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电热综合计算
2008年中考物理试题分类汇编—电热综合计算
28(08宿迁)(8分)人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同有关数据如下表
二种灯
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10-9秒
10-3秒
额定功率
12瓦
100瓦
(1)请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点
①______________;②______________
(2)LED灯正常工作时的电流是______________A.每天正常工作10小时,使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为________kW·h,可将______________kg的水从20℃加热到100℃.【c水=4.2×103J/(kg·℃),结果保留两位小数】
27.(08扬州)如图22是啸宇家新买的一台快速电水壶,这台电水壶的铭牌如下表。
为了测量该电水壶烧水时的实际功率,啸宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验:
关掉家里所有用电器,将该电水壶装满水,接入家庭电路中,测得壶中水从25℃上升到35℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V10A(40A)3200imp/(kw.h)”的电子式电
能表耗电指示灯闪烁了80imp。
请根据相关信息解答下列问题。
〔C水=4.2×103J/(kg.℃)〕
1电水壶中水的质量;
2电水壶烧水时的实际功率;
3电水壶加热的效率;
4通过比较实际功率与额定功率大小关系,简要回答造成这种关系的一种可能原因。
答案:
(1)=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg
(2)W=(80/3200)×3.6×106J=9×106J(或:
0.025kW·h)
P=W总/t=9×104J/50s=1800W
(3)Q壶=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×(35℃-25℃)=7.56×106J
7.56×104J/9×104J=84%
(注:
水的质量结果错误,不影响本小题得分)
(4)实际功率小于额定功率原因可能是实际电压小于额定电压
//电热综合,热力不减
25(08大连)(6分)某电热水器,额定功率为2000W。
当热水器正常工作70min时,可将50kg的水从
20℃加热到58~C。
水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
试求:
(1)这50kg水吸收的热量是多少?
(2)热水器消耗的电能是多少?
(3)热水器的效率是多少?
25.(6分)解:
(1)Q=cm(t-t0)=4.2×103Jkg·℃×50kg×(58℃一20℃)=7.98×106J
(2)因为P=W/t所以W=Pt=2000W×70×60s=8.4×106J
(3)η=Q/W×100%)
=7.98×106J/8.4×106J×100%=95%
答:
(1)这50kg水吸收的热量是7.98×106J。
(2)热水器消耗的电能是8.4×lO6J。
(3)热水器的效率是95%。
26(08南宁)(8分)“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是2008年北京奥运的三大主题。
其中国家体育馆“鸟巢工程”采用太阳能电力这一绿色能源。
令专业建筑专家惊叹的是,“鸟巢”的设计,不仅是能够获得自然通风,而且4.2×105kg的钢结构靠自身的24根钢柱支撑。
(1)给“鸟巢”工程供电时,若功率为130kW的太阳能发电系统连续正常工作100min,可得到多少焦耳的电能?
如果这些电能有42%转化为水的内能,则可以使104kg水温度升高多少摄氏度?
[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)若每根钢柱的横截面积为1.5m2。
,则平均每根柱子承受的压强为多大?
(2)若每根钢柱的横截面积为1.5m2。
,则平均每根柱子承受的压强为多大?
解:
(1)电能:
W=Pt=1.3×105W×6×103s=7.8×108J
∵
∴
(2)∵F=G=mg=4.2×105kg×10N/kg=4.2×106N
9(08聊城)(5分)小明的新家想安装一台无水箱式电热水器,这种电热水器当有冷水流过它时,就能达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。
已知冷水温度为15℃,淋浴所需热水温度为40℃,电热水器一分钟流出热水的质量约为4Kg,水的比热容为4.2×103J/(Kg·℃).
(1)将质量为4Kg温度为15℃的冷水,加热到淋浴所需要的温度,水吸收的热量是多少?
(2)如果不考虑热损失,无箱式热水器的电功率至少多大才能满足淋浴的要求?
(3)小明新家的电路允许通过的最大电流为30A,问他家能不能使用该电热水器?
答案:
解:
(1)水吸收的热量
Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×25℃=4.2×105J
(2)W=Q
P=W/t=(4.2×105J)/60s=7×103W
(3)电热水器正常工作的电流
所以,小明家不宜安装这种热水器。
23.(08泰安)有一种WSJ-60型号电热壶,其铭牌标志如图所示。
现将一满壶20℃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,水的比热容。
=4.2x10'J/(kg·℃)。
求:
(1)水吸收的热量。
(2)电热壶的效率。
(3)小明发现在用电高峰时烧开一满壶20℃的水需时
6min3s,那么此时实际电压是多少?
解:
(1)壶内水的质量:
1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3=0.5kg
(2)W=Pt=800W×300s=2.4×105J
(3)
46(08襄樊)(6分)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右表.
(1)该电热水壶中发热体的电阻为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Ω的电阻.(2分)
(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?
(说明:
热效率是指水吸收的热量与消耗的电能的比值.)(4分)
答案:
解:
(1)50;5
(2)
33(08宜昌)电磁炉是一种新型灶具,图9所示是电磁炉的原理图:
炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流(即涡流),涡流使锅体铁分子高速无规则热运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能,从而迅速使锅体及食物的温度升高。
所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具,它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。
请问:
(1)电磁炉与普通的电炉相比,谁的热效率更高?
为什么?
(2)某同学用功率为2000W的电磁炉,将1㎏初温为25℃的水加热到100℃,需要的时间为2分55秒,则消耗的电能是多少?
电磁炉的热效率是多少?
(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃))
25(08河南)小亮所在班级的饮水机铭牌如下表所示。
他们对饮水机的工作情况进行了与研究,发现当加热内胆里的水温达到90℃时,温控开关就会自动断开,停止加热;当水温降至60℃时,温控开关又会自动打开重新加热,每次加热的时间为t=4min。
(1)饮水机加热一次消耗的电能W0为多少?
(2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水,既能使人们在较短的时间内喝上热水,又能避免一次加热过多的水而造成浪费。
请你根据前面的数据,计算加热内胆的容积。
[假设消耗的电能完全转化为水的内能,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)〕。
(3)某日下午放学时,值日生小刚忘了关掉饮水机,直到第二天进教室后才发现,他为自己不小心浪费了电能而内疚。
因为他知道,虽然饮水机是断续工作的,但这一晚上(约12小时)也会浪费不少电能。
他经过一定的测量,就估算出了这一个晚上浪费的电能。
请你简述测量和估算的方祛,不需具体的数据计算。
答案:
(1)W0=Pt=550W×4×60s=1.32×105J
(2)由W0=c水m(t2-t1)可得
加热内胆的容积
(3)测出两次加热的时间间隔Δt,算出12小时内加热的次数n=t/ΔT,则浪费的电能为W=nW0
评分标准:
(2)解答中公式正确,数据代入正常,但计算结果错误者扣1分
(3)只要叙述合理,说出每次消耗的电能乘以加热的次数就给分。
34(08鸡西)我们生活的鸡西市,到了冬季,因日照时间短,太阳能热水器的水达不到所需温度.为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器,如图所示.铭牌如下:
XX牌热水器
型号V—55
额定容积100L
额定电压220V
额定频率50Hz
额定功率1500W
防水等级
(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?
(IL=10-3m3)
(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时问?
(设电能全部转化为热能)
(3)在上述
(2)情况下.加I热器正常工作实际用了3小时.则此热水器的效率为多少?
(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?
(写一条即可)
12(08淄博)(9分)某电热水瓶的铭牌如下表所示。
若热水瓶内装满水,在额定电压下工作(外界大气压强为1个标准大气压)。
求:
(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?
(2)加热时电热水瓶的电阻多大?
(3)若瓶内20℃的水加热10min正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?
(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。
答案:
(1)由P=UI得I=P1/U=30W/220V=0.14A
(2)由P=U2/R得R=U2/P2=(220V)2/1200W=40.33Ω
(3)瓶内水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
瓶内水吸热Q=Cm(t-t0)
=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J
消耗的电能W=P2t=1200W×10×60s=7.2×105J
热水瓶效率η=Q/W=6.72×105J/(7.2×105J)=93.3%
(4)
说明:
电路图画对得2分,有一处错误即得0分,其他合理画法参照得分。
//对八年级的学生就保温盒加热电路做了全面的总结,包含了第四问。
同时本题也融入了热量计算的内容,属于经典题的整合变式。
23(08荆州)(6分)冬天,李霞同学使用电热毯时,发现电热毯有高温档和低温档,她找来说明书,发现电热毯的电路图如下图所示,电热毯工作时电路要么处于A状态:
S1闭合,S2断开,S3接1;要么处于B状态:
S1闭合,S2闭合,S3接2。
⑴判断A、B状态分别对应电热毯哪个档,并说明理由;
⑵已知电热毯在220V电压下工作时,低温档工作时消耗的功率是48.4W,高温档工作时电路的总电阻是160Ω,试求R1、R2分别为多少?
(已知R1>R2)?
答案:
解:
⑴A状态对应低温档,B状态对应高温档(1分)
理由:
A状态,R1、R2串联,电功率
B状态,R1、R2并联,电功率
R串>R并,所以PA<PB(1分)
⑵由⑴问分析可知
①
又
②
且R1>R2,联立①②解之得
R1=800ΩR2=200Ω
//电功率联系实际计算之加热保温问题。
电路是去年的图。
40(08河北)某电热毯只有一个挡位,使用不方便。
小明想用一电阻丝作发热体与其串联,将它改造成有两个挡位的电热毯。
已知原电热毯的额定电压为220V,为了测定它的额定功率,小明把它与一个标有“220V25W”灯泡串联在家庭电路中(如图22所示),电压表的示数为176V。
(电源电压恒为220V,不考虑温度对电阻阻值的影响)
求:
(1)原电热毯的额定功率多大?
(2)为了使改造后的电热毯(如图23所示)在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三,小明需一个阻值多大的电阻丝?
(保留一位小数)
(3)改造后的电热毯,在低温挡位时工作10min,R0消耗多少电能?
23(08太原)培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。
图12是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。
他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中,测得其实际功率为27W。
(电热丝阻值不随温度变化)请你解答下列问题:
(1)(1分)电热丝是利用电流的______效应工作的。
(2)通过电热丝R的电流为多大?
(3)为保证菌种的培养,箱内发热功率应为12W。
在不改变电源电压和原电热丝的情况下,在箱内串联一段多大阻值的电热丝?
答案;
(1)热
//发热、保温类电功率联系实际应用计算!
36.(08杭州)冬天,王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档,于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻)。
(1)图甲中有定值电阻R2(置于电热毯外部),电热丝R:
,请说明要使电热毯处于低温档时,开关S1、S2应处于什么状态?
并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温档时,开关S1、S2应处于什么状态?
并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。
(3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由。
36.(6分)
(1)S1闭合,S2断开。
(1分)低温档电热毯发热功率:
P=I2R2=[U/(R1+R2)]2R2(1分)
(2)S1、S2均闭合(1分)高温档电热毯发热功率:
.P=(U2/R2)+(U2/R3)(1分)(3)较好的电路是乙,(1分)
因为在甲电路中,低温档时R1要发热,浪费电能。
(1分)
//两档电热器,应该单列一个专题!
27(08盐城)右图是一个加热、保温电路的一部分。
电热丝R1规格为“220V1100W”,限流电阻R2=506Ω。
电路的工作原理是:
当温控开关S接a时,电热丝R1接入电路,电路处于加热状态;当达到一定温度时,温控开关S自动从a切换到b,电路处于保温状态。
正常工作时,加热功率1100W,保温功率88W。
(电源电压保持不变,电阻不随温度变化。
)
(1)请你按照上述原理,对右图进行连线,使它成为完整的电路图;
(2)某天在使用
(1)中已经连接完整的电路时,R1烧毁了。
有人想使电路恢复正常工作,设计了下面方案。
请通过计算、分析,对两个方案作出评价:
方案一:
用“220V220W”电热丝R3、“220V880W”电热丝R4串联替代R1;
方案二:
用两根都是“220V550W”的电热丝R5并联替代Rl。
(3)请你选用下表所提供的电热丝,再设计一个方案,使
(2)中损坏的电路恢复正常工作,并说明设计理由。
电热丝:
符号
R6
R7
R8
R9
规格
220V500W
220V600W
220V2200W
110V550W
数量
1
1
2
3
23(08山东)(6分)电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关Se自动控制),从说明书上收集到如下数据及图12所示的电路原理图
1)请分析说明温控开关Se断开时,饮水机处于哪种工作状态?
(2)求电R的阻值。
⑶求电热饮水机在加热状态下的工作电流。
答案:
解:
⑴当30断开时,只有R2连入电路;当So闭合时,R1R2均被连入电路,且为并联。
两种情况相比,当S0断开时饮水机的工作电流较小,根据P=UI可知,此时饮水机消耗的电功率也较小。
故当S0断开时饮水机处于保温状态。
……………(2分)
⑵当SO断开时,饮水机处于保温状态。
由公式p=uiR和I=U/R得:
25(08黄石)许明家的电吹风内部电路的连接情况如图16所示,有带风叶的小电动机一只,电热丝一段(正常工作时,电阻为80Ω,开关两只(S1、S2),插头一只,导线若干。
(1)观察此图,请按电吹风的功能。
在下表空格内填出开关对应的状态(填“闭合”或“断开”)
(2)许明在家中断开其它用电器,将电吹风插入插座(电源电压为220V),当电吹风吹冷风时,测得15min内,他家中的电能表的铝盘转了90转(电能表上标有“3000r/kw·h”),请你算出该电吹风吹热风时消耗的总功率。
//很典型的电路设计题,在原题的基础上拓展为计算题,加入电能表元素,取材老提,有所创新,很好!
12(08淄博)(9分)某电热水瓶的铭牌如下表所示。
若热水瓶内装满水,在额定电压下工作(外界大气压强为1个标准大气压)。
求:
(1)保温时通过电热水瓶的电流是多少?
(2)加热时电热水瓶的电阻多大?
(3)若瓶内20℃的水加热10min正好烧开,则加热时电热水瓶的热效率是多少?
(4)请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。
答案:
(1)由P=UI得I=P1/U=30W/220V=0.14A
(2)由P=U2/R得R=U2/P2=(220V)2/1200W=40.33Ω
(3)瓶内水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
瓶内水吸热Q=Cm(t-t0)
=4.2×103kg/m3×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J
消耗的电能W=P2t=1200W×10×60s=7.2×105J
热水瓶效率η=Q/W=6.72×105J/(7.2×105J)=93.3%
(4)
说明:
电路图画对得2分,有一处错误即得0分,其他合理画法参照得分。
//对八年级的学生就保温盒加热电路做了全面的总结,包含了第四问。
同时本题也融入了热量计算的内容,属于经典题的整合变式。
0(08哈尔滨)(2分)如图所示,一个标有“220V1000W”的快速电热水壶,要在标准大气压下将1kg温度为20℃的水烧开,水需要吸收的热量是_______J,若不计热损失,电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间是_______s.【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
答案:
3.36x105;336
34.(08温州)近几年,常规能源日益紧缺,温室效应日益加剧,节能减排迫在眉睫。
(1)节能减排从我做起
小明所在的学校有30个班级,每个教室里有4只“220VlOOW”的电风扇。
小明发现在课间操时间内(30分钟),部分教室里的电风扇仍然在工作。
小明想,如果在课间操时间内,每个教室里的电风扇都关掉与都在工作相比较,一个月(按20天计算)整个学校能节约电能多少千瓦时?
(2)提高效率是节能减排的有效方法
水的体积
1升
O.5升
烧开所需时间
3分45秒
2分15秒
在办公室里有时会看到这样一种现象:
有人需要喝开水的时候,就用电热水壶烧开半壶水供自己饮用。
小明想:
同一壶水,一次性烧开和分两次烧开,耗能一样吗?
于是小明就用自己家里电热水壶进行实验(水的初始温度相同),获得数据如下表。
通过比较可以发现,烧开一壶水,耗能较少的是▲(选填“一次性烧开”或“分两次烧开”)。
(3)探索开发新能源是节能减排的重要途径
传统的火力发电技术发电l千瓦时约需要完全燃烧400克煤。
我国国家体育场(“鸟巢”)是世界上最大的环保型体育场,它的太阳能发电系统替代了部分火力供电。
该系统正常工作1小时,可发电130千瓦时,大约可以减少排放多少千克的二氧化碳?
(设煤的含碳量为90%,煤燃烧的化学方程式可以表示为:
C+O2====C02)
36.(08宁波)如图所示为CRH2型动车组,最大运营速度为200km/h。
(1)当该动车组用4800kW的牵引功率使列车以50m/s的速度匀速直线行驶时,动车组所受到的阻力f多大?
(2)该动车组的每节车厢上都配有电热水器。
在标准大气压下,用它把10kg、20℃的水烧开.电流至少要做多少功?
若它工作时的电功率为42kW,至少需要多少时间?
//常规的电热综合,动车组是两年前的热点!
29(08南通)(7分)小丽家新买了一台电热水器,下表是该热水器的一些技术参数。
现将水箱中装满水,通电后正常工作40min,水温从25℃上升到45℃.在此过程中,求:
(1)热水器中电热丝的电阻:
(2)水所吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(3)热水器的效率.
型号
FED—H50
额定电压
220V
最大水量
50kg
额定功率
2000W
//经典电热综合题!
25(08盐城)小明家的电热水壶的铭牌如图所示,在一个标准大气压下,该水壶正常工作时,用l0min能将2kg、10℃的水烧开。
水的比热容c=4.2×103J/(kg.℃)
(1)计算水吸收的热量;
(2)计算消耗的电能;
(3)水增加的内能比消耗的电能小多少?
请结合物理知识,
从节能的角度提一个合理化的建议。
31(08常州)“5·12”坟川大地震发生后,常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机.这种柴油发电机的工作原理为:
以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统,带动发电机发电,该柴油发电机说明书的部分内容如表所示.现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些家用电器都正常工作时,求:
(1)输电线路中的电流多大?
(2)输电线路损失的电功率多大?
(3)发电机实际输出电压多大?
(4)该柴油发电机工作过程中,每小时消耗18kg柴油,柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少?
(柴油热值是3.3X107J/kg)
答案:
29(08连云港)(6分)焚烧秸秆不仅造成严重的环境污染,还造成大量的能源浪费。
研究表明,秸秆的热值为0.75×107J/kg,相当于标准煤的四分之一。
(1)我国第一家秸秆发电厂,已于2007年1月1日开始正式发电,从此,中国电网里出现了由农民“种”出来的电流。
据了解,我国每年仅农作物秸秆产量就有6亿吨(合6×1011kg)。
如果这些秸秆完全燃烧放出的热量全部转化为电能,则每年可发电多少千瓦时?
(2)某学校食堂锅炉盛水1.5t,如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃,共需要多少秸秆?
(设秸秆完全燃烧,且放出的热量有42%被水吸收)
答案:
(6分)
解:
⑴
(1分)
代入数据得:
Q=4.5×1018J(1分)
W=
kW·h=1.25×1012kW·h(1分)
⑵Q吸=c水m水
t (1分)
Q吸=m′qη(1分)
代入数据得:
m′=160kg(1分)
18
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