电功与热量的综合计算知识点题库

某电热水壶正常工作时的电流为5A.电阻为42Ω．假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5min后，水吸收的热量为 J，此热量能把质量为1kg.温度为20℃的水加热到 ℃.[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

如图所示的电路中，电源电压U=6V电阻R₁=6Ω，电阻R₂=4Ω，求：

（1）只闭合S₂ ，通电10s的时间内电流通过R₂产生的电热是多少？
（2）当三个开关处于何种状态时，整个电路消耗的电功率最大？此时的最大电功率为多少？

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）飞机停在水平地面时对地面的压强大小；
（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）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 ．

如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能由内部电池提供），小明将装有质量为2.4kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为　　J，实际功率为　　W，电水壶烧水的效率为　．[电费单价：0.5元/（kW•h）；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

某款家用蒸汽挂烫机（图甲）的工作电路原理如图乙所示，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，其高档时的额定功率为1000W．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．请解答：

（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？请写出一点：
（2）求发热电阻R₁的阻值
（3）将电热杯内0.2kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？[设无热损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：

额定电压	220V
额定加热功率	2000W
容量	1.5L
频率	50Hz

（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少欧姆？
（2）装满水后，壶中水的质量是多少千克？（1L=1×10^﹣³m³）
（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？

2014年2月4日，英国《镜报》报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋里，不慎将手机压坏，导致手机起火．女孩因烧伤被送医院，幸无大碍．下列对手机起火原因的分析，正确的是（　　）

A . 压力使手机变形，导致电路断路 B . 压力使手机变形，导致电路短路 C . 手机在口袋里受热膨胀 D . 口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧

家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图．先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接ab开始加热，发光二极管L正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固．旋转开关接ab时电路消耗的总功率为1522W，旋转开关接cd时电路消耗的总功率为1200W，电动机正常工作的功率为1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R₁是加热电热丝，R₂是保温电热丝，R₀为保护发光二极管正常工作的限流电阻．（忽略温度对电阻的影响）

（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R₂的电阻值．
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，液体乙烯材料吸收了多少热量[c_液=1.8×10³J/（kg•℃）]
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少？

如表是小明家电执水壶的铭牌．求：

产品型号 EL﹣﹣8952

额定电压 220V

频率 50HZ

额定功率 1500W

容量 1.0L

（1）电热水壶的电阻．
（2）将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量．
（3）若小明按壶的额定容量装水，把水由20℃加热到100℃，电热水壶在额定电压下工作了5分钟，依据铭牌上提的信息，请计算电热水壶的热效率．

干电池本身有一定的电阻，因此，实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成。如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，

求：

（1）串联的干电池个数。
（2）变阻器的总电阻。
（3）甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标。

我省的江厦潮汐试验电站是我国自行设计建造的，它的装机容量在国内同类电站中是最大的。涨潮时，潮水进入库内冲击发电机；退潮时，利用特殊的机械装置使水轮机叶片反转，潮水又能冲击发电机发电。若该电站功率为3×10³千瓦，年发电量为1.0512×10⁷千瓦时，一年以365天计算，则发电机组每天满负荷工作的时间，平均每次的发电量为。

自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R₁、R₂ ，请根据说明书提供的信息计算：[水的密度ρ_水=1×10³kg/m³，水的比热容C_水=4.2×10³J/(kg℃)]

饮水机参数
热水温度：≥90℃	保温功率：40W
热胆容积：2L	额定电压：220V
额定功率：1000W	频率：50Hz

（1）开关S₁断开、S₂闭合时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态。
（2）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由30℃加热到44℃，需用多长时间？
（3）求电阻丝R₁的阻值。

携行温水杯不仅方便携带，而且可以支持充电宝、电脑、车载等的USB直流加热，使出门在外的人们更加方便。右图为某品牌携行温水杯及相关信息参数，该品牌的电池容量为12800mAh，且产品广告中说明该水杯装满水从24℃加热至50℃用时40min。试分析回答：

（1）该水杯正常工作时的能量转化是
（2）如果携行温水杯每次正常工作40min，满电状态下的电池最多能连续工作几次?
（3）若携行温水杯加热过程中忽略能量的损失，计算分析40min能否将24℃满杯水加热至50℃。

某家用饮水机（见图）通过电热使水加热到95℃时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，如水温降到85℃时，则重新加热，使水温重新上升到95℃。如此反复，使水温始终维持在一定范围内。根据饮水机工作过程，

请你回答以下问题：

（1）若水中含有少量硝酸盐，反复加热，会使其中的部分硝酸根离子转化为亚硝酸根离子（NO₂^-），在此过程中氮元素的化合价如何变化？
（2）反复加热，会导致水中的溶解氧越来越少。你认为长期饮用这种水，是否会导致人体缺氧？请作出判断并说明理由。
（3）其实饮水机在加热时，并不是对整桶水进行加热的，只是对饮水机内热水箱中的那部分水加热。为了比较“切断电源8小时后一次加热至95℃”和“8小时内保温状态下反复加热”两种情况下消耗的电能多少，在没有电能表的情况下，除本题提供的信息外，还需测量哪两个或三个量？、、（）。（饮水机部分技术指标见表）

太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化，从而自动控制进水、加热等。某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线，其内部结构示意图如图甲所示，其中四个电阻阻值都等于10kΩ，水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点，忽略水的电阻。

（1）水位传感器利用不纯净的水能导电，且电阻可以忽略的性质来工作的，因此浸入水面下的电阻被（填“短路”或“断路”）·若水箱内的实际水位已经下降，但它的显示屏总显示水是满的，则水位传感器的故障位于红线上的（填字母）点与蓝线之间。
（2）太阳能热水器阴雨天时需要电轴助加热，已知加热功率为1500W，要把水箱里的160g水从20℃加热到50℃，需要多长时间？【 $\text{[math]}$ J/（kg·℃）：不计热损失】
（3）现有一个维修替换下来的“水位水温传感器”，其热敏电阻完好，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，小科设计如图丙所示的电路来自制一个指针式热敏温度计。若电路中电源电压为6V，定值电阻R₀的阻值是5kΩ，那么与这个指针式热敏温度计的10℃温度刻度对应的电压表示数为多少？

现有一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，其内部简化为电路图如图甲所示。该热水器由控制电路和工作电路两部分组成。开关 S₀ 和 S 均闭合时，电热水器开始加热，当水温达到 50 ℃时，衔铁会被吸下。R₀ 为热敏电阻，其阻值随温度的变化图像如图乙所示。已知：R₁=44 Ω，R₂=2156 Ω。

（1）闭合开关 S₀ 和 S，当水温达到 50 ℃时，电热水器处于（填“保温挡”或“加温挡”）。由图乙可知，热敏电阻 R₀ 的阻值随温度的升高而（填“增大”或“减小”）。
（2）该电热水器将水箱中 2 kg 的水从 20 ℃加热到 50 ℃，用时 5 min，此过程中水吸收的热量是多少？电热水器的加热效率是多少？已知 c 水=4.2×10 ³ J/(kg·℃)（计算结果精确至 0.01%）
（3）电热水器处于保温状态时工作电路的功率是多少？

小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R₁、R₂均为加热电阻，R₂阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙［ρ_水＝1.0x10³kg／m³ ， C_水＝4.2×10³J／（kg·℃）］

电源	220V
容积	1.5L
高温档功率	500W
低温档功率	100W
预约功率	10W

（1）预约过程中消耗的电能是多少kW·h？
（2） R1的阻值是多少Ω？
（3）若此电中药壶的高温挡加热效率为84％，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？

小科家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息见图甲。

（1）求电热足浴器发热电阻的阻值。
（2）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将5kg的水从25℃加热到45℃，求此次加热过程中的热量损失(c_水=4.2×10³J(kg．℃))。
（3）小科家安装的电能表如图乙所示。某次小科断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，若此时足浴器两端电压降至200V，求15min后电能表的示数。

下表是李华同学家饮水机的铭牌参数，学习电学知识后，他好奇饮水机的工作原理，请教老师后得到饮水机的电路原理图如图所示。当蓄水箱中装满水时，请你帮他解决如下问题：

额定电压	220V
额定功率	加热	500W
额定功率	保温
蓄水箱的容积	1L

（1）蓄水箱中水的质量是多少？（ρ＝1.0×10³kg/m³）
（2）如果饮水机把蓄水箱中的水从75℃加热到95℃用了210s，求此饮水机的加热效率。（c_水＝4.2×10³］／（kg℃））
（3）铭牌上的保温功率已模糊不清，已知R1＝988Ω，求饮水机的保温功率。

如图是某饮水器的原理图，它的铭牌如下表所示。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R₁和热敏电阻R₂ ，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S₁就会接通。继电器开关S₂的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。请回答下列问题：

热水流量	4. 2-5L/分
额定电压	220伏
加热功率	1.1千瓦
开水温度	97-100℃

（1）热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为极，为了使继电器开关S₂在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而的热敏电阻；
（2） R₁的电阻为多少？ (不考虑温度对阻值的影响) ；
（3）已知该饮水器将10L水从20℃加热到100℃时，消耗了1kW·h的电能。求该饮水器在此加热过程中的热效率。[水的比热容 c=4.2×10³J/ (kg·℃) ]

电功与热量的综合计算 知识点题库

电功与热量的综合计算知识点题库