电功与热量的计算

2012年电功与热量的计算 　 一．选择题（共5小题） 1．（2009•兰州）电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（  ） 　 A． 5：4 B． 1：5 C． 5：1 D． 4：5 　 2．一把标有“220V 40W”字样的电铬铁，正常工作时，1min产生热量为（  ） 　 A． 40J B． 240J C． 2400J D． 24J 　 3．两条电炉丝电阻的阻值之比R1：R2=3：2，电阻丝两端的电压之比U1：U2=1：2，在相同时间内它们放出热量之比Q1：Q2为（  ） 　 A． 1：3 B． 1：6 C． 3：4 D． 3：8 　 4．一只电炉接在220伏的电路上时，用10分钟可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是（  ） 　 A． 10分钟 B． 20分钟 C． 30分钟 D． 40分钟 　 5．电动机工作时两端电压为U，电流为I，电动机线圈的电阻为R，则该电动机工作时输出的最大机械功率为（  ） 　 A． UI B． I2R C． UI﹣I2R D． UI+I2R 　 二．填空题（共8小题） 6．（2005•扬州）额定功率为1000W的电热水壶正常时，将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃，耗时10min，则水要吸收　_________　J的热量，水壶消耗电能为　_________　J，该水壶的效率为　_________　（C水=4.2×103J/（kg℃））． 　 7．电炉工作时通过的电流强度是2 A，它两端电压是220 V，在10 min内产生的热量是　_________　J，电流做功是　_________　J． 　 8．一只电热器接在照明电路中，5min产生的热量为2.64×105J，则通过该电热器的电流是　_________　A，电热器正常工作时的电阻是　_________　Ω． 　 9． 额定电压    220V 额定功率    1000W 频率            50Hz 最大容量    1.0L 某宾馆房间有一只美的牌电热水壶，铭牌如右所示，此水壶正常工作5min产生的热量是　_________　J． 　 10．一台“220V  1000W”的电热水器，消耗1 度电它能正常工作　_________　h；如果它的电源线比的细，则它的电阻比标准电源线的电阻大，产生的热量　_________　． 　 11．有两台电炉，其电热丝的电阻分别为R1和R2，把R1单独接在电压为U的某一电源上给初温为to，质量为m的一壶冷水加热至沸腾需要时间为t1，把R2单独接在此电源上给同样这壶水加热至沸腾，需要时间为t2，如果把它们串联在此电源上仍给这壶水加热至沸腾，需要时间t为　_________　． 　 12．电炉丝坏了，去掉1/4后，接在原来的电源上，在相同的时间内产生的热量与原来的热量之比是　_________　． 　 13．在家庭电路中，用甲、乙两根电热丝先后给完全相同的三壶水加热至沸腾．单独接甲需用时间t1；甲、乙串联需用时间t2；则甲、乙并联需用时间t3=　_________　． 　 三．解答题（共11小题） 14．（2012•遵义）家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的，小明家浴室内浴霸由四只标有“220V 250W”的同发热灯组成，小明测得浴室的面积为6m2，高为2.5m，查资料得知当地空气的密度为1.2kg/m3，比热容为1.0×103J/（kg•℃），当四只灯泡同时正常工作25min后，测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃，求： （1）浴室内空气的质量； （2）浴室内空气吸收的热量； （3）浴霸加热浴室内空气的效率． 　 15．（2012•淄博）电磁炉是一种高效、方便、卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样．然后小锋关闭了家中其他用电器，只把电磁炉接入电路中，用了10min 把质量为3kg、初温25℃的水烧开，这个过程中电能表转盘转了900 转．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），当时气压为标准大气压．求： （1）加热过程中水吸收的热量； （2）电磁炉的实际功率； （3）电磁炉的热效率． 　 16．（2012•扬州）有一台电热水器，铭牌上标有“220V 3000W“字样，其中装有50kg的水，将这些水从25℃加热到35℃．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）水吸收的热量． （2）为了加热这些水，电热水器正常工作15min所产生的热量． 　 17．某电热器在220V的电压下工作5min，放出11880J的热量，则通过它们的电流是　_________　A． 　 18．“热得快”是一种插在保温瓶中烧水的家用电器，已知某“热得快”的规格是“220V，500W”电流做功的80%被水吸收，用它将质量为2千克，温度为15℃的是加热到80℃，大约需要多少时间？ 　 19．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高温三个档位的发热功率．如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触．已知：两根电热丝R1=44Ω，R2=44Ω，电源电压220V保持不变．请和解答以下问题： （1）当开关S1置于b端、S2断开时，电路中的电流是多少？ （2）当开关S1置于a端、S2合上时，电路的总电阻是多少？ （3）当开关S1置于b端、S2合上时，电烤箱处于什么档位？此时电烤箱对食物加热5min，消耗的电能为多少？ （解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式．要有数据代入和运算结果） 　 20．一电水壶铭牌标有额定电压220V，额定功率1500W，电源频率为50Hz，容积5.5L，在标准大气压下，把20℃的水装满后通电烧开，求： （1）需要多少热量？ （2）消耗多少电能？ （3）在额定电压下通电多长时间？ 　 21．如图电路，电源电压保持12V不变，标有“10V 4W”的灯泡L与滑动变阻器R串连接在电路中．闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光，求： （1）此时灯泡L的电阻RL为多少Ω？电路中的电流为多少A？ （2）若通电2min，变阻器R上产生的热量为多少J？ 　 22．小明在家里用电加热器（俗称“热得快”）给暖瓶中lkg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃．求： （1）水吸收的热量是　_________　J； （2）他家的电能表标着“3000R/kW•h”字样，在这段时间内电能表的转盘转　_________　转[只有这个电加热器正常工作，且它放出热量全部被水吸收，C水=4.2×103J/（kg•℃）]． 　 23．有一电热水壶，铭牌如表所示．求： 额定电压          220V 频率              50Hz 额定功率          1100W 最大水量          1Kg （1）将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃，水吸收了多少热量？ （2）该电热水壶需要多长时间才能将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃？（不计其他热损耗） 　 24．小刚家新买了一个电炉，它的额定电压是220V，额定功率是880W，让电炉在额定电压下工作，把5kg的水从12℃加热到100℃．[不计热损失，C水=4.2×103J/（kg•℃）] （1）该用电器正常工作时的电流多大？电阻多大？ （2）水需要吸收多少热量？ （3）加热的时间是多少？ 　 2012年电功与热量的计算 参考答案与试题解析 　 一．选择题（共5小题） 1．（2009•兰州）电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（  ） 　 A． 5：4 B． 1：5 C． 5：1 D． 4：5 考点： 电功与热量的综合计算；并联电路的电压规律；影响电阻大小的因素；电功的实质。1422895 专题： 计算题；推理法。 分析： 电炉丝断了，去掉后，电阻变为原来的，知道仍然接在原来的电源两端，所加电压不变，利用Q=W=分析判断． 解答： 解：∵电炉丝断了，去掉了， ∴现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系： R现在：R原来=R：R=4：5， ∴通过R1与R2的电流I相等， ∵电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能， ∴Q=W=， ∵仍然接在原来的电源两端分，所加电压相等， ∴在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比： Q现在：Q原来=：=R原来：R现在=5：4， 故选A． 点评： 本题考查了学生对焦耳定律、并联电路的电压关系、影响电阻大小的因素的了解和掌握，为防止因颠倒而出错，记住规律：在并联电路中，除了电压相等外，各电阻的电流、电功、电功率、电热都与电阻成正比． 　 2．一把标有“220V 40W”字样的电铬铁，正常工作时，1min产生热量为（  ） 　 A． 40J B． 240J C． 2400J D． 24J 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题。 分析： 电能转化为内能，它的公式是Q=I2Rt（普适公式），如果用电器在工作时电能全部转化为内能，则也可以用公式Q=、Q=UIt和Q=Pt来计算电流产生的热量． 解答： 解：5min产生的热量：Q=W=Pt=40W×60s=2400J． 故选C． 点评： 注意生活中常用电器的能量转化情况：纯电阻用电器，消耗电能全转化为内能的，电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅等，可以利用Q=W=Pt计算． 　 3．两条电炉丝电阻的阻值之比R1：R2=3：2，电阻丝两端的电压之比U1：U2=1：2，在相同时间内它们放出热量之比Q1：Q2为（  ） 　 A． 1：3 B． 1：6 C． 3：4 D． 3：8 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 比例法。 分析： 本题告诉的是电压和电阻，故可由公式W=求出两电阻丝各自的热量，将两热量做比，则由电阻之比，电压之比即可求出热量之比 解答： 解：由Q=得：， 则=== 故选B． 点评： 学会灵活选择电功公式，对解题是有帮助的． 　 4．一只电炉接在220伏的电路上时，用10分钟可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是（  ） 　 A． 10分钟 B． 20分钟 C． 30分钟 D． 40分钟 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 比例法。 分析： 烧水时电能转化为内能，要想用110V时将水烧开，则应使消耗的电能与220V时的电能相等即可． 解答： 解：两次均能把水烧开，说明两次电流做功一样多，设电阻为R，即： = 则t2===4t1=40分钟． 故答案为：40分钟 点评： 本题中用的是比例的，故时间的单位不需要换算． 　 5．电动机工作时两端电压为U，电流为I，电动机线圈的电阻为R，则该电动机工作时输出的最大机械功率为（  ） 　 A． UI B． I2R C． UI﹣I2R D． UI+I2R 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 分析： 本题考查电动机的输入功率，理解电流的功率的含义及功的转化方向可求出． 解答： 解：电动机消耗的功率为：P0=UI，电动机中电阻发烧消耗的功率P1=I2R，而输出的功率为两者的差值： 即UI﹣I2R． 故选C 点评： 对于电机我们一定要记清，电机消耗的电功并没有全部用来发热，而是一部分转化为机械能而输出． 　 二．填空题（共8小题） 6．（2005•扬州）额定功率为1000W的电热水壶正常时，将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃，耗时10min，则水要吸收　5.04×105　J的热量，水壶消耗电能为　6×105　J，该水壶的效率为　84%　（C水=4.2×103J/（kg℃））． 考点： 电功与热量的综合计算；能量利用效率。1422895 专题： 计算题。 分析： 电热水壶烧水时将电能转化为水的内能，水吸收的热量可由比热求出，则只需求出电能即可求出效率． 解答： 解：烧水时，水吸收的热量Q=mC水△t=1.5kg×4.2×103J/（kg°C）×（100℃﹣20℃）=5.04×105J． 电壶消耗的电能为：W=Pt=1000W×10×60s=6.0×105J． 则水壶的效率为：η===84%． 故答案为：5.04×105J，6.0×105J，84%． 点评： 本题是电学和热学的综合，在能量利用效率这一部分是经常出现的一种题型，要注意积累求能的方法． 　 7．电炉工作时通过的电流强度是2 A，它两端电压是220 V，在10 min内产生的热量是　2.64×105　J，电流做功是　2.64×105　J． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题。 分析： 已知电炉是纯电阻用电器，所以电流做的功与消耗的电能相等． 解答： 解：Q=W=Pt=UIt=220V×2A×10×6s=2.64×105J 故答案为：2.64×105；2.64×105． 点评： 本题是一道考查电功与热量的综合计算题，注意求电热时要根据已知条件选择合适的计算公式． 　 8．一只电热器接在照明电路中，5min产生的热量为2.64×105J，则通过该电热器的电流是　4　A，电热器正常工作时的电阻是　55　Ω． 考点： 电功与热量的综合计算；欧姆定律的应用。1422895 专题： 计算题。 分析： 电热器是纯电阻用电器，所以Q=W=Pt，已知通电时间和产生的热量可求得功率，照明电路电压为220V，利用功率公式求出电热器的电流．再利用欧姆定律求出电阻． 解答： 解：， ， ． 故答案为：4；55． 点评： 本题考查的是电功与热量的综合计算能力，涉及到的公式比较全，有欧姆定律公式、电功、电功率公式以及电热的计算．注意电热计算公式的选择． 　 9． 额定电压    220V 额定功率    1000W 频率            50Hz 最大容量    1.0L 某宾馆房间有一只美的牌电热水壶，铭牌如右表所示，此水壶正常工作5min产生的热量是　3×105　J． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 应用题。 分析： 电能转化为内能，它的公式是Q=I2Rt（普适公式），如果用电器在工作时电能全部转化为内能，则也可以用公式Q=、Q=UIt和Q=Pt来计算电流产生的热量． 解答： 解：5min产生的热量： Q=W=Pt=1000W×5×60s=3×105J． 故答案为：3×105． 点评： 注意生活中常用电器的能量转化情况：纯电阻用电器，消耗电能全转化为内能的，电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅等，可以利用Q=W=Pt计算． 　 10．一台“220V  1000W”的电热水器，消耗1 度电它能正常工作　1　h；如果它的电源线比标准的细，则它的电阻比标准电源线的电阻大，产生的热量　多　． 考点： 电功与热量的综合计算；影响电阻大小的因素。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： （1）由铭牌可知，电热水器的额定功率，正常工作时的功率和额定功率相等，根据t=求出消耗1度电它能正常工作的时间； （2）如果它的电源线比标准的细，也就是说横截面积较小，则它的电阻较大，根据公式Q=I2Rt可知产生的热量的变化． 解答： 解：（1）消耗1度电它能正常工作： t===1h； （2）在同样长度、相同材料的情况下， ∵电热水器的电源线比标准的细， ∴电热水器的电源线的电阻大， 在电路中产生的热量多，就会出现电源线过热的现象．  故答案为：1；多． 点评： 本题考查消耗电能的计算和导线产生热量的问题，关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意大功率用电器的电源线不能太细，否则会发生危险． 　 11．有两台电炉，其电热丝的电阻分别为R1和R2，把R1单独接在电压为U的某一电源上给初温为to，质量为m的一壶冷水加热至沸腾需要时间为t1，把R2单独接在此电源上给同样这壶水加热至沸腾，需要时间为t2，如果把它们串联在此电源上仍给这壶水加热至沸腾，需要时间t为　t1+t2　． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： 水沸腾时吸收的热量相同，根据P=表示出把R1、R2单独接在电压为U的电源上时的电功率，根据Q吸=W=Pt表示出两电阻的阻值；再根据电阻的串联和P=表示出两电阻串联时消耗的电功率，进一步利用Q吸=W=Pt求出需要的加热时间． 解答： 解：水沸腾时吸收的热量相同，设为Q吸，则 t1=Q吸，t2=Q吸， 即R1=，R2=， R1+R2=（t1+t2）， 如果把它们串联在此电源上时，电路的电功率： P=， 根据Q吸=W=Pt=t得： t==（R1+R2）=×（t1+t2）=t1+t2． 故答案为：t1+t2． 点评： 本题考查电功公式及其变形的应用以及串联电路电阻特点，关键知道不管用哪种连接方式，水吸收的热量都相同． 　 12．电炉丝坏了，去掉1/4后，接在原来的电源上，在相同的时间内产生的热量与原来的热量之比是　4：3　． 考点： 电功与热量的综合计算；并联电路的电压规律。1422895 专题： 计算题；推理法。 分析： 电炉丝断了，去掉后，电阻变为原来的，知道仍然接在原来的电源两端，所加电压不变、通电时间不变，利用Q=W=t分析判断． 解答： 解：∵电炉丝断了，去掉了， ∴现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系： R现在：R原来=R：R=3：4， ∵电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能， ∴Q=W=t， ∵仍然接在原来的电源两端分，所加电压相等， ∴在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比： Q现在：Q原来=t：t=R原来：R现在=4：3． 故答案为：4：3． 点评： 本题为求比值题目，为防止因颠倒而出错，记住规律：在并联电路中，除了电压相等外，各电阻的电流、电功、电功率、电热都与电阻成正比． 　 13．在家庭电路中，用甲、乙两根电热丝先后给完全相同的三壶水加热至沸腾．单独接甲需用时间t1；甲、乙串联需用时间t2；则甲、乙并联需用时间t3=　　． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： 水沸腾时吸收的热量相同，根据公式可求电阻之比，根据串、并联电路电阻的特点和电功公式可求并联时所需时间． 解答： 解：设两根电阻丝的电阻分别为R1和R2； 水沸腾时吸收的热量相同，=， 整理得：=，①进一步整理得：=② ∴并联时水沸腾时吸收的热量也相同，即t幷= ∴并联时所用时间t并= 与①②联立可得t并===． 故答案为． 点评： 本题考查电功公式及其变形的应用以及串、并联电路电阻特点，关键知道不管用哪种连接方式，水吸收的热量都相同． 　 三．解答题（共11小题） 14．（2012•遵义）家庭浴室中常用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的，小明家浴室内浴霸由四只标有“220V 250W”的同规格发热灯组成，小明测得浴室的面积为6m2，高为2.5m，查资料得知当地空气的密度为1.2kg/m3，比热容为1.0×103J/（kg•℃），当四只灯泡同时正常工作25min后，测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃，求： （1）浴室内空气的质量； （2）浴室内空气吸收的热量； （3）浴霸加热浴室内空气的效率． 考点： 电功与热量的综合计算；密度公式的应用；热量的计算；电功的计算。1422895 专题： 计算题。 分析： （1）求出浴室的容积（空气的体积），利用m=ρV求空气的质量； （2）知道空气的初温和末温，根据热量的计算公式Q吸=cm△t计算出空气吸收的热量（有用能量）； （3）由于四只灯泡同时正常工作，可求四只灯的总功率，知道正常工作时间，根据W=Pt计算出消耗的电能（总能量），根据η=求出浴霸加热浴室内空气的效率． 解答： 解： （1）空气的质量： m=ρV=1.2kg/m3×6m2×2.5m=18kg； （2）空气吸收的热量： Q吸=cm△t=1.0×103J/（kg•℃）×18kg×（28℃﹣13℃）=2.7×105J； （3）∵四只灯泡同时正常工作， ∴四只灯的总功率： P=250W×4=1000W， 25min消耗的电能： W=Pt=1000W×25×60s=1.5×106J， 浴霸加热浴室内空气的效率： η===18%． 答：（1）浴室内空气的质量为18kg； （2）浴室内空气吸收的热量为2.7×105J； （3）浴霸加热浴室内空气的效率为18%． 点评： 本题为电功和热量的综合计算题，考查了学生对密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的掌握和运用，本题关键知道灯暖型浴霸的铭牌（额定电压、额定功率）和正常工作时间求浴霸消耗的电能． 　 15．（2012•淄博）电磁炉是一种高效、方便、卫生的新型灶具，为了研究电磁炉，小锋同学首先观察了家中的电能表，看到电能表的铭牌上标有“220V 10A”和“3000r/kW•h”字样．然后小锋关闭了家中其他用电器，只把电磁炉接入电路中，用了10min 把质量为3kg、初温25℃的水烧开，这个过程中电能表转盘转了900 转．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），当时气压为标准大气压．求： （1）加热过程中水吸收的热量； （2）电磁炉的实际功率； （3）电磁炉的热效率． 考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算；电功率的计算。1422895 专题： 计算题；分子热运动、内能；电能和电功率。 分析： （1）知道水壶内水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的热量； （2）知道只将电磁炉接入电路烧水观察电能表，转盘在10min内转了900r，利用电能表的参数“3000r/kW•h”求电磁炉工作10min消耗的电能；利用P=求电磁炉的功率； （3）电磁炉烧水的效率等于水吸收的热量与电磁炉消耗电能的比值． 解答： 解： （1）水吸收的热量为： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣25℃）=9.45×105J； （2）电磁炉工作10min，电能表转900r，消耗的电能为： W=×3.6×106J=1.08×106J； 电磁炉的功率为： P===1800W； （3）电磁炉烧水的效率： η===87.5%． 答：（1）加热过程中水吸收的热量为9.45×105J； （2）电磁炉的实际功率为1800W； （3）电磁炉的热效率为87.5%． 点评： 本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了消耗电能的计算、热量的计算、效率的计算，对电能表参数的理解和运用是本题的关键． 　 16．（2012•扬州）有一台电热水器，铭牌上标有“220V 3000W“字样，其中装有50kg的水，将这些水从25℃加热到35℃．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）水吸收的热量． （2）为了加热这些水，电热水器正常工作15min所产生的热量． 考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算。1422895 专题： 计算题。 分析： （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量； （2）电热水器正常工作，实际功率等于额定功率，利用Q=W=Pt求电热水器正常工作15min所产生的热量． 解答： 解： （1）Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（35℃﹣25℃）=2.1×106J； （3）t=15min=900s， ∵电热水器正常工作， ∴P=P额=3000W， ∴电热水器正常工作15min所产生的热量： Q放=W=Pt=3000W×900s=2.7×106J． 答：（1）水吸收的热量是2.1×106J； （2）电热水器正常工作15min所产生的热量2.7×106J． 点评： 本题为热学、电学综合题，考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、电流做功产生热量公式Q放=W=Pt的掌握和运用，因条件已给出，难度不大． 　 17．某电热器在220V的电压下工作5min，放出11880J的热量，则通过它们的电流是　0.18　A． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题。 分析： 已知电压和通电时间还有消耗电能，根据W=UIt可求电流． 解答： 解：因为W=UIt 所以I=． 故答案为：0.18． 点评： 本题考查电流的计算，属于基础题． 　 18．“热得快”是一种插在保温瓶中烧水的家用电器，已知某“热得快”的规格是“220V，500W”电流做功的80%被水吸收，用它将质量为2千克，温度为15℃的是加热到80℃，大约需要多少时间？ 考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算。1422895 专题： 计算题。 分析： 已知水的质量、初温和末温可利用热量的计算公式求得水吸收的热量，再利用热得快的热效率可求得热得快消耗的电能，利用电功的计算公式求出需要的时间． 解答： 解：质量是2千克的水升温时吸收的热量是： Q吸=Cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（80℃﹣15℃）=5.46×105J 因为η=， 所以W总===6.825×105J 由W总=Pt得t===1365s 答：大约需要1365秒． 点评： 本题考查了热量的计算公式、电功的计算公式和有关效率问题，是一道有关基础知识的综合计算题．要求学生掌握这些基础知识． 　 19．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高温三个档位的发热功率．如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触．已知：两根电热丝R1=44Ω，R2=44Ω，电源电压220V保持不变．请分析和解答以下问题： （1）当开关S1置于b端、S2断开时，电路中的电流是多少？ （2）当开关S1置于a端、S2合上时，电路的总电阻是多少？ （3）当开关S1置于b端、S2合上时，电烤箱处于什么档位？此时电烤箱对食物加热5min，消耗的电能为多少？ （解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式．要有数据代入和运算结果） 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： （1）当开关S1置于b端、S2断开时，两电阻串联，电源电压已知，可求电流． （2）当开关S1置于a端、S2合上时，两电阻并联，根据公式可求并联电阻． （3）当开关S1置于b端、S2合上时，电路中只有R1=44Ω，此时电阻大于并联电阻，小于串联电阻，所以为中档．根据电压、电阻和通电时间求消耗电能． 解答： 解：（1）电源电压为U =， 答：电路中的电流是2.5A． （2）= R总=22Ω 答：电路的总电阻是22Ω． （3）当开关S1置于b端、S2合上时，电路中只有R1=44Ω，此时电阻大于并联电阻，小于串联电阻，所以为中温档， Q== 答：电烤箱处于中档位，电烤箱对食物加热5min，消耗的电能为3.3×105J． 点评： 本题考查电路电流的计算，并联电阻的计算以及消耗电能的计算．关键是分析开关闭合与断开时电路的连接情况． 　 20．一电水壶铭牌标有额定电压220V，额定功率1500W，电源频率为50Hz，容积5.5L，在标准大气压下，把20℃的水装满后通电烧开，求： （1）需要多少热量？ （2）消耗多少电能？ （3）在额定电压下通电多长时间？ 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： （1）先计算出水的质量，再根据公式Q吸=cm（t﹣t0）可求吸收的热量． （2）吸收的热量等于消耗的电能． （3）已知额定功率和消耗的电能，根据公式W=Pt可求通电时间． 解答： 解：（1）m=ρV=1.0×103kg/m3×5.5×10﹣3m3=5.5kg． Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5.5kg×（100℃﹣20℃）=1.848×106J． （2）消耗的电能W=Q吸=1.848×106J． （3）因为W=Pt， 所以通电时间=． 答：吸收的热量为1.848×106J．消耗的电能为1.848×106J．通电时间为1232s． 点评： 本题考查电功与吸热公式的综合应用，关键是知道水吸收的热量等于消耗的电能，还考查公式的灵活运用． 　 21．如图电路，电源电压保持12V不变，标有“10V 4W”的灯泡L与滑动变阻器R串连接在电路中．闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光，求： （1）此时灯泡L的电阻RL为多少Ω？电路中的电流为多少A？ （2）若通电2min，变阻器R上产生的热量为多少J？ 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： （1）已知灯泡额定电压和额定功率，根据，可求电阻．电流就等于． （2）因为串联，先求出滑动变阻器上的电压，再根据求出滑动变阻器接入的电阻，最后根据Q=I2Rt求出产生的热量． 解答： 解：（1）， 答：此时灯泡L的电阻RL为25Ω，电路中的电流为0.4A． （2）滑动变阻器接入电路的电阻 ， 变阻器R上产生的热量为Q=I2Rt=（0.4A）2×5Ω×2×60s=96J． 答：变阻器R上产生的热量为96J． 点评： 本题考查电阻和电流的计算，以及产生热量的计算，关键是考查串联分压情况． 　 22．小明在家里用电加热器（俗称“热得快”）给暖瓶中lkg的水加热10min，水温从20℃恰好升高到100℃．求： （1）水吸收的热量是　3.36×105　J； （2）他家的电能表标着“3000R/kW•h”字样，在这段时间内电能表的转盘转　270　转[只有这个电加热器正常工作，且它放出热量全部被水吸收，C水=4.2×103J/（kg•℃）]． 考点： 电功与热量的综合计算。1422895 专题： 计算题；应用题。 分析： （1）根据吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）可求吸收的热量． （2）已知电能表标着“3000R/kW•h”，水吸收的热量就等于消耗的电能，进行单位换算把焦耳换成千瓦时进行计算． 解答： 解：（1）Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/kg•℃×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J=0.09KW•h． （2）在这段时间内电能表的转盘转3000×0.09转=270转． 故答案为：3.36×105；270． 点评： 本题考查已知质量、比热和初温、末温求水吸热的计算以及电能表的转数． 　 23．有一电热水壶，铭牌如表所示．求： 额定电压          220V 频率              50Hz 额定功率          1100W 最大水量          1Kg （1）将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃，水吸收了多少热量？ （2）该电热水壶需要多长时间才能将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃？（不计其他热损耗） 考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算；电功的计算。1422895 专题： 计算题；信息给予题。 分析： （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量； （2）不计其他热损耗，电流做功全转化为内能被水吸收，即W=Q吸，知道电热水壶的功率，利用电功率公式求需要的加热时间． 解答： 解： （1）Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J， （2）∵不计其他热损耗， ∴W=Q吸 ∵P=， ∴t==≈305s． 答：（1）将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃，水吸收了3.36×105J热量； （2）该电热水壶需要305s才能将质量为1kg，温度为20℃的水加热到100℃． 点评： 本题为电功和热量综合计算题，考查了学生对吸热公式、电功率公式的掌握和运用，能从铭牌得出相关信息并利用好是本题的关键． 　 24．小刚家新买了一个电炉，它的额定电压是220V，额定功率是880W，让电炉在额定电压下工作，把5kg的水从12℃加热到100℃．[不计热损失，C水=4.2×103J/（kg•℃）] （1）该用电器正常工作时的电流多大？电阻多大？ （2）水需要吸收多少热量？ （3）加热的时间是多少？ 考点： 电功与热量的综合计算；热量的计算；电功率的计算。1422895 专题： 计算题。 分析： （1）知道电路的额定电压和额定功率，利用P=UI和P=求正常工作电流和电路电阻； （2）知道水的质量、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量； （3）由题知，W电=Q吸，再利用W电=Pt求加热的时间． 解答： 解：（1）电炉正常工作电流： I===4A， 电炉电阻： R===55Ω； （2）Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣12℃）=1.848×106J； （3）由题知，W电=Pt=Q吸， ∴t===2100s=35min． 答：（1）该用电器正常工作时的电流为4A，电阻为55Ω； （2）水需要吸收1.848×106J的热量； （3）加热的时间是35min． 点评： 本题考查学生对吸热公式和电功率公式的理解和运用，计算时要求灵活选用公式．