专题：电功率、电热综合计算

标准文案中考专题：电功率、电热综合计算1．前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表．小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min后水烧开，水壶自动断电．已知水的初温为20℃．自动电热水壶型号ZDH100B电源220V50Hz额定功率1100W容量800ml编号H8017664（1）这壶水吸收的热量为多少？（2）烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率．（3）在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大？点评：本题考查吸热公式、电功率公式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键．2．小理对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W，（1）小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.22kw•h的电能．水吸收的热量是多少？这时电磁炉的效率是多少？（2）小理用电磁炉煮粥．先用大火将水开，后用小火煮．这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁的电流是多少？[水的比热是4.2×103J/（kg•℃），家庭电路的电压为220V]．点评：本题是一道电学与热学的综合计算题，考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用，记住是kw•h电功的单位以及与焦耳（J）的关系1kw•h=3.6×106J，能从P﹣t图象得出相关信息是解本题的关键之一．标准文案3．电磁炉是一种效率较高的新型灶具，已广泛进入寻常百姓家中．小华观察到家中的电磁炉铭牌上标有“220V2000W”、电能表铭牌上标有“220V10（20）A1500r/kW•h”字样．小华单独把电磁炉接入电路中，用它在5min内把1.5kg、20℃的水加热到100℃，观察到电能表转盘转了225转，则：（1）加热5min水吸收的热量是多少？（2）电磁炉工作5min实际消耗的电能是多少？（3）电磁炉实际电功率是多少？（4）比较（1）、（2）两问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？（5）根据电磁炉的铭牌说明与（3）问的计算结果，你发现什么问题？如何解释？4．如图是研究电流热效应的实验装置图．两个相同的烧瓶中均装入0.1kg的煤油，烧瓶A中电阻丝的阻值为4Ω，烧瓶B中的电阻丝标识已看不清楚．当闭合开关，经过210s的时间，烧瓶A中的煤油温度由20℃升高到24℃，烧瓶B中的煤油温度由20℃升高到22℃．假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，电源电压保持不变，已知煤油的比热容c=2.1×103J/（kg•℃）．求：（1）在此过程中烧瓶A中煤油吸收的热量；（2）烧瓶B中电阻丝的阻值；（3）电源的电压及电路消耗的总功率．点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式、欧姆定律、电功率公式、焦耳定律公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，属于难题．5．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•℃）]标准文案（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7min．求：①水吸收的热量是多少？②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P0．（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：R2=乙同学：R2=请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果．点评：本题是一道电学和热学的综合计算题，难点在于对两个表达式的判断，实质是让同学推导R2的表达式，两种解法用的依据不同；乙同学在推导时用错了并联电阻的特点，导致表达式错误，不易看出，要细心！6．小明家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率2kg220V440W40W（1）求电阻R1的阻值；（2）求正常加热时通过饮水机的电流；（3）在无人取水情况下，饮水机重新加热一次的时间为5min．加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温t是多少？（不计能量损失，c水=4.2×103J/（kg•℃））7．如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的分压电阻，S是温控开关．电热毯铭牌上标有“220V40W”字样．不考虑温度对电阻值的影响．（1）求发热电阻丝R0的阻值．（2）当电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？为什么？标准文案（3）当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，求在1min内电热毯消耗的电能和电阻R0产生的热量．8．（2013•资阳）小明家新购置了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示．若自来水的温度是20℃，加满水后，小明将温控开关调到如图乙所示的位置．接通电源，加热指示灯亮，当水温达到设定温度时，加热指示灯熄灭．请你帮助小明解答下列问题：（1）电热水器正常工作时，其发热电阻丝的电阻为多少？（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？（3）若在晚间用电高峰时，电路的实际电压只有198V，热水器加热的效率为80%，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？[C水=4.2×103J/（kg•℃），不考虑发热电阻丝的电阻随温度变化，最后结果保留一位小数]．9．小强的爸爸从国外带回一个电热水壶，铭牌上的几个参数翻译过来后如下表．（1）该电热水壶中发热体的电阻为多少Ω；若接在我国的家庭电路中，并能使它正常工作，那么应该在它的外部串联一个多大的电阻．（2）某天用电高峰的时候，小强将改装好的电热水壶装满温度为28℃的水，用了11min40s的时间才将水烧开（当时的气压为标准大气压），那么电热水壶（串联在外的电阻不包括在内）实际消耗的功率是多少？标准文案点评：本题考查已知额定电压和额定功率求电阻和电流，以及求串联电路的分压问题，还有求水的质量和吸收热量以及实际功率的问题．10．××牌电热水壶额定电压220V额定功率2000W电源频率50Hz容量1.2L电热水壶由于使用方便、高效，巳成为家庭常用的电器之一．上面是某电热水壶的铭牌．要将lL20℃的水烧开（在标准大气压下），此电热水壶需正常工作3min20s的时间．则：（1）水吸收的热量是多少？（2）电热水壶消耗多少电能？（3）电热水壶的热效率是多少？点评：本题考查吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用，此题的关键是计算水吸收的热量，最易出错的地方是电热水壶的容积，本题水的体积不是壶的容积，这个地方是题目设计的陷阱．11．天然气灶是利用燃烧天然气获得热量的炉具，而电磁炉是新一代消耗电能获得热量的智能炉具．为了比较两种炉具的性能，小杰同学进行了相关调查，得到的有关数据见表．标准文案如果小杰家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J．（1）若这些热量靠天然气灶提供，需要燃烧多少天然气？（热值用q表示）（2）若这些热量靠电磁炉提供时电磁炉正常工作了90min，该电磁炉的热效率是多少？（3）通过计算说明使用哪种炉具更省钱？（4）若小杰家的进户线上装有一空气开关，当电流达到20A时，空气开关将自动“跳闸”切断电流．当该电磁炉正常工作时，小杰家中还可以接入的用电器最大功率是多少？点评：本题考查电功与电热的计算，能量的利用效率，电功率的计算以及安全用电．电学热学综合计算题专练小明家装有一台储水式热水器，其铭牌如下。现要在用电高峰（实际电压为200V）时，将桶内50升初温为16℃的水加热到36℃，若电热水器的热效率为80%，则在标准大气压下需要多少分钟？额定功率2000W额定电压220V容量50L标准文案如图是一电熨斗的铭牌，若将其接到电压为220V的照明电路中，5分钟内产生的热量是多少？额定电压220V额定电流1.6A额定频率50Hz解题思路例举：Q=U2t/RR=U额/I额小明买了一只“220V600W”的电饭锅。为估测此电饭锅将电能转化为水的内能的效率，他在锅内装入了1.5升温度20℃的水。通电16分钟后发现水开始沸腾。根据以上数据，请你计算此电饭锅烧水的效率。（电饭锅正常工作）解题思路例举：η=Q吸/WQ吸=cm△t升m=ρVW=P额t方式一：从所求构建解题思路张军同学家安了一台电热水器，其铭牌如下。问：1）这位同学家庭电路中的电能表的熔丝的额定电流至少大于多少安，才能使用这台热水器？2）若热水器内装满水，通电后将水温从20℃加热到80℃，需要多少分钟？（不计热水器散热损失，设热水器在额定电压下工作）额定功率1800W额定电压220V额定频率50HZ容量30L解题思路例举：1、t=W/PW=Q吸=cm△t升=cρV△t升2）m=ρVQ吸=cm△t升W=Q吸标准文案t=W/P额方式二：从题设构建解题思路小明家有一电热水壶，铭牌如下。现在壶中装上3升20℃的水。求：1）、在额定电压下烧开这些水用几分钟？（标准大气压下且不计热损失）2）、若在用电高峰电热水壶的实际电压为额定电压的90%，则此时该电热水壶实际功率多大？额定电压220V额定功率840W频率50HZ容量4L壶重2Kg解题思路例举：1）不计热损失Q吸=Wcm△t升=P额tm=ρV方式三：从题干构建解题思路2）P实=U实2/RU实=90%U额R=U额2/P额解：1）m=ρV=1.0×103㎏/m3×3×10-3m3=3㎏Q吸=cm△t升=4.2×103J/（㎏·℃）×3㎏×（100℃-20℃）=1.013×106J∵不计热损失∴Q吸=Wt=W/P=1.013×106J/840W=1.2×103S=20min2)∵P=U2/R∴R=U额2/P额=（220V）2/840W=2420/41ΩU实=90%U额=9/10×220V=198V∴P实=U实2/R=（198V）2/2420/41=664.2W小明家装有一台储水式热水器，其铭牌如下。现要在用电高峰（实际电压为200V）时，将桶内50升初温为16℃的水加热到36℃，若电热水器的热效率为80%，则在标准大气压下需要多少分钟？额定功率2000W额定电压220V容量50L解题思路例举：η=Q吸/W=cm△t升/P实tm=ρvP实=U2实/RR=U2额/P额标准文案解：V=50L=0.05m3桶内水的质量：m=ρV=1.0×103Kg/m3×0.05m3=50㎏水吸收的热量：Q吸=cm△t升=4.2×103J/(㎏·℃）×50㎏×（36℃-16℃）=4.2×106J∵η=Q吸/WW=Q吸/η=4.2×106J/80%=5.25×106J根据P=U2/R有R=U额2/P额=（220V）2/2000W=242Ω电热水器实际功率为：P实=U实2/R=（200V）2/24.2Ω≈1653W所需时间：t=W/P实=5.25×106J/1653W≈3176s≈53min小结：解决综合计算题，关键是在分析题意基础上，正确构建出解题思路。思路的构建有从题设、从题干、从所求构建三种方式。要构建出每一道具体题的最简解答思路，同学们必须做到基础扎实化、知识结构化、思维灵活化，审题严谨化。电学与热学综合计算题总结一、复习目标：1、理解并熟记电学、热学中的计算公式2、能够准确的从图表中找出计算相关问题的有用信息3、利用题目中的已知条件选用适当的公式，准确、规范的求出所要求解的物理量二、知识储备：1、吸收热量计算公式，放出热量计算公式燃料燃烧放出热量公式，2、欧姆定律：标准文案（1）内容：导体中的电流和导体两端的成正比，与导体的成反比（2）公式：变形公式：、（3）适用条件：3、串联电路和并联电路特点：物理量\电路串联电路并联电路电流电压电阻4、焦耳定律：电流通过导体产生的热量与导体成正比、与导体的成正比、与成正比；公式：5、电功W=电功推导公式6、电功率P==电功率推导公式P==，适用条件：