專題03電能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型-【?？急厮ⅰ?022中考物理常考計(jì)算題(能量的轉(zhuǎn)化效率問題專題)之經(jīng)典模型培優(yōu)練習(xí)(原卷版+解析)

專題03電能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型1．某款電熱飲水機(jī)具有加熱和保溫兩擋，額定電壓為220V，熱水箱容量為1kg。如圖甲是其電路原理圖，S0為溫控開關(guān)，R1、R2為電熱絲（阻值不變）。某次飲水機(jī)在額定電壓下工作的電功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，求：（1）飲水機(jī)處于保溫?fù)鯐r(shí)，通過R1的電流；（2）飲水機(jī)處于加熱擋階段消耗的電能與R2的阻值；（3）若將水箱內(nèi)裝滿20℃的水，加熱5min溫度升高到86℃。求該電熱飲水機(jī)的加熱效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]2．我國三峽水電站有“照亮半個(gè)中國”的美譽(yù)，2020年累計(jì)發(fā)電量超過1千億度，如果就按1千億度(kW·h)計(jì)算，相當(dāng)于一座年消耗6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站所發(fā)的電量。（1）假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3×107J/kg，完全燃燒6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出多少熱量？（2）以三峽水力發(fā)電代替同等的火力發(fā)電，每年會(huì)少排7.5×1010m3的二氧化碳?xì)怏w，這些氣體的質(zhì)量是多少kg？（通常情況下CO2氣體的密度為2kg/m3）（3）請(qǐng)你根據(jù)本題中的數(shù)據(jù)，計(jì)算火力發(fā)電的效率（用符號(hào)E表示電能）？3．圖甲是某款具有高溫、低溫兩擋的電熱飯盒，圖乙為其內(nèi)部簡化電路的一部分，R1、R2均是加熱電阻，且R2＝3R1。請(qǐng)你解答：（1）在圖乙合適的虛線框內(nèi)分別填入加熱電阻R1、R2和導(dǎo)線的元件符號(hào)，使開關(guān)S接2時(shí)電路的電功率為接1時(shí)的4倍；（2）若電路中只使用該電熱飯盒，加熱1kg面條使其溫度升高40oC。如圖丙所示，電能表的脈沖指示燈閃爍了125次，則這個(gè)電熱飯盒加熱的效率是多少？[c面條＝2.5×103J/(kg℃)]4．如圖甲所示，汽車的玻璃上結(jié)了厚厚的一層霜。為此汽車擋風(fēng)玻璃內(nèi)安裝了可加熱的電熱絲，通電后可將玻璃升溫去霜。如圖乙是其簡化的電路圖，電源電壓為12V，R1、R2為加熱電阻絲，R2=2.4Ω。電路有加熱和保溫兩個(gè)擋位，其加熱擋功率為120W。已知汽車后擋風(fēng)玻璃的質(zhì)量為10kg，用加熱擋給玻璃加熱時(shí)，1000s可以使玻璃的溫度從℃升高到5℃。【】求：（1）1000s內(nèi)玻璃吸收的熱量；（2）給玻璃加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為玻璃的內(nèi)能的效率；（3）保溫?fù)醯墓β省?．如圖所示為一款電加熱鼠標(biāo)墊，其質(zhì)量為200g，可以在冬季暖手，也可以伏在桌面暖暖的睡午覺。該鼠標(biāo)墊標(biāo)有“220V50W”，正常工作200秒，可以使鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃。[c鼠標(biāo)墊=2×103J/（kg·℃）]求：（1）鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃吸收的熱量；（2）電加熱鼠標(biāo)墊加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率；（3）若要使電熱鼠標(biāo)墊正常工作時(shí)的總功率降為20W，則需要在鼠標(biāo)墊內(nèi)再串聯(lián)一個(gè)多大的加熱電阻。6．如圖電磁爐是種新型炊具，它具有加熱快，效率高，節(jié)能環(huán)保，使用方便等特點(diǎn)，其熱效率極高且加熱均勻，烹調(diào)迅速，節(jié)能省電。小華在一次課外活動(dòng)中，對(duì)家用電磁爐進(jìn)行了相關(guān)的觀察和研究，并記錄了有關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：請(qǐng)你就他在活動(dòng)中獲得的有關(guān)資料，求解或提出有關(guān)問題：觀察對(duì)象有關(guān)記錄和相關(guān)活動(dòng)觀察電磁爐銘牌U額=220V；P額=1000W觀察電能表的銘牌220V10（40）A2000r/（kW?h）用電磁爐加熱一壺水（水的質(zhì)量m=2kg，初溫t=30℃）關(guān)閉家里其他用電器，只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表表盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了135r，此時(shí)用溫度計(jì)測得的水溫為50℃[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]（1）加熱5min，水所吸收的熱量？（2）電磁爐工作5min消耗的電能？電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的效率？（3）電磁爐的實(shí)際功率和實(shí)際電壓（假設(shè)電阻絲的電阻不變）？7．下圖為某品牌電熱水壺，電熱水壺銘牌如表，現(xiàn)將一滿壺初溫為20℃的水燒開，求：（1）水需要吸收多少熱量？（2）燒開這壺水時(shí)，記錄標(biāo)有3000r/kW·h的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了600轉(zhuǎn)，電熱水壺?zé)臒嵝?？XX牌電熱壺額定電壓220V額定功率1210W頻率50Hz熱水壺容量2.0L8．王凱同學(xué)學(xué)習(xí)了電功率相關(guān)知識(shí)后，想通過所學(xué)知識(shí)測量家中電熱水壺的能效情況。他暫時(shí)停用家中其他用電器，僅使用電熱水壺給水加熱至沸騰，加熱前、后他分別記錄了家用電能表對(duì)應(yīng)的示數(shù)情況如圖。實(shí)驗(yàn)中，壺中裝有質(zhì)量為1kg，初溫為20℃的水。求：［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］（1）水吸收的熱量；（2）電熱水壺的效率。9．冬天，一杯熱茶放著很快就會(huì)變涼，喝了會(huì)很不舒服，某廠家為此專門設(shè)計(jì)了一款如圖甲所示是保溫茶座，此保溫茶座設(shè)定恒溫為60℃的最佳溫度，它是專為茶水、咖啡、牛奶等需要熱飲特點(diǎn)的飲品而研制的配套用具，是簡易杯、牛奶杯、咖啡杯等杯具的最佳保溫配套產(chǎn)品。使用時(shí)，將杯子底放于保溫茶座中間，按下保溫茶座側(cè)面的電源開關(guān)，電源指示燈亮，保溫茶座進(jìn)入工作狀態(tài)。圖乙是此保溫茶座的內(nèi)部電路圖，下表是此保溫茶座的技術(shù)參數(shù)。型號(hào)額定電壓220V發(fā)熱板額定功率20W（1）發(fā)熱板正常工作時(shí)的電阻是多少？（2）若指示L規(guī)格為“5V，0.02W”，則指示電路的功率為多大？（3）根據(jù)測算，茶具在工作時(shí)平均每分鐘散失的熱量相當(dāng)于50g的水降低2℃所放出的熱量，則每分鐘茶具損失多少熱量？正常工作時(shí)該茶具的熱效率是多少？（指示電路消耗的電能忽略不計(jì)）10．圖甲為小陽家的電熱水瓶，圖乙是其電路原理圖，R1和R2為阻值不變的電熱絲，R1=44Ω，R2=1166Ω，S1為溫控開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”態(tài)的轉(zhuǎn)換。為了測量電熱水瓶的實(shí)際電功率，小陽找來了一塊標(biāo)有“2000revs/（kW·h）”字樣的電能表，在電熱水瓶中加入1L溫度為20°C的水后，把它單獨(dú)通過電能表接入家庭電路中，將水加熱到56°C，用了3.5min。小陽根據(jù)電能表的參數(shù)和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算出電熱水瓶的實(shí)際電功率為900W（水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·°C））。求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率是多少？（3）在給水加熱的過程中，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)？（4）電熱水瓶的加熱效率是多少？11．在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫(yī)為診療發(fā)揮了積極作用，成為世界矚目的“中國戰(zhàn)法”重要組成部分。如圖甲所示某家用電中藥壺，右表是其銘牌，猛火擋額定功率字跡已被磨損；工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關(guān)，、為定值電阻，A、B為阻值可忽略不計(jì)的指示燈。當(dāng)電中藥壺處于猛火擋時(shí)，紅燈亮；處于文火擋時(shí)，綠燈亮。。XX牌電藥壺額定電壓220V額定功率猛火擋XXXW文火擋200W（1）判斷A燈是紅燈還是綠燈；（2）求電中藥壺文火擋正常工作10min電流做的功；（3）猛火檔的額定功率；（4）當(dāng)把家中的其他用電器都與電源斷開，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用猛火擋將1kg的10℃藥液加熱至沸騰（藥液的沸點(diǎn)與水相同），標(biāo)有“1200r/kW?h”字樣的電能表轉(zhuǎn)過150轉(zhuǎn)。求此電中藥壺的加熱效率?！舅幰旱谋葻崛轂?.0×103J/（kg·℃）】12．如圖所示是某電蒸鍋及其內(nèi)部簡化電路圖，它有加熱和保溫兩個(gè)擋位。R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為484Ω，加熱擋功率為1200W，已知c水=4.2×103J/(kg·°C)。求：（1）電蒸鍋正常工作時(shí)保溫?fù)醯墓β?；?）電蒸鍋正常工作時(shí)電阻R2的阻值；（3）某次電蒸鍋對(duì)水加熱時(shí)，加熱效率為84%，要使1.2kg的水溫度升高75°C需要消耗多少電能？（4）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明和小麗同學(xué)利用所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，合作測量電蒸鍋的實(shí)際加熱功率。電能表上標(biāo)有“1200r/(kW·h)”字樣，他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電蒸鍋接入電路中燒水，2min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，則電蒸鍋的實(shí)際加熱功率是多大？13．小明同學(xué)家里新買了一臺(tái)電熱飲水機(jī)，該電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，銘牌的部分參數(shù)如下表所示。經(jīng)分析得知，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，其工作電路圖如圖所示。為了測定其加熱時(shí)的實(shí)際功率，小明斷開家中其它所有的用電器，只將飲水機(jī)接入電路中，閉合開關(guān)S，測得熱水箱中初溫為20℃的水燒開，共用了7.5min（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），同時(shí)觀察到家中標(biāo)有“1200r/kW·h”電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120轉(zhuǎn)。根據(jù)以上信息。求：（1）熱水箱中的水從20℃燒開所吸收的熱量；[已知c＝4.2×103J/（kg·℃）]（2）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電功率；（3）飲水機(jī)加熱過程中的熱效率。水箱容量1L額定電壓220V加熱時(shí)額定功率880W14．養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的烹飲容器，采用新型電加熱材料，通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)水加熱。如圖是某款養(yǎng)生壺及其銘牌。養(yǎng)生壺正常工作4min，可將一壺1kg、初溫為20℃的水加熱至70℃，求：（1）養(yǎng)生壺正常工作2min所消耗的電能；（2）水從20℃加熱至70℃吸收的熱量；（3）養(yǎng)生壺的加熱效率[c水=4.2×103J/(kg?℃)]。型號(hào)：CH-M16額定電壓：220V頻率：50Hz額定功率：1000W容量：1.2L15．如圖甲是某班的電熱飲水機(jī)，其簡化電路圖如圖乙所示。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，當(dāng)S2斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)。R1和R2均為用來加熱且阻值不變的電熱絲，飲水機(jī)部分參數(shù)如下表所示。額定電壓220V額定功率加熱功率2200W保溫功率440W容量2.5L（1）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作，將2kg的水從20℃加熱至沸騰，水吸收的熱量是多少？水的比熱容，當(dāng)?shù)貧鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（2）在（1）問加熱情況下，飲水機(jī)正常工作了420s，消耗了多少電能？加熱效率是多少？（3）飲水機(jī)正常加熱時(shí)，電路中的電流是多少？（4）電熱絲R2的阻值是多少？16．在物理實(shí)踐活動(dòng)中，小青同學(xué)為了判斷家中電飯鍋的加熱狀態(tài)正常工作時(shí)電熱轉(zhuǎn)化效率是否達(dá)到行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)80%，首先了解電飯鍋的結(jié)構(gòu)和功能，說明書如表；接著，用電子秤稱出水的質(zhì)量為0.5kg，通電后調(diào)節(jié)為加熱狀態(tài)，當(dāng)水溫從20℃升高到100℃時(shí)，用時(shí)210s；在保溫狀態(tài)工作時(shí)，斷開家中其它用電器，發(fā)現(xiàn)家中3000imp/(kW·h)的電能表指示燈在60s內(nèi)閃2次。已知電熱絲電阻不隨溫度變化，水的比熱容c＝4.2×103J/(kg·℃)。請(qǐng)你解答：工作狀態(tài)開關(guān)情況額定功率工作電阻加熱S1、S2均閉合1000WR0保溫只閉合S148.4WR、R0（1）加熱過程中水吸收的熱量。（2）計(jì)算說明該電飯鍋的熱效率是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。（3）在虛線框內(nèi)將電飯鍋內(nèi)部的電路補(bǔ)充完整。（4）保溫狀態(tài)工作時(shí)消耗的電能和實(shí)際功率。專題03電能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型1．某款電熱飲水機(jī)具有加熱和保溫兩擋，額定電壓為220V，熱水箱容量為1kg。如圖甲是其電路原理圖，S0為溫控開關(guān)，R1、R2為電熱絲（阻值不變）。某次飲水機(jī)在額定電壓下工作的電功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，求：（1）飲水機(jī)處于保溫?fù)鯐r(shí)，通過R1的電流；（2）飲水機(jī)處于加熱擋階段消耗的電能與R2的阻值；（3）若將水箱內(nèi)裝滿20℃的水，加熱5min溫度升高到86℃。求該電熱飲水機(jī)的加熱效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】（1）0.5A；（2）2.97×105J，55Ω；（3）93.3%【詳解】解：（1）當(dāng)開關(guān)S、S0閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻較小，當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為R1的簡單電路，電路中的總電阻較大，根據(jù)可知，當(dāng)開關(guān)S、S0閉合時(shí)，電路為加熱狀態(tài)，只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為保溫狀態(tài)。根據(jù)圖乙知保溫?fù)醯墓β蕿?10W，由P=UI可知，保溫?fù)鯐r(shí)通過R1的電流（2）由圖乙知，加熱擋的功率為990W，加熱時(shí)間為5min，即300s，由可得，飲水機(jī)處于加熱擋階段消耗的電能W=P加熱t(yī)=990W×5×60s=2.97×105J因并聯(lián)電路各支路可獨(dú)立工作、互不影響，加熱時(shí)電阻絲R2的電功率P2=P加熱-P1=P加熱-P保溫=990W-110W=880W因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，由可得，電阻R2的阻值（3）水箱內(nèi)裝滿20℃的水，加熱5min溫度升高到86℃，水吸收的熱量Q吸=c水m?t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(86℃-20℃)=2.772×105J飲水機(jī)加熱效率答：（1）飲水機(jī)處于保溫?fù)鯐r(shí)，通過R1的電流為0.5A；（2）飲水機(jī)處于加熱擋階段消耗的電能為2.97×105J，R2的阻值為55Ω；（3）電熱飲水機(jī)的加熱效率為93.3%。2．我國三峽水電站有“照亮半個(gè)中國”的美譽(yù)，2020年累計(jì)發(fā)電量超過1千億度，如果就按1千億度(kW·h)計(jì)算，相當(dāng)于一座年消耗6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站所發(fā)的電量。（1）假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3×107J/kg，完全燃燒6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出多少熱量？（2）以三峽水力發(fā)電代替同等的火力發(fā)電，每年會(huì)少排7.5×1010m3的二氧化碳?xì)怏w，這些氣體的質(zhì)量是多少kg？（通常情況下CO2氣體的密度為2kg/m3）（3）請(qǐng)你根據(jù)本題中的數(shù)據(jù)，計(jì)算火力發(fā)電的效率（用符號(hào)E表示電能）？【答案】（1）1.8×1018J；（2）1.5×1011kg；（3）20%【詳解】解：（1）m=6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量為（2）由可知這些氣體的質(zhì)量為（3）已知m=6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站所發(fā)的電量為1千億度，即則火力發(fā)電的效率為答：（1）完全燃燒6×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤能放出1.8×1018J熱量；（2）這些氣體的質(zhì)量是1.5×1011kg；（3）火力發(fā)電的效率為20%。3．圖甲是某款具有高溫、低溫兩擋的電熱飯盒，圖乙為其內(nèi)部簡化電路的一部分，R1、R2均是加熱電阻，且R2＝3R1。請(qǐng)你解答：（1）在圖乙合適的虛線框內(nèi)分別填入加熱電阻R1、R2和導(dǎo)線的元件符號(hào)，使開關(guān)S接2時(shí)電路的電功率為接1時(shí)的4倍；（2）若電路中只使用該電熱飯盒，加熱1kg面條使其溫度升高40oC。如圖丙所示，電能表的脈沖指示燈閃爍了125次，則這個(gè)電熱飯盒加熱的效率是多少？[c面條＝2.5×103J/(kg℃)]【答案】（1）；（2）80%【詳解】解：（1）由可知，電源電壓不變時(shí)電功率為4倍則電阻為原來的，因R2＝3R1，若使R1、R2串聯(lián)且接1接線柱，且左側(cè)方框?yàn)镽1時(shí)，可使開關(guān)接1時(shí)電路中總電阻為R總=R1+R2=4R1開關(guān)接2時(shí)電路中總電阻為R1，則開關(guān)置于1時(shí)電路的電功率為開關(guān)接2時(shí)電路總功率為即開關(guān)S接2時(shí)電路的電功率為接1時(shí)的4倍，如圖所示：（2）面條的質(zhì)量m=1kg，溫度的變化量為?t=40℃，則面條吸收的熱量為Q＝cm?t＝2.5×103J/(kg℃)×1kg×40℃＝1×105J脈沖指示燈閃爍了125次，則電熱飯盒消耗的電能電熱飯盒的加熱效率答：（1）見解析；（2）這個(gè)電熱飯盒加熱的效率是80%。4．如圖甲所示，汽車的玻璃上結(jié)了厚厚的一層霜。為此汽車擋風(fēng)玻璃內(nèi)安裝了可加熱的電熱絲，通電后可將玻璃升溫去霜。如圖乙是其簡化的電路圖，電源電壓為12V，R1、R2為加熱電阻絲，R2=2.4Ω。電路有加熱和保溫兩個(gè)擋位，其加熱擋功率為120W。已知汽車后擋風(fēng)玻璃的質(zhì)量為10kg，用加熱擋給玻璃加熱時(shí)，1000s可以使玻璃的溫度從℃升高到5℃。【】求：（1）1000s內(nèi)玻璃吸收的熱量；（2）給玻璃加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為玻璃的內(nèi)能的效率；（3）保溫?fù)醯墓β省！敬鸢浮浚?）8.4×104J；（2）70%；（3）40W【詳解】解：（1）1000s內(nèi)玻璃吸收的熱量（2）根據(jù)知，給玻璃加熱消耗的電能為給玻璃加熱過程中電能轉(zhuǎn)化為玻璃的內(nèi)能的效率為（3）由圖知開關(guān)S打到1，兩電阻串聯(lián)，打到2，只有電阻工作，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，打到2時(shí)，電路的電阻較小，根據(jù)知，在電源電壓一定時(shí)，功率較大，為加熱擋；開關(guān)S打到1時(shí)，為保溫?fù)?。的電阻為根?jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，保溫?fù)醯墓β蕿榇穑海?）1000s內(nèi)玻璃吸收的熱量為8.4×104J；（2）給玻璃加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為玻璃的內(nèi)能的效率為70%；（3）保溫?fù)醯墓β蕿?0W。5．如圖所示為一款電加熱鼠標(biāo)墊，其質(zhì)量為200g，可以在冬季暖手，也可以伏在桌面暖暖的睡午覺。該鼠標(biāo)墊標(biāo)有“220V50W”，正常工作200秒，可以使鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃。[c鼠標(biāo)墊=2×103J/（kg·℃）]求：（1）鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃吸收的熱量；（2）電加熱鼠標(biāo)墊加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率；（3）若要使電熱鼠標(biāo)墊正常工作時(shí)的總功率降為20W，則需要在鼠標(biāo)墊內(nèi)再串聯(lián)一個(gè)多大的加熱電阻?！敬鸢浮浚?）8000J；（2）80%；（3）1452Ω【詳解】解：（1）鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃吸收的熱量為Q吸=c鼠標(biāo)墊m（t2﹣t1）=2×103J/（kg?℃）×200×10﹣3kg×（40℃-20℃）=8000J（2）電加熱鼠標(biāo)墊加熱過程中消耗的電能為W=Pt=50W×200s=10000J熱效率為（3）根據(jù)知原來加熱時(shí)的總電阻為根據(jù)可知，要使電熱鼠標(biāo)墊正常工作時(shí)的總功率減小，在電源電壓不變時(shí)要增大電路的總電阻，所以需要串聯(lián)一個(gè)電阻?？偣β蕼p小后的總電阻為所以串聯(lián)電阻的阻值為R串=R加熱′﹣R加熱=2420Ω﹣968Ω=1452Ω答：（1）鼠標(biāo)墊的溫度由20℃升高到40℃吸收的熱量為8000J；（2）電加熱鼠標(biāo)墊加熱過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為80%；（3）若要使電熱鼠標(biāo)墊正常工作時(shí)的總功率降為20W，則需要在鼠標(biāo)墊內(nèi)再串聯(lián)一個(gè)1452Ω的加熱電阻。6．如圖電磁爐是種新型炊具，它具有加熱快，效率高，節(jié)能環(huán)保，使用方便等特點(diǎn)，其熱效率極高且加熱均勻，烹調(diào)迅速，節(jié)能省電。小華在一次課外活動(dòng)中，對(duì)家用電磁爐進(jìn)行了相關(guān)的觀察和研究，并記錄了有關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：請(qǐng)你就他在活動(dòng)中獲得的有關(guān)資料，求解或提出有關(guān)問題：觀察對(duì)象有關(guān)記錄和相關(guān)活動(dòng)觀察電磁爐銘牌U額=220V；P額=1000W觀察電能表的銘牌220V10（40）A2000r/（kW?h）用電磁爐加熱一壺水（水的質(zhì)量m=2kg，初溫t=30℃）關(guān)閉家里其他用電器，只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表表盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了135r，此時(shí)用溫度計(jì)測得的水溫為50℃[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]（1）加熱5min，水所吸收的熱量？（2）電磁爐工作5min消耗的電能？電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的效率？（3）電磁爐的實(shí)際功率和實(shí)際電壓（假設(shè)電阻絲的電阻不變）？【答案】（1）1.68×105J；（2）2.43×105J，69.1%；（3）810W，198V【詳解】解：（1）根據(jù)可得，水所吸收的熱量為（2）電磁爐工作5min消耗的電能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為（3）電磁爐的實(shí)際功率由得，電爐絲的電阻為則電磁爐的實(shí)際電壓為答：（1）加熱5min，水所吸收的熱量為1.68×105J；（2）電磁爐工作5min消耗的電能為2.43×105J；電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的效率為69.1%；（3）電磁爐的實(shí)際功率為810W，當(dāng)時(shí)實(shí)際電壓為198V。7．下圖為某品牌電熱水壺，電熱水壺銘牌如表，現(xiàn)將一滿壺初溫為20℃的水燒開，求：（1）水需要吸收多少熱量？（2）燒開這壺水時(shí)，記錄標(biāo)有3000r/kW·h的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了600轉(zhuǎn)，電熱水壺?zé)臒嵝?？XX牌電熱壺額定電壓220V額定功率1210W頻率50Hz熱水壺容量2.0L【答案】（1）6.72×105J；（2）93.3%【詳解】解：（1）熱水壺容積熱水壺內(nèi)裝滿水時(shí)水的質(zhì)量水吸收的熱量（2）電熱水壺消耗的電能為電熱水壺的效率為答：（1）水吸收的熱量為；（2）電熱水壺的熱效率為93.3%。8．王凱同學(xué)學(xué)習(xí)了電功率相關(guān)知識(shí)后，想通過所學(xué)知識(shí)測量家中電熱水壺的能效情況。他暫時(shí)停用家中其他用電器，僅使用電熱水壺給水加熱至沸騰，加熱前、后他分別記錄了家用電能表對(duì)應(yīng)的示數(shù)情況如圖。實(shí)驗(yàn)中，壺中裝有質(zhì)量為1kg，初溫為20℃的水。求：［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］（1）水吸收的熱量；（2）電熱水壺的效率?！敬鸢浮浚?）3.36×105J；（2）93.3%【詳解】解：（1）水吸收的熱量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J（2）電熱水壺消耗的電能為W=W2-W1=1019.6kW·h-1019.5kW·h=0.1kW·h=3.6×105J電熱水壺的效率為答：（1）水吸收的熱量為3.36×105J；（2）電熱水壺的熱效率為93.3%。9．冬天，一杯熱茶放著很快就會(huì)變涼，喝了會(huì)很不舒服，某廠家為此專門設(shè)計(jì)了一款如圖甲所示是保溫茶座，此保溫茶座設(shè)定恒溫為60℃的最佳溫度，它是專為茶水、咖啡、牛奶等需要熱飲特點(diǎn)的飲品而研制的配套用具，是簡易杯、牛奶杯、咖啡杯等杯具的最佳保溫配套產(chǎn)品。使用時(shí)，將杯子底放于保溫茶座中間，按下保溫茶座側(cè)面的電源開關(guān)，電源指示燈亮，保溫茶座進(jìn)入工作狀態(tài)。圖乙是此保溫茶座的內(nèi)部電路圖，下表是此保溫茶座的技術(shù)參數(shù)。型號(hào)額定電壓220V發(fā)熱板額定功率20W（1）發(fā)熱板正常工作時(shí)的電阻是多少？（2）若指示L規(guī)格為“5V，0.02W”，則指示電路的功率為多大？（3）根據(jù)測算，茶具在工作時(shí)平均每分鐘散失的熱量相當(dāng)于50g的水降低2℃所放出的熱量，則每分鐘茶具損失多少熱量？正常工作時(shí)該茶具的熱效率是多少？（指示電路消耗的電能忽略不計(jì)）【答案】（1）；（2）；（3）420J；【詳解】解：（1）發(fā)熱板的電阻（2）指示電路燈泡正常工作，根據(jù)可得該支路的電流并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，指示電路的功率（3）茶具每分鐘散失的電能Q散=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50×10-3kg×2℃=420J每分鐘消耗的電能正常工作時(shí)該茶具的熱效率答：（1）發(fā)熱板正常工作時(shí)的電阻是；（2）指示電路的功率為；（3）正常工作時(shí)該茶具的熱效率是。10．圖甲為小陽家的電熱水瓶，圖乙是其電路原理圖，R1和R2為阻值不變的電熱絲，R1=44Ω，R2=1166Ω，S1為溫控開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”態(tài)的轉(zhuǎn)換。為了測量電熱水瓶的實(shí)際電功率，小陽找來了一塊標(biāo)有“2000revs/（kW·h）”字樣的電能表，在電熱水瓶中加入1L溫度為20°C的水后，把它單獨(dú)通過電能表接入家庭電路中，將水加熱到56°C，用了3.5min。小陽根據(jù)電能表的參數(shù)和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算出電熱水瓶的實(shí)際電功率為900W（水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·°C））。求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率是多少？（3）在給水加熱的過程中，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)？（4）電熱水瓶的加熱效率是多少？【答案】（1）1.512×105J；（2）40W；（3）105轉(zhuǎn)；（4）80%【詳解】解：（1）根據(jù)密度公式可得水的質(zhì)量為故水吸收的熱量為（2）開關(guān)S閉合，S1接b時(shí)，電路中R1、R2串聯(lián)，此時(shí)電路中電阻最大，電路消耗的功率最小，此時(shí)電熱水瓶處于保溫狀態(tài)。此時(shí)電路總電阻為故電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率是（3）已知熱水瓶實(shí)際功率為P實(shí)=900W，則加熱過程中實(shí)際消耗電能為電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)為（4）根據(jù)電熱水瓶消耗的功率W和水吸的熱量Q可知，電熱水瓶的加熱效率為答：（1）水吸收的熱量為1.512×105J；（2）電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率為40W；（3）在給水加熱的過程中，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了105轉(zhuǎn)；（4）電熱水瓶的加熱效率是80%。11．在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫(yī)為診療發(fā)揮了積極作用，成為世界矚目的“中國戰(zhàn)法”重要組成部分。如圖甲所示某家用電中藥壺，右表是其銘牌，猛火擋額定功率字跡已被磨損；工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關(guān)，、為定值電阻，A、B為阻值可忽略不計(jì)的指示燈。當(dāng)電中藥壺處于猛火擋時(shí)，紅燈亮；處于文火擋時(shí)，綠燈亮。。XX牌電藥壺額定電壓220V額定功率猛火擋XXXW文火擋200W（1）判斷A燈是紅燈還是綠燈；（2）求電中藥壺文火擋正常工作10min電流做的功；（3）猛火檔的額定功率；（4）當(dāng)把家中的其他用電器都與電源斷開，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用猛火擋將1kg的10℃藥液加熱至沸騰（藥液的沸點(diǎn)與水相同），標(biāo)有“1200r/kW?h”字樣的電能表轉(zhuǎn)過150轉(zhuǎn)。求此電中藥壺的加熱效率?！舅幰旱谋葻崛轂?.0×103J/（kg·℃）】【答案】（1）紅燈；（2）1.2×105J；（3）2000W；（4）【詳解】解：（1）檔位開關(guān)S′接1時(shí)，不計(jì)A燈的電阻，電路為R1的簡單電路，檔位開關(guān)S′接2時(shí)，不計(jì)B燈的電阻，電路為R1與R2串聯(lián)的電路，根據(jù)串聯(lián)電阻大于其中任一電阻和可知，S′接1時(shí)為猛火檔，A燈是紅燈。（2）電中藥壺在文火檔正常工作10min電流做的功：W＝P文火t＝200W×10×60s＝1.2×105J（3）檔位開關(guān)S′接2時(shí)，不計(jì)B燈的電阻，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻：R串＝因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R1的阻值：R1＝R串-R2＝242Ω-217.8Ω＝24.2Ω檔位開關(guān)S′接1時(shí)，不計(jì)A燈的電阻電路為R1的簡單電路，處于猛火檔，此時(shí)電功率：（4）在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下藥液的沸點(diǎn)為100℃，藥液吸收的熱量為Q吸=cm(t2-t1)=4×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-10℃)=3.6×105J1200r/kW·h，是指每消耗1kW?h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了1200次，表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了150次，電藥壺消耗的電能電中藥壺的加熱效率答：（1）A燈是紅燈；（2）電中藥壺文火擋正常工作10min電流做的功為1.2×105J；（3）猛火檔的額定功率為2000W；（4）此電中藥壺的加熱效率為80%。12．如圖所示是某電蒸鍋及其內(nèi)部簡化電路圖，它有加熱和保溫兩個(gè)擋位。R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為484Ω，加熱擋功率為1200W，已知c水=4.2×103J/(kg·°C)。求：（1）電蒸鍋正常工作時(shí)保溫?fù)醯墓β?；?）電蒸鍋正常工作時(shí)電阻R2的阻值；（3）某次電蒸鍋對(duì)水加熱時(shí)，加熱效率為84%，要使1.2kg的水溫度升高75°C需要消耗多少電能？（4）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明和小麗同學(xué)利用所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，合作測量電蒸鍋的實(shí)際加熱功率。電能表上標(biāo)有“1200r/(kW·h)”字樣，他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電蒸鍋接入電路中燒水，2min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，則電蒸鍋的實(shí)際加熱功率是多大？【答案】（1）100W；（2）44Ω；（3）4.5×105J；（4）1kW【詳解】解：（1）只閉合S1時(shí)，只有R1接入電路，電蒸鍋處于保溫?fù)?，由可得保溫?fù)豕β剩?）當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電蒸鍋處于加熱擋，則電阻R2的電功率P2=P熱-P保=1200W-100W=1100W電阻R2的阻值（3）要使1.2kg的水溫度升高75°C，水需要吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·°C)×1.2kg×75°C=3.78×105J由可知，消耗的電能（4）電蒸鍋2min消耗的電能電蒸鍋的實(shí)際功率答：（1）電蒸鍋正常工作時(shí)保溫?fù)醯墓β蕿?00W；（2）電蒸鍋正常工作時(shí)電阻R2的阻值為44Ω；（3）某次電蒸鍋對(duì)水加熱時(shí)，加熱效率為84%，要使1.2kg的水溫度升高75°C需要消耗的電能為4.5×105J；（4）電蒸鍋的實(shí)際加熱功率是1kW。13．小明同學(xué)家里新買了一臺(tái)電熱飲水機(jī)，該電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種功能，銘牌的部分參數(shù)如下表所示。經(jīng)分析得知，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)；S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，其工作電路圖如圖所示。為了測定其加熱時(shí)的實(shí)際功率，小明斷開家中其它所有的用電器，只將飲水機(jī)接入電路中，閉合開關(guān)S，測得熱水箱中初溫為20℃的水燒開，共用了7.5min（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），同時(shí)觀察到家中標(biāo)有“1200r/kW·h”電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120轉(zhuǎn)。根據(jù)以上信息。求：（1）熱水箱中的水從20℃燒開所吸收的熱量；[已知c＝4.2×103J/（kg·℃）]（2）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電功率；（3）飲水機(jī)加熱過程中的熱效率。水箱容量1L額定電壓220V加熱時(shí)額定功率880W【答案】（1）3.36×105J；（2）800W；（3）93.3%【詳解】解：（1）根據(jù)可得，水箱中水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，燒開所吸收的熱量（2）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消耗的電能為飲水機(jī)的實(shí)際功率為（3）飲水機(jī)的熱效率為答：（1）熱水箱中的水從20℃燒開所吸收的熱量為3.36×105J；（2）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電功率為800W；（3）飲水機(jī)加熱過程中的熱效率約為93.3%。14．養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的烹飲容器，采用新型電加熱材料，通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)水加熱。如圖是某款養(yǎng)生壺及其銘牌。養(yǎng)生壺正常工作4min，可將一壺1kg、初溫為20℃的水加熱至70℃，求：（1）養(yǎng)生壺正常工作2min所消耗的電能；（2）水從20℃加熱至70℃吸收的熱量；（3）養(yǎng)生壺的加熱效率[c水=4.2×103J/(kg?℃)]。型號(hào)：CH-M16額定電壓：220V頻率：50Hz額定功率：1000W容量：1.2L【答案】（1）1.2×105J；（2）2.1×105J；（3）87.5%【詳解】解：（1）根據(jù)可知養(yǎng)生壺正常工作2min所消耗的電能為W=P額t＝1000W×2×60s＝1.2×105J（2）水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)＝4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105J（3）根據(jù)知養(yǎng)生壺正常工作4min所消耗的電能為W'=P額t'=1000W×4×60s=2.4×105J養(yǎng)生壺的加熱效率為答：（1）養(yǎng)生壺正常工作2min所消耗的電能為1.2×105J；（2）水從20℃加熱至70℃吸收的熱量為2.1×105J；（3）養(yǎng)生壺的加熱效率為87.5%。15．如圖甲是某班的電熱飲水機(jī)，其簡化電路圖如圖乙所示。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，當(dāng)S2斷開時(shí)，飲水