电功与热量的综合计算知识点题库

某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：

X牌电热水壶
额定电压	220V
额定功率	1100W
容积	3L
超温保护器	熔断温度110℃

（1）电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少？
（2）当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收多少热量？
[C_水=4.2×10³J/（kg•℃），1L=10^﹣³m³ ，气压为一标准大气压，电热水壶吸收的热量忽略不计]
（3）若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5分钟，可信吗？请通过计算说明理由

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_水=4.2×10³J/（kg•℃），求：

（1）水吸收的热量；
（2）电热淋浴器的热效率．

一种电热水龙头俗称“小厨宝”，通常安装在厨房里以便提供热水，如图是它的实物图和内部电路图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水．已知R₁、R₂是电阻丝，其中R₂=44Ω，温水档的电功率是880W[水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）]．试回答或求解下列问题：

（1）当S旋到位置1时，水龙头流出水；当S旋到位置3时，水龙头流出水．（选填“冷”、“温”或“热”）
（2）当S旋到位置2时，小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃，水吸收了多少热量？
（3）电热丝R₁的阻值是多少？
（4）当S旋到热水档时，小厨宝正常工作60s消耗的电能是多少？

据报道，南宁市区日常3000t生活垃圾，而“垃圾是放错位的资源”，利用垃圾发电可缓解城市垃圾过多带来的问题．若完全燃烧1t的生活垃圾可发电210kW•h，则完全燃烧3000t生活垃圾可发电 kW•h．这些电能可供功率为1kW的空调正常工作 h，可以使 kg的水温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）]．

如表是小明家电热水壶的铭牌．求：

（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）要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．

在“家电下乡”活动中，小明家买了一只WSJ﹣60型号电热壶，其铭牌标志如图所示．现将一满壶20℃的0.5kg的水在额定电压下烧开需时5min，已知外界气压为1标准大气压〔c_水=4.2×10³J/（kg•℃）〕．求：

型号	WSJ﹣60
额定电压	220V
额定功率	800W
水壶容积	500mL

（1）电热壶正常工作时的电阻；
（2）正常工作烧开一满壶水（初温为20℃）所消耗的电能；
（3）水吸收的热量；
（4）电热壶的效率．

文川家新买了一台家用电热淋浴器，且准备在浴室将原来控制灯的开关拆除，改装新买的“一开三孔”开关，如图14所示是开关的实物图和反面接线示意图，“A”“B”是从开关接线柱接出的两根导线．

（1）请你帮文川家电路连接完整；
（2）本淋浴器说明书的部分内容如下表所示，插座装好后，让淋浴器装满水后，淋浴器所带温度计示数显示25℃，通电50min后，温度计示数为45℃，请你计算：
①该淋浴器加热过程消耗的电能？
②加热过程水所吸收的热量？该淋浴器的热效率？
电压
功率
容积
220V
1500W
50L

小文同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置，请仔细观察甲、乙两图，

（1）实验时通过观察两个U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．
（2）由甲图所示的装置可以得到的结论是：在电流和通过时间相同的情况下，．
（3）乙图所示的实验现象可以研究电流通过电阻丝产生的热量与　的关系．

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℃

热胆容积：2L

额定功率：1000W

保温功率：40W

额定电压：220V

频率：50Hz

（1）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20℃加热到90℃，需用多长时间？
（2）开关断开时，饮水机处于状态（填“加热”或“保温”）．
（3）电阻丝R₁的阻值．

如图甲是小苛同学家的水族箱，箱内盛40L的水，为了让热带鱼有一个舒适的生活环境，箱内装有一个“220V 200W”的电加热棒给水加热，当水温升到设定值时加热棒便自动停止工作，待水温自然冷却到一定温度后再次加热，使箱内水温稳定在一定范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示，C_水=4.2×10³J/（kg•℃），求：

（1）水族箱内的热带鱼是主要靠改变（填“自身重力”或“浮力”）实现沉浮。
（2）正常工作时电加热棒的电阻是多少Ω?
（3）不考虑其它因素，该电加热棒给水加热时的效率是多少?
（4）小苛同学认为，以上测算所得的电加热棒的加热效率比实际加热效率要低，她的依据是什么?

某学校教学楼有一额定电压为220伏的电热水器，它的工作电路如图所示，已知电阻R₂＝217.8欧姆，电源电压保持220伏不变，当S₁、S₂均闭合时，电热水器处于加热状态，消耗的功率为2千瓦。只闭合S₁ ，电热水器处于保温状态。求：

（1）电阻R₁的阻值。
（2）电热水器处于保温状态消耗的功率。
（3）电热水器处于加热状态时，将5千克水从18 ℃加热到98 ℃所需的时间[不计热损失，水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]。

图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S₁ ，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知C_水=4.2×10³J/(kg·℃)；查表可知铝的熔点为660℃。请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S₁ ，电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？
（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16分40秒，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

以下估算正确的是（）

A . 以正常速度行驶的自行车受到的阻力是20N，那么人骑车的功率大概为600W B . 我国正在研制建造满载排水量为5万吨的航空母舰，航空母舰满载时的质量约为5×10⁷kg C . 标准状况下用功率为1KW的电热器烧开2kg水，大约需5分钟 D . “220V、3KW”的电动机刚启动时的电流大概是13.6A

疫情延缓了我们返校的步伐，却无法阻挡我们学习的热情。采用网上直播方式进行授课时，为了使板书呈现流畅、高效，某老师自制了一个高拍仪。该仪器是由一部智能手机（参数如下表所示）、一个柱状盒子做成的底座、一块质量为350g的长方体均匀大理石（长、宽、高分别为250mm、50mm、10mm，如图所示）。具体使用方法为：将手机摄像头端伸出底座，另一端用长方体大理石竖直向下压在手机末端，固定手机，开启摄像头后，可全程直播教师的板书过程。

（1）请求出这块大理石的密度。
（2）上课前先将手机充满电，在电池充电过程中，发现手机发烫，说明充电过程中电能转化为能和能。
（3）为了能够尽可能扩大拍摄的有效范围，手机允许伸出的最大长度约为多少？
（4）一节40分钟的课上完后，老师发现手机上显示的电量只剩下75%，远比自己平时使用手机耗电快了许多。请帮他估算一下，手机在这样的“重度”使用情况下，它的电功率有多大？

如图所示是常见的一种电动自行车和家用小轿车，电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。轿车利用燃烧汽油获得动力，如表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。

最高车速	≤30km/h	一次充电连续行驶里程	50km
蓄电池	36V/10A·h铅酸蓄电池	充电时间	8h
一次充电耗电量	0.6kW·h	电动机效率	80%
整车质量	40kg	最大骑行噪声	≤62dB

请回答：

（1）若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍。则行驶20min，电动机对自行车做的功；
（2）一辆质量为1.8t的家用轿车以50km/h的速度匀速行驶时所受阻力为车重的0.04倍，其百公里油耗为10L，求该汽车发动机的效率；(汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，汽油的密度为0.71g/cm)(结果保留整数)
（3）在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即η= $\text{[math]}$ ×100%。一个人骑电动自行车，消耗1MJ(10⁶J)的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？

某品牌电炉，可用于加热烹饪食物，其使用时功率可以通过按键来调节，功率范围是120W～2100W，在家庭电路中使用时安全、便捷。试分析：

（1）电炉使用时的能量是如何转化的？
（2）若选用1500W的功率档来加热质量为2千克的水，使其温度升高75℃，所需要的时间是10分钟，则该次加热的电炉效率是多少？（c_水=4200J/K·℃）
（3）在某次烧水过程中，小西选用120W的功率来加热2千克的水，发现无论如何水也不能烧开，试帮助他分析原因？

饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如下图所示，其中S是一个温控开关，R₁为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题：

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（1） A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，请标明指示灯的颜色，应该是A为色。
（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R₂的阻值（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）。
（3）若加热水槽储水1.0kg，将其从初温20℃加热到100℃，加热管的热效率为90%，试计算出加热需要多少时间？水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）

疫情停课期间，小明发现家中电茶壶的铭牌已模糊不清，为了测量其功率，他把家里其它用电器都关掉后，拿着手表去观察他家的电能表(如图所示)，发现电能表在1分钟内转盘转过60圈。已知实验条件下水的沸点为100℃，c_水=4.2×10³J/(kg．℃)．试计算：

（1）该电茶壶的实际功率为kW；
（2）若按上题功率计算，该电茶壶将3kg 20℃的水烧开，需要分钟。(不计烧水过程中的能量损失)

某一质量为0.05克的雨滴匀速下落，速度为7米/秒，匀速下落距离为700米，假设雨滴在下落过程中质量保持不变。

（1）求这段匀速下落过程中雨滴所受的阻力；
（2）求这段匀速下落过程中重力的功率；
（3）已知c_水=4.2×10³焦/（千克•摄氏度），匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能，求这部分内能使雨滴温度升高多大？

空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟为，深受广大市民脊睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R₁＝50Ω，R₂＝220Ω，额定工作电压为220V，发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题：

（1）当开关S（选填“断开）”或“闭合”），开关S接（选填“a”或“b”）端时为低温档.
（2）中温档正常工作时，求流过电阻R₂的电流。
（3）若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，一次炸熟200g薯条，加热效率为75％，求烹制一次薯条需要的时间［c_薯条=3.63x10³J／（kg·℃）］

电压	功率	容积
220V	1500W	50L

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