电功与热量的综合计算 知识点题库

半导体电阻的大小随温度的变化会发生明显的改变,用半导体材料制成的电阻叫热敏电阻.热敏电阻可以用来监控汽车元件温度的变化,如图(a)所示是热敏电阻的阻值随温度变化的规律图,现将该电阻与阻值为50Ω的电阻R0组成如图(b)所示电路,电源电压为12V,当电流表的示数为0.2A时,热敏电阻的温度为()


A . 10℃ B . 30℃  C . 60℃ D . 90℃

2015年4月21日,重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场.如图所示,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kW的最大功率,该飞机的最大飞行速度为140km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2 , g取10N/kg.求:

  1. (1) 飞机停在水平地面时对地面的压强大小;

  2. (2) 当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;

  3. (3) 若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取4×107J/kg,密度取0.75×103kg/m3

如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝.小厨宝利用水箱储水,加热一段时间后,拧开水龙头就会有热水流出,其相关参数如下表所示.

产品名称

储水式小厨宝

额定电压

220V

额定功率

1200W

最高温度

75℃

额定容量

6.0L

  1. (1) 小厨宝正常工作时的电阻是多大?(计算结果保留一位小数)

  2. (2) 要把满箱水从15℃加热到38℃,需要吸收多少热量?小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间?[c=4.2×103J/(kg•℃)]

  3. (3) 小丽了解到有另一种速热式电热水器,额定功率为5000W,冷水流经速热式电热水器时,很快就可流出达到预设温度的热水,小丽家的电能表允许通过的最大电流为10A,通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器.

电动机是根据 的原理制成的,一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,那么它的电功率是 W,这台电动机1min内产生的热量是 J,这台电动机的效率是 .

晶晶的爸爸从商场买回一个电饼铛,在电饼铛的铭牌上标有“220V 1200W”字样.则该电饼铛正常工作1min,消耗的电能是 (  )

A . 0.02kW B . 0.02kW•h C . 1200J D . 7.2×104W
图甲为自动调温电熨斗,图乙为其简化的电路图,图丙为温控开关,温控开关是由长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地铆在一起做成的,受热时,由于铜片膨胀得比铁片大,双金属片便向铁片那边弯曲,温度越高弯曲得越明显.双金属片触点A与弹性钢片上的触点B原来是相通的,通电后,指示灯L亮(R为限流电阻),发热板发热,使金属底板温度升高.当温度升高到设定温度时,A、B触点分离,电路断开,底板的温度不在升高,随着温度的降低,双金属片逐渐恢复原状,A、B触点又重新接触,电路再次接通,底板的温度又开始升高,从而实现自动控温的目的.

  1. (1) 该电熨斗的温控开关是依据什么物理知识制成的?
  2. (2) 不同织物需要不同的熨烫温度,若需要较高的熨烫温度应如何调节调温旋钮?
  3. (3) 若指示灯L采用“3V 0.03W”的小灯泡,那么限流电阻R多大才能使小灯泡正常工作?
  4. (4) 发热板的额定功率为1000W,则发热板的电阻多大?若要使金属底板的温度由20℃升高到220℃至少需要多长时间?(金属底板的质量为1kg,比热容为0.4×103J/(kg•℃),不计热量损失)
下表是某电炒锅的铭牌,根据表中的信息回答下列问题:用电高峰时,家庭电路中的电压会下降10%,这时电炒锅的实际功率是 W,电炒锅工作45min消耗的电能是 kW•h(保留两位小数).若家庭电路中只有电炒锅在烧水且正常工作,电炒锅产生的热量有70%被水吸收后水的温度升高了30℃,且如图中电能表的转盘正好转了300转,该电炒锅中水的质量为 kg(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)).

BC﹣65B电炒锅

额定电压

220V

额定功率

1100W

工作频率

50Hz

“节能减排”是当今社会的主题,充分利用太阳能是当今社会发展的需要.太阳能热水器已经走进千家万户,如图所示是小佳家的太阳能热水器.它在晴天利用太阳能集热,在阴雨连绵的天气,则用标有“220V、2000W”字样的电热管对水加热.求:

  1. (1) 该太阳能热水器的容积为0.12m3 , 当水箱装满水时,水的质量是多少?[水的密度是:1.0×103kg/m3]
  2. (2) 该热水器电热管正常工作时的电阻是多大?
  3. (3) 利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量是多少?[水的比热容是:4.2×103J/(kg•℃)]
  4. (4) 如用电热管来给水加热,加热的效率为84%,则电热管把满箱水的温度从25℃加热到75℃需要消耗多少电能?这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作多长时间?
某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示,现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min,锅内的水温度升高到88℃,已知c=4.2×103J/(kg•℃),求:


  1. (1) 电磁炉在5min内消耗的电能;
  2. (2) 假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收,那么锅内水的质量是多少?
如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜,该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃,玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃,可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上,电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简化电路如图乙所示,其相关参数如表所示.求:

 冰柜总质量

 160kg

 额定电压

 220V

 电动压缩机的额定功率

 110W

 防雾电热丝的额定功率

 100W


  1. (1) 冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少?
  2. (2) 冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少?
  3. (3) 该冰柜的玻璃门的质量是5kg,若不计热量损失,电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要多长时间?【玻璃的比热容为0.84×103J/(kg•℃)】
郑小楚同学将一个“220V  1000W”的电热水器接入示数为“0850.5”的电能表所在的电路中,且电路中只有这一个用电器,正常工作5h后,电能表示数将变为“”,假设电热水器烧水的热效率是84%,正常加热10min后,它可以把质量为 kg、温度为25℃的水加热到100℃;当郑小楚使用该热水器加热水时,他发现水沸腾的温度为99℃,原因是当地的大气压(选填“高于”或“低于”)标准大气压.[c=4.2×103J/(kg•℃)].

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?

规格相同甲、乙的两个容器中分别装入了质量相同的纯净水.用额定电压相同,额定功率不同的电加热器1和2分别进行加热,忽略散热,两个加热器都在额定电压下工作,记录数据得到如图所示的水温与加热时间的图象.

  1. (1) 加热时杯的水升温较快;2min时甲杯水吸收的热量乙杯水吸收的热量.
  2. (2) 电加热器1的电热丝的阻值电加热器2的电热丝的阻值.
某款家用蒸汽挂烫衣机(图甲)的工作原理简图如图乙所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S2为旋转开关,实现关、低档、高档的转换.水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾,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.为了便于移动,它底部装有四个轮子,其一个大轮子与地面的接触面积为3cm2 , 一个小轮子与地面的接触面积为2.5cm2 . 蒸汽挂烫衣机部分参数如表.请解答:

高档发热功率

880W

额定电压

220V

水箱容积

2L

挂烫机净重

4kg

  1. (1) 用来制作蒸汽软管的材料应具有什么样的物理特点或性质?请写出两点①
  2. (2) 水箱上满水后如图时蒸汽挂烫衣机对地板的压强.
  3. (3) 发热电阻R1的阻值.
  4. (4) 在无热损失的情况下,将电热杯内0.25kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少?
电压力锅是一种新型家用电器,集高压锅与电饭锅优点于一体,既安全又环保.如图是某型号电压力锅工作电路简图,表中是其部分参数.其中R1是主加热器,R2是保压加热器.  接通电路后,开关s自动与触点a、b接通,开始加热.当锅内温度达到105℃时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接通,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾.现将3L初温为25℃的水加入压力锅中,接通电路使其正常工作30min.已知消耗的电能有90%被有效利用,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃).求:

额定电压(V)

220

主加热器额定功率(W)

800

保压加热器额定功率(W)

200

保压温度(℃)

105

最大容积(L)

5

  1. (1) 电压力锅在加热状态时的电流.
  2. (2) 电压力锅多少秒后开始保压?
  3. (3) 电压力锅在此30min内消耗的电能.
某品牌的电热水壶铭牌如表所示,电热水壶正常工作时,将水壶中的额定容量的水加热至沸腾.已知室温与水的初温皆为20℃,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ=1.0×103kg/m3

型号

LL﹣8015

额定电压

220V~

额定功率

1360W

额定频率

50Hz

额定容量

1.0L

  1. (1) 求水吸收的热量;
  2. (2) 通过计算判断,加热时间是否可能为200s.
近年来,冬季取暖有了新方法:利用石墨烯电热涂料供暖.涂料通电发热后,通过方式改变房间内空气的内能.一间空房的地面面积是14㎡,高为3m,在房间的三面墙上各涂有某品牌石墨烯电热涂料1㎡,该涂料的单位发热功率为1200W/㎡.现同时给它们通电,5min内可使室温升高10℃,此过程中房间内平均每秒钟损失的热量是J.[空气密度为1.3kg/m3、空气比热容为1.0×103J/(kg•℃)].
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,其性能指标如下表所示.

  1. (1) 发热体R的电阻为多少?
  2. (2) 当热水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,求此过程中水吸收的热量和电热水袋的发热效率.[c=4.2×103J/(kg·℃)]
当1 A的电流通过阻值为50 Ω的电阻丝,产生的热量为250 J,则电阻丝通电的时间为s。
图甲是某款家用蒸蛋器,图乙是其简化原理图,是供热电阻丝, , 蒸蛋器的加热功率为 , 某次使用时向蒸蛋器内加入水,水温升高了80℃后,鸡蛋刚好被蒸熟,此时温控开关自动断开,蒸蛋器处于保温状态,求:

  1. (1) 保温时,通过电阻的电流(保留两位小数);
  2. (2) 蒸蛋过程中水吸收多少热量【】?
  3. (3) 蒸蛋过程中烧水效率为80%,蒸熟鸡蛋共用多长时间?
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