电功与热量的综合计算 知识点题库

如图甲所示的热熔胶枪是一种装修工具,用于材料涂胶.它的内部有两只相同的PTC(正温度系数)加热元件.其工作电路如图乙所示.扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关同时掷向A、B,枪口冒出胶液;松动扳机,联动开关同时掷向B、C.单只PTC元件的电阻随温度的变化图象如图丙所示.求:

  1. (1) 热熔胶枪工作时,发生的能量转化为 ,当松动扳机时电路的连接方式是 .

  2. (2) 当松动扳机且温度为170℃时,0.5min电路产生的热量是多少?

  3. (3) 热熔胶枪工作时的最大功率是多少?

“小华用电能表测量家中电热淋浴器的热效率,他将家中其他用电器与电源断开,仅让淋浴器工作,把淋浴器内质量为50kg,初温为20℃的水加热到50℃,加热前后电能表示数如图所示,已知C=4.2*103J/(kg•℃)。求:⑴水吸收的热量;(2)电热淋浴器的热效率.


在进行物理课外实践活动中,晓彤同学进行了用电热水壶烧水问题的研究,他选择了如图型号的电热水壶,经过研究发现在白天和傍晚时(气压不变),使用同一电热水壶装满20℃水烧开所用时间不同,白天需用10min,而晚上却用12min.

(1)请计算该电水壶正常工作10min消耗的电能是多少?

(2)晓彤同学使用了300r/kW•h的电能表在晚上单独烧同样多的水,发现在2min内电能表转盘转过了14圈,计算此时电热水壶电功率,并说明白天和夜晚烧水时间不同的最可能原因是什么?

(3)通过计算和日常经验说明提高烧水效率的可行方法.

电热加湿器工作原理:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度.下表是某同学设计的电热加 湿器部分参数,其发热电路如图所示,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,实现关、低、高档的转换.

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)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少千克?(不计热损失,c=4.2×103J/( kg•℃),结果保留两位小数)

(2)加湿器在低档时的发热功率;

(3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出一条改进的建议.

电动汽车成为未来汽车发展的方向.若汽车所用电动机两端的电压为380V,电动机线圈的电阻为2Ω,通过电动机的电流为10A,则电动机工作10min消耗的电能为多少焦?产生的热量是多少焦?

一度电可以(  )


A . 使25W的电风扇正常工作4h B . 使40W的日光灯正常工作25h C . 使100W的电烙铁正常工作1h D . 使1000W的电饭锅正常工作10h
电热加湿器靠电流的热效应工作,某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如下表所示.电热器的电热丝(阻值不变)浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中.

工作电压:220V

 

工作频率:50Hz

最大运行功率:40W

储水箱容量:2.4L

尺寸:高315mm,底部直径168mm

满水工作时间:高气雾量10h,低气雾量24h

  1. (1) 当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝R1的电阻值.
  2. (2) 如果加热仓内冷水温度为20℃,用最大运行功率工作,经过420s水沸腾产生蒸汽,求加热仓中水的体积.【C=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3 , 电热丝R1产生的热量全部被水吸收,环境为标准大气压】
  3. (3) 当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为605Ω,加湿器以低气雾量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少瓦?24小时R1消耗多少度电?(计算保留一位小数)
小明家有一个容量为1.2L的自动电热水壶,铭牌上标有“220V 1000W”字样,将其装满初温为20℃的水后接入家庭电路中.小明家的电子式电能表的表盘上标有“3000imp/kW•h”(imp指的是电能表上指示灯闪烁的次数).求:[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),外界大气压为一个标准大气压]
  1. (1) 电热水壶正常工作时的电阻;
  2. (2) 如果不计能量损失,电水壶正常工作烧开一满壶水需要的时间.
  3. (3) 如果此时其他用电器全部关闭,电能表表盘指示灯闪烁次数.
有一只电热水壶,其铭牌上标有“220V 1210W”的字样,不考虑温度对电阻的影响,水的比热容4.2×103J/(kg.℃),g取10N/kg.求:

  1. (1) 它正常工作时通过电阻丝的电流有多大?
  2. (2) 它正常工作时电阻丝的电阻有多大?
  3. (3) 当实际电压为200V时,该电热水壶的效率为80%,在一标准大气压下将壶内1Kg的水由20℃加热至沸腾,需要加热多少分钟?
如图是“光电互补型”太阳能热水器,晴天以吸收太阳能作为加热方式,阴雨天可用电加热方式.某该种太阳能热水器水箱内的水为120kg,当水温由15℃升高到45℃时,求:

  1. (1) 这些水吸收的热量是多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
  2. (2) 若在阴雨天,采用电加热方式进行工作时的效率为70%,则要消耗的电能是多少千瓦时?
如图所示电路,电源电压为9V,保持不变,定值电阻R0的阻值为20Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样.当开关S2断开,S、S1闭合时,调节滑动变阻器使灯泡L正常发光(设灯泡电阻不变).求:

  1. (1) 灯泡L的电阻值;
  2. (2) 灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻值;在5min内,滑动变阻器产生的热量;
  3. (3) 要使整个电路消耗的电功率最小,应如何操作?并求出此时整个电路的电功率(不考虑电路中无电流通过的情况)
小丽家新买了一台电热水器,下表是该热水器的一些技术参数.现将水箱中装满水,通电后正常工作40min,水温从25℃上升到45℃,(c=4.2×103J/(kg•℃)

型号

FED﹣H50

额定电压

220V

最大水量

50kg

额定功率

2000W

求:

  1. (1) 此过程中水所吸收的热量;
  2. (2) 热水器中电热丝的电阻;
  3. (3) 热水器的效率.
如图甲所一种电热水龙头,图乙是它的内部电路图,旋转手柄可使扇形开关S同时依次接触两个相邻触点,从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水,已知R1、R2是电热丝,其中R2=55Ω,该电热水龙头的热效率为90%,已知水的比热容是4.2×103J(kg•℃),求:

  1. (1) 当开关S旋至与触点2、3相接触时,电热水龙头正常工作42s将0.33kg的水从20℃加热到50℃,则水吸收了多少热量?
  2. (2) 电热丝R1的阻值是多少?
  3. (3) 当S旋到热水档时,电路中的总电流是多少?
小强家买了一个自动电热水壶,其铭牌如下表,小强装了1L的水,加热6min后把水烧开,水壶自动断电.已知大气压为1个标准大气压,家庭电路电压为220V,电热水壶的电阻不变,水的初温为20℃,c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3 . 求:

                      自动电热水壶

 型号

 WL100F

 电源

 220V   50Hz

 额定功率

 1100W

 容量

 1L

  1. (1) 这壶水吸收的热量;
  2. (2) 电热水壶的热效率;
  3. (3) 在用电高峰期,电路中的实际电压降为198V时,电热水壶的实际功率.
有一种电水壶,其铭牌如下表格,求:

  1. (1) 一满壶水的质量是多少 kg?
  2. (2) 烧开初温为 20℃的一满壶水需要吸收多少的热量?[c=4.2×103J/(kg·℃),气压为一标 准大气压]
  3. (3) 电水壶正常工作的热效率为 90%,烧开这样的一壶水需要多长时间?
小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲.小明研发发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个档位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,高温功率为20W,低温功率为9W.求:

  1. (1) 座椅垫处于“低温”时,电路中的电流是多少?
  2. (2) 加热片R1的阻值是多少?
  3. (3) 座椅垫处于“高温”档时,5min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃.若不计热量损失,加热片材料的比热容是多少?
某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其它用电器,只用电热水器给水加热,一段时间后,可把20kg初温为25℃的水加热至100℃,电能表的示数由图甲示数变为图乙示数。求:

  1. (1) 该电热水器在这段时间内消耗的电能;
  2. (2) 这段时间内水吸收的热量;【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】
  3. (3) 电热水器的热效率(结果保留一位小数)。
小华家额定功率为2000W的电热淋浴器,装满30kg水后连续正常加热35min。水的温度由20℃升高到50℃.已知c=4.2×103J/(kg•℃),求:
  1. (1) 加热过程中水吸收的热量;
  2. (2) 此过程电热淋浴器的热效率。
如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=10Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为4V。求:

  1. (1) R2的阻值。
  2. (2) R1中的电流在1min内产生的热量是多少?
某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。S2是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开,电热水处于保温状态。S3是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W,加热功率为1000W。

  1. (1) 电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?
  2. (2) 闭合S1 , 电磁泵两端电压为12V。已知R3阻值为200Ω,求电磁泵的电功率。
  3. (3) 若水烧开后,S2没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,S1才会断开?已知发热盘质量为0.5kg,比热容为0.5×103J/(kg・℃)。设水烧干瞬间,发热盘的温度为110℃,不计热损失。
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