(4年合編版)09-12年中考物理試題分類整合 知識點99 熱電綜合 新人教版
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1、 知識點99:熱電綜合 (2012泰州).電腦的中央處理器(CPU)只有半張撲克牌大小,工作時發(fā)熱顯著,常采用散熱片與風扇組合冷卻.某電腦CPU的功率為90W,其中發(fā)熱功率占8%,銅質(zhì)散熱器的質(zhì)量是0.8kg.若工作半小時,CPU消耗電能________J,產(chǎn)生熱量________J,這些熱量可使散熱器溫度升高_________℃〔銅的比熱容為0.39×103J/(kg·℃),結(jié)果保留一位小數(shù)〕. 答案:1.62×105 1.296×104 41.5 (2012日照).某暖手寶的部分性能指標如右表,當袋內(nèi)的水原來溫度是20℃時,在額定電壓下加熱至指示燈熄滅,此過程水吸收的熱量是
2、____J;若加熱過程所需要的時間為210s,不計熱損失,則加熱電阻為____Ω。(水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)) 額定電壓 加熱電阻 袋內(nèi)充水 自動斷電溫度 220V 1L 70℃ 答案:2.1×105 48.4 (2012資陽).家用電熱水壺具有便捷、環(huán)保等優(yōu)點。如圖是某電熱水壺的銘牌。假設(shè)不考慮加熱過程中電熱水壺電阻的變化,已知水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg·℃)。電熱水壺的電阻是________;在1標準大氣壓下,將一滿壺溫度為20℃的水燒開,需要吸收的熱量是__________。 產(chǎn)品型號:JYK—315 額定電壓:
3、220V 頻率:50Hz 額定功率:440W 容量:0.5L 答案:110Ω 1.68×105J (沈陽2012).下表為某電熱水壺的銘牌。若壺中裝有1.8L的水,則水的質(zhì)量為________kg。用該電熱水壺將這些水從溫度為20℃加熱到100℃時,水吸收了________J的熱量;電熱水壺正常工作時需加熱________s。[不計熱損失,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 額定電壓 220V 額定頻率 50Hz 額定功率 1500W 額定容量 1.8L 答案:1.8 6.048×105 403.2 (2012德
4、陽).王志偉同學用“220V 100W”的電熱水壺來加熱質(zhì)量為2kg、溫度是20℃的水,實際用了l2min才把這些水加熱到l00℃。這個過程中水吸收的熱量是_________,電熱水壺的效率是__________。[水的比熱容為4.2×103J/(kg.℃)] 答案:6.72×105J 93.3% (2012隨州).某快速熱水壺上標有“220V,1000W”的字樣,它表明該熱水壺在額定電壓220V下工作時,功率為1000W,小明用該水壺盛水至1L刻度線處,若水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg·℃),水的初溫為20℃,若在1標準大氣壓下將水燒至沸騰,則該電熱水壺在額定電壓下工作
5、,所用的時間為____min。 答案:5.6 (2012成都).如圖所示為某電熱水器的原理示意圖,發(fā)熱體分別由R1和R2組成,通過通、斷開關(guān)可以使熱水器處于“加熱”或“保溫”狀態(tài)。斷開S1、閉合S時,電熱水器處于____狀態(tài)。已知該熱水器的加熱功率為1000 W,要把10 kg水由18oC加熱到68oC,加熱時間為____s。 [c水=4.2×10 3 J/(kg·oC),發(fā)熱體放出的熱量全部被水吸收] R11 R2 S S11 U 答案:保溫 2.1×10 3 (2012泉州).小聰家太陽能熱水器的容量為200L.有一天,小聰為了探究家里
6、太陽能熱水器的節(jié)能效果,每隔1小時記錄裝滿水時太陽能熱水器的水溫,記錄數(shù)據(jù)如下表 時刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 溫度(℃) 36 38 41 45 49 55 58 60 61 61 (1)哪一小時太陽能熱水器的功率最大?答: 至 (2)太陽能熱水器通過 途徑改變了水的內(nèi)能.從8:00至17:00,熱水器的水吸收的熱量是_______J.若用電熱水器加熱同樣的水至少需要消耗電能 kW·h.[
7、c水=4.2×103J/(kg·℃)] 答案:(1)12:00 13:00 (2)熱傳遞 2.1×107 5.8 (2012本溪).高效、方便的電熱水壺目前已成為家庭常用的用電器之一.下面是一種電熱水壺的銘牌.如果用這種電熱水壺將1L水從l5℃燒開.[水的比熱容4.2×l03J/(kg·℃),氣壓為標準大氣壓,lL=ldm3]求: (1)水吸收的熱量是多少? (2)若電熱水壺的熱效率是85%,則需要加熱多長時間? 節(jié)能式電熱水壺 型號:SP一502 電源220V 50Hz 額定功率:l000W 容量:1.2L 答案:(1)3.57×105J (2)420
8、s (2012黔東南州).進入信息時代,很多信息給我們的生活和學習帶來了便利,但也存在偽信息,我們應(yīng)當學會鑒別真假。下面是一則廣告摘錄:“……本電熱水器高效、節(jié)能,其規(guī)格為‘220V 300W’,在家庭電路上,燒開一容積為3L的普通保溫瓶的水僅需5分鐘……”。(1)該廣告是否可信?(2)應(yīng)用所學過的知識通過計算加以分析說明。(水的比熱容C水=4.2×103J/kg·℃) 答案:(1)不可信 (2)m水=ρ水V水=1×103×3×10-3kg=3kg △t水=(100-20)℃=80℃ Q水吸=c水m水△t水=4.2×103×3×80J=1.008×106J Q放=Pt=
9、300×5×60J=9×104J 因為Q放遠小于Q水吸 (2012盤錦).有一種電水壺,其銘牌如圖,求: (1)燒開初溫為20℃的水需要吸收多少的熱量?[水量為最大容量,c=4.2×l03J/(kg·℃),氣壓為一標準大氣壓] (2)電水壺正常工作的熱效率為90%,燒開這樣的一壺水需要多長時間? ××牌電水壺 型 號:JYK—301 額定電壓:220V—50Hz 額定功率:1600W 容 量:1.5L 警告:1.禁止無水干燒 2.禁止浸入水中清洗 答案:(1) (2) (2012來賓).空氣能熱水器是通過吸收空氣中的熱量為制造熱水的“熱量
10、搬運裝置”。其工作原理是:空氣能熱水器在工作時,吸收空氣中的能量為Q,消耗的電能為W,通過熱交換使水吸收的熱量為Q吸,即Q吸=Q+W,所以它的熱效率(的值)可以達到300﹪~500﹪,已知某型號空氣能熱水器的熱效率為400﹪,電功率為1400W,當用此熱水器將100kg的水從15℃加熱到55℃時[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),干木柴的熱值為1.2×107J/kg]。求: (1)水吸收的熱量 (2)水吸收的熱量相當于完全燃燒多少kg的干木柴; (3)空氣能熱水器完成上述加熱過程所用的時間。 答案:(1)水吸收的熱量為Q水吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×
11、100kg×(55℃﹣15℃) =1.68×107J (2)它相當于完全燃燒的干木柴的質(zhì)量為m====1.4kg (3)∵空氣能熱水器消耗的電能為W===4.2×106J ∴加熱時間為t===3000s=50min (2012岳陽).小明家電能表表盤如圖所示,表格中列出了他家主要用電器的相關(guān)參數(shù)。請根據(jù)圖表信息解答下列問題: 用電器 節(jié)能燈6盞 電視機 電風扇 電熱水壺 額定電壓 220V 220V 220V 220V 額定功率 每盞20W 150W 80W 1000W (1)小明家的這些用電器的連接方式應(yīng)是____聯(lián)(選填“串”或“并
12、”); (2)電熱水壺正常工作,將2kg水從20℃加熱到100℃,用時800s,求電熱水壺的熱效率; (3)在用電高峰期,如果將其它用電器都關(guān)閉,只讓電風扇工作,小明發(fā)現(xiàn)電能表轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了9圈,求電風扇的實際功率。 答案:(1)并 (2)Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃—20℃)=6.72×105J W=Pt=1000W×800s=8×105J (3) (2012福州).某微電腦電熱水壺具有溫度可控、自動抽水等優(yōu)點,下表是該電熱水壺的銘牌。 (1)如圖所示,小電動機將l.2kg的水從桶中提升了0.5m,電動機對水做的功至少是多少
13、? (2)為了泡綠茶要將水從25℃加熱到85℃,則1.2kg的水需吸收熱量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)若加熱題(2)中的水需用時315s,電熱水壺加熱效率為96%,則它的實際工作電壓是多少? 產(chǎn)品型號:BH-X22 額定電壓:220V 頻 率:50HZ 加熱功率:1210W 容 量:1.2L 答案:(1)電動機對水做的功 (2) (3)電熱水壺做的功 電熱水壺的實際功率 電熱水壺的實際電壓 (2012揭陽).如圖所示是電熱水壺銘牌
14、。為了測量它燒水時的實際功率,石磊和哥哥合作進行了如下實驗:關(guān)掉家里所有用電器,將該電水壺裝了0.6L(600cm3)20℃的水,接入家庭電路中,閉合壺的開關(guān),測得壺中的水從20℃上升到100℃所用的時間是3.5min。同時觀察到家中電能表(見圖)轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)正好為90轉(zhuǎn)(r)。已知水的比熱容【c=4.2×103J/(kg?℃)】。請根據(jù)相關(guān)信息,求:(1)電水壺中水吸收的熱量; (2)電水壺燒水的實際功率。 產(chǎn)品型號:KS-12 最大容積:1.2L 額定電壓:220V 額定頻率:50Hz 額定功率:1000W kW·h 1500r/kW?h 220V 20A
15、50Hz 2 0 0 9 0 答案:(1)水的質(zhì)量 水吸收的熱量=4.2×103J/(kg?℃)×0.6kg×80℃=201600J (2)消耗的電能 電水壺燒水的實際功率 (2012撫順).如圖甲是電熱水龍頭,即開即熱、冷熱兼用。如圖乙是它的電路原理圖,R1、R2為電熱絲,通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動開關(guān)S在1、2、3之間接通對應(yīng)的電路,從而實現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間的切換。它的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表。請回答下列問題: (1)開關(guān)處于位置2時,它放出的是熱水還是溫水?并求出電熱絲R1的阻值? (2)如果進水口的水溫是14℃,水龍頭1min流出1kg的水,放出熱水的水溫能達到50℃,
16、此時該水龍頭的電熱效率是多少?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)] 額定 功率 溫水 2kW 熱水 2.8kW 額定電壓 220V 額定頻率 50Hz R1 R2 220V 1 2 3 S 甲 乙 答案:(1)溫水 R1= (2)W=Pt=2800W×60s=168000J Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(50℃-14℃)=151200J (2012綏化).某電熱水瓶的容量為2L,有加熱和保溫兩檔,該電熱水瓶裝初溫為20℃的水接在家庭電路中,它正常工作時功率和時間的關(guān)系的圖像如圖所示。
17、(外界大氣壓強為1個標準大氣壓,計算結(jié)果保留一位小數(shù)) P/W t/min 400 1200 5 10 15 20 0 求:(1)保溫時通過電熱水瓶的電流是多少? (2)若通電10min恰好將水燒開,則加熱時電熱水瓶的熱效率是多少? 答案: (1)由P=UI可得 I= (2)由P=可得 W=Pt=1200W×10×60s=7.2×105J 由ρ=可得 m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃—20℃)=6.72×105J η= (2
18、012山西).圖甲是小夢家豆?jié){機的工作原理圖,其中電動機是用來帶動刀頭將原料進行粉碎打漿的,額定功率是200W.R是加熱電阻,額定功率是1100W.圖中乙、丙是此豆?jié){機做一次豆?jié){時的工作信息.小夢媽媽向豆?jié){機中加入黃豆和清水共1.5kg,求: (1)豆?jié){機的加熱電阻是多少? (2)從第6min至第9min,豆?jié){吸收的熱量是多少?[c豆?jié){=4.0×103J/(kg·℃)] (3)豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){,總共消耗的電能是多少? 220V R M 0 5 10 200 1100 P/W t/min 0 5 10 20 100 溫度/℃ 時間/min 40
19、 60 80 甲 乙 丙 答案:(1)豆?jié){機正常加熱時,電路中的電流 加熱電阻的阻值 (2)豆?jié){吸收的熱量Q=cm(t-t0) =4.0×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-70℃) =1.8×105J (3)總共消耗電能W=W1+W2 =1100W×(5+3+3)×60s+200W×(1+1)×60s =7.5×105J (2012遵義).家庭浴室中常用的燈暖型浴霸是通過燈泡的熱輻射來升高光照區(qū)域內(nèi)空氣溫度的,小明家浴室內(nèi)浴霸由四只標有“220V 250W”的同規(guī)格發(fā)熱燈組成,小明測得浴室的面積為6m2,高為2.5m,查資料得知當?shù)乜諝獾拿芏葹?.2
20、kg/m3,比熱容為1.0×103J/(kg·℃),當四只燈泡同時正常工作25min后,測得浴室內(nèi)空氣溫度從13℃上升到28℃,求: (1)浴室內(nèi)空氣的質(zhì)量; (2)浴室內(nèi)空氣吸收的熱量; (3)浴霸加熱浴室內(nèi)空氣的效率。 答案:(1)m=ρV=ρSh=1.2kg/m3×6m2×2.5m=18kg (2)Q吸=cm(t-t0)=1.0×103J/(kg·℃)×18kg×(28℃-13℃)=2.7×105J (3)W=Pt=4×250W×25×60s=1.5×106J =18% (2012濱州).為節(jié)約能源,某型號汽車在關(guān)閉發(fā)動機后,通過小型發(fā)電機將減速運動過程的部分動能轉(zhuǎn)化為電
21、能儲存在蓄電池中。表中所示是該型號汽車的部分技術(shù)參數(shù),其中,耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積。(燃油的密度ρ=0.7×l03kg/m3,熱值q=4.6×l07J/kg) (1)發(fā)電機的工作原理是_________。發(fā)電過程中,動能除了轉(zhuǎn)化為電能外,由于線圈有電阻,還有部分能量轉(zhuǎn)化為_________能。 (2)據(jù)表中信息,求汽車正常行駛100km消耗燃油的質(zhì)量和完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量。 (3)若汽車沿平直公路在800N的牽引力作用下,以25m/s的速度勻速行駛l000m,求此過程中,汽車牽引力做的功和牽引力的功率。 ××型汽車 總質(zhì)量(kg) 1200 儲能效率
22、(%) 60 耗油量(L/100km) 10 答案:(1)電磁感應(yīng) 內(nèi) (2)m=ρV=0.7×l03kg/m3×0.01m3=7kg Q放=mq=7kg×4.6×l07J/kg=3.22×l08J (3)W=Fs=800N×1000m=8×l05J (2012天津).如圖所示,燒瓶中裝有0.3kg煤油,電阻絲的阻值為10Ω,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,當電流表的示數(shù)為2A時通電5min,煤油的溫度有20℃升高到30℃。[c煤油=2.1×103J/(kg·℃)] 電阻絲 溫度計 煤油 A 2 - 0.6 3
23、- + 求:(1)煤油吸收的熱量; (2)電阻絲加熱煤油的效率。 答案: (1)Q吸=C煤油m(t-t0)=2.1×103×0.3×(30-20)=6.3×103(J) (2) (2012聊城).某電熱水壺及銘牌如圖所示,裝入1.5kg20℃的涼水,通電正常工作6分鐘即被燒開至100℃。已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃),求: (1)該過程中水吸收的熱量。 (2)電熱水壺的效率。 產(chǎn)品型號 EL-8952 額定電壓 220V 頻 率 50Hz 額定功率 1500W 容 量 1.5L 答案:(1)水吸收的熱量: (
24、2) 熱水壺的效率: (2012眉山).某電熱淋浴器銘牌中的主要參數(shù)如表所示,在正常工作時,將滿一桶水從20℃加熱到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg?℃) 1L=1dm3].求: (1)滿一桶水的質(zhì)量是多少? (2)水吸收的熱量是多少? (3)我們把水吸收的熱量與消耗的電能之比叫熱效率,求該淋浴器的熱效率是多少? 額定電壓 220V 額定功率 3000W 額定頻率 50Hz 額定容積 36L 答案:(1)水的質(zhì)量m=ρV=1000kg/m3×36×10﹣3m3=36kg; (2)水吸收的熱量(有用能量): Q吸=cm△t=4.2×l03J
25、/(kg?℃)×36kg×(70℃﹣20℃)=7.56×106J; (2)加熱水消耗的電能(總能量): W=Pt=3000W×50×60s=9×106J; 電熱淋浴器加熱時的熱效率: η= Q吸/W =7.56×106J/9×106J=84%. (2012大理).小雨同學家買了一臺新的某品牌電磁爐,她想測一下這臺電磁爐的實際功率,做了如下研究:用它把2kg溫度為25℃的水,加熱到75℃,用時5min。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求: (1)加熱過程中,水吸收的熱量是多少? (2)如果加熱過程中有70%的熱量被水吸收,則此電磁爐的實際功率是多少? (3)測試完成后,小
26、雨觀察到此電磁爐的銘牌標有“220V 2200W”字樣,發(fā)現(xiàn)這與第(2)問中算出的數(shù)據(jù)不符,請分析原因。(寫出一種情況即可) 答案:(1)Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75℃-25℃)=4.2×105J (2) (3)實際電壓小于額定電壓 (2012婁底).隨著科技的發(fā)展,人們常用空氣源熱水器來沖涼洗澡,如圖是“美的”空氣源熱水器??諝庠礋崴鲀?nèi)有一種吸熱介質(zhì)——冷媒。“冷媒”作為空氣源熱水器熱的“搬運工”,能把外界的熱搬到空氣源熱水器的內(nèi)部。液態(tài)的冷媒溫度低于零下20℃,與外界存在著溫差,因此,冷媒可吸收外界空氣的熱能,在蒸發(fā)器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為氣
27、態(tài)①,然后通過空氣源熱水器中壓縮機的工作,使氣態(tài)冷媒的溫度升高,溫度較高的冷媒通過冷凝器時從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)②,同時釋放出大量的熱量,被水箱中儲備水吸收,使水溫升高,從而達到制熱水的目的??諝庠礋崴魉牡碾娔軆H是帶動壓縮機工作,由于大量空氣中的熱能進入系統(tǒng),所以它得到的能量是壓縮機消耗電能的3倍以上。技術(shù)參數(shù)表如下表: (1)試寫出文中劃線部分的兩個物態(tài)變化的名稱:①_____②_____。 (2)空氣源熱水器中水的內(nèi)能增加是能量的____(填“轉(zhuǎn)移”或“轉(zhuǎn)化”)。 (3)某家庭每天需要用60℃熱水200kg,若水的初溫是10℃,則水吸收的熱量為多少J?(水的比熱容c=4.2×103J
28、/(kg·℃)) (4)該家庭使用空氣源熱水器提供熱水,若空氣源熱水器得到的能量是壓縮機消耗的電能的3倍,則每天需要消耗的電能是多少kW·h?(保留小數(shù)點后一位) (5)分析該技術(shù)參數(shù)表,可知該空氣源熱水器正常工作時的電流為多少? 美的空氣源熱水器技術(shù)參數(shù)表 名稱 美的空氣源熱水器 型號 RSJF-32/R-A 總輸入功率 880W 熱水產(chǎn)量 60L/H 電源規(guī)格 220V-50Hz 答案:(1)①蒸發(fā)(或汽化) ②液化 (2)轉(zhuǎn)移 (3)水吸收的熱量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(60℃-10℃)=4.2
29、×107J (4)該空氣源熱水器每天消耗的電能為: kW·h=3.9kW·h (5)由P=UI可知空氣源熱水器在正常工作的電流為: (2012茂名).小明家新安裝了一臺如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器。平常使用太陽能,在陽光不足時,用電熱絲輔助加熱。熱水器名牌如下。 ××牌熱水器 型號HM-20 集熱管數(shù)28支 額定頻率50Hz 水箱容積200L 集熱管管長180cm 額定電壓220V 防水等級A 系統(tǒng)承壓3.0MPa 額定功率4400W (l)電熱水器正常工作時,電熱絲的電阻和電流各是多少? (2)太陽能熱水器貯滿水,水溫從20℃加熱到50℃時吸收了多少熱
30、量?(1L=10-3m3) (3)若通過完全燃燒天然氣加熱一滿箱水,使其溫度從20℃升高到50℃時,不考慮熱量的損失,需要多少立方米天然氣?(天然氣的熱值為4.0×107J/m3) (4)由于寒冷陰雨,太陽能熱水器只將水加熱到35℃,現(xiàn)要通過電熱絲將水加熱到50℃使用,需電加熱器正常工作多長時間?(設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能) 答案:(1)R=11Ω I=20A (2)Q=2.52×107J (3)V=0.63m3 (4)t=2.86×103s (2012玉林).電焊是利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生高溫,將焊條熔化而使兩金屬部件焊接在一起.電焊機時斷時續(xù)地工時,電路中會產(chǎn)生迅速變化的強大電
31、流.設(shè)電焊機工作時輸出電壓40V,輸出功率2600W.若焊條熔點為1200℃、比熱容為0.4×103J/(kg·℃),環(huán)境溫度為30℃,電焊機工作時所消耗的電能有80%轉(zhuǎn)化為熱量且被焊條全部吸收,并使焊條升溫.求: (1)電焊機工作時輸出的電流是多少? (2)電焊機工作4s產(chǎn)生的熱量可使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化嗎? (3)電焊機工作時會對附近人們的生活造成一定的影響,請指出其中的一點. 答案: (l)65A (2)電焊機工作4s產(chǎn)生的熱量為:Q1=Pt×80%=2600W×4s×80%=8.32×103J 質(zhì)量為20g的焊條全部熔化所需要的熱量為: Q2=cm(t-t0)
32、=0.4×103J/(kg·℃) ×0.02kg×(1200-30)℃=9.36×103J Q1 <Q2所以不能使焊條全部熔化 (3)有強光,會造成光污染;產(chǎn)生電磁波,影響電器的正常工作;產(chǎn)生噪聲,影響正常休息和工作;電焊機工作會造成附近家庭電路中電壓不穩(wěn),從而會導(dǎo)致家中的用電器不能正常工作等。 (2012廣州).小明把兩電熱棒R1、R2分別通過規(guī)格完全相同的兩個電能表接到電壓恒為220V照明電路.電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈表明消耗電能5000J.如圖所示,R1、R2分別把放在相同規(guī)格燒杯中初溫、質(zhì)量相同的水加熱到80℃,記錄數(shù)據(jù)如下表 kW·h 單相電度表 220V 20A
33、 50Hz 2000 r/(kW·h) 2 0 00 6 5 kW·h 單相電度表 220V 20A 50Hz 2000 r/(kW·h) 2 0 00 6 5 220V 電源插座 220V 電源插座 電熱棒R1 溫度計 電熱棒R2 (1)R1通電100s消耗多少電能? (2)R1的電功率多大? (3)R1的電阻多大? (4)兩杯水用于升溫所需消耗電能應(yīng)相同,而根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)知道R1與R2消耗的電能不同.請分析什么原因?qū)е翿2消耗的電能比R1的大? R1 R2 電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)/圈 20 30
34、加熱水所用時間/s 100 200 答案:(1)W1=5000J/圈×20圈=105J (2) (3) (4)R2功率較小,加熱較慢,由于加熱過程中水會同時汽化吸熱,所以加熱時間越長,汽化帶走的熱量越多,隨意所需的總能量就越多. (2012廣安).如圖所示是代市火電廠的外觀圖,它是通過燃燒煤來發(fā)電的企業(yè),其發(fā)電效率(指煤完全燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的比例)可達39.6%(煤的熱值q=3.0×107J/kg)。 求: (1)煤是__________(選填“可再生”或“不可再生”)能源; (2)1kg煤最多可生產(chǎn)多少度電能; (3)1kg煤生產(chǎn)的電能最多可供一只100W電
35、燈正常使用多久。 答案:(1)不可再生 (2)W=3.0×107J/kg×1kg×39.6%÷3.6×106J/kW·h=3.3kW·h (3)t=W/P=3.3kWh/0.1kW=33h (2012江西).家用電器使用日益廣泛。好學的瑞瑞突發(fā)奇想,想檢驗電熱水壺和電飯煲誰的熱效率高。 如圖所示是瑞瑞家兩種電器及銘牌。下表是瑞瑞在使用這兩種電器(正常工作)燒水時所記錄的數(shù)據(jù). 電熱水壺銘牌 型號:××× 額定電壓:220V 額定功率:1800W 裝水容量:2L 電飯煲銘牌 型號:××× 額定電壓:220V 額定功率:900W 裝水容量:5L
36、 電熱水壺 電飯煲 裝水質(zhì)量/kg 1.8 1.8 水的初溫/℃ 20 20 水燒開的時間/s 480 840 (1)在1標準大氣壓下,把電熱水壺中的水燒開,水需要吸收多少熱量? (2)試通過計算說明電熱水壺和電飯煲的熱效率誰高。 答案:(1)Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×(100℃-20℃)=6.048×105J (2)η壺=W有用1/W總1=Q吸/(P壺t壺)= 6.048×105J/(1800W×480s)=70% η煲=W有用2/W總2=Q吸/(P煲t煲)= 6.048×10
37、5J/(900W×840s)=80% η壺<η煲 電飯煲的熱效率高 (2012重慶市).物理科代表和班長就放學后是否關(guān)教室里的飲水機的問題發(fā)生爭執(zhí),班長認為不應(yīng)關(guān)機,因為第二天重新開機給冷水加熱既費時又會消耗更多的電能;物理科代表認為應(yīng)該關(guān)機,理由是飲水機在放學后從17:00到第二天08:00共15h期間會間歇性加熱,白白消耗電能,反復(fù)加熱的水也不利于身體健康。 次日早晨,他倆先觀察到如圖所示的飲水機有加熱和保溫兩個檔位,銘牌數(shù)據(jù)如下表。然后啟動飲水機,將熱水箱中的30℃的冷水加熱到90℃,用時10min。他倆繼續(xù)觀察,發(fā)現(xiàn)保溫28min后加熱器會重新加熱,2min后
38、又回到保溫狀態(tài)。(飲水機始終在額定電壓下工作) 水桶容量 20L 熱水箱水量 1kg 額定電壓 220V 加熱功率 500W 保溫功率 50W (1)熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃所吸收的熱量是多少?[] (2)將熱水箱中30℃的冷水加熱到90℃消耗的電能是多少? (3)通過計算比較誰的做法更節(jié)能。(假設(shè)放學時飲水機剛好處于保溫狀態(tài),工作過程中間歇加熱的規(guī)律不變) 答案:(1)2.52×105J (2)3×105J (3)不關(guān)消耗的電能是:4.32×106J 關(guān)閉消耗的電能是:3×105J 故關(guān)閉開關(guān)更省電 (2012三明).如圖所示是某興趣
39、小組自制電熱水器的電路圖。電熱絲R1的阻值為80Ω,R2的阻值為1130Ω,電源電壓恒為220V,不計溫度對電阻的影響。問: (1)只閉合開關(guān)S1,電熱水器處于保溫狀態(tài),此時電路中的電流是多大? (2)同時閉合開關(guān)S1、S2,電熱水器處于加熱狀態(tài),通電5min,恰好能使2kg水的溫升高20℃,則此過程中水吸收的熱量是多少?損失的電能是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)該電熱水器的最大功率P1與最小功率P2之比是多少? 220V S2 R1 R2 S1 答案:(1)總電阻R總=R1+R2=80Ω+1130Ω=1210Ω 電流 (2)水吸熱 消耗的總
40、電能為 損失的電能 (3)最大功率 最小功率 功率之比 (2012包頭).如圖所示是某醫(yī)院的應(yīng)急供電線路示意圖。柴油發(fā)電機到用電區(qū)的輸電線路所用導(dǎo)線單位長度的電阻為5×10-4Ω/m,柴油發(fā)電機的輸出電壓為260V。用電區(qū)內(nèi)每個用電器的額定電壓均為220V,總功率為44kW,當這些用電器都正常工作時,求: 發(fā)電機 用電區(qū) 火線 零線 (1)輸電線路中的電流多大? (2)輸電線路損失的電功率是多少? (3)發(fā)電機與用電區(qū)間的距離? (4)若應(yīng)急供電1小時,發(fā)電機效率為30%,醫(yī)院最少需要準備多少柴油?(柴油的熱值為4.0×107J/kg) 答案:(1)∵ ∴
41、 (2)導(dǎo)線上的電壓=260V-220V=40V 導(dǎo)線上損失的功率=I=40V×200A=8000W (3)導(dǎo)線的電阻 導(dǎo)線長 距離 (4)需要輸出總電能 柴油的質(zhì)量 (2012龍東·農(nóng)墾·森工).天燃氣是目前人們比較普遍使用的燃氣,而電磁爐是新一代的智能爐具。為了比較它們耗能費用,小明進行了調(diào)查研究,得出了如下數(shù)據(jù)。 天燃氣爐具(用氣) 電磁爐(用電) 熱效率 60% 熱效率 80% 天燃氣價格 2元/ m3 電價 0.5元/度 天燃氣的熱值 3.5×107J/m3 額定功率 1000W (1)在家庭電路中,電磁爐正常工作時的電流是多少
42、?(保留一位小數(shù)) (2)若小明家一天所需熱量相當于把50kg的水從20℃加熱到100℃,則他家一天需消耗多少熱量?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (3)上述熱量若靠電磁爐提供,需耗電多少焦耳?若靠天燃氣爐提供,需燃燒多少立方米的天然氣? 答案:(1)I=A (2)=J (3)Q電==2.8×107J Q放==2.1×107J V==0.6m3 (2012河南).利用太陽能電池在太陽光照射下發(fā)電叫光伏發(fā)電.安陽市啟動了“光伏工程”示范項目,在某中學的教學樓頂安裝了總功率為20kW的光伏發(fā)電系統(tǒng)。 (1)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時,__________能轉(zhuǎn)化為________
43、__能。 (2)一天的有效光照時間按8h計算,該光伏發(fā)電系統(tǒng)一天共發(fā)電多少kW·h? (3)該光伏發(fā)電系統(tǒng)一天的發(fā)電量,如果由熱電轉(zhuǎn)換效率為30%的熱電廠來完成,需要燃燒多少kg煤?(煤的熱值q煤=3.0×107J/kg ) (4)請寫出一條光伏發(fā)電的優(yōu)點。 答案: (1)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電時太陽能轉(zhuǎn)化為電能; (2)發(fā)電W=Pt=20kw×8h=160kw·h; (3)160kW·h=160×3.6×106J=5.76×108J; Q=1.92×109J; 燃燒煤的質(zhì)量m=64kg; (4)光伏發(fā)電的優(yōu)點:清潔無污染;可再生;節(jié)約化石能源等. (2012十堰).
44、如圖所示是某煲湯用的電熱鍋的工作電路圖,ND為標有“6V 100mA”的指示燈,R1為限流電阻,R2、R3是阻值分別為423.5Ω、60.5Ω的發(fā)熱電阻。接通電源,閉合S1、S2,電熱鍋開始加熱,當鍋內(nèi)水溫達到100℃時,S2自動斷開,S1仍閉合,維持小火燉煮。求: (1)要使指示燈正常發(fā)光,R1的阻值是多少? (2)小火燉煮時發(fā)熱電阻的功率是多少? (3)在一個標準大氣壓下,電熱鍋將4.5L,20℃的水燒開需要35min,則電熱鍋的效率是多少?(水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),密度為1.0×103kg/m3) S1 · · · R1 S2 ND R3 R
45、2 220V 答案: (1)U1=U-U0=220V-6V=114V (2)R總=R2+R3=423.5Ω+60.5Ω=484Ω (3)m=ρV=1.0×103kg/m3×4.5×10-3m3=4.5kg Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4.5kg×(100℃-20℃)=1.512×106J 當S1、S2都閉合時,R3的功率為: W=P3t=800W×35×60s=1.68×106J (2012宜賓).如圖所示,是某魚缸水溫凋節(jié)器的原理圖,其中R1為阻值可調(diào)的電熱絲,開關(guān)S2為單刀雙擲開關(guān).開關(guān)S1閉合、S2接b時,電路處于加熱
46、狀態(tài);當開關(guān)S1斷開、S2接a時,電路處于保溫狀態(tài).已知U=220V,R2=600Ω,R2不會短路。取水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃)。試問: (1)當電路處于加熱狀態(tài)時,通過電阻R2的電流為多少? (2)當電路處于保溫狀態(tài)時,若電路消耗的功率P=48.4W,則電熱絲R1連入電路的阻值應(yīng)為多少? (3)當電路處于加熱狀態(tài)時,要將缸中m=48.4kg的水溫度升高△t=2.0℃,現(xiàn)調(diào)節(jié)電熱絲R1使其阻值為200Ω,則加熱需多少時間?(假設(shè)電熱全部被水吸收,且無熱量散失) R1 S1 R2 S2 a b 220V 答案: (1)當電路處于加熱狀態(tài)時,等效電路圖
47、如下圖所示: R1 R2 220V 通過電阻R2的電流 (2)當電路處于保溫狀態(tài)時,等效電路圖如下圖所示: R1 R2 220V 電路的總電阻 (3)水需要吸收熱量: 電熱絲R1的功率 加熱時間 (2012孝感).下面的圖表是從某臺電熱飲水機說明書上收集到的信息。經(jīng)分析得知,當開關(guān)S閉合時,飲水機處于加熱狀態(tài),S斷開時,飲水機處于保溫狀態(tài)。為了測量它加熱時的實際功率,小明斷開其它所有用電器,只將該飲水機接入家庭電路中,閉合開關(guān)S,測得熱水箱中的水從20℃升高到100℃,所用時間為7.5min,同時觀察到家中標有“1200r/kW?h”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)
48、過120轉(zhuǎn)(r)。根據(jù)以上信息,求: (1)電阻R1的阻值(不考慮溫度對阻值的影響); (2)飲水機熱水箱中的水從20℃升高到100℃時所吸收的熱量[c水=4.2×103J/(kg?℃)]; (3)飲水機加熱時的實際功率; (4)飲水機此加熱過程中的熱效率。 R1 R2 S U 熱水箱容量 1L 額定電壓 220V 加熱時額定功率 880W 答案:(1)當開關(guān)S閉合時,飲水機處于加熱狀態(tài),此時電路中只有電阻R1,如圖所示; R1 S斷開時,飲水機處于保溫狀態(tài),此時電路中電阻R1和R2串聯(lián),如圖所示; R1 R2 ∵U額=220
49、V,P加熱=880W, ∴電阻R1的阻值為:。 (2)∵V=1L=1dm3=1000cm3,ρ=1×103kg/m3=1g/cm3, ∴水的質(zhì)量為:m=ρV=1g/cm3×1000cm3=1000g=1kg; 又∵c水=4.2×103J/(kg?℃),t=100℃,t0=20℃, ∴水吸收的熱量為:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J。 (3)∵每消耗1kw?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r, ∴電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能為: , 而t=7.5min=450s, ∴飲水機的實際功率為:。
50、(4)∵Q吸=3.36×105J,W=3.6×105J, ∴飲水機的熱效率為:。 (2012威海).小明家新買了一臺飲水機,小明的父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機而發(fā)生爭執(zhí):媽媽認為關(guān)機可以節(jié)省電能,理由是飲水機在夜間無人飲水時仍在對熱水包里的水間歇性加熱。爸爸則認為關(guān)機后第二天重新開機為涼水加熱會消耗更多的電能。于是小明查到飲水機銘牌如下表所示。他決定用實驗來化解父母的爭執(zhí)。 額定電壓220V 熱水包容積1.2L 頻率50Hz 冷水包容積0.5L 制熱功率800W 保鮮柜容積16L 制冷功率98W 防漏電類型I類 第一天晚上十點,他關(guān)掉家中的其他用電器
51、,只開啟飲水機的加熱功能,記下此時電能表的示數(shù)為576.5kW·h。第二天早晨六點鐘,水溫達到預(yù)定溫度95℃,他又讀出電能表的示數(shù)為576.8kW·h. 第二天晚上十點,他將飲水機關(guān)閉,次日早晨啟動,飲水機在額定功率下將水加熱到預(yù)定溫度95℃,用時8min。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃)) 請解答下列問題: (1)飲水機正常加熱時的電流是多少? (2)通過計算判斷小明的爸爸媽媽誰的說法正確? (3)若熱水包中水的初始溫度為25℃,當加熱到95℃需要吸收多少熱量?這些熱量與第二天燒水時消耗的電能是否相等?試解釋出現(xiàn)這種情況的原因
52、。 答案:(1)I=P/U=800W/220V=3.64A (2)W開=0.3kW·h=0.3×3.6×106J=1.08×106J W關(guān)=Pt=800W×8×60s=3.84×105J 因為1.08×106J>3.84×105J,媽媽的說法正確 (或W開=0.3kW·h;W關(guān)=Pt=0.11kW·h;因為0.3kW·h>0.11kW·h,媽媽的說法正確) (3)熱水包里水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg 加熱水需吸收的熱量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃×1.2kg×(95℃-25℃)=3.528×105J 而
53、熱水機正常工作8min消耗的電能 W=Pt=800W×8×60s=3.84×105J 因為3.528×105J<3.84×105J 存在熱損失(電能不能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能等) (2012畢節(jié)).在“家電下鄉(xiāng)”活動中,小華家買了一臺快速電水壺,這臺電水壺的銘牌如下表: 額定電壓 220V 額定功率 2000W 額定頻率 50Hz 最大容積 1.8L 加熱效率 >92% 防觸電保護類 1類 小華對銘牌中加熱效率大于92%有點懷疑。他用所學知識和爸爸合作進行了如下實驗:關(guān)掉家里所有電器,將該電水壺裝滿水,接入家庭電路中,測得壺中水從20℃上升到31℃所用的時間是50s,
54、同時觀察到家中“220V 10A(40A) 3200imp/(kW·h)”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp(imp表示閃爍次數(shù))。請根據(jù)相關(guān)信息解答下列問題。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (1)電水壺燒水時的實際功率; (2)電水壺加熱的效率; (3)我國出臺一系列對購買高能效、低能耗的家電產(chǎn)品實行政府財政補貼,就國家這一項政策對能源與社會發(fā)展帶來的影響,說說你的看法。(至少說出兩點) 答案:(1) (2) (3)我國能源消耗以化石能源為主,鼓勵使用高效節(jié)能產(chǎn)品,可有效提高能源利用率,實現(xiàn)節(jié)能減排,保證環(huán)境,促進社會可持續(xù)發(fā)展。 (2012濰坊).
55、壽光是聞名全國的蔬菜之鄉(xiāng),一年四季向全國各地供應(yīng)優(yōu)質(zhì)新鮮蔬菜.右下圖為壽光三元朱村所建的密封冬暖夏涼蔬菜大棚示意圖。大棚東西走向,長度為100m,容積為2×103m3。大棚頂部長方形塑料薄膜的寬度為10m,空氣的比熱容為1.0×103J/(kg ·℃)。 100m 10m 塑料薄膜 前墻 東墻 后墻 (1)天氣晴朗的某天,從早上8點到中午12點,棚內(nèi)溫度由15℃升高到35℃,塑料薄膜每平米每小時透過的光能量平均為3×104J。透射到棚內(nèi)的光能量全部被棚內(nèi)空氣吸收,但由于內(nèi)外溫差較大,所吸收的能量有60%又散失到大棚外。求棚內(nèi)氣體的密度。 (2)陰天時,要在塑料薄膜上面覆蓋厚厚的草簾,并改用電爐子為大棚取暖,大棚內(nèi)氣體吸收的熱量為電爐子釋放熱量的,要想用2h將棚內(nèi)溫度由15℃升高到35℃,需要將多少個阻值為24.2Ω的電爐子并聯(lián)接入到220V的電路中? 答案:(1)大棚塑料薄膜的面積 大棚在4小時內(nèi)實際吸熱 棚內(nèi)氣體的質(zhì)量 棚內(nèi)氣體密度 (2)設(shè)需n個電爐子,則 由,即得 22
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