高频考点10 电热综合计算-2020年中考物理三轮冲刺之高频考题分类解析与提升训练

这是一份高频考点10 电热综合计算-2020年中考物理三轮冲刺之高频考题分类解析与提升训练，共7页。

【考法综述】
1.与电功率计算综合。
2.与欧姆定律计算综合。
3.与比热容计算综合。
4.与力学计算综合。
【解法探讨】
例1．（2019苏州）某款电热水壶的相关信息如表所示，现在该水壶内装入质量为1 kg、初温为20 ℃的水，放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不计热量损失）求：
（1）装入水后水壶对桌面的压强p；
（2）水吸收的热量Q；
（3）将水烧开所需时间t；（c=4.2×103 J/（kg·℃），g=10 N/kg）
【答案】（1）750 Pa （2）3.36×105 J （3）336 s
【简析】（1）壶内水受到的重力是：G水=mg=1 kg×10 N/kg=10 N。装水后水壶对桌面的压力是：F=G水+G壶=10 N+5 N=15 N。装水后水壶对桌面的压强是：p= = =750Pa。
（2）水的质量为m=1 kg，初温t0=20 ℃的水，1标准大气压下水的沸点是100 ℃，所以t=100℃。水吸收的热量：Q吸=cm（t–t0）=4.2×103 J∕（kg·℃）×1 kg×（100 ℃–20 ℃）=3.36×105 J。
（3）由于不计热损失，所以有W=Q吸。电热水壶工作时间是：t= = = =336s。
例2.（2018佳木斯）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=56Ω，R2=44Ω，求：
（1）大功率挡的额定功率。
（2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量？
（3）若用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，求熨烫机的加热效率。（结果保留一位小数）
【答案】（1）1964W （2）6.72×104J （3）48.8%
【简析】（1）由图可知：当开关旋至1、2之间时，R1、R2并联，此时电路中电阻最小，电路中电流最大，由P=UI= 可知此时为大功率挡位。此时电路中的最大电流：I=I1+I2= + = + 。此时的电功率：P=UI=220V×（ + ）≈1964W。
（2）将0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×104J。
（3）用大功率挡加热这些水，所需时间为1分10秒，此时加热装置消耗的电能W=Pt=1964W×70s=1.3748×105J。熨烫机的加热效率:η= ×100% = ×100% ≈48.8%。
【解法小结】
一、电热计算的主要计算公式：
1.焦耳定律：Q=I2Rt（适用于所有情况）。
2.对于电阻消耗的电能全部转化为内能时有：Q= （即纯电阻电路）。
3.物体吸热、放热公式：Q=cmΔt。
4.热平衡公式：Q吸=Q放（不考虑热量损失）。
5.内能转化效率公式：η= ×100%。
6.电功率计算公式：P=UI(适用与所用情况)； P=I2R= （适用于纯电阻电路）。
二、电加热的几种基本形式：
1.串联式：如提升训练9题。
该形式一般有一个电阻可以被开关短路。当该开关闭合时，该电阻被短路，处于加热（高温）挡状态；该开关断开，2个电阻串联，电阻变大，电路处于保温（低温）挡状态。
2.并联式:如提升训练1题（最常见考题）。一般可以做成三个档位：当电阻较大的支路单独工作时，处于低温挡；当电阻较小的支路单独工作时，处于中温挡；当两电阻并联工作时，处于高温挡。
3.串并联相互转换式：如例2。
由于开关所处的位置不同，可以在低温、中温、高温档之间转化。与2相似。
【提升训练】
1．（2019临沂）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5 500 W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温档淋浴时，水的初温是20 ℃，淋浴头的出水温度为40 ℃，淋浴20 min共用水100 L。假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[]，求：
（1）电热丝R1的阻值。
（2）该热水器高温档功率。
【答案】（1）8.8 Ω （2）7×103W
2．（2019·天津）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时7 min。已知c水/（kg·℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的热效率。
【答案】（1） 3.36×105J （2）80%
3．（2019重庆A）如图所示，电源电压恒定，电阻R1为20 Ω，R2为10 Ω，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.9 A和0.6 A。求：
（1）通过R1的电流；
（2）通电10秒电阻R2产生的电热。
【答案】（1）0.3 A （2）36 J
4．（2019重庆B）如图所示，定值电阻R1的阻值为10 Ω，R2的阻值为30 Ω，闭合开关后电流表的示数为0.1 A。求：
（1）电源电压；
（2）电限R1在1分钟内产生的热量。
【答案】（1）3 V （2）54 J
5.（2018遵义）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？
【答案】（1）0.5A （2）55Ω （3）450J
6.（2018哈尔滨）通过110Ω电阻丝的电流是2A，产生8800J的热量需要通电 s，这段时间电流做的功是 。
【答案】20 8800J
7.（2018玉林）如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部份参数，当电热水壶正常工作时，求：
（1）电热水壶的电阻；
（2）将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]；
（3）若加热一壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率。
【答案】（1）48.4Ω （2）4.725×105J （3）78.75%
8.（2018百色）如图甲所示是小明家新购买的店热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待店热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘1min转了50圈，能使壶中水的温度从25℃升高到35℃．请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响。求：
（1）电热水壶正常工作的电阻；
（2）电热水壶中水的温度从25℃升高到35℃吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）此时电路的实际电压。
【答案】（1）40Ω （2）4.2×104J （3）200V
9.（2018深圳）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55Ω．求闭合开关S后：
（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；
（2）电热丝的最大加热功率；
（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c=2.5×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）1.4A （2）880W （3）35.2℃
10.（2018眉山）小黄家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高、中、低三挡，电热丝R1＝50 Ω，电热丝R2＝220 Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，求：
(1)高温挡的加热功率．
(2)用低温挡将22 kg水从20 ℃加热到60 ℃需要的时间．
【答案】(1)1 188 W (2)2×104 s额定功率
1 000 W
自重
5 N
与桌面接触面积
200 cm2
型号
XX
额定电压
220 V
额定功率
1 000 W
频率
50 Hz
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1000W
容量
1.5L