电功与热量的综合计算知识点题库

如图所示是杨才家的电热水壶的铭牌，他用该电热水壶将1.5kg的水从20℃加热到100℃．

（1）水吸收的热量是多少？〔c_水=4.2×10³J/（kg•℃）〕
（2）若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要加热多少时间？
（3）若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，可能的原因有那些？（写出两种）

电动环保车因环保经济在各大旅游景区已广泛投入运营．如图1所示的电动环保车，有关技术参数如下表．根据技术参数和具体要求，求解下列问题：（g取10N/kg）

空车质量	1200kg	电动机额定功率	5kW
满载乘员	10人	电动机额定电压	48V
满载时轮胎与地接触面积	4×250cm³	最大车速	18km/h
电动机效率	80%	平路续驶里程	≤180km

（1）用图2甲中的专用插线板给电动环保车充电，请在图2乙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）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？
（3）经检测电动环保车以额定功率匀速行驶时，受到的阻力与质量的关系如图3所示，若电动环保车满载时，每个乘员大约60kg，求车在行驶过程中受到的阻力.
（4）该车充一次电储存了2.7×10⁸J 的电能，电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%，若该车满载时以额定功率匀速行驶，则充电一次最多可连续行驶多长的路程？

某太阳能热水器内装有100kg初温为25℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到 75℃，则水吸收的热量为 J，这些热量相对于完全燃烧 m³天然气所放出的热量；要产生同样多的热量，用“220V 2000W”的电热水器正常工作需要 min的时间．（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）、天然气的热值为7.1×10⁷J/m³）

太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器．现需将10kg、20℃的水加热到40℃，不考虑能力转换过程中能量的损失，若用太阳能热水器加热，则水吸收了 J太阳能；若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要分钟；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧 m³的燃气．（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）．燃气的热值为4.2×10⁷J/m³）

用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（）

A . 12min B . 16min C . 24min D . 8min

如表所示，是某家庭电热饮水机说明书的﹣些数据，用时13min将1L的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾．（ρ_水=1.0×10³kg/m³ ， c_水=4.2×10³J/（kg•℃））

热水箱容量	1L	加热时功率	500W
额定电压	220V	保温时功率	50W

求在这一过程中：

（1）电热饮水机工作时的最大电流；
（2）在加热过程中，电热饮水机消耗的电能；
（3）在加热过程中，电热饮水机中水吸收的热量．

焦耳（1818﹣﹣1889）是英国物理学家，他为发现和建立能量守恒和转换定律作了奠基性的研究．后人为了纪念他，把的单位命名为焦耳（选填“能量、电流或力”），简称“焦”．风力发电就是将能转化为电能的过程．

小滨对家中的豆浆机非常感兴趣，于是，他收集了如下信息：如图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率P₁=200W；R是加热电阻。额定功率P₂=1100W。图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，请你根据信息解答以下问题：

（1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流；
（2）豆浆机加热电阻的阻值；
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能；
（4）一次妈妈做豆浆时，小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑，他用所学知识和妈妈进行了如下实验：关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程，他观察到家中的电子式电能表“220V，10A（40A），1800imp/kW•h”耗电指示灯1min闪烁了30imp（imp表示闪烁次数）。请你帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。

如图甲所示的电路，电源电压保持不变．小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，滑动变阻器R₁的最大阻值为20Ω，定值电阻R₂＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图．求：

图片_x0020_58

（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？
（2）只闭合开关S、S₂和S₃ ，移动滑动变阻器R₁的滑片P使电流表示数为0.5A时，R₂消耗的电功率为1.25W．此时滑动变阻器R₁接入电路中的阻值是多少？
（3）只闭合开关S和S₁ ，移动滑动变阻器R₁的滑片P，小灯泡L的I-U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R₁允许的取值范围是多少？

图甲是一个豆浆机的实物图，豆浆机的中间部位是一个电动机，电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转，从而将原料粉碎打浆；刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象。求：

额定电压	220V
频率	50Hz
电动机输入功率	110W
加热功率	1000W

（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少？
（2）在8～11分钟的时间内，设豆浆质量为1.5kg，比热恒为4×10³J/（kg•℃），加热管产生的热量全被豆浆吸收，到第11分钟时豆浆温度恰好为100℃，则第8分钟时豆浆温度为多少？
（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40Ω，则电动机输出的机械功率是多少？

如图所示是科学探究小组制作的一台电动起重机示意图。他们利用它提升重物，已知重物质量m=60kg，电源电压U=120V保持不变，电动机线圈的电阻R=4Ω，不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流I=5A。求：

（1）电动机线圈电阻R的发热功率；
（2）电动起重机提升重物的机械效率；
（3）如果这只电动机的质量为15kg，电动机整体的比热容为0.4×10³J/(kg·℃),用它提起重物耗时3分20秒，求电动机提升重物后温度升高多少摄氏度？

如图为某品牌家用电速热水龙头。打开水龙头，3-5秒就可流出热水。电速热水龙头的额定电压是220V，额定功率是3300W。某次该水龙头在额定电压下工作时，流入水的初温为15℃，在加热的21s时间内，得到0.45千克、末温48℃的热水。

（1）该速热水龙头的电阻为多少？（取整数）
（2）该速热水龙头工作效率为多少？[c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]

某品牌养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温档。(养生壶的部分参数如表所示)

壶的容积	800mL
额定电压	220V
加热功率	800W
保温功率	44W

（1）当开关S₁闭合，S₂(填“闭合”或“断开”)时，养生壶处于加热状态。
（2）在保温档正常工作时，求电路中的电流是多少？
（3）求R₁的阻值。
（4）若通过6min恰好将一壶质量为0.8kg初温为20℃的水烧开，则加热时养生壶的热效率是多少？[水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)]

某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】

（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min.求：电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0％.
求：这时电水壶的实际功率P₁是多少?(电阻不随温度改变)
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R₁两端并联一个电阻丝R₂ ，如图2所示，并分别推导出了R₂的表达式.
甲同学： $\text{[math]}$

乙同学： $\text{[math]}$

请你指出哪个表达式是错误的，(选填甲同学或乙同学)并请详细分析若选用以上错误表达式的电阻丝来改造电水壶的二点不良之处

① .

②.

小科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
高档发热功率（W）	400
注水仓最大注水量（kg）	3

（1）开关处于图甲所示位置，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的功率与时间图像如图乙所示，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，小科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3000r/（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？

图甲是自动上水电热水壶，因其取水方便越来越受到喝茶人士的喜欢。取水时，只要闭合开关，水泵在电动机的带动下，就能将水抽到壶内。

（1）电热水壶的水泵原理与图乙相似，图乙中，当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时，转轴附近就形成了一个低压区，水在的作用下，通过进水管进入泵壳。
（2）该款新型智能电热水壶，有高、中、低三档，还可以手动调节，它的等效电路图如图丙所示，其中R₁=R₂=88欧，均为电热丝，单刀双掷开关S₂可接a或b。求：
①开关S₁闭合、S₂接a时，电热水壶处于 ▲ 档？(选填“高温"、“中温”，或“低温")

②用高温挡加热时，把0.5千克水从23%C加热到100℃需要多长时间？ (不计热量损失，水的比热c_水=4.2×10³J/ (kg·℃) )

如图所示是某型号电饭锅内部电路简图，通过温控开关的闭合和自动断开实现“高温烧煮”和“保温”两档切换，铭牌如表（其中保温时电路总功率已经模糊不清），请你解答以下问题：

铭牌上的参数

频率	50HZ
额定电压	220V
高温烧煮功率	880W
保温时电路总功率

（1）按下温控开关按钮，电饭煲处于档（选填“高温烧煮”或“保温”）。
（2） R₁的阻值是多大?
（3）若在某次烧饭过程中电饭煲在“高温烧煮”档时正常工作15分钟，后处于“保温”状态6分钟，共消耗电能0.2244kW·h，保温时电路的总功率是多少？
（4）当达到设定温度102℃以上时，温控开关会自动弹起。若某次用该电饭煲的“高温烧煮”档烧水5分钟，电饭煲的烧水效率是90%，其可以将2kg的水从30℃加热到多少摄氏度？（C_水=4.2×10₃J/（kg•℃））

电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R₁为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R₂为保温保压电热丝，且R₂=4R₁ ，使用时同时闭合开关S₁、S₂ ， S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开，排气阀开始排气；S₂为限时开关，可以设定保温保压时间。

（1）电压力锅工作时，把电能转化为能；
（2）加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆?
（3）用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间?(C_水=4.2×10³J/（kg℃），设骨头的比热容与水相同)

如图甲为某型号养生壶及其铭牌，

额定电压	220V
猛火加热湖定功率	1500W
养生熬炖硕定功率	500W
额定容积	1.5L

（1）将20℃水装满后，猛火加热5分钟，水温升高到70℃，水的比热为 $\text{[math]}$ ，则此过程中养生壶的加热效率为。
（2）养生壶的工作流程如图乙所示，现有R₁和R₂是两个不同型号的热敏电阻，L_a、L_b是两个完全相同的电磁铁。(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的弹力和重力）则下列电路图能表示该养生壶工作原理的是。

由于这几天突然降温，很多老师的办公桌上放置了电热桌垫(如下图)。好奇的齐亮同学看到后，很想知道它的电热原理，他查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，电功率在安全用电规定的30W-80W范围内，发热部分由两根电热丝组成，R₁、R₂的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。

（1）小东根据刚刚学习过的电热器知织，画出了电热桌垫甲、乙两种电路，并说都符合设计要求，请你通过计算简要分析说明哪一个电路符合耍求?
（2）该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦?
（3）当电热桌垫处于低温档时，在1分钟内产生的热量是多少焦？

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