备战中考电热类综合计算题专题总结和训练30例文档格式.docx
- 文档编号:19761947
- 上传时间:2023-01-09
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:538.63KB
备战中考电热类综合计算题专题总结和训练30例文档格式.docx
《备战中考电热类综合计算题专题总结和训练30例文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《备战中考电热类综合计算题专题总结和训练30例文档格式.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
44W
【答案】答:
(1)保温;
此时电路中的电流是0.2A;
(2)水吸收的热量是2.94×
105J;
(3)将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为918.75秒。
.【解答】解:
(1)由电路图可知,当S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,由P=UI=
可知电路的总功率最小,处于保温状态;
根据P=UI知,此时电路中的电流:
I保温=
=
=0.2A;
(2)根据ρ=
知,水的质量m=ρV=1.0×
103kg/m3×
10﹣3m3=1.0kg,水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×
103J/(kg•℃)×
1.0kg×
(90℃﹣20℃)=2.94×
105J,(3)因为η=
,所以消耗的电能为:
W电=
=3.675×
105J,因为P=
,所以加热所需时间为t=
=918.75s。
例2:
(2019湖北荆州中考)随州的冬季不像北方有集中供暖,所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。
如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡,铭牌见下表(“中温”挡功率空出),其电路原理如图乙,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全。
当S、S1闭合,S2断开时电暖器为“低温”挡。
(R1>R2)
XX牌电暖器
额定功率
低温挡
440W
中温挡
高温挡
1600W
频率
50Hz
求:
(1)R1的阻值;
(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流;
(3)若室内空气质量为50kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作10min,放出热量的50%被室内空气吸收,那么可使室内气温升高多少?
(假设空气的比热容为1.1×
103J/(kg•℃))
【分析】
(1)电暖器在低温档时,由R=
可求R1的阻值;
(2)高温档与低温档功率之差是中温档功率;
已知中温档功率和电源电压,可以得到中温档正常工作时的电流;
(3)根据W=P高t可求产生的热量,根据Q吸=ηW可得空气吸收的热量,根据Q吸=cm△t可得房间的空气温度升高多少℃。
【解答】解:
(1)闭合开关S1,R1单独接入电路,R1>R2,根据P=
可知电暖气处于低温;
R1的阻值:
R1=
=110Ω;
(2)闭合S1为“低温”挡,R1单独接入电路;
单独闭合S2为“中温”挡,“高温”挡为S1、S2同时闭合,R1、R2并联。
P中温=P高温﹣P低温=1600W﹣440W=1160W;
根据P=UI可得,“中温档”正常工作时的电流:
I2=
≈5.27A;
(3)因为P=
,所以电暖器的“高温”档正常工作10min,放出的热量:
W=P高温t=1600W×
10×
60s=9.6×
空气吸收的热量:
Q吸=ηW=50%×
9.6×
105J=4.8×
105J,由Q吸=cm△t可得,房间空气升高的温度:
△t=
≈8.73℃。
例3:
(2019湖南娄底中考)小明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”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热),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的功率与时间图象如图乙所示,如果电阻R1在此次高挡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,小明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3000revs/(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?
(1)由图甲可知,开关S接“1、2”触点时,电路断路,据此判断电热加湿器的状态;
(2)由图甲知,开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电热加湿器的功率最大,处于高挡,根据P=UI=U2/R求出电热加湿器中R1的阻值;
(3)由图乙知工作30min内高档工作的时间,根据P=W/t求出在高档正常工作时消耗的电能,如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,利用Q吸=cm△t求出水升高的温度;
(4)3000revs/(kW•h)表示:
每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出电能表的转盘转过27r时消耗的电能,根据P=W/t求出加湿器在低挡加热的实际功率;
由图甲知,开关S接“2、3”触点时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,电热加湿器的功率最小,处于抵挡,根据电阻的串联和P=UI=I2R求出电路中的电流,利用P=I2R求出此时电阻R2的实际功率。
(1)由图甲可知,开关S接“1、2”触点时,电路断路,电热加湿器的状态是关;
(2)由图甲知,开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,
电源的电压一定,由P=UI=U2/R可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡,则电热加湿器中R1的阻值:
R1=U2/P高=(220V)2/400W=121Ω;
(3)由图乙知,工作30min时,其中高档工作时间为10min,低档工作时间为20min,
由P=W/t可得,在高档正常工作时消耗的电能:
W高=P高t高=400W×
60s=2.4×
105J,
如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,即Q吸=W高=2.4×
105J,由Q吸=cm△t可得,水升高的温度:
≈19℃;
(4)因3000revs/(kW•h)表示:
每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘就转过3000r,则电能表的转盘转过27r时,加湿器在400s内消耗的电能:
W=27/3000kW•h=0.009kW•h=3.24×
104J,
加湿器在低挡加热的实际功率:
P低′=W/t==81W,由图甲知,开关S接“2、3”触点时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,电热加湿器的功率最小,处于抵挡,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流:
I=
A,
此时电阻R2的实际功率:
P2=I2R2=I2×
3R1=[(9/22)A]2×
3×
121Ω=60.75W。
答:
(1)关;
(2)电热加湿器中R1的阻值为121Ω;
(3)可以使注水仓中冷水的温度升高19℃;
(4)此时电阻R2的实际功率是60.75W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式、吸热公式的综合应用,分清开关接触不同的触点时电路的连接方式是关键。
例4:
(2019包头中考)如图所示是某温控装置的简化电路图,工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成;
控制电路由电源、电磁铁(线圈电阻
=20Ω)、开关、滑动变阻器
(取值范围0~80Ω)和热敏电阻
组成;
阻值随温度变化的关系如下表所示,当控制电路电流
≥50mA时,衔铁被吸合切断工作电路;
当控制电路电流
≤40mA时,衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
/Ω
10
20
70
100
120
130
150
(1)工作电路正常工作时,R在1min内产生的热量是多少?
(2)当温度为60℃,滑动变阻器
=50Ω时,衔铁恰好被吸合,控制电路的电源电压是多少?
(3)若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围是多少?
(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些,请分析说明如何改变
的阻值。
【答案】
(1)3.3×
(2)
(3)40℃~60℃(4)减小
的最大阻值
【解析】:
(1)当工作电路正常工作时,Q=I2Rt=
=
=3.3×
104J。
(2)由题意可知,温度为60℃,滑动变阻器
=50Ω时,衔铁恰好被吸合,这时控制电路中的电流I=60mA。
由表可知,此时R1=50Ω。
由欧姆定律得,I=
=50×
10-3A,解得:
U=6V。
(3)当温度最低时,R1最大,要保证能切断工作电路,电流最大值为50mA,这时候滑动变阻器连入电路的阻值为0,Imax=
10-3A,解得R1=100Ω,这时温度为40℃;
当温度最高时,R1最小,这时要能连上电路,电路中的电流最小值为40×
10-3A,此时滑动变阻器全部连入电路,有Imin=
=40×
10-3A,R1=50Ω,此时温度为60℃。
所以此装置可控制的温度最大范围为40℃~60℃。
(4)要使该装置控制的最高温度降低一些,就需要R1连入更大电阻的情况下,仍然能达到40A的最小值,所以R2的最大值要更小一些。
例5:
(2019黄石中考)一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。
某台电热水器铭牌部分信息已经模糊,如表所示,其测温系统可以简化为如图a所示的电路,电源电压为9V恒定电源,R1为4Ω定值电阻,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图b所示。
水箱容积
60L
建议使用人数
3~4
(1)为估算电热水器的额定功率,关闭其它用电器,让热水器正常工作1分钟,观察电能表,如图c所示,转动了150转,消耗电能 kW•h,则该电热水器的额定功率是 W。
(2)若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电,但不停水。
现有4人要洗浴,正值秋冬季节,需用40℃热水洗浴,通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配,请问每人平均用水量是多少L?
(不计热损失)
(3)控温系统某时刻电压表示数为4V,此时水箱中水温是多少?
【答案】故:
(1)0.05;
3000;
(2)每人平均用水量是32.5L;
(3)此时水箱中水温是60℃。
(1)“3000R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转,
则电能表的转盘转150转,电热水器消耗的电能:
W=
=0.05kW•h。
电热水器的额定功率:
P═
=3kW=3000W;
(2)由ρ=
可得,水箱内热水的质量:
m热水=ρ水V=1.0×
60×
10﹣3m3=60kg,设需要加入冷水的质量为m冷,则达到热平衡时(即水温最终为40℃),热水放出的热量等于冷水吸收的热量,
即:
cm热水△t1=cm冷水△t2,化简得:
m热水△t1=m冷水△t2,代入数据有:
60kg×
(75℃﹣40℃)=m冷水(40℃﹣10℃),解得m冷水=70kg,因原来水箱中有热水60kg,则此时水的总质量:
m总=m热水+m冷水=60kg+70kg=130kg,共4人要洗浴,则每人需要水的质量:
m′=
=32.5kg,由ρ=
可得,每人需要水的体积:
V′=
=32.5×
10﹣3m3=32.5L;
(3)由图a可知,R1与R2串联,电压表测定值电阻R1的电压,已知电源电压U=9V,控温系统某时刻电压表示数为4V,即R1两端电压U1=4V,则R2两端电压:
U2=U﹣U1=9V﹣4V=5V,已知R1=4Ω,由I=
可得,流经R1的电流:
I1=
=1A,串联电路中电流处处相等,则I=I1=I2=1A,由I=
可得R2的电阻值:
R2=
=5Ω,R2为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如图b所示,其图象为一次函数,
设其关系为R2=kt+b,由图象可知,当温度t=0℃时,R2=8Ω;
当温度t′=80℃时,R2′=4Ω,
则有:
8Ω=k×
0℃+b①4Ω=k×
80℃+b②解得k=﹣
,b=8,所以R2=﹣
t+8,将R2=5Ω代入R2=﹣
t+8可得,t=60℃,即此时水箱中水温是60℃。
例6:
(2019湖北宜昌中考)我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业,在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。
以手机为例,华为“Mate20pro”不仅采用4200mAh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时可把电池充达一半以上,极大方便了人们的使用。
已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
4200mAh
(1)表格中的电池“容量”,是哪几个物理量进行了怎样运算的结果?
(2)如图所示的两个充电器,一个标注“输出5V600mA”,另一个标注“输出5V4A”,其中有一个是快速充电器。
假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟?
(3)有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
(1)表格中的电池“容量”是电流与时间的乘积;
(2)需要51.8min;
(3)充电线较粗可以减小电阻,在充电过程中产生的热量较少。
(1)mA是电流的常用单位,h是时间的常用单位,据此得到“容量”的含义;
(2)已知充电器输出电压和电流,可以得到输出功率,输出功率越大表示充电越快;
已知电池容量、电压和充电效率,可以得到需要的电能;
已知电池电能和充电功率,可以得到充电时间;
(3)在材料和长度一定时,横截面积越大电阻越小;
由焦耳定律知,在电流和通电时间一定时,电阻越大产生热量越多。
(1)已知电池的容量是“4200mAh”,mA是电流的常用单位,h是时间的常用单位,所以“容量”是电流与通电时间的乘积;
(2)两个充电器的充电功率分别为:
P1=U1I1=5V×
0.6A=3W,P2=U2I2=5V×
4A=20W,
所以第二个的充电速度快;
电池充满电储存的电能为:
W储=U电池Q=3.7V×
4.2A×
3600s=55944J,
已知充电效率为η=90%,则消耗的电能:
W充62160J;
由P可得,选用快速充电器将电池从零充满需要的时间:
t3108s=51.8min;
(3)充电器的充电线有电阻,由焦耳定律知,工作过程中会产生热量;
充电线尽可能做得粗一些,目的是减小电阻,使充电过程中产生的热量少一些。
例7:
(2019岳阳中考)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)。
电炖锅档位
额定功率/W
200V
低温
200
中温
高温
600
(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数);
(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kW•h)”的电能表转盘在12ls内转了20圈,求此时的实际电压;
(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50℃时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。
结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A;
(2)在用电高峰期,此时的实际电压是200V;
(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,由(3)可知用高温挡更节能。
(1)由功率公式可求得高温档时的电流;
(2)由P=U2/R公式变形可求得电炖锅的电阻,已知电能表每消耗1kw•h的电能转盘就转动1800r,据此求出电能表转盘在121s内转了20r消耗的电能,利用p=W/t
求出其实际功率,再根据P=U2/R公式的变形求出他家电路的实际电压。
(3)计算出低温档和高温档每分钟消耗电能的多少比较即可解答。
(1)由表中数据可知,高温的功率p高=600w,由p=ui可得,在高温档工作时,电路中的电流
,
(2)由P=U2/R可得,电炖锅的电阻:
r=u2p=(220v)2400w=121ω,电炖锅在高档工作时,电能表转盘在在121s内转了20r,则电炖锅消耗的电能:
,
由P=U2/R可得,电路的实际电压:
(3)高温档消耗的电能W高=p高t高=600W×
6×
60s=2.16×
105J,则水升高1℃消耗的电能2.16×
105J20=1.08×
104j,低温档消耗的电能W低=P低t低=200W×
9×
60s=1.08×
105J,则水升高1℃消耗的电能为1.08×
105J8=1.35×
104J,因为1.08×
104J<1.35×
104J,且两档加热水的质量相同,所以加热等质量的水升高1℃,高温档比低温档消耗电能少,用高温档节能。
例8:
(2018宜昌中考)小红家的饮水机有加热和保温功能,其电路图如图2所示,S1为温控开关,额定电压为220V,加热功率为500W,保温功率为60W,R1、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变)请解答下列问题:
(1)电阻丝R1的阻值是多少?
(2)某次小红家中只使用了饮水机,在加热状态下她观察到电能表上指示灯在5min内闪烁了54次,她家电能表上标有“1600imp/kw.h”的字样,此时饮水机的实际功率和实际电压是多少?
(1)110Ω
(2)405W,198V
【解析】
(1)R1与R2并联,R1的功率P1=P-P2=500W-60W=440W,R1的电阻R1=U2/P1=(220V)2/440W=110Ω.
(2)5min消耗的电能W=54/160kw.h=(54/1600)×
3.6×
103J=1.215×
105J,加热状态下的实际总功率P实=W/t=1.215×
105J/300s=405W,加热状态下的总电阻R总=U2/P=(220V)2/500W=96.8Ω,再根据P实=U实2/R总可求得U实=198V。
例9:
(2019山西中考)“创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。
同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。
如图是加热电路原理图,电源电压100V,加热电阻R1与R2阻值均为100Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜。
同学们对电路进行模拟测试,开启除霜模式加热后视镜1min,用温度传感器测得其温度升高了6℃.求:
(1)除霜模式下,电路中的电流;
(2)除霜模式下,电路的加热效率。
[查资料得:
后视镜玻璃质量约0.5kg,玻璃的比热容约0.8×
【答案】:
(1)除霜模式下,电路中的电流为1A;
(2)除霜模式下,电路的加热效率为40%。
(1)由图知,只闭合开关S时,两电阻串联;
当开关S、S1都闭合时,R2被短路,只有R1工作,根据P=U2/R判断档位模式;
根据欧姆定律求出电流;
(2)根据W=UIt求出除霜模式下1min消耗的电能,根据Q=cm△t求出后视镜玻璃吸收的热量,再根据η=Q/W求出加热效率。
当开关S、S1都闭合时,R2被短路,只有R1工作,此时电阻最小,根据P=U2/R可知此时电路的功率最大,处于高温除霜模式,除霜模式下,电路中的电流:
I=U/R1=100V/100Ω=1A;
(2)除霜模式下1min消耗的电能:
W=UIt=100V×
1A×
60s=6000J,后视镜玻璃吸收的热量:
Q=cm△t=0.8×
0.5kg×
6℃=2400J,除霜模式下,电路的加热效率:
η=Q/W×
100%=2400J/6000J×
100%=40%。
例10:
(2017重庆中考)小明家的电钣锅如图甲所示,额定电压为220V,“煮饭”时额定功率为1210W,简化电路如图乙所示,S1为温控开关,发热电阻R1与R2的阻值不随温度变化,电阻R2在“保温”状态与“煮饭”时的功率之比为1:
16,求:
(1)正常“煮饭”状态,通过电饭锅的电流为多少A?
(2)电阻R1的阻值为多少Ω?
(3)某天傍晚,小明关闭家里其它用电器,只让“保温”状态的电饭锅工作,发现自家电能表如丙所示,指示灯每闪烁4次所用的时间为48s,则R2两端的实际电压为多少伏?
(1)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 备战 中考 电热 综合 算题 专题 总结 训练 30