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1、
專題十一 電學(xué)微專題
微專題9 家用電器類相關(guān)計(jì)算
(建議時(shí)間:40分鐘)
1. (2019昆明)如圖是一個(gè)家用電熱水龍頭.打開(kāi)龍頭開(kāi)關(guān),幾秒就可以流出熱水,這種加熱水的過(guò)程很短,俗稱“過(guò)水熱”.某品牌電熱水龍頭的額定功率是3 000 W,額定電壓是220 V,則該電熱水龍頭正常工作時(shí)的電阻是______Ω(計(jì)算結(jié)果精確到0.1).某次使用該龍頭加熱水時(shí),測(cè)得實(shí)際電壓為235 V,水的初溫為21 ℃,加熱14 s,得到0.5 L、末溫42 ℃的熱水,則加熱水的功率是______W[c水=4.2×103 J/(kg·℃)].
第1題圖
2. (2019泰州)如圖為某型號(hào)電動(dòng)機(jī)的
2、銘牌,求:
**牌電動(dòng)機(jī)
型號(hào)
JT-44
額定電壓
220 V
額定功率
44 W
線圈電阻
100 Ω
制造商:********
第2題圖
(1)此電動(dòng)機(jī)的額定電流.
(2)此電動(dòng)機(jī)正常工作10 min所消耗的電能和由此轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能.
3. (2018龍東)如圖所示是車載和家用兩種加熱模式的電熱杯,它可以用車載12 V電源加熱,或接在家庭電路中進(jìn)行加熱.它的主要參數(shù)如表所示.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,用車載模式將500 mL初溫為20 ℃的水燒開(kāi)需要35 min.求:
第3題圖
車載額定電壓
12 V
家用額定電壓
22
3、0 V
車載額定功率
120 W
家用額定功率
200 W
自身質(zhì)量
1.6 kg
(1)在這個(gè)過(guò)程中,水吸收的熱量是多少?
(2)在這個(gè)過(guò)程中 ,電熱杯的加熱效率是多少?(結(jié)果保留1位小數(shù))
(3)如果在家庭電路中使用,燒開(kāi)這些水,需要多少時(shí)間?(不計(jì)能量損失)
4. (2018鹽城)在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,小明設(shè)計(jì)了一種電熱飲水機(jī)電路,如圖甲所示.R1和R2均為電熱絲,S2是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān),可實(shí)現(xiàn)“低擋”、“高擋”之間的轉(zhuǎn)換.飲水機(jī)工作時(shí)功率隨時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示.求:
第4題圖
(1)30 min內(nèi)電路消耗的
4、總電能.
(2)飲水機(jī)工作時(shí),通過(guò)電阻R1的電流.
(3)電阻R2的阻值.
5. (2019齊齊哈爾)如圖甲是文文同學(xué)家新買(mǎi)的一臺(tái)冷暖空調(diào)扇,其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示,R1、R2均為發(fā)熱電阻,R1的阻值為110 Ω, 是電動(dòng)機(jī).開(kāi)關(guān)S1閉合后,當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng);當(dāng)S2接2、3時(shí)吹溫風(fēng);當(dāng)S2接3、4時(shí)吹熱風(fēng),此時(shí)空調(diào)扇的總功率為1 100 W.已知:電源電壓為220 V, c冰=2.1×103 J/(kg·℃).求:
(1)吹冷風(fēng)時(shí),在空調(diào)扇內(nèi)加入冰袋會(huì)使吹出的風(fēng)溫度變低.若冰袋內(nèi)冰的質(zhì)量為1 kg,溫度從-16 ℃升高到-6 ℃時(shí),冰
5、從周圍吸收的熱量是多少?
(2)吹冷風(fēng)時(shí),電動(dòng)機(jī)正常工作1 h消耗的電能為0.11 kW·h,此時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少?
(3)吹熱風(fēng)時(shí),R2的電阻是多少?
第5題圖
6. (2019江西)如圖甲所示,是小姬媽媽為寶寶準(zhǔn)備的暖奶器及其內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)示意圖和銘牌.暖奶器具有加熱、保溫雙重功能,當(dāng)雙觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)連接觸點(diǎn)1和2時(shí)為關(guān)閉狀態(tài),連接觸點(diǎn)2和3時(shí)為保溫狀態(tài),連接觸點(diǎn)3和4時(shí)為加熱狀態(tài).(溫馨提示:最適合寶寶飲用的牛奶溫度為40 ℃)
(1)求電阻R2的阻值;
(2)把400 g牛奶從20 ℃加熱到40 ℃,求牛奶所吸收的熱量[c牛奶=4.0×103
6、 J/(kg·℃)];
(3)如圖乙所示,是暖奶器正常加熱和保溫過(guò)程中溫度隨時(shí)間變化的圖像,求暖奶器在加熱過(guò)程中的熱效率.(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)
型號(hào)
LZJ620
額定電壓
220 V
加熱功率
220 W
保溫功率
20 W
甲 乙
第6題圖
參考答案及解析
1. 16.1 3 150 【解析】由P=得,電熱水龍頭正常工作時(shí)的電阻R==≈16.1 Ω;水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.5×10-3 m3=0.5 kg,水吸收的熱量為Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J(kg·℃)×0.5 kg
7、×(42 ℃-21 ℃)=4.41×104 J,加熱水的功率為P====3 150 W.
2. 解:(1)電動(dòng)機(jī)的額定電流I額===0.2 A
(2)正常工作10 min所消耗的電能W=P額t=44 W×10×60 s=26 400 J
產(chǎn)生的熱量Q=IRt=(0.2 A)2×100 Ω×10×60 s=2 400 J
獲得的機(jī)械能E=W-Q=26 400 J-2 400 J=24 000 J
3. 解:(1)水吸收熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×500×10-6 m3×1×103 kg/m3×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J
(2)車載模式燒
8、水消耗的電能W電=Pt=120 W×35×60 s=2.52×105 J
所以電熱杯加熱效率η=×100%=×100%≈66.7%
(3)若不計(jì)能量損失,燒開(kāi)這些水,所消耗的電能W=Q吸=1.68×105 J
由W=Pt得t′===840 s.
4. 解:(1)由圖乙可知,前10 min是高擋,功率為660 W;后20 min是低擋,功率為220 W,則30 min內(nèi)電路消耗的電能
W=W1+W2=P1t1+P2t2=660 W×10×60 s+220 W×20×60 s=6.6×105 J
(2)當(dāng)S2斷開(kāi)時(shí),電路中僅有R1,且此時(shí)處于低擋,由P=UI得,則通過(guò)電阻R1的電流I=
9、==1 A
(3)S1、S2閉合時(shí),R1與R2并聯(lián),此時(shí)處于高擋
則R2的功率為P2=P高-P低=660 W-220 W=440 W
R2的阻值為R2===110 Ω
5. 解:(1)Δt=-6 ℃-(-16 ℃)=10 ℃
冰吸收的熱量Q吸=c冰mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃=2.1×104 J
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合后,當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng),此時(shí)電路中只有電動(dòng)機(jī)工作.電動(dòng)機(jī)的功率:
P冷===0.11 kW=110 W
通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I===0.5 A
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2接3、4時(shí)吹熱風(fēng),電動(dòng)機(jī)、R1、R2三者并聯(lián),R1的功率P1=
10、==440 W
電阻R2的功率P2=P總-P冷-P1=1 100 W-110 W-440 W=550 W
R2的阻值R2===88 Ω
6. 解:(1)電路處于保溫狀態(tài)時(shí),只有R1工作;處于加熱狀態(tài)時(shí),R1與R2并聯(lián)工作,P2=P加熱-P保溫=220 W-20 W=200 W
R2===242 Ω
(2)牛奶吸收的熱量:Q吸=c牛奶m(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(40 ℃-20 ℃)=3.2×104 J
(3)由圖像乙可知,加熱時(shí)間t1=200 s
W=P加熱t(yī)1=220 W×200 s=4.4×104 J
η=×100%=×100%≈72.7%
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