专项培优练十三 电和热的综合计算
角度1纯电阻类
1.(2021·福州期末)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡,电路如图所示,开关S1闭合、S2断开时为
温挡。电阻R1=44
Ω,R2=176
Ω,电烤箱处于“高温”挡工作10
min产生的热量为
J。?
2.(2020·威海中考)一款家用电煮锅有加热和保温两个挡位,工作电路如图所示。当开关S1闭合、S2
(选填“断开”或“闭合”)时,处于加热挡位。若加热时电路中电阻为42
Ω,电路中电流为5
A,加热2
min,不计能量损失,能使质量为2
kg的水从20
℃升高到
℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
?
3.阻值为5
Ω的电热丝中通过的电流是2
A,通电6
300
s产生的热量是
J;若这些热量全部被质量为1
kg,初温为20
℃的某种液体吸收后,该液体温度升高到50
℃,则该液体的比热容为
J/(kg·℃)。?
4.一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有用电器灯泡和变阻器,小明想探究它们的连接方式,所以连接了如图所示的电路(电源电压恒为3
V),做了两次实验,部分数据记录如表格所示。(灯泡电阻不变)
实验序号
变阻器电阻R/Ω
电流表示数I/A
①
15
0.5
②
10
(1)灯泡和变阻器的连接方式是
联,灯泡工作时的电阻是
Ω。?
(2)第二次实验中,变阻器工作1
min产生的热量是
J。?
5.如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分参数。当开关S和S1都闭合时,电加热器处于
(选填“加热”或“保温”)状态;电阻R1与R2的阻值之比是
;加热器在保温状态下正常工作5
min。电阻R2产生的热量是
J。?
额定电压
220
V
额定加热功率
1
210
W
额定保温功率
110
W
6.(2021·厦门期末)电饭锅是家庭常用的电器,它既有加热功能,又有保温功能。图甲所示为某型号电饭锅的简化电路图。S1是一个磁钢式开关,可以实现通断电自动控制,R1和R2均为加热电阻。把电饭锅接入220
V的家庭电路中,在电饭锅工作的30
min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)画出电饭锅加热时、保温时的等效电路图;
(2)电阻R1的阻值;
(3)电饭锅在20~30
min内产生的热量。
角度2非纯电阻类
7.(2021·宁德期末)扫地机器人自动清洁做到清扫抛拖一步到位,彻底替代了人的卫生打扫问题。如图所示的扫地机器人电动机额定电压为12
V,正常工作时通过线圈的电流为0.5
A。若此电动机线圈的电阻为4
Ω,那么这台电动机正常工作1
min,线圈产生的热量是
J,电动机所做的总功为
J。?
8.(2021·泉州期末)如图所示,电源电压恒为10
V,小电动机内部线圈的电阻为2
Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为5
Ω时,电压表的示数为8
V,此时电动机正常工作,则电路中的电流为
A,通电10
min电流通过电动机内部线圈产生的热量是
J,电流通过电动机做功
J。?
9.如图甲所示是小明家的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路图如图乙所示。其中使空气循环流动的电风扇标有“220
V 44
W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1是定值电阻,其阻值为50
Ω,R2是滑动变阻器。
(1)某次烤薯条时,小明先将滑动变阻器R2阻值调为零,然后闭合定时开关并设定时间为6
min,同时温控开关闭合5
min后断开1
min。求此过程中R1产生多少焦耳的电热?(不考虑温度对电阻的影响)
(2)当定时开关、温控开关均闭合,调节滑动变阻器R2的阻值,使R2两端电压为20
V。求此时电路的总功率是多大?
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-专项培优练十三 电和热的综合计算
角度1纯电阻类
1.(2021·福州期末)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡,电路如图所示,开关S1闭合、S2断开时为 低 温挡。电阻R1=44
Ω,R2=176
Ω,电烤箱处于“高温”挡工作10
min产生的热量为 6.6×105 J。?
2.(2020·威海中考)一款家用电煮锅有加热和保温两个挡位,工作电路如图所示。当开关S1闭合、S2 闭合 (选填“断开”或“闭合”)时,处于加热挡位。若加热时电路中电阻为42
Ω,电路中电流为5
A,加热2
min,不计能量损失,能使质量为2
kg的水从20
℃升高到 35 ℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
?
3.阻值为5
Ω的电热丝中通过的电流是2
A,通电6
300
s产生的热量是 1.26×105 J;若这些热量全部被质量为1
kg,初温为20
℃的某种液体吸收后,该液体温度升高到50
℃,则该液体的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)。?
4.一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有用电器灯泡和变阻器,小明想探究它们的连接方式,所以连接了如图所示的电路(电源电压恒为3
V),做了两次实验,部分数据记录如表格所示。(灯泡电阻不变)
实验序号
变阻器电阻R/Ω
电流表示数I/A
①
15
0.5
②
10
(1)灯泡和变阻器的连接方式是 并 联,灯泡工作时的电阻是 10 Ω。?
(2)第二次实验中,变阻器工作1
min产生的热量是 54 J。?
5.如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分参数。当开关S和S1都闭合时,电加热器处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态;电阻R1与R2的阻值之比是 10∶1 ;加热器在保温状态下正常工作5
min。电阻R2产生的热量是 3
000 J。?
额定电压
220
V
额定加热功率
1
210
W
额定保温功率
110
W
6.(2021·厦门期末)电饭锅是家庭常用的电器,它既有加热功能,又有保温功能。图甲所示为某型号电饭锅的简化电路图。S1是一个磁钢式开关,可以实现通断电自动控制,R1和R2均为加热电阻。把电饭锅接入220
V的家庭电路中,在电饭锅工作的30
min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)画出电饭锅加热时、保温时的等效电路图;
答:
(2)电阻R1的阻值;
【解析】根据图乙可知,电饭锅处于保温状态时,电路电流为1
A,由I=可得,电阻R1的阻值:R1===220
Ω;
答案:电阻R1的阻值为220
Ω
(3)电饭锅在20~30
min内产生的热量。
【解析】电饭锅在20~30
min内产生的热量:Q=I2R1t=(1
A)2×220
Ω×(30-20)×60
s=1.32×105
J。
答案:电饭锅在20~30
min内产生的热量为1.32×105
J
角度2非纯电阻类
7.(2021·宁德期末)扫地机器人自动清洁做到清扫抛拖一步到位,彻底替代了人的卫生打扫问题。如图所示的扫地机器人电动机额定电压为12
V,正常工作时通过线圈的电流为0.5
A。若此电动机线圈的电阻为4
Ω,那么这台电动机正常工作1
min,线圈产生的热量是 60 J,电动机所做的总功为 360 J。?
8.(2021·泉州期末)如图所示,电源电压恒为10
V,小电动机内部线圈的电阻为2
Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为5
Ω时,电压表的示数为8
V,此时电动机正常工作,则电路中的电流为 0.4 A,通电10
min电流通过电动机内部线圈产生的热量是 192 J,电流通过电动机做功 1
920 J。?
9.如图甲所示是小明家的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路图如图乙所示。其中使空气循环流动的电风扇标有“220
V 44
W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1是定值电阻,其阻值为50
Ω,R2是滑动变阻器。
(1)某次烤薯条时,小明先将滑动变阻器R2阻值调为零,然后闭合定时开关并设定时间为6
min,同时温控开关闭合5
min后断开1
min。求此过程中R1产生多少焦耳的电热?(不考虑温度对电阻的影响)
(2)当定时开关、温控开关均闭合,调节滑动变阻器R2的阻值,使R2两端电压为20
V。求此时电路的总功率是多大?
【解析】(1)由题中电路图知,R1与R2串联再与电风扇并联在220
V电源上。
烤薯条时,滑动变阻器R2连入阻值为零,闭合定时开关并设定时间为6
min,同时温控开关闭合5
min后断开1
min。
即R1的通电时间:t1=5
min=300
s。
由并联电路的电压特点和Q=W=t可得,R1产生热量:Q1=W1=t1=×300
s=2.904×105
J;
(2)当定时开关、温控开关均闭合,调节滑动变阻器R2的阻值,使R2两端电压为20
V。
此时R1两端电压:U1=U-U2=220
V-20
V=200
V。
所以电热丝支路电流:I=I1===4
A。
电热丝支路消耗的电功率P加热=UI=220
V×4
A=880
W。
电路的总功率:P=P加热+PM=880
W+44
W=924
W。
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