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第二十七讲 电热知识体系重点综合计算
讲义目录
考情分析........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................1 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点例题解析及变式练...........................................................................3 考点 电热知识体系重点综合计算.................................................................3 真题在线.........................................................................................................9
课标要求
能将电学热学规律综合应用,解决综合计算问题,是学生综合素养能力提升的重要举措,是中考命题核心考查方向。
考点分布 考查频率 命题趋势
电热知识体系 重点综合计算 ★★ 各省中考物理命题,电热综合计算类试题经常出现,体现了考查学生综合素养能力的力度。综合计算能力题出现,分值8分以内。这类问题属于压轴题,是中考重点,希望复习时要掌握方法和解题思路。预测2026年很多省市仍然会出现这类问题。
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
电热综合计算问题答题技巧
1.理解记忆力学热学常用公式,做到熟练计算。一般涉及下列公式
(1)物体吸收或放出热量的公式
①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。
②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。
其中,Q吸表示吸收热量,单位是J;c表示物体比热容,单位是J/(kg·℃);m表示质量,单位是kg;t0表示物体初始温度,单位是℃;t表示物体后来的温度,单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t,表示物理降低了的温度。
(2)燃料完全燃烧放出热量的公式
①燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q放=mq。
②气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q放=qV。推导过程如下:
说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中,Q放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J;q表示燃料的热值,单位是J/kg;m表示质量,单位是kg。V表示体积,单位是m3。
(3)热平衡方程
热平衡方程为:Q放=Q吸。
高温物体和低温物体混合达到热平衡时,高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。这时Q放=c1m1(t01-t),Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。这时Q放=qm1,或者Q放=qV,Q吸=cm2(t-t0)。电热器通电流放出的热量等于另外物体吸收的热量,这时Q放=I2Rt(焦耳定律公式),Q吸=cm(t-t0)。利用热平衡方程可以求解很多问题,有时结合比例式,解题更简单。
(4)热效率公式
1)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为:η=。
2)炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q总=Q放,水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸,则η=。
3)电热水器的效率:电热丝所产生热量为Q总,总=Q放,水需要吸收热量为Q有,有=Q吸,则η=。
(5)解欧姆定律数学表达式:I=U/R
(6)电功的公式及其变换式:W=UIt(变换式W=U2/Rt,W=I2Rt),即电流在某段电流上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
(7)电功率公式:P=W/t=UIt=UI,该公式适用于任何电器。
注意:公式W=UIt,适用于任何电路,而公式的变形式W=IRt和只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为热能的电路。
1)定义式P=W/t,其中W——电流做的功(用电器所消耗的电能),单位:焦(J);
t——做功所用的时间,单位:秒(s);P——用电器的功率,单位:瓦(W)。
2)计算式:P=UI,即一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。
3)推导式:.
(8)焦耳定律:Q=I2Rt
说明:纯电阻电路中,Q=W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt
2. 解决电热综合计算类问题的关键
通过电器设备的热效率公式:η=W/ Q放×100% 将热学量与电学量联系是常见的情况。
【重要考点例题解析及变式练】
考点 电热知识体系重点综合计算
【例题1】(2025·陕西·B卷)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱,其电路如图-1所示。
(1)电热丝R1的阻值为220Ω,则电路中的电流是多少?
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg,图-1所示电路工作300s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高多少?[不计热损失,空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃)]
(3)现增加一个阻值为44Ω的电热丝R2,根据实际需求,利用电热丝R1与R2,为保温箱设计两个挡位,高温挡的电功率为1100W,低温挡的电功率为220W。请根据需求,在图-2的虚线框内将电路连接完整。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)电路中的电流是
(2)图-1所示电路工作300s产生的热量为
不计热损失,则空气吸收的热量与电路产生的热量相等,保温箱内空气升高的温度为
(3)高温挡的电功率为1100W,高温挡电路电阻为
低温挡的电功率为220W,低温挡电路电阻为
所以两个电阻并联接入电路,高温挡支路接电热丝R2,低温挡支路接电热丝R1,连接如下图所示:
【变式练1】(2025山东泰安三模) 某中学为了实现学生错峰用餐,食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化电路如图所示。闭合开关S,加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时,控制开关S0转到位置1为食品加热;当台内食品温度达到50℃时,S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1=24.2Ω,保温功率为400W。则下列结论正确的是( )
A.定值电阻R2的阻值为96.8Ω;
B.餐台加热状态下工作5min消耗的电能为5×105J;;
C.由不计热量损失得,餐台工作5min产生的热量为6×105J
D.在加热状态时,餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失,则汤的比热容为4×103J/(kg·℃)。
【答案】ACD
【解析】(1)S0接2时,R1、R2串联,处于保温状态,由得,电路中的总电阻为
定值电阻R2的阻值为
(2)S0接1时,只有R1工作,处于加热状态,由得,加热状态的功率为
餐台加热状态下工作5min消耗的电能为
W=P加t=2000W×5×60s=6×105J
(3)由不计热量损失得,餐台工作5min产生的热量为
Q=W=6×105J
汤的比热容为
【变式练2】(2025苏州二模) 学习了电功率的知识后,小亮想利用家中的电能表(如图所示)测量电水壶的电功率和热效率,他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中,然后把家中的用电器都与电源断开,仅让电水壶工作,在5分钟内将这壶水烧开(在标准气压下),他观察到电能表转盘转了70转,则下列结论正确的是( )
A.将这壶水烧开,水吸收的热量是2.36×105J;
B.电水壶所消耗的电能为4.2×105J;
C.电水壶的电功率为140W;
D.电水壶的热效率为70%。
【答案】 B
【解析】(1)烧开水,水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×80℃=3.36×105J
(2)电水壶所消耗的电能为
电水壶的电功率为
(3)电水壶的热效率为
【变式练3】(2025江苏宿迁一模)某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡,其电路如图所示。当开关S置于1时,电流表示数为5A,此时电饭锅处于_______挡,在此挡位下加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,用时100s,电饭锅的加热效率为________;当开关S置于2时,电流表的示数为0.1A,R的阻值为_______Ω。若从做饭快的角度考虑,应选择功率更________的电饭锅。【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
【答案】 高温烧煮 84% 2156 高
【解析】当开关S置于1挡时,电阻R短路,为R0的简单电路,当开关S置于2挡时,两电阻串联,由串联电阻总电阻大于其中任一电阻。根据可知,开关S置于1档时,电路电阻最小,电功率最大,因此电饭锅处于高温烧煮档。
高温烧煮档加热100s,消耗电能
加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,吸收热量为
电饭锅的加热效率为
当开关S置于1挡时,电阻R短路,为R0的简单电路,此时电流表示数为5A,那么
当开关S置于“2”挡时,电路的为串联电路,此时电路总电阻为
那么R电阻为
若从做饭快的角度考虑,其他条件一定时,电饭锅电功率大,做饭更快一些。
【变式练4】(2025山东潍坊一模)恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门,图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关,通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压,、是电热丝,,“加热”时恒温箱的电功率。将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,置于“加热”挡位,箱内温度从升至设定的恒温温度,用时130s,该段时间内的加热效率。恒温箱的容积,箱内空气密度,箱内空气的比热容。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率;
(2)电热丝的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)由图可知,当闭合开关S,温控开关S1置于右边两个触点时,R1和R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,恒温箱处于加热挡,当闭合开关S,温控开关S1置于左边触点时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,总功率最小,恒温箱处于保温挡,“恒温”时恒温箱的电功率为
(2)由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率,则加热挡工作时R2的电功率为
由可知,R2阻值为
(3)由可知,恒温箱消耗的电能为
由可知,恒温箱内气体吸收的热量为
由可知,恒温箱内气体的质量为
由可知,恒温箱的恒温温度为
(1)“保温”时恒温箱的电功率为;
(2)电热丝的阻值为;
(3)恒温箱的恒温温度为。
1.(2025·四川宜宾卷) 中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热煎药壶,额定电压为220V,有高温、低温两个挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。、是两个阻值不变的电热丝,,,。
(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D?
(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少?
(3)计算使用高温挡工作1min,电流做功是多少?
(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为,质量为200g,加热8min,温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计)。
【答案】(1)使用低温挡工作时开关应接触B、C (2)100W
(3) (4)66.6%
【解析】(1)由图乙可知,当双触点选择开关接触B、C时,R1接入电路,当双触点选择开关接触C、D时,R1、R2并联接入电路,根据并联电路电阻规律可知,R1、R2并联接入电路时,电路中的总电阻小于任意一个并联的电阻,所以R1、R2并联接入电路时,电路中的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,此时电热煎药壶处于高温挡,则当双触点选择开关接触B、C时,电热煎药壶处于低温挡。
(2)当双触点选择开关接触B、C时,电热煎药壶处于低温挡,R1接入电路,由可知,低温挡工作时的功率
(3)使用高温挡时,R1、R2并联接入电路,工作1min,根据并联电路特点可知电流做功
(4)该中药液比热容为,质量为200g,温度从5℃升高到45℃,中药液吸收的热量
低温挡加热8min,消耗的电能
此过程的加热效率
2.(2025·陕西·A卷) 如图-1所示是小明家的蒸汽拖把。使用时,电热丝加热水,产生高温蒸汽从拖把头喷出,能高效清洁地面的同时杀灭地面上的细菌。该电热拖把的简化加热电路如图-2所示,有高低两个挡位,已知电热丝的阻值为33,低挡位的功率为550W。
(1)低挡位正常加热时电路中的电流为多大?
(2)电热丝的阻值为多少?
(3)已知拖把水箱内水的质量为0.55,假设电热丝放出的热量全部被水吸收,将水箱中的水从20加热到100需要多长时间?[水的比热容为]
(4)若想缩短高挡位加热水的时间,且不改变低挡位功率,在现有元件不变的前提下,可以对电路进行的改进是____________。
【答案】(1) (2) (3) (4)将电热丝与互换位置
【解析】(1)由题意可知,低挡位的功率为550W,由可得,低挡位加热时电路中的电流。
(2)分析图-2可知,当开关接2时两电阻串联,电路中电阻较大,当开关接1时,为R1的简单电路,电路中电阻较小,根据可知,电阻大时电功率更小,故开关接2时为低挡位。低挡位加热时电路中的总电阻
根据串联电路的电阻规律可知,电热丝的阻值
(3)将水加热到100需要吸收的热量
由可得,高挡位的加热功率
电热丝放出的热量全部被水吸收,需要电热丝放出的热量
由可得,需要加热的时间
(4)由可知,要增大电功率,在电压不变时需要减小电阻,故可以将电热丝与互换位置。
3.(2025·黑龙江卷)中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
【答案】(1)高温 (2) (3) (4)
【解析】(1)当闭合开关,将开关接时,定值电阻并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;当断开开关,将开关接时,串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;则当闭合开关,将开关接时,单独工作,为中温挡。
(2)药液吸收的热量
(3)加热,消耗的电能为
(4)低温挡时,总电阻为
则的阻值
4.(2025·福建)某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时,可将质量为1kg的水从20℃加热到100℃,用时420s。已知。求:
额定电压 220V
额定功率 1000W
(1)水吸收的热量。
(2)电水壶消耗的电能。
(3)电水壶的热效率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)水吸收的热量
(2)电水壶消耗的电能
(3)电水壶的热效率
5.(2025·江苏扬州)某电水壶内部电路简化后如图。当开关都闭合,电水壶处于加热状态。水烧开后温控开关自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻为22Ω,保温时通过的电流为0.2A,。求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)水吸收的热量
(2)当开关都闭合,电路中只有电阻,电水壶处于加热状态,则电水壶处于加热状态时的电功率
(3)水烧开后温控开关自动断开,电路为两个电阻串联,保温时通过的电流为0.2A,则电路中电流为0.2A,此时电水壶处于保温状态,1min消耗的电能
6. (2025广州)图a所示的电热加湿器,其内部结构及电路简图如图b,通电后,发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为,沸点为100℃;
(1)加热仓中的水变成水蒸气属于______(选填“液化”“汽化”)现象:
(2)已知R阻值为550Ω,求电热加湿器的功率______;
(3)若消耗电能,可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾,求:
①加热仓内水吸收的热量______;
②电热加湿器的加热效率______。
【答案】(1)汽化 (2) (3) 84%
【解析】(1)水变成水蒸气属于汽化,从液态变为了气态。
(2)电热加湿器的功率
(3)加热仓内水吸收的热量
电热加湿器的加热效率
7. (2023黑龙江大庆)图甲为某品牌饮水机及其铭牌,图乙为其内部简化电路图,该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝,当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S2切换到加热挡,当温度达到100℃时自动切换到保温挡,饮水机始终在额定电压下工作,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)电热丝R1的阻值;
(2)热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量;
(3)饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量。
【答案】(1)440Ω;(2);(3)2000J
【解析】(1)由图乙可知,当开关S1闭合,开关S2接b时,电路中只有R2,由可知,饮水机处于加热状态,则R2的阻值为
当开关S1闭合,开关S2接a时,R1和R2串联,总电阻最大,由可知,饮水机处于保温状态,则此时电路的总电阻为
则电热丝R1的阻值为
(2)根据可得,热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为
(3)当饮水机处于保温挡工作时,由欧姆定律可得,电路中电流为
根据串联电路的电流特点和可得,饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为
答:(1)电热丝R1的阻值为440Ω;
(2)热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为;
(3)饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为2000J。
8. (2024辽宁省)如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,,。闭合开关,电流表的示数为1.2A。通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。求:
(1)两端的电压;
(2)的电功率;
(3)电流通过产生的热量;
(4)液体的比热容(不计热量损失)。
【答案】(1)12V;(2)14.4W;(3);(4)
【解析】(1)分析电路可知,、串联,电流表测电路电流。两端的电压为
(2)的电功率为
(3)电流通过产生的热量为
(4)不计热量损失,则甲中液体吸收的热量为
根据,液体的比热容为
答:(1)两端的电压为12V;
(2)的电功率为14.4W;
(3)电流通过产生的热量为;
(4)液体的比热容为。
9. (2024广东深圳)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙,R1、R2都是发热电阻,孵化器相关参数如下表所示。
(1)孵化器在保温挡正常工作,通过R2的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少?思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J,则孵化器对水加热的效率是多少?
额定电压 220V
额定功率 加热挡 80W
保温挡 22W
【答案】(1)0.1A;(2)2200Ω;(3)2.4×104J,90%
【解析】(1)孵化器在保温挡正常工作,通过R2电流
(2)由图乙可知,闭合开关S,只有R2的简单电路,电路的总电阻较大,由可知电路的总功率较小,处于保温挡,R2的阻值
(3)孵化器消耗的电能
W=P加t=80W×5×60s=2.4×104J
孵化器对水加热的效率
答:(1)孵化器在保温挡正常工作,通过R2的电流是0.1A;
(2)R2的阻值是2200Ω;
(3)孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是2.4×104J,思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J,则孵化器对水加热的效率是90%。
10. (2024山东临沂)水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯,其简化电路如图乙所示,其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温档的额定电流为0.25A;高温档正常工作20min可将毯内1.1kg的水从15℃加热到40℃.已知水的比热容为,求该款电热毯:
(1)加热电阻的阻值。
(2)高温档正常工作时的加热效率。
【答案】(1)880Ω;(2)87.5%
【解析】(1)加热电阻的阻值
(2)水暖电热毯高温档的额定电流
水暖电热毯高温档正常工作20min,电流做功
水暖电热毯内的水吸收的热量
水暖电热毯高温档正常工作时的加热效率
答:(1)加热电阻的阻值为880Ω;
(2)高温档正常工作时的加热效率为87.5%。
11. (2023辽宁营口)某款带保温功能的电水壶,其简化电路图如图所示,S为总开关, S1为自动控制开关, R1和R2为阻值不变的发热电阻,R2=840Ω, 加热功率为 1210W,电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开,加热效率为84%。[c 水=4.2×103J/(kg ℃),标准大气压]求:
(1)水吸收的热量;
(2) 把水烧开需要多长时间(结果保留整数);
(3)电水壶的保温功率。
【答案】(1)3.36×105J;(2)331s;(3)55W
【解析】
(1)在一个标准大气压下,将1kg、20℃的水烧开即为100℃,温度升高了80℃,则水吸收的热量为
(2)加热器加热过程中将电能转化内能,加热器加热效率为84%,根据热平衡方程可得
即把水烧开所需时间
(3)电源电压为220V,R1和R2为阻值不变的发热电阻,当闭合开关S、S1时,只有电阻R1接入电路,此时为高温档,由公式
可得
当只闭合开关S时,R1和R2串联,电阻最大,电水壶为保温档,电路中总电阻为
R总= R1+R2=40Ω+840Ω=880Ω
保温功率为
答:(1)电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开,水吸收的热量3.36×105J;
(2)电热水壶把水烧开需要的时间约为331s;
(3)电水壶的保温功率为55W。
12. (2023山东东营) 小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于_____位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】 (1)1 (2) 48.4Ω 2000W (3) 2.1×103J/(kg·℃) (4) 大功率电器要接地线(合理即可)
【解析】(1)由电路图可知,开关处于1位置时,两个R串联,总电阻为2R,开关处于2位置时,是一个R的简单电路,开关处于3位置时,两个R并联,总电阻为。根据可知,当开关处于1位置时,为低温挡,当开关处于2位置时,为中温挡,当开关处于3位置时,为高温挡。
(2)中温挡时,根据可知
高温挡功率为
(3)高温挡正常工作5min产生的热量为
导热油吸收的热量为
导热油的比热容为
(4)为了安全,大功率用电器应接地线,以防触电。
13. 一款小型电火锅如图甲所示,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能;图乙是它的简化电路图,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
(1)的阻值是多少?
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,在标准大气压下,用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾,用时14min,不计热量损失,该电火锅中温挡的实际功率是多少?
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
【答案】(1)66Ω;(2)220W;(3)400W
【解析】(1)从表格中可知,高温档的功率为1100W,再由图乙可知,当高温档时,只R3连入电路,电源电压为220V,由得,R3的电阻值为
从表中还可知道,中温档的功率为400W,再由图乙,中温档时,只有R2和R3串联接入电路,电源电压220V,根据电功率推导式得
解得,即R2的阻值是。
(2)低温档时,R1,R3串联,由(1)得电火锅在低温挡工作时的功率为
(3)水吸收的内能为
不计热损失,高温档时,消耗的电能为
该电火锅的实际功率为
14. 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为18V,高温功率为20W,低温功率为9W。求:
座椅垫处于“低温”时,电路中的电流是多少?
加热片R1的阻值是多少?
座椅垫处于“高温”挡时,10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到40℃,若加热片的吸热效率为55%,那么加热片材料的比热容是多少?
【答案】(1)0.5A;(2)19.8Ω;(3)
【解析】(1)座椅垫处于“低温”时的电流
(2)电源电压不变,高温挡功率最大,由可知,电路中电阻应最小,结合电路图可知,座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路,由可得,R2的阻值
由电路图可知,座椅垫处于“低温”挡时,R1与R2串联接入电路,电路中的总电阻
则R1的电阻
(3)座椅垫处于“高温”挡时,10min消耗的电能
由题意可知,加热片吸收的热量
加热片材料的比热容
15.(电热计算题)如图甲所示的汽车在平直路面上匀速行驶,过一段时间发现汽车消耗4kg汽油,汽油在气缸内完全燃烧释放能量的40% 随废气通过热电转换装置,如图乙所示。汽油热值取q=5×107J/kg.研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%,据此计算,上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能?这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间?
甲 乙
【答案】1.5×107J;1.5×104s.
【解析】汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置,可求转化的能量,由提高到15%可求转换的电能,由W=Pt可求时间.
汽油完全燃烧释放的热量:Q放=mq汽油=5kg×5×107J/kg=2.5×108J;
汽油燃烧释放能量的40%,由公式Q′=Q放η1=2.5×108J×40%=1×108J,
转换的电能:W′=Q′η2=1×108J×15%=1.5×107J;
由P=可得,这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作的时间:
t===1.5×104s.
16. 如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙,额定电压为,具有加热、保温两挡。保温挡额定功率为,双触点开关只能在触点1和、和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件,其中。现将此电热水壶装入初温为的水,接到的家庭电路中,选用加热挡加热至。已知该电热水壶加热效率为,,。求:
(1)电热水壶中水吸收热量;
(2)加热挡的电功率;
(3)需要的加热时间。
【答案】(1);(2)900W;(3)210s
【解析】(1)水的质量为
水吸收的热量为
(2)由可知,电阻越小时,电功率越大,故当开关接2和3时为保温挡,只有R1工作,当开关接3和4时,为加热挡,此时R1和R2并联,的功率为
故加热功率为
(3)电热水壶加热时消耗的电能为
则加热时间为
17. 某家用电热水壶有加热和保温两档,内部电路简化示意图如图甲所示,其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中,消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求:
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比;
(2)电阻R2的阻值;
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%,需要多长加热时间。
【答案】(1);(2);(3)210s。
【解析】(1)由乙图可知,加热时的功率为1600W,根据公式可算出加热时的电流I为
保温时的功率为400W,根据公式可算出保温时的电流I为
加热和保温时的电流之比为
(2)加热时的功率为1600W,根据公式可算出R1的电阻为
保温时R1、 R2串联,功率为400W,根据公式可算出R总的电阻为
R2的电阻为
(3) 1.2kg的水,使水温从20℃升至80℃吸收的热量为
热水壶的工作效率为90%,根据公式可算出放出的热量为
电热水壶消耗的电能等于,根据公式可算出所需时间为
18. 小明是家务小能手,经常用挂烫机尉烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水,产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V,水箱最多装水0.2kg,加热功率有大、小两个档位,其工作原理图如图甲所示。其中电热丝,。
(1)熔断器在电路中起到______作用。
(2)若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收多少热量?
(3)挂烫机在大档位工作时的额定功率是多大?
(4)小明是一个爱思考的孩子,他把电路原理图改为乙图,也设有两个档位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A,请判断乙图电路是否合理,通过计算说明原因。
【答案】 (1)保护电路 (2) (3)1210W (4)不合理,原因见详解
【解析】(1)熔断器能电路电流过大时自动熔断,起到保护电路。
(2)将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量为
(3)当电路中只有工作时为大档位,其额定功率为
(4)方法一:电路允许最大总功率为
R1和R2并联时,电路总功率最大
所以不合理。
方法二:R1和R2并联时,R1的电流为
R1的电流为
电路总电流最大为
所以不合理。
19. (2023齐齐哈尔)如图甲所示是一款小型电火锅,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知R1的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
(1)R2的阻值是多少?
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min,该电火锅的实际功率是多少?(不计热损失)
【答案】(1)66Ω;(2)220W;(3)1000W
【解析】(1)从表格中可以看到,高温挡的功率为1100W,再观察图乙,高温挡时,根据电流的流法可知道,只有电阻R3接入电路,电源电压为220V,根据电功率推导式可知,R3的阻值大小为
R3的阻值大小为44Ω;从表格中还可以看到,中温挡的功率为440W,再观察图乙,中温挡时,根据电流的流法可知道,电阻R2和R3串联接入电路,电源电压为220V,根据电功率推导式可知
最后解得。
(2)电火锅在低温挡工作时,从图乙可以看到,电阻R1和R3串联接入电路,电源电压为220V,R1阻值为176Ω,由(1)解析可知,R3的阻值大小为44Ω,根据电功率推导式可知,电火锅在低温挡工作时的功率为
低温挡工作时的功率为220W。
(3)由题意可知,用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃,水吸收的热量为
水吸收的热量为3.36×105J,由于不计热损失,消耗的电能完全转化为水的内能,所以
用时5.6min=336s,根据电功率公式可知,该电火锅的实际功率为
该电火锅的实际功率为1000W。中小学教育资源及组卷应用平台
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第二十七讲 电热知识体系重点综合计算
讲义目录
考情分析........................................................................................................1 思维导图.........................................................................................................1 夯实基础.........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点例题解析及变式练...........................................................................3 考点 电热知识体系重点综合计算.................................................................3 真题在线.........................................................................................................6
课标要求
能将电学热学规律综合应用,解决综合计算问题,是学生综合素养能力提升的重要举措,是中考命题核心考查方向。
考点分布 考查频率 命题趋势
电热知识体系 重点综合计算 ★★ 各省中考物理命题,电热综合计算类试题经常出现,体现了考查学生综合素养能力的力度。综合计算能力题出现,分值8分以内。这类问题属于压轴题,是中考重点,希望复习时要掌握方法和解题思路。预测2026年很多省市仍然会出现这类问题。
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
电热综合计算问题答题技巧
1.理解记忆力学热学常用公式,做到熟练计算。一般涉及下列公式
(1)物体吸收或放出热量的公式
①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。
②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。
其中,Q吸表示吸收热量,单位是J;c表示物体比热容,单位是J/(kg·℃);m表示质量,单位是kg;t0表示物体初始温度,单位是℃;t表示物体后来的温度,单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t,表示物理降低了的温度。
(2)燃料完全燃烧放出热量的公式
①燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q放=mq。
②气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q放=qV。推导过程如下:
说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中,Q放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J;q表示燃料的热值,单位是J/kg;m表示质量,单位是kg。V表示体积,单位是m3。
(3)热平衡方程
热平衡方程为:Q放=Q吸。
高温物体和低温物体混合达到热平衡时,高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。这时Q放=c1m1(t01-t),Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。这时Q放=qm1,或者Q放=qV,Q吸=cm2(t-t0)。电热器通电流放出的热量等于另外物体吸收的热量,这时Q放=I2Rt(焦耳定律公式),Q吸=cm(t-t0)。利用热平衡方程可以求解很多问题,有时结合比例式,解题更简单。
(4)热效率公式
1)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为:η=。
2)炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q总=Q放,水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸,则η=。
3)电热水器的效率:电热丝所产生热量为Q总,总=Q放,水需要吸收热量为Q有,有=Q吸,则η=。
(5)解欧姆定律数学表达式:I=U/R
(6)电功的公式及其变换式:W=UIt(变换式W=U2/Rt,W=I2Rt),即电流在某段电流上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
(7)电功率公式:P=W/t=UIt=UI,该公式适用于任何电器。
注意:公式W=UIt,适用于任何电路,而公式的变形式W=IRt和只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为热能的电路。
1)定义式P=W/t,其中W——电流做的功(用电器所消耗的电能),单位:焦(J);
t——做功所用的时间,单位:秒(s);P——用电器的功率,单位:瓦(W)。
2)计算式:P=UI,即一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。
3)推导式:.
(8)焦耳定律:Q=I2Rt
说明:纯电阻电路中,Q=W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt
2. 解决电热综合计算类问题的关键
通过电器设备的热效率公式:η=W/ Q放×100% 将热学量与电学量联系是常见的情况。
【重要考点例题解析及变式练】
考点 电热知识体系重点综合计算
【例题1】(2025·陕西·B卷)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱,其电路如图-1所示。
(1)电热丝R1的阻值为220Ω,则电路中的电流是多少?
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg,图-1所示电路工作300s产生的热量,可使保温箱内空气的温度升高多少?[不计热损失,空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃)]
(3)现增加一个阻值为44Ω的电热丝R2,根据实际需求,利用电热丝R1与R2,为保温箱设计两个挡位,高温挡的电功率为1100W,低温挡的电功率为220W。请根据需求,在图-2的虚线框内将电路连接完整。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)电路中的电流是
(2)图-1所示电路工作300s产生的热量为
不计热损失,则空气吸收的热量与电路产生的热量相等,保温箱内空气升高的温度为
(3)高温挡的电功率为1100W,高温挡电路电阻为
低温挡的电功率为220W,低温挡电路电阻为
所以两个电阻并联接入电路,高温挡支路接电热丝R2,低温挡支路接电热丝R1,连接如下图所示:
【变式练1】(2025山东泰安三模) 某中学为了实现学生错峰用餐,食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化电路如图所示。闭合开关S,加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时,控制开关S0转到位置1为食品加热;当台内食品温度达到50℃时,S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1=24.2Ω,保温功率为400W。则下列结论正确的是( )
A.定值电阻R2的阻值为96.8Ω;
B.餐台加热状态下工作5min消耗的电能为5×105J;;
C.由不计热量损失得,餐台工作5min产生的热量为6×105J
D.在加热状态时,餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失,则汤的比热容为4×103J/(kg·℃)。
【变式练2】(2025苏州二模) 学习了电功率的知识后,小亮想利用家中的电能表(如图所示)测量电水壶的电功率和热效率,他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中,然后把家中的用电器都与电源断开,仅让电水壶工作,在5分钟内将这壶水烧开(在标准气压下),他观察到电能表转盘转了70转,则下列结论正确的是( )
A.将这壶水烧开,水吸收的热量是2.36×105J;
B.电水壶所消耗的电能为4.2×105J;
C.电水壶的电功率为140W;
D.电水壶的热效率为70%。
【变式练3】(2025江苏宿迁一模)某型号电饭锅有“高温烧煮”和“保温焖饭”两挡,其电路如图所示。当开关S置于1时,电流表示数为5A,此时电饭锅处于_______挡,在此挡位下加热2.2kg的水,使其温度升高10℃,用时100s,电饭锅的加热效率为________;当开关S置于2时,电流表的示数为0.1A,R的阻值为_______Ω。若从做饭快的角度考虑,应选择功率更________的电饭锅。【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
【变式练4】(2025山东潍坊一模)恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门,图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关,通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压,、是电热丝,,“加热”时恒温箱的电功率。将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,置于“加热”挡位,箱内温度从升至设定的恒温温度,用时130s,该段时间内的加热效率。恒温箱的容积,箱内空气密度,箱内空气的比热容。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率;
(2)电热丝的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
1.(2025·四川宜宾卷) 中医药是中国传承几千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的电热煎药壶,额定电压为220V,有高温、低温两个挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点选择开关接触A、B时为断开状态。、是两个阻值不变的电热丝,,,。
(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触B、C还是C、D?
(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少?
(3)计算使用高温挡工作1min,电流做功是多少?
(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为,质量为200g,加热8min,温度从5℃升高到45℃。请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸发的影响可忽略不计)。
2.(2025·陕西·A卷) 如图-1所示是小明家的蒸汽拖把。使用时,电热丝加热水,产生高温蒸汽从拖把头喷出,能高效清洁地面的同时杀灭地面上的细菌。该电热拖把的简化加热电路如图-2所示,有高低两个挡位,已知电热丝的阻值为33,低挡位的功率为550W。
(1)低挡位正常加热时电路中的电流为多大?
(2)电热丝的阻值为多少?
(3)已知拖把水箱内水的质量为0.55,假设电热丝放出的热量全部被水吸收,将水箱中的水从20加热到100需要多长时间?[水的比热容为]
(4)若想缩短高挡位加热水的时间,且不改变低挡位功率,在现有元件不变的前提下,可以对电路进行的改进是____________。
3.(2025·黑龙江卷)中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
4.(2025·福建)某电水壶的部分参数如下表所示。该电水壶正常工作时,可将质量为1kg的水从20℃加热到100℃,用时420s。已知。求:
额定电压 220V
额定功率 1000W
(1)水吸收的热量。
(2)电水壶消耗的电能。
(3)电水壶的热效率。
5.(2025·江苏扬州)某电水壶内部电路简化后如图。当开关都闭合,电水壶处于加热状态。水烧开后温控开关自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻为22Ω,保温时通过的电流为0.2A,。求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W。
6. (2025广州)图a所示的电热加湿器,其内部结构及电路简图如图b,通电后,发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为,沸点为100℃;
(1)加热仓中的水变成水蒸气属于______(选填“液化”“汽化”)现象:
(2)已知R阻值为550Ω,求电热加湿器的功率______;
(3)若消耗电能,可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾,求:
①加热仓内水吸收的热量______;
②电热加湿器的加热效率______。
7. (2023黑龙江大庆)图甲为某品牌饮水机及其铭牌,图乙为其内部简化电路图,该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝,当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S2切换到加热挡,当温度达到100℃时自动切换到保温挡,饮水机始终在额定电压下工作,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)电热丝R1的阻值;
(2)热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量;
(3)饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量。
8. (2024辽宁省)如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,,。闭合开关,电流表的示数为1.2A。通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。求:
(1)两端的电压;
(2)的电功率;
(3)电流通过产生的热量;
(4)液体的比热容(不计热量损失)。
9. (2024广东深圳)图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有加热器。通电后,加热器对水加热,水向上方鸡蛋传递热量,提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙,R1、R2都是发热电阻,孵化器相关参数如下表所示。
(1)孵化器在保温挡正常工作,通过R2的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少?思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J,则孵化器对水加热的效率是多少?
额定电压 220V
额定功率 加热挡 80W
保温挡 22W
10. (2024山东临沂)水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯,其简化电路如图乙所示,其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温档的额定电流为0.25A;高温档正常工作20min可将毯内1.1kg的水从15℃加热到40℃.已知水的比热容为,求该款电热毯:
(1)加热电阻的阻值。
(2)高温档正常工作时的加热效率。
11. (2023辽宁营口)某款带保温功能的电水壶,其简化电路图如图所示,S为总开关, S1为自动控制开关, R1和R2为阻值不变的发热电阻,R2=840Ω, 加热功率为 1210W,电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开,加热效率为84%。[c 水=4.2×103J/(kg ℃),标准大气压]求:
(1)水吸收的热量;
(2) 把水烧开需要多长时间(结果保留整数);
(3)电水壶的保温功率。
12. (2023山东东营) 小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于_____位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
13. 一款小型电火锅如图甲所示,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能;图乙是它的简化电路图,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
(1)的阻值是多少?
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,在标准大气压下,用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾,用时14min,不计热量损失,该电火锅中温挡的实际功率是多少?
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
14. 小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为18V,高温功率为20W,低温功率为9W。求:
座椅垫处于“低温”时,电路中的电流是多少?
加热片R1的阻值是多少?
座椅垫处于“高温”挡时,10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到40℃,若加热片的吸热效率为55%,那么加热片材料的比热容是多少?
15.(电热计算题)如图甲所示的汽车在平直路面上匀速行驶,过一段时间发现汽车消耗4kg汽油,汽油在气缸内完全燃烧释放能量的40% 随废气通过热电转换装置,如图乙所示。汽油热值取q=5×107J/kg.研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%,据此计算,上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能?这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间?
甲 乙
16. 如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙,额定电压为,具有加热、保温两挡。保温挡额定功率为,双触点开关只能在触点1和、和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件,其中。现将此电热水壶装入初温为的水,接到的家庭电路中,选用加热挡加热至。已知该电热水壶加热效率为,,。求:
(1)电热水壶中水吸收热量;
(2)加热挡的电功率;
(3)需要的加热时间。
17. 某家用电热水壶有加热和保温两档,内部电路简化示意图如图甲所示,其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中,消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求:
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比;
(2)电阻R2的阻值;
(3)给1.2kg的水加热,使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%,需要多长加热时间。
18. 小明是家务小能手,经常用挂烫机尉烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水,产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V,水箱最多装水0.2kg,加热功率有大、小两个档位,其工作原理图如图甲所示。其中电热丝,。
(1)熔断器在电路中起到______作用。
(2)若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收多少热量?
(3)挂烫机在大档位工作时的额定功率是多大?
(4)小明是一个爱思考的孩子,他把电路原理图改为乙图,也设有两个档位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A,请判断乙图电路是否合理,通过计算说明原因。
19. (2023齐齐哈尔)如图甲所示是一款小型电火锅,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知R1的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压 220V
低温挡功率
中温挡功率 440W
高温挡功率 1100W
(1)R2的阻值是多少?
(2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(3)某次使用时,用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时5.6min,该电火锅的实际功率是多少?(不计热损失)