陕西中考题库物理 电热学综合题.docx

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陕西中考题库物理电热学综合题

电（热）学综合题

一、电器铭牌类

1.当今市场大部分加热产品的材质为铁、铝、不锈钢等，使用过程中会发生多种二次化学反应，产生金属离子及有害物质，所以渐渐流行起玻璃电热水壶.玻璃电热水壶是指一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料，通过高温把电热膜电子浆料（金属化合物）喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热.小明家买了一只养生壶（图甲），其铭牌如下表所示.小明关闭了家中的其他所有用电器，并在壶中加入初温为25℃的水，6min将水烧开（标准大气压下），求：

型号

HX﹣201504

额定电压

220V

频率

50Hz

额定功率

1210W

（1）烧水时是通过　　　方式改变了水的内能.

（2）在加热过程中家用电能表（图乙）的转盘转了300转，此过程中养生壶消耗的电能为多少；如果养生壶的热效率是87.5%，此过程中壶中水的质量是多少[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]；

（3）不考虑温度对电阻的影响，在此过程中，养生壶两端的实际电压是多少.

第1题图

【答案】

（1）热传递

解：

（2）养生壶消耗的电能为：

W＝kW·h＝0.1kW·h＝3.6×105J

由η＝×100%可得：

水吸收的热量为：

Q吸＝Wη＝3.6×105J×87.5%＝3.15×105J

由Q吸＝cmΔt可得：

m＝＝

＝1kg

（3）根据P＝可得：

R＝＝＝40Ω又t＝6min＝360s

实际电功率为：

P实＝＝＝1000W

则实际电压为：

U实＝＝＝200V

2.如图甲所示为新一代节能光波炉，其加热的能源利用率可高达90%以上，而靠电炉丝加热的电器只有60～70%.光波炉的部分技术参数如图乙所示.[c牛奶＝2.5×103J/（kg·℃），ρ牛奶＝1.0×103kg/m3]

（1）光波炉工作时使用的光波属于　　　　波.

（2）光波炉在微波挡将一盒250mL的牛奶从10℃加热到60℃需要28s，则该光波炉在使用微波挡加热牛奶时的效率为多大？

（计算结果保留整数）

（3）若每天使用该光波炉（微波和光波同时使用）的时间平均为10min，则每个月（按30天计算）光波炉消耗的电能为多少千瓦时？

第2题图

【答案】

（1）电磁

解：

（2）牛奶的体积V＝250mL＝250cm3＝2.5×10－4m3

由ρ＝可知，牛奶的质量为m＝ρ牛奶V＝1.0×103kg/m3×2.5×10－4m3＝0.25kg

牛奶吸收的热量：

Q吸＝c牛奶mΔt＝2.5×103J/（kg·℃）×0.25kg×（60℃－10℃）＝3.125×104J

光波炉消耗的电能：

W＝Pt＝1200W×28s＝3.36×104J

光波炉在微波挡的效率为：

η＝×100%＝×100%≈93%

（3）P总＝P微波＋P光波＝1200W＋800W＝2000W＝2kW

一个月光波炉消耗的电能为：

W总＝P总t＝30×2kW×h＝10kW·h

3.某新款双桶洗衣机的部分技术数据如下表所示.

型号

XXX

参数

额定电压

频率

功率

洗涤

220V

50Hz

450W

脱水

220V

50Hz

550W

求：

（1）为了便于洗涤，该洗衣机在洗涤之前会先进水30L，之后把水从20℃加热到60℃以便浸泡衣服，则这一过程水吸收的热量是多少？

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（2）把洗衣机洗涤时从正转→停→反转→停的过程记作一次周期性变化（如图所示），那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗的能量为多少焦耳？

第3题图

（3）该洗衣机在14min的洗涤过程中，若洗衣机实际消耗电能为0.1度，则该洗衣机洗涤效率多大？

【答案】解：

（1）水的质量m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×30×10－3m3＝30kg

水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg·℃）×30kg×（60℃－20℃）＝5.04×106J

（2）由洗衣机的洗涤工作顺序可知，一次洗衣周期时间为70s，洗涤工作时间为60s，只有洗涤工作时才消耗能量，所以一次周期性变化所消耗的能量

W＝P洗t＝450W×60s＝2.7×104J

（3）在14min的洗涤时间里，洗衣机一共经历了＝12个洗涤周期，则消耗的能量

W总＝12×2.7×104J＝3.24×105J

洗涤过程中实际消耗电能

W电＝0.1度＝0.1kW·h＝3.6×105J

所以洗涤效率

η＝×100%＝×100%＝90%

4.扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作.一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能.如图为某品牌扫地机器人，其铭牌参数如下表所示.

额定电压

20V

额定功率

40W

电池类型

3000mAh

充电时间

4h

工作时间

100～120min

（1）扫地机器人主要部件是　　　　（选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是：

　　　　　　　　　　　　_________________.

（2）该扫地机器人正常工作时的电流是多少？

（3）该扫地机器人充满电时电池储存电能为多少？

这些电能能使机器人正常工作多长时间？

【答案】

（1）电动机　通电导体在磁场中受力运动

解：

（2）正常工作时的电流：

I＝＝＝2A

（3）储存总电能：

W＝UIt＝20V×3A×3600s＝2.16×105J

正常工作时间：

t＝＝＝5400s

5.抽油烟机是一种净化厨房环境的厨房电器.它能将炉灶燃烧的废物和烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速抽走，排出室内，减少污染，净化空气，并有防毒、防爆的安全保障作用.下表是某品牌抽油烟机的铭牌.

额定电压

220V

额定功率

223W

电机输入功率

220W

最大照明功率

1.5W×2

（1）该油烟机只有电机单独正常工作时，通过的电流是多少？

（2）电机单独正常工作5min，消耗的电能是多少？

（3）小明想检验该抽油烟机是否合格，他观察家里安装的电能表上标有1800r/（kW·h），关闭家里所有用电器，只让抽油烟机的电机单独工作5min，请你帮他计算，电能表转盘应转多少转该抽油烟机才合格？

【答案】解：

（1）通过电机的电流：

I＝＝＝1A

（2）W＝Pt＝220W×5×60s＝6.6×104J

（3）根据W＝×3.6×106J知n＝×N

电能表实际转动圈数：

n＝×1800r＝33r

若5min内电能表转盘转过33r，则该油烟机合格.

6.电蒸锅也叫电蒸笼，是一种在传统的木蒸笼、铝蒸笼、竹蒸笼等基础上开发出来的用电热蒸气原理来直接清蒸各种美食的厨房电器.小万家买了一台电蒸锅如图甲所示，电蒸锅的部分参数如表格所示.（忽略温度对加热电阻的影响）求.

第6题图

XX电蒸锅

额定电压

220V

额定功率

1100W

额定频率

50Hz

水箱容量

2.5L

蒸笼容量

7.5L

定时时间

60min

（1）电蒸锅应使用图乙中　　　　（选填“上”或“下”）面的插座，目的是使电蒸锅的　　　　　与大地相连，防止因漏电而造成触电事故.

（2）电蒸锅的加热电阻为多少？

若某次电路中的实际电压为198V，在此电压下利用定时时间蒸熟食物消耗的电能为多少？

（3）如果把满箱初始温度为25℃的水烧开（1标准大气压下），电蒸锅的热效率为90%，所需要的时间是多少？

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

【答案】

（1）下　金属外壳

解：

（2）电蒸锅的加热电阻R＝＝＝44Ω

由于电阻不变，所以当实际电压为198V时，加热电阻仍为44Ω，加热时间等于定时时间时消耗的电能W＝t＝×60×60s≈3.2×106J

（3）水箱装满水时，水的质量是m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.5×10－3m3＝2.5kg

此时水吸收的热量Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2.5kg×（100℃－25℃）＝7.875×105J

此时消耗的电能W′＝＝＝8.75×105J

则加热时间t′＝＝≈795.5s

二、挡位变化的电路图类

7.如图甲所示是家庭常用的电热淋浴器，乙图是其简化电路（R1、R2都是加热电阻）.已知电热淋浴器的额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5kW.求：

（1）开关接“1”时，电热淋浴器处于　　　状态.

（2）R1的电阻；（开关跳转至2位置）若R2＝10Ω，电热淋浴器处于保温状态时消耗的电功率约为多少？

（3）将水箱装满加热20min，则需要消耗多少电能？

第7题图

【答案】

（1）加热

解：

（2）由P＝可得，R1＝＝＝9.68Ω

电热淋浴器处于保温状态时，电路中R1与R2串联，消耗的电功率

P＝＝≈2459W

（3）加热20min，需要消耗的电能为

W＝Pt＝5000W×20×60s＝6×106J

8.如图是某款多功能多挡位电火锅的简化电路图，R1和R2为电热丝，R0为调温电阻，通过开关S1、S2和温控开关S3的通断可使电火锅在不同挡位下工作，其挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，挡位Ⅲ功率最大且不可调节.下表是部分铭牌参数.

额定电压

220V

额定频率

50Hz

挡位Ⅲ功率

2000W

　　　第8题图

（1）当电火锅以最大挡位Ⅲ工作时，开关S1、S2均闭合，温控开关S3应　　　　（选填“闭合”或“断开”）.

（2）当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，将锅内2kg水由20℃加热到沸腾用时8min，该电火锅的效率为多大？

[在1个标准大气压下，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（3）当只闭合开关S1时，电火锅在挡位Ⅰ正常工作.若R2＝100Ω，调温电阻R0的最大阻值为400Ω，计算电热丝R1的电阻值和在挡位Ⅰ工作时的最小电流.（结果保留一位小数）

【答案】

（1）闭合

【解析】分析电路图可知，当开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，要使电火锅在最大挡位Ⅲ工作，由P＝知电路中的电阻应最小，则R0必须短路，即温控开关S3闭合.

解：

（2）电火锅在最大挡位Ⅲ工作8min消耗的电能

W＝P3t＝2000W×8×60s＝9.6×105J

水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J

η＝×100%＝×100%＝70%

（3）当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，S1、S2、S3都闭合，R0被短路，R1与R2并联，则可得R总＝＝＝24.2Ω

根据并联电阻关系知R1≈31.9Ω

当电火锅在挡位Ⅰ正常工作时，R0与R1串联，且R0阻值最大时，电路中电流最小，则

Imin＝＝≈0.5A

9.如图甲为某款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，该挂烫机的正常工作电压为220V，水箱最多装水1.5L，加热功率有高低两个挡位，它的工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，0、1、2为触点，S2为旋转开关，实现关、低挡、高挡的转换，其高挡时的额定功率为1210W.使用时，水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服.

第9题图

（1）求该挂烫机发热电阻的阻值.

（2）求该挂烫机低挡的功率.

（3）若将工作电路改为图丙所示电路，且保证加热功率不变，则发热电阻的阻值应为多大？

（4）若该挂烫机的加热效率为84%，则将电热杯内0.2kg、20℃的水加热到100℃需要的时间至少是多少？

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

【答案】解：

（1）当处于高挡时，开关S2旋至1、2之间，电路中只有电阻R2工作

由P＝得：

R2＝＝＝40Ω

（2）当处于低挡时，开关S2旋至0、1之间，电路中R1、R2串联接入电路

挂烫机低挡的功率为：

P＝＝＝＝605W

（3）图丙电路处于低挡时，开关S2旋至0、1之间，电路中只有电阻R1工作

由P＝得：

R1＝＝＝80Ω

（4）水吸收的热量为：

Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×0.2kg×（100℃－20℃）＝67200J

由η＝×100%＝84%得：

W＝＝＝80000J

由W＝Pt得：

t＝＝≈66.1s

10.如图甲所示为某电热炉，其工作原理如图乙所示，下表为其铭牌的部分参数（其中高温挡的额定功率模糊不清），R1、R2均为电热丝（电阻不随温度变化）.求：

第10题图

（1）开关S1断开，开关S2接到b，电热炉处于　　　挡.

（2）电热炉高温挡的功率是多少？

（3）若电能全部转化为热能，用电热炉将2.2kg的初温为25℃的水加热至沸腾最少需要多长时间（在标准大气压下）？

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

【答案】

（1）低温

【解析】①当开关S1闭合，S2接a时，R1与R2并联；②当开关S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路中只有R1工作；③当开关S1断开，S2接b时，R1与R2串联.根据P＝可知电压一定时，电阻越小，电路消耗的功率最大，则开关S1断开，开关S2接b时，电热炉处于低温挡.

解：

（2）低温挡时，

R＝R1＋R2＝＝＝88Ω

中温挡时，R1＝＝＝44Ω

R2＝88Ω－44Ω＝44Ω

该电热炉处于高温挡时，R1、R2并联，总电阻R总＝22Ω

功率P高＝＝＝2200W

（3）水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×2.2kg×（100℃－25℃）＝6.93×105J

需要时间t＝＝＝＝315s

11.如图甲为一种新型热饮咖啡机，图乙是它工作电路的简化图，R1、R2为发热电阻，S0为温控开关.其相关参数如表所示.求：

第11题图

（1）热饮咖啡机是利用　　　　　　原理来工作的，在加热过程中，主要通过　　　　方式使咖啡的内能增加.

（2）电阻R2的阻值是多少？

在加热状态时，通过电路的总电流是多少？

（3）若把质量为0.8kg的咖啡从20℃加热到90℃需要6min，该咖啡机的热效率为多少？

[c咖啡＝4×103J/（kg·℃）]

【答案】

（1）电流热效应　热传递

解：

（2）由题图可知，当S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，此时热饮咖啡机处于保温状态，由铭牌参数可知R2的阻值为

R2＝＝＝1210Ω

热饮咖啡机处于加热状态时，通过电路的总电流为I加热＝＝＝4A

（3）咖啡吸收的热量

Q吸＝c咖啡m（t－t0）＝4×103J/（kg·℃）×0.8kg×（90℃－20℃）＝2.24×105J

咖啡机消耗的电能为

W＝P加热t加热＝880W×6×60s＝3.168×105J

该咖啡机的热效率

η＝×100%＝×100%≈70.7%

12.小芳家新买了一台电烤箱，其铭牌参数和内部简化电路如下图所示，R1、R2均为电热丝.

　　　　　　　　　　　第12题图

（1）该电烤箱在高温挡烘烤1000s消耗的电能是多少？

（2）电路中R1、R2的阻值分别为多少？

（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，R1消耗的功率是多少？

【答案】解：

（1）利用高温挡烘烤消耗的电能

W＝P高温t＝1100W×1000s＝1.1×106J

（2）由题图可知，当开关S1、S2都闭合时，R2被短路，电路中只有R1，此时电烤箱处于高温挡

根据P＝可知R1＝＝＝44Ω

当开关S1闭合、S2断开时，R1和R2串联在电路中，此时电烤箱处于低温挡

根据P＝可知R总＝＝＝110Ω

根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可知

R2＝R总－R1＝110Ω－44Ω＝66Ω

（3）电烤箱在低温挡工作时，电路中的电流

I＝＝＝2A

此时R1消耗的电功率为

P＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W

三、铭牌结合电路图类

13.一台电烤箱的铭牌如表所示，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，求：

（1）电烤箱是利用　　　　　　原理工作的.

（2）电路中R1的阻值；电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率；

（3）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能.

第13题图

【答案】

（1）电流的热效应

解：

（2）根据P＝可知，当U一定时，R越小，P越大.所以高温挡工作时S接“2”，仅R1工作，此时功率P1＝1100W.由P1＝得：

R1＝＝＝44Ω

低温挡工作时S接“1”，R1、R2串联，此时功率P2＝440W.电路中的电流

I＝＝＝2A

R1消耗的功率是

P′＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W

（3）电烤箱在高温工作时，功率P1＝1100W，工作时间t＝10min＝600s.电烤箱在高温挡工作10min消耗的电能

W＝P1t＝1100W×600s＝6.6×105J

14.（8分）如图甲所示为家用电热饮水机及其铭牌，图乙是它的工作简化电路，R1和R2都是发热电阻，其中S是温度自动控制开关.当温度升高到一定值时，电热饮水机自动切换到保温状态.（不计温度对电阻的影响）

（1）当开关S接1时，电热饮水机处于　　　　状态.（选填“加热”或“保温”）

（2）电热饮水机加热时，电路中的电流是多少？

电阻R1的阻值是多大？

（3）电热饮水机保温11min，电阻R1所消耗的电能是多少？

第14题图

【答案】

（1）保温

【解析】由电路图可知，开关S接1时R1与R2串联，开关S接2时电路为R2的简单电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由P＝可知，开关S接1时，电路中的电阻最大，功率最小，电热饮水机处于保温挡.

解：

（2）已知P加热＝1100W，U额＝220V

由P＝UI可得，电热饮水机加热时，电路中的电流为：

I＝＝＝5A

开关S接2时，电热饮水机处于加热挡，R2的电阻：

R2＝＝＝44Ω

开关接1时，电路中的总电阻为：

R总＝＝＝484Ω

由R总＝R1＋R2可得，

R1＝R总－R2＝484Ω－44Ω＝440Ω

（3）电热饮水机保温时的电流为：

I′＝

电热饮水机保温11min时，电阻R1所消耗的电能：

W＝Q＝I′2R1t＝（）2×440Ω×11×60s＝6×104J

15.如图甲所示是新型智能电饭锅，它有两个挡位，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理图如图乙所示（虚线框内为电饭锅的发热部位），图丙是智能电饭锅的部分参数.

（1）当电饭锅处于高温烧煮状态时，开关S置于　　　　（选填“1”或“2”）.

（2）保温焖饭时，电路中的电流是多少？

R2的阻值是多大？

（3）若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施.

第15题图

【答案】

（1）2

【解析】由题图可知，开关S置于2挡时，只有电阻R1接入电路中，总电阻最小，电流最大，功率最大.

解：

（2）当开关接1时，处于保温状态，这时两个电阻是串联的，保温焖饭时电路中电流：

I＝＝＝0.1A

当开关S置于2时，只有电阻R1接入电路中，

所以R1＝＝＝44Ω

当处于保温状态时，两个电阻是串联的，

所以R总＝R1＋R2＝＝＝2200Ω

所以R2＝R总－R1＝2200Ω－44Ω＝2156Ω

（3）保温时的功率为：

P保温＝22W

当保温焖饭挡的功率提升10%时，此时的功率应为：

P1＝P保温（1＋10%）＝22W×（1＋10%）＝24.2W

所需要的总电阻为：

R总′＝＝＝2000Ω

得出R2′＝R总′－R1＝2000Ω－44Ω＝1956Ω

因此，应将R2换成阻值为1956Ω的电阻.

16.电热式加湿器是根据电流的热效应，将电能转换成热能的原理制成的，电加热管浸没在电热槽的水中，电热管产生热量时，水沸腾变为水蒸气，从而产生一个适度的湿度环境，如图甲是一款电热加湿器，其发热电路如图乙所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现低、高挡的转换，设计参数如下表.求：

第16题图

额定电压

220V

额定最大发热功率

400W

水箱容积

4L

适用面积

40～60m2

（1）开关接触点3、4时，电热加湿器处于　　　　状态.

（2）电阻R1的阻值；加湿器在低挡时的发热功率为多少；

（3）若加热前水温为20℃，电热槽内气压为1个标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3min，则电热槽中水的质量是多少[不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg·℃），结果保留两位小数].

【答案】

（1）加热

解：

（2）电热加湿器在高挡时，开关旋至3、4触点，R2被短路，电路中只有R1连入，

由P＝可得，R1的阻值

R1＝＝＝121Ω

由R1、R2为阻值相同的发热电阻可得，

R2＝R1＝121Ω

当加湿器在低挡时，开关旋至2、3触点，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低挡时的发热功率：

P低＝＝＝200W

（3）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，由W＝Q吸可得：

P高t＝c水m（t－t0），即400W×3×60s＝4.2×103J/（kg·℃）×m×（100℃－20℃）

解得：

m≈0.21kg

17.家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示.根据题目的信息回答下列问题：

第17题图

（1）选择开关接　　　　（选填“AB”“BC”或“CD”）时，电吹风送冷风.

（2）电热丝的电阻为多少？

（3）若电动机的内阻为44Ω，则电动机的机械效率为多少？

【答案】

（1）BC

解：

（2）由图乙可知，电动机正常工作时的电流I＝0.4A，则

P＝UI＝12V×0.4A＝4.8W

（3）由图乙可知电动机未转动时的电流

I′＝1.2A，由欧姆定律得：

电动机的电阻R＝＝＝10Ω

电动机正常工作时的发热功率

P热＝I2R＝（0.4A）2×10Ω＝1.6W

P输出＝P－P热＝4.8W－1.6W＝3.2W

电动机正常工作时的效率：

η＝×100%＝×100%≈66.7%

18.小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机，豆浆机的主要结构如图甲，电路原理图可等效成图乙，其铭牌如图丙.豆浆机正常工作做一次豆浆的过程：

通电后0～1min粉碎打浆，1～5min加热，5～6min再次粉碎打浆，6～10min加热.请你帮小明解决下列问题：

第18题图

（1）豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？

（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？

（3）小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/（kW·h）”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？

（不考虑温度对电阻的影响）

（4）豆浆机在制作豆浆过程中可以将0.8kg的豆浆温度升高40℃，豆浆比热