法用的依据不同；乙同学在推导时用错了并联电阻的特点，导致表达式错误，不易看出，要细心！6小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温到达92时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率2kg220V440W40W1求电阻R1的阻值；2求正常加热时通过饮水机的电流；3在无人取水情况下，饮水机重新加热一次的时间为5min加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温t是多少？不计能量损失，c水=4.2×103J/kg考点：电功与热量的综合计算。专题：计算题；应用题；信息给予题。分析：1额定电压和保温时的功率，根据公式可求保温时的电阻2加热时的功率和额定电压，根据公式可求通电电流3加热时的功率和加热时间，根据做功公式W=Pt可求加热一次消耗的电能，消耗的电能就等于水吸收的热量，根据热量公式W=cmt0t，可求水的初温解答：解：1R1=答：电阻R1的阻值为12102答：正常加热时通过饮水机的电流为2A3W=P额t=440W×5×60s=1.32×105J，因为W=cmt0t，所以1.32×105J=4.2×103J/kg×2kg×92t，t76.3答：加热一次消耗的电能是1.32×105J，重新加热前的水温t是76.3点评：此题考查电阻的计算，电流的计算以及电功和热量的计算并联电路的电阻：R=R1+R2，错实际总电功率：P总=P额，7如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的分压电阻，S是温控开关电热毯铭牌上标有“220V 40W字样不考虑温度对电阻值的影响1求发热电阻丝R0的阻值2当电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？为什么？3当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，求在1min内电热毯消耗的电能和电阻R0产生的热量考点：电功与热量的综合计算；电路的动态分析；焦耳定律。专题：应用题；简答题。分析：1额定电压和额定功率根据公式可求电阻2当电热毯处于低温档时，电路总电阻最大，开关断开3电压、电流、通电时间根据公式W=UIt可求消耗的电能电阻R0产生的热量根据Q=I2Rt可求解答：解：1发热电阻丝R0的阻值：答：发热电阻丝R0的阻值为12102开关S处于断开状态时，电热毯处于低温档因为电路中总电阻大，通过R0的电流小，根据焦耳定律Q=I2Rt，R0在一定时间内产生的热量就少其他说法只要合理均给分3电热毯消耗的电能：W=UIt=220V×0.1A×60s=1320J，电阻R0产生的热量：Q=I2R0t=0.1A2×1210×60s=726J答：电热毯消耗的电能和电阻R0产生的热量分别为1320J和726J点评：此题考查额定电压和额定功率求电阻，还有消耗的电能，以及电阻产生热量问题8 小明家新购置了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示假设自来水的温度是20，加满水后，小明将温控开关调到如图乙所示的位置接通电源，加热指示灯亮，当水温到达设定温度时，加热指示灯熄灭请你帮助小明解答以下问题：1电热水器正常工作时，其发热电阻丝的电阻为多少？2加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？3假设在晚间用电顶峰时，电路的实际电压只有198V，热水器加热的效率为80%，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？C水=4.2×103J/kg，不考虑发热电阻丝的电阻随温度变化，最后结果保存一位小数考点：电功与热量的综合计算；欧姆定律的应用。专题：计算题；应用题；信息给予题。分析：1额定功率和额定电压，根据可求电阻丝的电阻2根据公式Q吸=cmtt0可求吸收热量水的质量由密度和体积求得3根据公式，可求出加热时间解答：解：1=答：发热电阻丝的电阻为222Q吸=cmtt0=cVtt0=4.2×103J/Kg×1000kg/m33×6020=8.4×106J答：热水器中的水一共吸收8.4×106J的热量3因为，所以答：从接通电源到指示灯熄灭需要5892.3s点评：此题此题考查电阻的计算，水吸热的计算，以及通电时间的计算9襄阳小强的爸爸从国外带回一个电热水壶，铭牌上的几个参数翻译过来后如下表1该电热水壶中发热体的电阻为多少；假设接在我国的家庭电路中，并能使它正常工作，那么应该在它的外部串联一个多大的电阻2某天用电顶峰的时候，小强将改装好的电热水壶装满温度为28的水，用了11min 40s的时间才将水烧开当时的气压为标准大气压，那么电热水壶串联在外的电阻不包括在内实际消耗的功率是多少？考点：电功与热量的综合计算。专题：计算题；应用题。分析：1额定电压和额定功率可求发热体电阻和电流电源电压可求需分担的电压，从而求出串联的电阻阻值2水的密度和体积，可求水的质量，根据吸热公式可求吸收的热量，根据效率可求电流做的功，还知通电时间，就可求出实际功率解答：解：1发热体的电阻，我国照明电路的电压为220V，需分压20V，电路中的电流为，所以电阻为答：该电热水壶中发热体的电阻为50；需串联5的电阻2水的质量m=V=1000Kg/m3×103m3=1Kg水吸收的热量Q吸=cmtt0=4.2×103J/Kg×1Kg×10028=3.024×105J电流做的功实际消耗的功率答：实际消耗的功率是720W点评：此题考查额定电压和额定功率求电阻和电流，以及求串联电路的分压问题，还有求水的质量和吸收热量以及实际功率的问题10××牌电热水壶额定电压220V额定功率W电源频率50Hz容量电热水壶由于使用方便、高效，巳成为家庭常用的电器之一上面是某电热水壶的铭牌要将lL 20的水烧开在标准大气压下，此电热水壶需正常工作3min 20s的时间那么：1水吸收的热量是多少？2电热水壶消耗多少电能？3电热水壶的热效率是多少？考点：电功与热量的综合计算；能量利用效率。专题：计算题；应用题；信息给予题。分析：1根据水的密度和电热水壶内水的体积先计算出水的质量，再根据吸热公式Q吸=cmtt0计算出水吸收的热量2额定功率和通电时间，根据公式W=Pt求出消耗的电能3吸收的热量与消耗电能的比值就等于电热水壶的热效率解答：解：1水的质量m=V=1000kg/m3×1×103m3=1kg水吸收的热量Q吸=cmtt0=4.2×103J/kg×1kg×10020=3.36×105J2消耗的电能W=Pt=W×200s=4×105J3电热水壶的热效率=答：水吸收的热量为3.36×105J；消耗的电能为4×105J；电热水壶的热效率为84%点评：此题考查吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用，此题的关键是计算水吸收的热量，最易出错的地方是电热水壶的容积，此题水的体积不是壶的容积，这个地方是题目设计的陷阱11天然气灶是利用燃烧天然气获得热量的炉具，而电磁炉是新一代消耗电能获得热量的智能炉具为了比拟两种炉具的性能，小杰同学进行了相关调查，得到的有关数据见表如果小杰家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J1 假设这些热量靠天然气灶提供，需要燃烧多少天然气？热值用q表示2 假设这些热量靠电磁炉提供时电磁炉正常工作了90min，该电磁炉的热效率是多少？3 通过计算说明使用哪种炉具更省钱？4 假设小杰家的进户线上装有一空气开关，当电流到达20A时，空气开关将自动“跳闸切断电流当该电磁炉正常工作时，小杰家中还可以接入的用电器最大功率是多少？考点：电功与热量的综合计算；能量利用效率；电功率与平安用电。专题：计算题；应用题；信息给予题。分析：1天然气的热效率和所需热量，还有热值，根据，可求所需天然气2电磁炉的额定功率和通电时间根据W=Pt可求做的功，用所需热量除以电磁炉做的功就是电磁炉的效率3用天然气的价格和电价分别计算所需费用，然后进行比拟4根据额定电压和最大电流算出总功率，用总功率减去电磁炉的功率就是还能接入的用电器功率解答：解：1由得：燃烧的天然气体积为：V=3天然气2电磁炉作的功：W=Pt=W×90×60s=1.08×107J=3kWh电磁炉热效率为：2=74.1%答：该电磁炉的热效率是74.1%3×2元/m3通过计算可知：用天然气炉更省钱4能接入的总功率是：P总=UI=220V×20A=4400W还能接入用电器的最大功率是：P，=P总P=4400WW=2400W点评：此题考查电功与电热的计算，能量的利用效率，电功率的计算以及平安用电