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）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）当松动扳机且温度为170℃时，0.5min电路产生的热量是多少？
（3）热熔胶枪工作时的最大功率是多少？

如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯．它可以用车载12V电源加热，或接在家庭电路进行加热．它的主要参数如下表．问：

（1）电热杯与水平面的接触面积为100cm² ，装入1kg水时电热杯对水平面的压强为多大？（g=10N/kg）
（2）如图在家庭电路中使用，电热杯正常工作时的电流和电阻各为多少？
（3）在标准大气压下，用车载模式烧开0.5kg初温为20℃的水，需要多长时间（不计能量损失）？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
车载额定电压
12V
家用额定电压
220W
车载额定功率
120W
家用额定功率
220W
自身质量
1.6kg

前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数如表和加热原理如图乙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S₀洗净装置喷出热水．[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、ρ_水=1.0×10³kg/m³）]试问：

额定电压	220V
洗净装置	出水量	0.9kg/min
洗净装置	加热功率	1800W
保温座圈功率		55W

（1）R₂的阻值是多少？

（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？

（3）若保温座圈加热5min，洗净装置工作1min，共需要消耗多少J电能？

家用豆浆机的外形如图甲所示，其机头主要由一个电热器（电热丝）R和一个电动机M带动的打浆器构成，内部电路简化图如图乙所示．制作豆浆的过程是加热，后打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表．

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电热器额定功率	1000W
电动机额定功率	180W
净重	2.4kg

①豆浆机在额定电压下打浆，通过电动机的电流是多少？

②小明同学想测算该豆浆相的加热效率，他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃，当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾，测其温度为100℃．请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量？豆浆机的加热效率是多少？[C_豆浆=4.0×10³J/（kg•℃）]

③小明同学晚上使用该豆浆机，在与第②问条件相同情况下，发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟，豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变，求晚上的实际电压值．已知 $\text{[math]}$ ≈0.95．

如图1是一种电热饮水机的简化电路图，S是温控开关，R₁是调节电阻，R₂是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如图2所示．饮水机中有质量为1.5kg，初温为20℃的水，在一标准大气压下烧开，求：

（1）这些水需要吸收的热量是多少？
（2）若饮水机正常工作的加热效率为90%，需加热多长时间？（时间计算结果保留整数）

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示，请完成下列各题：

额定电压	额定加热功率	指示灯功率	袋内充水	自动断电温度
220V	500W	≤0.2W	1L	55℃

（1）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了2.1×10⁵J的热量，袋内水的初温是多少？（水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³ ，水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃））
（2）电热水袋此次在额定电压下通电15分钟指示灯熄灭，则电热水袋发热效率是多少？

某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关闭合时，电饭煲处于状态（选填“加热”和“保温”），若R₁：R₂=1：24，则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为．

在1标准大气压下，小明家利用天然气灶把质量为1kg的初温为20℃的水烧开．

（1）在此过程中水需要吸收多少热量？[水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）通过观察天然气表得知消耗了0.02m³的天然气，如果天然气的热值为3.6×10⁷J/m³ ，则天然气灶的热效率是多少？
（3）如用效率是84%标有“220V 800W”电热壶来烧开1kg的初温为20℃的水，则电热壶至少正常工作多少时间？

周日小红去商店购买电热水壶，售货员给她一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下表．根据广告提供的信息求：[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]

××牌节能电热水壶优点：高效、节能、省时，在1标准大气压下，烧开一壶初温为20℃的水仅需6min!
额定电压	220V
额定功率	1000W
容积	2L
超温保护器熔断温度	110℃

（1）电热水壶正常工作6min产生的热量是多少？
（2）请通过计算说明此广告的科学性；
（3）若此广告是真实的，电热水壶的额定功率至少应该是多大？

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R_t作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R₁为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．

（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R₁=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应（填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值．

小东查看了家里的电热水壶的铭牌（如图甲所示），铭牌上保温时的功率因字迹模糊已经看不清楚．从说明书上小东还查到电热水壶的原理图，串联的电阻R₁的阻值是440Ω，电源电压为220V．请你帮小东回答以下问题：

（1）当开关S闭合或断开时电热水壶分别处于正常加热还是保温状态？
（2）电热水壶正常加热时，通过电阻丝R₂的电流是多少？要把满壶水从25℃加热至100℃，需多少时间．（不计热损失，保留一位小数）
（3）保温状态时，电热水壶的功率是多少？
（4）若用煤气灶加热这些水，煤气灶放出的热量60%被水吸收，煤气灶实际放出的热量．

小珊新买了一个电热水壶，其铭牌如图所示，请回答[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃），气压为1标准大气压]；

（1）电热水壶正常工作时的电阻是多少？
（2）在额定电压下，不考虑热量损失，用该电热水壶将初温为20℃的2kg的水烧开，需用多长时间？
（3）在额定电压下，小珊实际将初温为20℃的2kg的水烧开，用时7min，则该电热水壶的效率为多少？

电动机是一种使用广泛的动力机械，它内部的线圈有一定的电阻，我们可以将其看作是一个没有电阻但两端有一定的电压U₁的线圈M(理想的电机)与一个电阻r串联，如图所示．从能量转化的角度看，电动机主要是通过线圈M把电能转化为机械能，还有一部分在电阻r中以产生热量的形式散失掉，把该电动机接在电压为U=220V的电路两端，如果通过电阻r中的电流为5A，求：

（1）这台电动机每分钟消耗的电能是多少？
（2）若这台电动机线圈的电阻是4Ω，则线圈每分钟产生的热量为多少？
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？

如图甲是家用插线板。

（1）在乙图画出插线板内部开关和两插座的连线，并接入家庭电路，要求：①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断②开关接通时两插座都能提供220V电压。
（2）把“220V 1100W”的电暖气插入插座，在额定电压下工作：
①流过电暖气的电流多大？
②电暖气的电阻多大？
③电暖气多少小时消耗2.2kW•h的电能？
④电暖气通过导线连到电路，为什么电暖气工作时放出大量热，而与其连接的导线却几乎不发热？
（3）该插线板允许通过最大电流为10A，通过计算分析，插线板能否让“220V 750W”电吹风与上述电暖气同时工作？

在3月27日世界无碳日中，某城市在晚间将总功率为2000kw的景观灯熄灭1h．如果这些电能由燃烧煤炭的火电站提供（如图所示），已知煤炭的热值为 3.7×10⁷J/kg，煤炭提供的能量最终只有20%转化为电能。

（1）写出两个火力发电中的能量转化。
（2）该城市在无碳日中少消耗了多少煤炭？
（3）低碳生活中的“碳”指什么？它过多对环境有什么影响？

一电热水器的技术参数如下表，该电热水器储满20℃的水，把水加热至设定温度需要70min。求：

额定电压	额定功率	储水量	设定温度
220V	1500W	60kg	40℃

（1）水吸收的热量；
（2）电热丝放出的热量；
（3）电热水器的效率。

图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R₁、R₂主要参数如下表：

项目	参数
电压/V	220
R₁额定功率/W	1936
R₂额定功率/W	968
电动机功率/W	44
适用面积/m²	10

（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？
（2）实际电压为200V时，求R₂的实际功率是多少？
（3）浴霸至少正常工作多少分钟，才能使容积为20m³的房间空气温度升高20℃？（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，计算结果保留1位有效数字）

目前家用加湿器市场的产品众多，其中热发型加湿器也叫电热加湿器，技术最简单。其中工作原理是将水在加热仓中加热到100℃，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，自动阀门能打开，水由储水箱进入到加热仓中。如表中是某品牌家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图。

车载额定电压	12V
家用额定电压	220W
车载额定功率	120W
家用额定功率	220W
自身质量	1.6kg

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