【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十四 热量计算题
计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题在中考题中常被列为压轴题目。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。21·cn·jy·com
计算题的特点是：
(1)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。2-1-c-n-j-y
热量计算题主要涉及温度变化、内能变化、热量计算、比热容的概念、燃料热值、热机炉子的效率问题、与电热结合等。
1.计算题一般解题步骤
第一步：认真审题。明确现象和物理过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件，明确要解决的问题。
第二步：明确已知量和未知量之间的关系。也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系。
第三步：根据题意找出相应的公式。这一步是在明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式。
第四步：代人数据求解。这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代人计算式中，通过正确运算，得出答案。同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案。
2.解答方法
(1)探索法：这种方法是在题目所给的实际问题或情境中抽象出来的。判断出所涉及或应用的物理模型，然后运用相对应的物理概念、物理规律和物理公式，通过计算得出要求解的正确答案。
(2)极值法：这种方法也叫端点法。它对不定值问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值。用这种方法解答问题时，应改弄清要研究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围，然后确定变化的规律或方向，最后用相对应的物理规律或物理概念，一个对应点一个对应点地计算取值。
(3)简化法：这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理，找出题目中的相关环节或相关点，使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化，可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱，把要解答的问题解决。
(4)隐含条件法：这种方法是通过审题，从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中，挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件，这种挖掘隐含条件能使计算环节减少，而且所得到的答案误差也小。
（5）应用类分析法：运用数学工具解决物理问题，是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题，都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量。
一、热量
1.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。
2.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
3.内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
3．热量、温度和内能的关系：
（1）热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。
（2）内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。
（3）在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
（4）温度是物体内能变化的标志，一个物体温度升高了内能一定增加，内能增加的原因可能是吸收了热量也可能是外界对物体做了功；一个物体的内能增加了温度不一定升高，如晶体熔化时吸热内能增加但温度不变，同样一个物体的内能减少了温度也不一定降低，如晶体凝固时放热内能减少但温度不变。
“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
二、比热容
1.比热容
（1）比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
（2）水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。
（3）热量的计算
(1)总公式： =cm△t
（2）吸热： Q吸=cm(t-t0)；
（3）放热：Q放= = cm(t0-t)。
其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。
c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m—质量，单位：千克（kg）
△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
三、燃料的热值
1.定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值；单位是：J/kg。若是气体燃料单位是：J/m3。
2..燃料燃烧放出热量：
固体或液体燃料：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。）
气体燃料：Q放 ＝qm（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/m3；m 是质量，单位是kg。）
对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
2.热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3.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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
4.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
四、电热
1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
一、比热容的有关计算
【典例1】（2018?益阳）工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度【不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），c合金钢＝0.42×103J/（kg?℃）】求：
（1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？
（2）淬火后水的温度为多少摄氏度？
【解析】（1）合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，
所以，合金钢刀具的末温t＝836℃，则此刀具在火炉中吸收的热量：
Q合吸＝c合金钢m合金钢（t﹣t0）＝0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃﹣20℃）＝3.4272×105J。
（2）将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t′，则有：Q水吸＝Q合放，即：c水m水（t′﹣t0′）＝c合金钢m合金钢（t﹣t′），
代入数据：4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（t′﹣20℃）＝0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃﹣t′），解得：t′＝36℃。
【答案】（1）此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量；（2）淬火后水的温度为36摄氏度。
二、热值有关计算
【典例2】（2018?三明）天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，2016年三明市迎来了天然气时代。完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值取q＝4×107J/m3）
【解析】（1）完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量：
Q＝Vq＝0.035m3×4×107J/m3＝1.4×106J；
（2）由Q吸＝cm△t可得，这些热量完全被水吸收后可加热水的质量：
m＝＝≈6.67kg。
【答案】完全燃烧0.035m3的天然气放出1.4×106J的热量；若这些热量完全被水吸收，能使6.67kg的水温度升高50℃。
三、电热有关计算
【典例3】（2018?辽阳）图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：
（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。【c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】
（2）电热丝R2的阻值。
（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温档加热5min，粥升高的温度。【取c粥＝4.0×103J/（kg?℃）】
额定电压
220V
电功率
高温档
1320W
中温档
880W
低温档
440W
【解析】（1）水的体积V水＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸水＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J。
（2）电热丝R1的电功率：P1＝＝＝880W，
由表格数据可知，中温档的电功率为880W，
说明只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于中温档，
当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，
根据P＝可知，电功率最大，电饭锅处于高温档，P＝1320W，
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于低温档，P2＝440W，
由P＝可得，电热丝R2的阻值：R2＝＝＝110Ω。
（3）加热时间t＝5min＝300s，
电饭锅高温档加热消耗的电能：W＝Pt＝1320W×300s＝3.96×105J，
由题意知，粥吸收的热量Q吸＝W＝3.96×105J，
由Q吸＝cm△t得，粥升高的温度：
△t＝＝＝45℃。
【答案】（1）水吸收的热量为2.1×105J；（2）电热丝R2的阻值为110Ω；（3）粥升高的温度为45℃。
一、比热容有关计算
1．（2018?青岛）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为________。
2．（2018?达州）如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能________第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的________倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。
3．（2018?宁夏）如图所示是质量相等的甲、乙两种液体温度随加热时间要化的关系图象。由图可知甲、乙两种液体的比热容，c甲________c乙（选填大于““小于”或“等于“）
4．（2018?柳州）天然气是柳州市民常用的一种能源。某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃．已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值q＝4.2×107J/m3．求：
（1）这些水升高的温度；
（2）这些水吸收的热量；
（3）加热这些水所需要天热气的体积（设天然气完全燃烧、不计热量损失）。
5．（2018?贵港）大山将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，[水的比热容为4.2×103J/（Kg?℃），天然气的热值为3.5×107J/m3]求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）若这些热量由完全燃烧天然气获得，则需要多少m3天然气？
6．（2018?衡阳）2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地﹣﹣秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）。从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t。秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。[下列（1）（2）题答案用科学记数法表示]
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J．（烟煤的热值为2.9×107J/kg）。
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J．[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（3）求煤炉加热水的热效率。[第（3）题结果保留两位有效数字]
7．（2018?广安）用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气＝4.2×107J/m3）
热值有关计算
8．（2018?泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
9．（2018?黑龙江）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
10．（2017?西宁）2017年5月18日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为________J．（q煤气＝4.2×107J/kg）
11．（2017?巴中）一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功次，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功________J．若水箱中5kg水由20℃升高到100℃，水吸收________J热量 （q汽油＝4.6×107J/kg）
12．（2018?南充）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了________个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量________J．（q汽油＝4.6×107J/kg）
13．（2017?聊城）2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3]求：
（1）体积为0.0lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
三、电热有关计算
14．（2018?通辽）小明同学在进行电学知识复习时，针对电阻甲和乙的I﹣U图象，作出了如下判断，正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
C．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
15．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
16．（2018?铁岭）如图所示电路。闭合开关，标有“6V 3W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.2A．则干路电流为________A，1min内电动机产生的热量是________。
17．（2018?湘潭）一个标有“220V5A”的电热水壶，正常工作420s，电流产生的热量为________J．若这些热量全部被质量为5kg的水吸收，水的温度升高了________℃。
18．（2018?日照）如图，已知R1的阻值为100Ω，电流表A1、A2示数分别为1.5A、0.5A，则R2＝________Ω，经过1min电阻R1产生的热量为________J。
19．（2018?镇江）图是研究“相同时间内导体产生的热量与________的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200g，电阻丝R1＝20Ω，电路中电流I＝0.5A．通电5min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了2℃，煤油吸收的热量为________J，R1产生的电热为________J．[c煤油＝2.1×103J/（kg?℃）]
20．（2018?鄂尔多斯）电热水壶是人常用的家用电器。若家庭电路中只有电热水壶工作，标有“3000r/（kW?h）”的电能表的铝盘在10min内转了500r，则电热水壶消耗的电能为________J．如加热效率为90%，则水吸收的热量为________J．如果水吸收的这部分热量用煤气来加热，至少需要完全燃烧煤气________m3（不考虑热量损失，q煤气＝4×107J/m3）。
21．（2018?赤峰）某校为师生饮水方便，安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为________kW?h，等于________J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把________kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）】。
22．（2018?孝感）现用阻值为50Ω的电热丝，对质量为2kg的水进行加热，当电热丝通过的电流为4A时，要使水温升高10℃，需要加热的时间至少为________s，若取其中部分水装入杯中，用己调节好的天平进行测量，天平平衡后如图所示，则杯和水的总质量为________g．（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃））。
23．（2018?无锡）某型号的电热水壶，额定电压220V，额定功率1000W，该电热水壶的发热电阻为________Ω，用该电热水壶加热lkg水，水由20℃加热到100℃，不考虑热量损失，则它正常加热的时间为________min．（c＝4.2×103J/（kg?℃））
24．（2018?葫芦岛）如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R1与R2为电热丝，S2为温控开关，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
220W
（1）电暖器在保温状态下的工作电流
（2）电阻R2的阻值。
（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c油＝2×103J/（kg?℃）]
25．（2018?本溪）如图是某品牌电水壶，其铭牌上标有“220V 1210W”。求：
（1）加热电阻丝R的阻值多大？
（2）电水壶正常工作，将1kg的20℃水加热100℃需要多长时间？[不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），计算结果保留整数]
（3）傍晚用电高峰期电压会降低，若电路中只让电水壶单独工作6min，标有“3000r/kW?h”的电能表的转盘转了300转，则电水壶两端实际电压是多少？
26．（2018?铁岭）澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R1、R2都是加热电阻，且R1＞R2，养生壶的部分参数如表格所示。
额定容量
1L
额定电压
220V
高温档功率
1000W
中温档功率
低温档功率
200W
（c水＝4.2×103J/（kg?℃）、（ρ水＝1.0×103kg/m3）
求：（1）中温挡功率是多少？电阻R2的阻值是多少？
（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？
27．（2018?营口）如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R2的阻值范围是0﹣1210欧。求：
（1）电热丝R1的电阻值；
（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？[c水＝4.2×103J（kg?℃）]
（3）设电热丝电阻不变，电热丝R1工作时最小功率是多少？
【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十四 热量计算题
计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题在中考题中常被列为压轴题目。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。21·cn·jy·com
计算题的特点是：
(1)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。2-1-c-n-j-y
热量计算题主要涉及温度变化、内能变化、热量计算、比热容的概念、燃料热值、热机炉子的效率问题、与电热结合等。
1.计算题一般解题步骤
第一步：认真审题。明确现象和物理过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件，明确要解决的问题。
第二步：明确已知量和未知量之间的关系。也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系。
第三步：根据题意找出相应的公式。这一步是在明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式。
第四步：代人数据求解。这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代人计算式中，通过正确运算，得出答案。同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案。
2.解答方法
(1)探索法：这种方法是在题目所给的实际问题或情境中抽象出来的。判断出所涉及或应用的物理模型，然后运用相对应的物理概念、物理规律和物理公式，通过计算得出要求解的正确答案。
(2)极值法：这种方法也叫端点法。它对不定值问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值。用这种方法解答问题时，应改弄清要研究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围，然后确定变化的规律或方向，最后用相对应的物理规律或物理概念，一个对应点一个对应点地计算取值。
(3)简化法：这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理，找出题目中的相关环节或相关点，使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点。这样使复杂得到简化，可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱，把要解答的问题解决。
(4)隐含条件法：这种方法是通过审题，从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中，挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件，这种挖掘隐含条件能使计算环节减少，而且所得到的答案误差也小。
（5）应用类分析法：运用数学工具解决物理问题，是物理解题的重要手段。许多设计、推理的应用题，都是建立在计算的基础上。主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力。例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量。
一、热量
1.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。
2.热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
3.内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。
3．热量、温度和内能的关系：
（1）热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。
（2）内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。
（3）在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。
（4）温度是物体内能变化的标志，一个物体温度升高了内能一定增加，内能增加的原因可能是吸收了热量也可能是外界对物体做了功；一个物体的内能增加了温度不一定升高，如晶体熔化时吸热内能增加但温度不变，同样一个物体的内能减少了温度也不一定降低，如晶体凝固时放热内能减少但温度不变。
“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。
二、比热容
1.比热容
（1）比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
（2）水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。
（3）热量的计算
(1)总公式： =cm△t
（2）吸热： Q吸=cm(t-t0)；
（3）放热：Q放= = cm(t0-t)。
其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。
c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m—质量，单位：千克（kg）
△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
三、燃料的热值
1.定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值；单位是：J/kg。若是气体燃料单位是：J/m3。
2..燃料燃烧放出热量：
固体或液体燃料：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。）
气体燃料：Q放 ＝qm（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/m3；m 是质量，单位是kg。）
对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
2.热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3.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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
4.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
四、电热
1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
2．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
一、比热容的有关计算
【典例1】（2018?益阳）工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度【不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），c合金钢＝0.42×103J/（kg?℃）】求：
（1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？
（2）淬火后水的温度为多少摄氏度？
【解析】（1）合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，
所以，合金钢刀具的末温t＝836℃，则此刀具在火炉中吸收的热量：
Q合吸＝c合金钢m合金钢（t﹣t0）＝0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃﹣20℃）＝3.4272×105J。
（2）将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t′，则有：Q水吸＝Q合放，即：c水m水（t′﹣t0′）＝c合金钢m合金钢（t﹣t′），
代入数据：4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（t′﹣20℃）＝0.42×103J/（kg?℃）×1kg×（836℃﹣t′），解得：t′＝36℃。
【答案】（1）此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量；（2）淬火后水的温度为36摄氏度。
二、热值有关计算
【典例2】（2018?三明）天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，2016年三明市迎来了天然气时代。完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值取q＝4×107J/m3）
【解析】（1）完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量：
Q＝Vq＝0.035m3×4×107J/m3＝1.4×106J；
（2）由Q吸＝cm△t可得，这些热量完全被水吸收后可加热水的质量：
m＝＝≈6.67kg。
【答案】完全燃烧0.035m3的天然气放出1.4×106J的热量；若这些热量完全被水吸收，能使6.67kg的水温度升高50℃。
三、电热有关计算
【典例3】（2018?辽阳）图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω．求：
（1）将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。【c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3】
（2）电热丝R2的阻值。
（3）若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温档加热5min，粥升高的温度。【取c粥＝4.0×103J/（kg?℃）】
额定电压
220V
电功率
高温档
1320W
中温档
880W
低温档
440W
【解析】（1）水的体积V水＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝得，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸水＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J。
（2）电热丝R1的电功率：P1＝＝＝880W，
由表格数据可知，中温档的电功率为880W，
说明只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于中温档，
当S1、S2都闭合时，电热丝R1、R2并联，电路总电阻最小，
根据P＝可知，电功率最大，电饭锅处于高温档，P＝1320W，
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于低温档，P2＝440W，
由P＝可得，电热丝R2的阻值：R2＝＝＝110Ω。
（3）加热时间t＝5min＝300s，
电饭锅高温档加热消耗的电能：W＝Pt＝1320W×300s＝3.96×105J，
由题意知，粥吸收的热量Q吸＝W＝3.96×105J，
由Q吸＝cm△t得，粥升高的温度：
△t＝＝＝45℃。
【答案】（1）水吸收的热量为2.1×105J；（2）电热丝R2的阻值为110Ω；（3）粥升高的温度为45℃。
一、比热容有关计算
1．（2018?青岛）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为________。
【解析】由题知，m甲：m乙＝2：3，△t甲：△t乙＝6：5，Q甲：Q乙＝7：5，
因为Q吸＝cm△t，所以＝＝＝，
解得：＝＝7：4。
【答案】7：4。
2．（2018?达州）如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能________第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的________倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。
【解析】（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加。所以第6min时的内能小于第8min时的内能；（2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃，被加热4min；在CD段温度升高5℃，被加热4min；则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：1，根据Q＝cm△t可得，＝＝＝＝，所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。
【答案】小于；2。
3．（2018?宁夏）如图所示是质量相等的甲、乙两种液体温度随加热时间要化的关系图象。由图可知甲、乙两种液体的比热容，c甲________c乙（选填大于““小于”或“等于“）
【解析】由图象可知：给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，加热相同的时间，会吸收相同的热量，图中所示甲升高的温度高，说明甲的比热容比乙的比热容小。
【答案】小于。
4．（2018?柳州）天然气是柳州市民常用的一种能源。某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃．已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值q＝4.2×107J/m3．求：
（1）这些水升高的温度；
（2）这些水吸收的热量；
（3）加热这些水所需要天热气的体积（设天然气完全燃烧、不计热量损失）。
【解析】（1）这些水升高的温度：△t＝t﹣t0＝60℃﹣20℃＝40℃；
（2）这些水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×40℃＝8.4×106J；
（3）由题知，不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝8.4×106J，
由Q放＝Vq得加热这些水所需要天热气的体积：V＝＝＝0.2m3。
【答案】（1）这些水升高的温度为40℃；（2）这些水吸收的热量为8.4×106J；（3）加热这些水所需要天热气的体积为0.2m3。
5．（2018?贵港）大山将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，[水的比热容为4.2×103J/（Kg?℃），天然气的热值为3.5×107J/m3]求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）若这些热量由完全燃烧天然气获得，则需要多少m3天然气？
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×20kg×（75℃﹣25℃）＝4.2×106J。
（2）这些热量由完全燃烧天然气获得，则Q吸＝Q放＝4.2×106J。
由Q放＝Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积：
V＝＝＝0.12m3。
【答案】（1）这些水吸收的热量是4.2×106J。（2）若这些热量由完全燃烧天然气获得，则需要0.12m3天然气。
6．（2018?衡阳）2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地﹣﹣秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）。从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t。秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。[下列（1）（2）题答案用科学记数法表示]
（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J．（烟煤的热值为2.9×107J/kg）。
（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J．[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（3）求煤炉加热水的热效率。[第（3）题结果保留两位有效数字]
【解析】（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量：
Q放＝mq＝13.0×103kg×2.9×107J/kg＝3.77×1011J；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm水△t＝4.2×103J/（kg?℃）×4×105kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×1011J；
（3）煤炉烧水的效率：η＝×100%＝×100%≈36%。
【答案】（1）13.0t烟煤如果完全燃烧3.77×1011J；（2）水吸收的热量为1.344×1011J；（3）煤炉加热水的热效率为36%。
7．（2018?广安）用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气＝4.2×107J/m3）
【解析】（1）由ρ＝得，10L水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×10kg×（100℃﹣15℃）＝3.57×106J；
（2）不计热量损失，则Q放＝Q吸，由Q放＝Vq可得，需要燃烧天然气的体积：
V天然气＝＝＝＝0.085m3。
【答案】（1）水至少需要吸收的热量为3.57×106J；（2）若不计热量损失，需要燃烧0.085m3的天然气。
热值有关计算
8．（2018?泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【解析】①汽车的行驶速度：v＝＝＝72km/h，故①错误；
（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J，故②正确；
（3）该汽车牵引力所做的功：W＝Fs＝2×103N×6.9×103m＝1.38×107J，
该汽车牵引力所做功的功率：P＝＝＝40000W＝40kW，故③错误；
（4）汽车消耗燃油的产生的热量：Q放＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J，
该汽车的效率：η＝＝×100%＝20%，故④正确。故选D。
【答案】D
9．（2018?黑龙江）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【解析】（1）由Q放＝mq可得，干木柴的热值：q＝＝＝1.2×107J/kg；
（2）热值是燃料的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107J/kg。
【答案】1.2×107；不变。
10．（2017?西宁）2017年5月18日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为________J．（q煤气＝4.2×107J/kg）
【解析】（1）在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1kg×4.2×l07J/kg＝4.2×l07J，
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′＝Q放×10＝4.2×l07J×10＝4.2×l08J；
【答案】热值；4.2×108J。
11．（2017?巴中）一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功次，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功________J．若水箱中5kg水由20℃升高到100℃，水吸收________J热量 （q汽油＝4.6×107J/kg）
【解析】（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J，
由η＝可得，汽油机对外做的功为：W＝30%Q＝30%×4.6×106J＝1.38×106J。
（2）水吸收热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J。
【答案】1.38×106；1.68×106J。
12．（2018?南充）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了________个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量________J．（q汽油＝4.6×107J/kg）
【解析】（1）四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，所以1s内，飞轮转30圈，共15个工作循环，60个冲程，做功15次。
（2）500g＝0.5kg汽油完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝0.5kg×4.6×l07J/kg＝2.3×l07J。
【答案】15；2.3×l07。
13．（2017?聊城）2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3]求：
（1）体积为0.0lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
（2）若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
【解析】（1）由题意可得，可燃冰的热值：q可燃冰＝15q天然气＝15×7.0×107J/m3＝1.05×109J/m3；0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq可燃冰＝0.01m3×1.05×109J/m3＝1.05×l07J；
（2）由η＝得被水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝90%×1.05×l07J＝9.45×106J；
由Q吸＝cm△t可得，
水升高的温度：△t＝＝＝22.5℃。
【答案】（1）0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为1.05×l07J；（2）水升高度的温度是22.5℃。
三、电热有关计算
14．（2018?通辽）小明同学在进行电学知识复习时，针对电阻甲和乙的I﹣U图象，作出了如下判断，正确的是（ ）
A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1
B．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2
C．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A
D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A
【解析】A、甲、乙串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流都为0.2A时，甲的电压为1V，乙的电压为2V，即甲两端的电压是乙两端电压的（取其它电流值仍然存在这样的关系），根据Q＝I2Rt＝UIt可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为1：2，故A错误；B、甲、乙并联在电路中，电压是相同的，由图象可知，当电压为2V时，甲的电流是0.4A，乙的电流是0.2A，即甲的电流是乙的电流的2倍，根据Q＝I2Rt＝UIt可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1，故B错误；C、将甲和乙并联，并联电路各支路两端的电压相等；当甲两端电压为2V时，由图象可知，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为0.4A+0.2A＝0.6A，故C正确；D、将甲和乙串联，电流相同，由图象可知，当电路中的电流为0.2A时，甲的电压为1V，乙的电压为2V，满足它们两端电压（总电压）为3V，所以由串联电路的电流特点可知，通过甲的电流为0.2A，故D错误。故选C。
【答案】C
15．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
【解析】由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过R1、R2的电流之比为2：1；根据I＝可知，R1、R2的电阻之比为1：2；通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式Q＝W＝可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。故选A。
【答案】A
16．（2018?铁岭）如图所示电路。闭合开关，标有“6V 3W”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.2A．则干路电流为________A，1min内电动机产生的热量是________。
【解析】由电路图知，灯泡与电动机并联在电路中，闭合开关灯泡正常发光，
由P＝UI可得，灯泡正常工作的电流：IL＝＝＝0.5A，
由并联电路的电流特点可知，干路的电流：I＝IL+IM＝0.5A+0.2A＝0.7A；
1min内电动机产生的热量：Q＝IM2RMt＝（0.2A）2×1Ω×60s＝2.4J。
【答案】0.7；2.4J。
17．（2018?湘潭）一个标有“220V5A”的电热水壶，正常工作420s，电流产生的热量为________J．若这些热量全部被质量为5kg的水吸收，水的温度升高了________℃。
【解析】因电热水壶是纯电阻用电器，消耗的电能和产生的热量相等，
所以，正常工作420s，电流产生的热量：Q＝W＝UIt＝220V×5A×420s＝4.62×105J，
由Q吸＝cm△t可得，这些热量全部被质量为5kg的水吸收后水升高的温度：
△t＝＝＝＝22℃。
【答案】4.62×105；22。
18．（2018?日照）如图，已知R1的阻值为100Ω，电流表A1、A2示数分别为1.5A、0.5A，则R2＝________Ω，经过1min电阻R1产生的热量为________J。
【解析】由图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测电阻R2的电流，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电阻R1的电流：I1＝I﹣I2＝1.5A﹣0.5A＝1A，
根据欧姆定律可知，电阻R1两端的电压：U1＝I1R1＝1A×100Ω＝100V；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电源电压：U＝U1＝U2＝100V；
由欧姆定律可得，电阻R2的阻值：R2═＝＝200Ω。
经过1min电阻R1产生的热量：Q＝W＝U1I1t＝100V×1A×60s＝6000J。
【答案】200；6000。
19．（2018?镇江）图是研究“相同时间内导体产生的热量与________的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200g，电阻丝R1＝20Ω，电路中电流I＝0.5A．通电5min后，左侧烧瓶中的煤油温度升高了2℃，煤油吸收的热量为________J，R1产生的电热为________J．[c煤油＝2.1×103J/（kg?℃）]
【解析】由图可知，控制电流和通电时间相同，将两个电阻丝串联接入电路中，探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系；电阻丝产生的热量，
Q吸＝cm△t＝2.1×103J/（kg?℃）×0.2kg×2℃＝840J；
电阻丝电阻丝R1在5min内产生的热量为：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×20Ω×5×60s＝1500J；
【答案】电阻；840；1500。
20．（2018?鄂尔多斯）电热水壶是人常用的家用电器。若家庭电路中只有电热水壶工作，标有“3000r/（kW?h）”的电能表的铝盘在10min内转了500r，则电热水壶消耗的电能为________J．如加热效率为90%，则水吸收的热量为________J．如果水吸收的这部分热量用煤气来加热，至少需要完全燃烧煤气________m3（不考虑热量损失，q煤气＝4×107J/m3）。
【解析】（1）3000r/（kW?h）表示每消耗1kW?h，电能表的转盘转3000转，
转盘转500r消耗的电能：W＝kW?h＝kW?h＝×3.6×106J＝6×105J；
（2）由题知，水吸收的热量：Q吸＝W×90%＝6×105J×90%＝5.4×105J，
（3）由题知Q放＝Q吸＝5.4×105J，
由Q放＝Vq得需要煤气的体积：V＝＝＝1.35×10﹣2m3。
【答案】6×105J；5.4×105J；1.35×10﹣2。
21．（2018?赤峰）某校为师生饮水方便，安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间后，电能表的示数，由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能为________kW?h，等于________J．若消耗电能的87%被水吸收，则可把________kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）】。
【解析】（1）关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，电热水器在这段时间内消耗的电能：W＝7626.9kW?h﹣7624.8kW?h＝2.1kW?h＝7.56×106J；
（2）消耗电能的87%被水吸收，即：Q吸＝87%W，
由Q吸＝cm△t有：cm△t＝87%W，
所以水的质量：m＝＝＝18kg。
【答案】2.1；7.56×106；18。
22．（2018?孝感）现用阻值为50Ω的电热丝，对质量为2kg的水进行加热，当电热丝通过的电流为4A时，要使水温升高10℃，需要加热的时间至少为________s，若取其中部分水装入杯中，用己调节好的天平进行测量，天平平衡后如图所示，则杯和水的总质量为________g．（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃））。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×10℃＝8.4×104J，
由题意可知，消耗的电能至少为：W＝Q吸＝8.4×104J，
由W＝I2Rt可得，加热时间：t＝＝＝105s；
（2）天平标尺上的分度值为0.2g，杯和水的总质量为50g+10g+2g＝62g。
【答案】105；62。
23．（2018?无锡）某型号的电热水壶，额定电压220V，额定功率1000W，该电热水壶的发热电阻为________Ω，用该电热水壶加热lkg水，水由20℃加热到100℃，不考虑热量损失，则它正常加热的时间为________min．（c＝4.2×103J/（kg?℃））
【解析】（1）由P＝可得，电热水壶的发热电阻：R＝＝＝48.4Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
不考虑热量损失，由Q吸＝W＝Pt可得，加热时间：
t＝＝＝＝336s＝5.6min。
【答案】48.4；5.6。
24．（2018?葫芦岛）如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R1与R2为电热丝，S2为温控开关，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
220W
（1）电暖器在保温状态下的工作电流
（2）电阻R2的阻值。
（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c油＝2×103J/（kg?℃）]
【解析】（1）由P＝UI可得，电暖器在保温状态下的工作电流：
I＝＝＝1A；
（2）开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电暖器处于加热状态，由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝48.4Ω；
开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电暖器处于保温状态，此时电路的总电阻：R＝＝＝220Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝220Ω﹣48.4Ω＝171.6Ω；
（3）导热油吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝2×103J/（kg?℃）×5kg×（60℃﹣20℃）＝4×105J，
不计热量损失时消耗的电能：W＝Q吸＝4×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：t′＝＝＝400s。
【答案】（1）电暖器在保温状态下的工作电流为1A；（2）电阻R2的阻值为171.6Ω；（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要400s。
25．（2018?本溪）如图是某品牌电水壶，其铭牌上标有“220V 1210W”。求：
（1）加热电阻丝R的阻值多大？
（2）电水壶正常工作，将1kg的20℃水加热100℃需要多长时间？[不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃），计算结果保留整数]
（3）傍晚用电高峰期电压会降低，若电路中只让电水壶单独工作6min，标有“3000r/kW?h”的电能表的转盘转了300转，则电水壶两端实际电压是多少？
【解析】因为P＝UI＝，所以R＝＝＝40Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100﹣20）℃＝3.36×105J；
不计热损失，W＝Q吸＝3.36×105J
根据P＝可得，将1kg的20℃水加热100℃需要的时间：
t＝＝≈278s；
（3）因3000r/kW?h表示的是电路中每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，
所以，消耗的电能：W′＝kW?h＝0.1kW?h＝3.6×105J，
由W＝t可得，电水壶两端的实际电压：U实＝＝＝200V。
【答案】（1）加热电阻丝R的阻值40Ω；（2）电水壶正常工作，将1kg的20℃水加热100℃需要278s；（3）傍晚用电高峰期电压会降低，若电路中只让电水壶单独工作6min，标有“3000r/kW?h”的电能表的转盘转了300转，则电水壶两端实际电压是200V。
26．（2018?铁岭）澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R1、R2都是加热电阻，且R1＞R2，养生壶的部分参数如表格所示。
额定容量
1L
额定电压
220V
高温档功率
1000W
中温档功率
低温档功率
200W
（c水＝4.2×103J/（kg?℃）、（ρ水＝1.0×103kg/m3）
求：（1）中温挡功率是多少？电阻R2的阻值是多少？
（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？
【解析】（1）当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，养生壶处于高温档；当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1可知，电路的总电阻最大，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温档；
则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，养生壶处于中温档，由表格数据可知，P高＝1000W，P高＝200W，则中温档功率：P中＝P高﹣P低＝1000W﹣200W＝800W，
由P＝UI＝可得，电阻R2的阻值：R2＝＝＝60.5Ω；
（2）养生壶内水的体积： V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，
在标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
（3）由P＝可得，养生壶高温加热时消耗的电能：
W＝P高t′＝1000W×420s＝4.2×105J，
此过程中养生壶的加热效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
【答案】（1）中温档功率是800W，电阻R2的阻值是60.5Ω；（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是3.36×105J；（3）将1L水从20℃高温加热至沸腾最少的时间是420s，此过程中养生壶的加热效率是80%。
27．（2018?营口）如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R2的阻值范围是0﹣1210欧。求：
（1）电热丝R1的电阻值；
（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？[c水＝4.2×103J（kg?℃）]
（3）设电热丝电阻不变，电热丝R1工作时最小功率是多少？
【解析】（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器接入电路的电阻为0，只有电热丝工作，此时电热丝R1的最大功率为40W，由P＝可得，电热丝R1的电阻值：R1＝＝＝1210Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×30×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×104J，
由η＝可得，消耗的电能：W＝＝＝1.2×104J，
由P＝可得，加热需要时间：t＝＝＝300s；
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器的最大阻值和电热丝R1串联，电路中电流最小，电热丝R1工作时功率最小，则电路中的最小电流：I小＝＝＝A，
电热丝R1工作时最小功率：P1小＝I小2R1＝（A）2×1210Ω＝10W；
【答案】（1）电热丝R1的电阻值为1210Ω；（2）将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要300s时间；（3）设电热丝电阻不变，电热丝R1工作时最小功率是10W。
