中考物理专题复习专练之热学计算题2.docx
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中考物理专题复习专练之热学计算题2
中考物理专题复习专练之热学计算题2
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
评卷人
得分
一、填空题
1．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
880W
440W
220W
（1）当开关S1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水=4.2×103J/（kg•℃））？
评卷人
得分
二、综合题
2．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，
与
为阻值不同的电热丝。
现在将该电饭煲接在
的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为
；用保温档工作时，电路的总功率为
。
已知
。
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
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
的水加热，使其温度升高
，则水吸收的热量是多少______？
3．小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1；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”、“低档”、“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热），其部分技术参数如下表．
额定电压（V）
220
高挡发热功率（W）
400
注水仓最大注水量（kg）
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R1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30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高档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℃_______？
[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（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3000revs/（kW•h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少______？
评卷人
得分
三、计算题
4．如图所示为某养生壶的电路原理图，其中R1和R2，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：
养生壶容量
2L
额定电压
220V
保温功率
200W
加热功率
R1阻值
44
（1）该壶允许装入水的最大质量是多少kg？
（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（2）S1、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Ω？
（4）用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，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＝4.2×103J/（kg·℃）
5．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20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），干木材的热值q=1.2×107J/kg．
××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
20℃~90℃
净重
20kg
容量
40L
整机外形尺寸
530mm×400mm×400mm
出厂日期
2019年5月15日
（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14%，需要多少干木材？
6．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20℃加热到100℃用时7min．已知c水
/（kg·℃），求：
型号
XX
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的热效率．
7．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，电路原理如图甲。
其中开关S为防干烧温控开关，通常情况它是闭合的。
定值电阻R1、R2为加热电阻，且R1为48.4Ω，R2阻值为R1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（图乙）。
他测得烧水壶用中功率档给热水保温时，正常工作24s，将Ikg的水从75℃加热到80℃。
[已知c水=4.2
103J/（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η（η=
，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（电能表盘如图丙），烧水壶工作的实际电压U实是多少？
8．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44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（式中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是设定温度的变阻器。
控制电路中，电源电压为3V。
当电磁维电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2×103J/（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20℃的水，将其加热到100℃，用时4min，则该饮水器正常工作时加热效率是多少?
9．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6kg初温为20℃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水=4.2×103J/（kg·°C））
（2）加热系统加热时的热效率是多少？
（结果精确到0.1%）
（3）当小明家的实际电压是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12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
参考答案：
1． 低温 2A 110Ω 80℃
【解析】
【详解】
第一空．由图知，当S1断开，S2接a端，R1和R2串联，此时电路的总电阻最大，由
可知，此时总功率最小，则该电火锅选用低温档工作；
第二空．当开关S1断开，S2接b时，电阻R2单独接入电路，为中温档，此时电路中的电流：
第三空．由欧姆定律可得，接入电路的电热丝的阻值：
；
第四空．用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做的功：
W=P高温t=880W×7×60s=369600J=3.696×105J
因电热丝产生的热量全部被水吸收，则
可得水升高的温度：
因为在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，且水的初温为20℃，所以只能使水升高80℃．
2． 闭合
2A
【解析】
【详解】
（1）[1]由公式
知，电压一定时，
与
成反比，开关S应闭合时，电阻
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）[2]由公式
，可知电热丝
的阻值是为
（3）[3]由题意分析知，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
得当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是
（4）[4]水吸收的热量为
答：
（1）电饭煲在高温档时，开关S应闭合；
（2）电热丝
的阻值是
；
（3）当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是
；
（4）水吸收的热量是
。
3． 关 121Ω 19℃ 60.75W
【解析】
【详解】
（1）由图甲可知，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，开关S接“3、4”触点时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电源的电压一定，由P=
可知，电热加湿器的功率最大，处于高档，则电热加湿器中R1的阻值：
R1=
=121Ω；
（3）由图乙可知，工作30min时，其中高档工作时间为10min，低档工作时间为20min，在高档正常工作时消耗的电能：
W高=P高t高=400W×10×60s＝2.4×105J，如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W高=2.4×105J，由Q吸=cmΔt可得，水升高的温度：
Δt=
≈19℃；
（4）因3000revs/（kW•h）表示：
每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过3000r，则电能表的转盘转过27r时，加湿器在400s内消耗的电能：
W=
kW•h=0.009kW•h=3.24×104J，加湿器在低档加热的实际功率：
P低′=
=81W，由图甲可知，开关S接“2、3”触点时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于低档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由P=I2R可得，电路中的电流：
I=
，此时电阻R2的实际功率：
P2=I2R2=I2×3R1=（
A）2×3×121Ω＝60.75W．
4．
（1）2kg；
（2）1100W，电路处于加热状态；（3）198Ω；（4）4.2×105J，5.25×105J
【解析】
【详解】
（1）由表格数据可知，该壶允许装入水的最大体积
V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3
壶允许装入水的最大质量
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg
（2）由电路图可知，S1、S2闭合后，电路为R1的简单电路，由表格数据可知，R1＝44Ω，该壶在额定电压下工作时的发热功率
P1＝
＝1100W
由1100W＞200W可知，电路处于加热状态。
（3）由电路图可知，S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻较大，由P=
可知电功率较小，养生壶处于低温档，此时电路的总电阻
R＝
＝242Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2阻值
R2＝R﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω
（4）用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，水需要吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃﹣50℃）＝4.2×105J
该过程需要消耗的电能
W＝
＝5.25×105J
答：
（1）该壶允许装入水的最大质量是2kg；
（2）S1、S2闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是1100W，电路处于加热状态；
（3）R2阻值是42Ω；
（4）用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，水需要吸收4.2×105J的热量，该壶消耗的电能80%被水吸收，该过程需要消耗5.25×105J的电能。
5．
（1）8.4×106J；
（2）3500s；（3）5kg
【解析】
【详解】
（1）由
知道水的质量是：
m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg，
20℃的水加热至70℃时，吸收的热量是：
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃-20℃）=8.4×106J，
（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能是：
W=Q吸，由
知道，电热水器正常工作时至少需要的时间是：
=3500s
（3）由Q吸=14%Q放知道，干木材完全燃烧放出的热量是：
Q放=
=6×107J；
根据Q放=mq知道，需要干木柴的质量是：
=5kg．
6．
（1）
（2）80%
【解析】
【详解】
（1）根据Q=mc（t-t0）=1kg×4.2×103J/（kg·℃）×（100℃-20℃）=
；
（2）W总=P0t=1000W×7min×60s/min=4.2×105J，W有=Q=
，故效率η=
=
=80%．
答：
（1）水吸收的热量为：
；
（2）电热水壶的热效率为：
80%．
7．
（1）2.1×104J；
（2）87.5%；（3）198V
【解析】
【详解】
（1）用中功率挡给热水保温时，热水吸收的热量
Q=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg⋅℃）×1kg×（80℃-75℃）=2.1×104J
（2）此加热过程中，滑块P接触触点4，电路是只有R1工作的简单电路，则烧水壶消耗的电能
烧水壶的热效率
（3）由电能表的参数得，烧水壶在60s内消耗的电能
当滑块P接触触点1、2时，烧水壶处于高功率挡，两电阻并联，电路的总电阻
在高功率挡工作30s消耗的电能
此为①式，
当滑块P接触触点2时，烧水壶处于低功率挡，电路是电阻R2工作的简单电路，此时烧水壶工作30s消耗的电能
此为②式，
而
W1=W高+W低
此为③式，
解①②③式得
U实=198V
答：
（1）此加热过程中热水所吸收的热量Q是2.1×104J；
（2）此加热过程中烧水壶的热效率η是85%；
（3）烧水壶工作的际电压U实是198V。
8．
（1）
；
（2）
【解析】
【详解】
（1）由题可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为
设定温度为80℃，即80℃时，电路中的电流为10mA合0.01A，此时控制电路中的总电阻为
则滑动变阻器的阻值为
即滑动变阻器的阻值要调到255Ω。
（2）容器内装有700mL合700cm3，则容器内水的质量为
这些水温度由20℃的水升高到100℃，所吸收的热量为
饮水机的工作电路4min，所消耗的电功为
该饮水器正常工作时加热效率为
答：
（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255Ω；
（2）该饮水器正常工作时加热效率是89%。
9．
（1）5.04×105J；
（2）86.8%；（3）500W；（4）8W
【解析】
【详解】
（1）加热过程中水吸收的热量
（2）加热系统加热时消耗的电能
则热效率
（3）由
可得加热电阻的阻值
当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率
（4）电动机工作过程中要发热，损失功率
答：
（1）加热过程中水吸收的热量是5.04×105J；
（2）加热系统加热时的热效率是86.8%；
（3）当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是500W；
（4）电动机工作中因发热损失的功率是8W。
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