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专题4.2 初中热电综合计算题
知识回顾
解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、 电功公式、电功率公式等;涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。
典例突破
【例题1】(2019齐齐哈尔)如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110Ω,M是电动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1100W.已知:电源电压为220V,c冰=2.1×103J/(kg•℃)。求:
(1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低,若冰袋内冰的质量为lkg,温度从﹣16℃升高到一6℃时,冰从周围吸收的热量是多少?
(2)吹冷风时,电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h,此时通过电动机的电流是多少?
(3)吹热风时,R2的电阻是多少?
【例题2】(2019湖北随州)随州的冬季不像北方有集中供暖,所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡,铭牌见下表(“中温”挡功率空出),其电路原理如图乙,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全。当S、S1闭合,S2断开时电暖器为“低温”挡。(R1>R2)
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温档
高温挡
1600W
频率
50Hz
求:(1)R1的阻值;
(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流;
(3)若室内空气质量为50kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作10min,放出热量的50%被室内空气吸收,那么可使室内气温升高多少?(假设空气的比热容为1.1×103J/(kg•℃))
中考达标训练题
1.(2019湖北黄石)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲,R1、R2都是发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1;S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热),其部分技术参数如下表。
额定电压(V)
220
高档发热功率(W)
400
注水仓最大注水量(kg)
3
(1)开关处于图示位置,电热加湿器的状态是_____(选填“关”“低档”或“高档”)
(2)求电热加湿器中R1的阻值;
(3)某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,其工作30min的功率与时间图象如图乙所示,如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(4)某一天,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低档加热,发现家中3000revs/(kW•h)的电能表转盘在400s内转了27圈,求此时电阻R2的实际功率是多少?
2.(2019山西)“创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里汽车后视镜会变模糊,影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图,电源电压100V,加热电阻R1与R2阻值均为100Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试,开启除霜模式加热后视镜1min,用温度传感器测得其温度升高了6℃.求:
(1)除霜模式下,电路中的电流;
(2)除霜模式下,电路的加热效率。[后视镜玻璃质量约0.5kg,玻璃的比热容约0.8×103J/(kg•℃)]
3.(2019山东枣庄)如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数,当养生壶正常工作时,求:
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
(1)养生壶正常工作的电阻。
(2)若该养生壶的加热效率为80%,在标准大气压下,将初温是12℃的一壶水烧开,需要多长时间?
(c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)在物理综合实践活动中,小明和小丽同学利用所学习的物理知识,合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/(kW•h)”,他们把家中的其他用电器都与电源断开,仅让养生壶接入电路中烧水,2min电能表的转盘转了40r,求电养容量生壶的实际功率。
4.(2019天津)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时,把1kg水从20℃加热到100℃用时7min,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的热效率。
型号
xx
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz
5.(201