2021年中考物理重点、难点专题练习专练：31电热计算（学生版+解析版）.pdf
专项七计算专题重难点3 1 电热计算【知识梳理】1.串联式加热模型：R iQ220V s如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。当 S闭合时，R被短路，只有R工作，这时处于加热状态，R为一个阻值较小的电阻。当 S断开后,比、反串联，电路处于“保温”状态，R是一个阻值较大的电阻。对这类问题涉及的主要计算公式为：（1）R 2 R 2/P 加 热；（2）R=R 1+R2=U 7 P K a；（3）P=PR 1+PR 2；（4）W=Pt。2 .并联式加热模型：K.S t如上图所示,对于将电阻并联后的加热装置原理，都可以等效为这个模式。当 s闭合时，只 有 通工作，处于低温档（或保温档），当 S、S。同时闭合时，处于加热状态，或 者“高温档。这里R 2 的阻值一般比R i大，用作保温加热。计算该类题目的常见公式：（1）Pa=u7 R2；（2）R=震；（3）P=PPR2。【易混淆点】1 .对电热器处于什么档位是“保温”还 是“加热”区分不清：一般电路中电加热丝处于串联状 态（串联式）或并联式中一个支路工作时为“保温”状态。2 .对公式记忆或推导易出错。平时多加公式变式及推导的能力学习。【典例分析】【例 1】（2 0 2 0 齐齐哈尔3 0）如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，R o 与 R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在2 2 0 V 的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为1 0 0 0 W；用保温档工作时，电路的总功率为440W.已知 水=4.2*1（）3 （|七）。求：（1）电饭煲在高温档时，开关S 应_ _ _ _ _ _ _（选填“闭合”或“断开”）。（2）电热丝Ro的阻值是多少？（3）当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少？（4）用电饭煲将质量为2kg的水加热，使其温度升高30,则水吸收的热量是多少？用叩 RA【思路小结】巧妙利用公式P=U7R可以解决很多问题：求灯泡或电阻丝的电阻；求实际功率；求实际电压等。注意将热学计算与电学相关计算有机结合，是解好电热计算的关键。【例 2】（2019宿迁市）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：额定电压220V额定功率高温档中温档低温档880W440W220W（1）当开关与断开，S2接 a 时，该电火锅选用 档 工 作（选 填“高温”、“中 温”或“低温”）。（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7 分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在 1个标准大气压下，能 使 1kg初温为20的水升高多少（c*=4.2xlO3J/（kg*）?【思路小结】1.根据加热模式和具体电路，认真分析当前所处的状态.2.灵和选用和变形公式。3.注意是在“一个标准大气压下对水加热”，所以水的末温最高是水的沸点100。【真题操练】1.（2020淮安22）如图所示为某养生壶的电路原理图，其中R 和 R”都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示：（1）该壶允许装入水的最大质量是多少k g?（水的密度P 水 n l.O X lO/g/m 1（2）Si、S2闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是多少W?结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？（3）R2阻值是多少Q?（4）用该壶加热2 L的水，温度由50升高到1 0 0 C,水需要吸收多少J热量？该壶消耗的电能80%被水吸收，该过程需要消耗多少J电能？（水的比热容c水=4.2 X 1 0 1/（kg.c）养生壶容用2L额定电压22OV保温功率2OOW加热功率R,限值44H2.（2019益阳市）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20C的水后加热至70,已知水的比热容。加=4.2*1（）3（1，）,干木材的热值q=1.2X l（）7j/k g。（1）水需要吸收多少热量？（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为1 4%,需要多少干木材？X X型电热水器额定加热功率2400W加热方式电加热器额定电压220V安全等级防触电保护一类温度设定范围2090净重20kg容量40L整机外形尺寸530mmX 400mmX 400mm出厂日期2019年5月1 5日3.（2019天津市）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1kg水从2 0 c加热到100用时7 m in,已知c水=4.2X 1 0 3/（kg）,求：（1）水吸收的热量；（2）电热水壶的热效率。型号XX额定电压220V额定功率1000W频率50Hz4.（2020重庆A20）水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康,为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图2 0甲。其中开关s为防干烧温控开关，通常情况闭合定值电阻R、RZ为加热电阻，且R为48.4Q,R2阻值为R的2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化（图2 0乙）。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s,将1kg的水从75C加热到80C,已知c水=4.2xlO3J/（kg.）,不计温度对电阻的影响 求：（1）此加热过程中热水所吸收的热量Q；（2）此加热过程中烧水壶的热效率n（n=Q/W,W为所消耗的电能）；（3）用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过3 0 so后水沸腾，再以低功率档持续加热3 0 s,观察到电能表转盘在这60 s内转了 2 7转（电能表盘如图2 0 丙），烧水壶工作的际电压U实是多少。5.（2 0 2 0 黔西南2 2）如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加热电阻丝，阻值为4 4。，R,是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R,=5+0.5 t （式 中 R,单位是Q,t的单位是C）,R。是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3 V,当电磁继电器线圈中的电流小于等于1 0 m A时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热。c 水=4.2 X 1 03J/（k g-r）（1）如果将水只加热到80 ,闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到多大？（电磁铁线圈电阻忽略不计）（2）容器内装有70 0 m L、初温为2 0 的水，将其加热到 1 0 0 ,用时4 m i n,则该饮水器正常工作时加热效率是多少？6.（2 0 2 0 黔东南州2 4）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为2 2 0 V,额定功率为60 5 W,问:(1)小明帮奶奶泡脚时.，向足浴盆中加入6 k g 初温为2 0 的水，加热系统的加热电阻正常工作 1 6m i n 将水加热到4 0 C,此加热过程中吸收的热量是多少？(c *4.2 X 1 03J/(k g C)(2)加热系统加热时热效率是多少？(结果精确到0.现)(3)当小明家实际电压是2 0 0 V,加热电阻工作的实际功率是多少？(加热电阻阻值不随温度变化而变化)(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是1 2 V(按摩系统将交流电压转换为1 2 V),工作电流为4 A,其电阻为0.5 Q,电动机工作中因发愁以朱的功率是多少？7.(2 0 1 9娄底市)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，L、R?都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且 R z=3 R S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S 可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)，其部分技术参数如下表。额定电压(V)2 2 0高档发热功率(W)4 0 0注水仓最大注水量(k g)3(1)开关处于图示位置，电 热 加 湿 器 的 状 态 是 (选 填“关”“低档”或“高档”)(2)求电热加湿器中R的阻值；(3)某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工 作 3 0 m i n 的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少。C?计算结果保留整数，水的比热容为4.2X 1 03J/(k g-)(4)某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3 0 0 0 r ev s/(k W h)的电能表转盘在4 0 0 s 内转了 2 7 圈，求此时电阻R 2 的实际功率是多少？专项七计算专题重难点3 1 电热计算【知识梳理】1.串联式加热模型:，二Ri220V 叫如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。当 S闭合时，R i 被短路，只有R 2 工作，这时处于加热状态，R?为一个阻值较小的电阻。当 S断开后,R i、R z 串联，电路处于“保温”状态，R i 是一个阻值较大的电阻。对这类问题涉及的主要计算公式为：(1)R2R2/P 加 热;(2)R=R+RZ=U 7 P 保温；(3)P=PRI+PR2；(4)W=Pt。2.并联式加热模型：如上图所示,对于将电阻并联后的加热装置原理，都可以等效为这个模式。当 S闭合时，只 有 R z 工作，处于低温档(或保温档)，当 S、S。同时闭合时，处于加热状态，或 者“高温档。这里R,的阻值一般比R大，用作保温加热。计算该类题目的常见公式：(1)PM=U 7 R2；(2)R=3 喀；(3)P=P PR“【易混淆点】1 .对电热器处于什么档位是“保温”还 是“加热”区分不清：一般电路中电加热丝处于串联状态(串联式)或并联式中一个支路工作时为“保温”状态。2 .对公式记忆或推导易出错。平时多加公式变式及推导的能力学习。【典例分析】【例 1】(2 0 2 0 齐齐哈尔3 0)如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，R o 与 R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在2 2 0 V 的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为1 0 0 0 W；用保温档工作时，电路的总功率为4 4 0 W.已知c 水=4.2 Xl()3 j/(k g)。求：(1)电饭煲在高温档时，开关S应(选填“闭合”或“断开(2)电热丝R o 的阻值是多少？(3)当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少？(4)用电饭煲将质量为2 k g 的水加热，使其温度升高3 0 ,则水吸收的热量是多少？220 V用甲 IHZ.【答案】(1)闭合(2)4 8.4。(3)2 A(4)2.52 X1 0、【分析】(1)由公式P=U /R可知：电压一定时，P 与 R成反比，开关S应闭合时，电阻R被短路电路中的电阻最小，电路的电功率最大。所以电饭煲在高温档时，开关S 应闭合。(2)由公式P=U 7 R 电热丝R o 的阻值是：Ro=鬻：=4 8.4Q。Pg.1000W(3)由题意分析可知：开关S断开时，电路串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电路处于保温状态。由公式P=U I 得当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是：I t =P f i i/U=4 4 0 W/2 2 0 V=2 A。(4)水吸收的热量：Q=c m At =4.2 X1 03J/(k g)X2 k g X3 0 =2.52 X 1 0 打。【思路小结】巧妙利用公式P=U7R可以解决很多问题：求灯泡或电阻丝的电阻；求实际功率；求实际电压等。注意将热学计算与电学相关计算有机结合，是解好电热计算的关键。【例 2】(2 0 1 9 宿迁市)某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：额定电压220V额定功率高温档中温档低温档880W440W220W(1)当开关与断开，S 2 接 a 时，该电火锅选用 档 工 作(选 填“高温”、“中 温”或“低温”)。(2)当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？(3)用电火锅高温档在额定电压下烧水7 分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在 1 个标准大气压下，能 使 1 k g 初温为2 0 的水升高多少。C(c *=4.2 x1 M/(k g.)?【答案】（1）低温（2）2 A 1 1 0 Q（3）3.69 6X 1 05J 8 0 【分析】(1)由图知，当 与断开，S?接 a 端，R和&串 联，此时电路的总电阻最大，由 P=U 7 R可知，此时总功率最小，该电火锅选用的是低温档工作。(2)由表可知，中文档工作时的电功率为P 中 温=4 4 0 1%所以此时电路中的电流：I，MJ=P 中./U=4 4 0 W/2 2 0 V=2 A。接入电路的电热丝的阻值：R 中 温=U/I 中 泡=2 2 0 V/2 A=1 1 0 Q。(3)查表可知：用电火锅高温档在额定电压下工作的电功率为P 高温=8 8 0 W,t=7 m i n=4 2 0 s.所以电流做的功：W=P ,1 4 1 t=8 8 0 W X4 2 0 s=3.69 6X 1 05J 因电热丝产生的热量全部被水吸收，则有Q?s=W。1 个标准大气压下，水的沸点为1 0 0 ,水的初温t 研=2 0。由 Q,肝c m Z t 可得：t=%=更=篱YR_=8 8。t =t +At=2 0+8 8=1 0 8 因cm cm 4.2X103)/(kg.C)xlkg为 在 1 个标准大气压下，水的沸点是1 0 0,且水的初温为2 0,所以只能使水升高8 0。【思路小结】L 根据加热模式和具体电路，认真分析当前所处的状态。2 .灵和选用和变形公式。3 .注意是在“一个标准大气压下对水加热”，所以水的末温最高是水的沸点10 0。【真题操练】1.(2 0 2 0 淮安2 2)如图所示为某养生壶的电路原理图，其中R和 都 是 发 热 电 阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示：(1)该壶允许装入水的最大质量是多少kg?(水的密度P *=1.0 X 103k g/m3)(2)S,S 2 闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是多少W?结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？(3)比阻值是多少Q?(4)用该壶加热2 L 的水，温度由5 0 升高到10 0 ,水需要吸收多少J热量？该壶消耗的电能8 0%被水吸收，该过程需要消耗多少J电能？(水的比热容c水=4.2 X l()3 j/(k g*)养生壶容量2L额定电压22OV保温功率2OOW加热功率R y阻值4 in【答案】(1)2 k g (2)加热状态(3)4 2 Q(4)4.2 X 105J 5.2 5 X 10)【解析】(1)由表格数据可知，该壶允许装入水的最大体积：V =2 L =2 d m 3=2 X l(m 由P =m/v 可得：壶允许装入水的最大质量：m=P *V=1.O X 10!k g/m3X 2 X 10 im：i=:2 k g(,(2)由电路图可知：5 卜&闭合后，电路为R的简单电路，由表格数据可知，R,=4 4 Q,2该壶在额定电压下工作时的发热功率：P 广 苔=。鬻=H O O W o 由 110 0 W 大于保温功率R 44Q2 0 0 W 可知：电路处于加热状态。(3)由电路图可知，S i 闭合、S?断开时，R与七串联，养生壶处于低温档，此时电路的总2电阻：R=r=(鬻；=2 4 2 Q,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，也阻值：P 低 200WR2=R-R =2 4 2 Q-2 0 0 Q=4 2 Q o(4)用该壶加热2 L 的水，温度由5 0 升高到10 0 ,水需要吸收的热量：Q =c (t-to)=4.2 X 10:iJ/(k g )X 2 k g X (10 0 -5 0)=4.2 X 1 0%由 Q=Q V W X 1 0 0%可得:该过程需要消耗的电能：W=4 2 x lf=5.2 5 X 10。n so%答：(1)该壶允许装入水的最大质量是2 k g；(2)S i、邑闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是110 0 W,电路处于加热状态；(3)R?阻值是4 2 Q；(4)用该壶加热2 L 的水，温度由5 0 升高到10 0 ,水需要吸收4.2 X 105J的热量，该壶消耗的电能8 0%被水吸收，该过程需要消耗5.2 5 X 1 0 7 的电能。2.(2 0 19益阳市)某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满2 0 C 的水后加热至7 0 ,已知水的比热容c 水=4.2 X 10 3 j/(k g ),干木材的热值q=1.2 X 10?J/k g。(1)水需要吸收多少热量？(2)电热水器正常工作时至少需要多长时间？(3)如果用干木材替代电热水器烧水，效率为1 4%,需要多少干木材？【答案】(1)8.4 X 106J (2)3 5 0 0 s(3)5 k gX X型电热水器额定加热功率2 4 0 0 W加热方式电加热器额定电压2 2 0 V安全等级防触电保护一类温度设定范围2 0 9 0 净重2 0 k g容量40 L整机外形尺寸53 0 m m X 40 0 m m X 40 0 m m出厂日期2 0 1 9 年 5 月 1 5 日【解析】(D 由表中的参数可知:加满水后水的体积V=40 L=4X1 0 皆，水的质量为m=P V=l.0X 1 03k g/m3X 4 X 1 0 m =40 k g o 题设中水的初温t 初 温=2 0,末温t*温=7 0 ,所以水吸收的热量 Q 欧=c m (t*a-t =4.2 X 1 0；iJ/(k g )X40 k g X(7 0-2 0)=8.4义1 0 )。(2)产生这些热量，所需的电能的最低量就是电能全部转化完成内能，而且没有热量损失的情形。此时归Q 吸。查铭牌表可知：电热水器正常工作时的额定加热功率为P=2 40 0 W。所以需要的加热时间 t=W/P=Q */P=8.4X 10KJ/2400W=3500S(3)由 n =Qa/Q1 4X1 0 0%,可得需要干木柴放出的热量为=6 X 1 07JOn 1 4%需要感木柴的质量 m *=Q /q=6 X 1 0 J/1.2 X 1 07J/k g=5k g。答：(1)水需要吸收8.4X1 0 6 J 热量；(2)电热水器正常工作时至少需要3 50 0 s；(3)如果用干木材替代电热水器烧水，效率为1 4%,需要5k g 干木材。3 .(2 0 1 9 天津市)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把 1 k g水从2 0 加热到1 0 0 用时7 m i n,已知c *=4.2 X1 03J/(k g-),求：(1)水吸收的热量;(2 )电热水壶的热效率。型号XX额定电压2 2 0 V额定功率1 0 0 0 W频率50 Hz【答案】(1)3.3 6 X1 0)(2)为 8 0%【解析】(1)水吸收的热量：QQ C 木 m(t 燧-t w)=4.2 X 1 0：，J/(k g.)X l k g X(1 0 0-2 0 )=3.3 6 X1 0。(2)查表可知：电热水壶正常工作时的功率P=1 0 0 0 W,工作时间t=7 m i n=42 0 s。电热水壶消耗的电能：W=Pt=1 0 0 0 WX42 0 s=4.2 X 1 05J 电热水壶的热效率：q=X1 0 0%=x100%=80%oW 4.2X1OSJ答：(1)水吸收的热量为3.3 6 X1(/J (2)电热水壶的热效率为8 0%。4.(2 0 2 0 重庆A 2 0)水烧开后持续沸腾段时间用于饮用更利于人体健康,为了满足这个要求，小罗设计了多档位节能电烧水壶，电路原理如图2 0 甲。其中开关s为防干烧温控开关，通常情况闭合定值电阻R、L为加热电阻，且 R 为 48.4。，氏阻值为R 的 2倍。通过滑动金属滑轩上的滑块P,使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化(图2 0 乙)。他测得烧水壶用中功率档给热水保温时,正常工作24 s,将 1k g 的水从7 5 C 加热到8 0。功 已知c 水=4.2x 10：/(k g.),不计温度对电阻的影响 求：(1)此加热过程中热水所吸收的热量Q；(2)此加热过程中烧水壶的热效率n (n=Q/肌 W为所消耗的电能)；(3)用电高峰时，他请父母断开家中除烧水壶外的全部用电器，用烧水壶高功率档加热一段时间后开始计时经过30s o后水沸腾，再以低功率档持续加热30s,观察到电能表转盘在这60s 内转了 27 转(电能表盘如图20丙)，烧水壶工作的际电压U实是多少。甲 乙 丙【答案】(1)2.1 X 10J (2)8 7.5%(3)19 8 V【解析】(1)水吸收的热量：Q =c m A t=4.2X 103J/(k g.)X l k g X (8 0-7 0)=2.1X 10。2此加热方式为中功率档：P，产 当=22。?=1 0 0 0 W.w=p t=1000W X 24 s=2.4 X 10J；R i 4 8.4。q=X 100%=X 100%=8 7.5%=W 2.4 X 1051(3)由 电 能 表 数 据 可 得：W 实=1=0.0135 K W.h=4.8 6 X 10J R2=2RF2 X,KW.h)4 8.4 Q=9 6.8 Q。由于W实为高功率与低功率共同消耗的电能；由图可得：处于高功率挡时，U.,.2 U*.2 2R与比并联，P =4+T；处于低功率挡时，R z 工作：P t t=oR1 R2 R2U 小 2 U.A.2 U 喻.2 ,W实高+W低=P 高 t 高+P 低 t 低=(+-r )t 高+()t 低，代入数据可得：K K?.U,.2 U.2 U.2,4.8 6 X 1 0 J=(4一+二 )X 30s+(-)X 30s；解得 U 实=19 8 V。4 8.4 f t 9 6.8 0 9 6.8。答：(1)此加热过程中热水所吸收的热量为2.IX 10J：(2)此加热过程中烧水壶的热效率为 8 7.5 版(3)烧水壶工作的际电压U实 是 19 8 V。5.(2020黔西南2 2)如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加热电阻丝，阻值为4 4 Q,R、是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R,=5+0.5 t (式中R、单位 是 Q,t的单位是0C),R。是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3 V,当电磁继电器线圈中的电流小于等于10m A 时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热。c *=4.2X10aJ/(kg)(1)如果将水只加热到80,闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到多大？(电磁铁线圈电阻忽略不计)(2)容器内装有700mL、初温为20C的水，将其加热到 100,用时4m in,则该饮水器正常工作时加热效率是多少？【答案】(I)255Q(2)89.1%【解析】(1)由题意可知，当设定的温度为80时，停止加热时控制电路的电流I=10mA=0.01A,控制电路的总电阻:Ra=U/I=3V/0.01A=3 0 0 Q,由 R,=5+0.5 t 可得:此时热敏电阻的阻值为45。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的阻值要调到的大小：Ro=R.a-Ri=3OOQ-45Q=255Q。(2)容器内水的体积：V=700mL=700cm3,容器内水的质量:m=P V=l.0g/cm3X700cm:!=700g=0.7kg；水吸收的热量：Q=c*m(t-to)=4.2X103J/(kg)X0.7kgX(100-20)=2.352X10),该饮水器正常工作4min消耗的电能：W=x t=(22 X240s=2.64X10sJ。R 44Q该饮水器正常工作时加热效率：n=X100%=3 5 2 X 1 2 X1OO%89.1%OW 2.64X1CPJ答：(1)滑动变阻器的阻值要调到255Q；(2)该饮水器正常工作时加热效率约为89.现。6.(2020黔东南州24)小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示)内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V,额定功率为605W,问：(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 k g 初温为20C的水，加热系统的加热电阻正常工作 16min将水加热到40 C,此加热过程中吸收的热量是多少?(c*=4.2X 10;，J/(kg C)(2)加热系统加热时热效率是多少？(结果精确到0.1%)(3)当小明家实际电压是200V,加热电阻工作的实际功率是多少？(加热电阻阻值不随温度变化而变化)(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是1 2 V (按摩系统将交流电压转换为1 2 V),工作电流为4 A,其电阻为0.5 Q,电动机工作中因医胡琪卷的功率是多少？【答案】(1)5.0 4 X 1 0 (2)8 6.8%(3)5 0 0 W (4)8 W【解析】(1)加热过程中水吸收的热量：Q=c m A t=4.2 X 1 0：sJ/(k g.)X 6 k g X (4 0-2 0)=5.0 4 X 1 0；J(2)加热系统加热时消耗的电能：上P t=6 0 5 W X 1 6 X 6 0 s=5.8 0 8 X 1 0 1。则热效率：n=X 1 0 0%=X 1 0 0%Q8 6.8%oW 5.808X105)U.2 2(3)加热电阻的阻值：R=.啜*=8 0 Q；当小明家的实际电压是2 0 0 V,加热电阻605W工作的实际功率：孝-=2鬻=5 0 0 怅K 8 0 1 1(4)电动机工作过程中要发热,损失功率：P 1=1 取电 动 机=(4 A)2 X 0.5 Q=8 W。答：(1)加热过程中水吸收的热量是5.0 4 X 1 05J；(2)加热系统加热时的热效率是8 6.8%；(3)当小明家 实际电压是2 0 0 V,加热电阻工作的实际功率是5 0 0 W；(4)电动机工作中因发数堀”的功率是8 W o7.(2 0 1 9 娄底市)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R,、R 2 都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且 R=3 R；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S 可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)，其部分技术参数如下表。额定电压(V)2 2 0高档发热功率(W)4 0 0注水仓最大注水量(k g)3(1)开关处于图示位置，电 热 加 湿 器 的 状 态 是 (选 填“关”“低档”或“高档”)(2)求电热加湿器中R的阻值；(3)某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工 作 3 0 min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少。C?计算结果保留整数，水的比热容为4.2X 1 03J/(kg-)(4)某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3 0 0 0 r e vs/(kW h)的电能表转盘在4 0 0 s 内转了 2 7 圈，求此时电阻R z 的实际功率是多少？PW【答案】(1)关(2)121Q(3)19(4)60.75W【解析】(1)如图甲所示，开关S 接“1、2”触点时，电路断路，电热加湿器的状态是关。(2)由图甲可知，当开关S 接 3、4”触点时，电路中只有区工作，电路的总电阻最小,电源的电压一定，由P=U2/R可知，电热加湿器的功率最大，处于高温挡。电热加湿器中R的阻值:R,=U7P a=(220V)7400W=121 Q(3)由图乙知,加热工作t=30min时，其中高温档工作时间为t，温=10min=600s,高温档正常工作时消耗的电能：W(s=P t,(；,=400WX 10X60s=2.4X 105J 如果电阻R 在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，则 Q吸=W w=2.4X 10号，由 Q ft=cm A t可得，水升高的温度.=%=、=_ _ _ _ _ 上四贮_ _ _ _ _ _弋19。义.cm cm 4,2xl03J/tkg.,C)X3kg(4)3000revs/(kWh)表示：每消耗lkWh 的电能,电能表的转盘就转过3000衣当 电 能 表 的 转 盘 转 过 2 7 r 时，加 湿 器 在 4 0 0 s 内 消 耗 的 电 能：W=三=(K W.h)0.009KW.h=3.24X10J,加湿器在低挡加热的实际功率：P 低，=W/t=3.24X 10j/400s=81Wo由图甲知，开关S 接“2、3”触点时，R、R?串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于抵温挡。R=R1+R2=R1+3R1=4R1=4X121Q=484Q,由 P=1 R 可得，电路中的电流:P2=R 2=/X 3 RI=(A)2X3X 1210=60.75WO22答：(1)开关处于图示位置，电热加湿器的状态是关闭状态；(2)电热加湿器中Ri的阻值为 121 c：(3)可以使注水仓中冷水的温度升高19；(4)此时电阻比的实际功率是60.75W
