内容正文:
第一部分 教材考点 分层复习
第二讲 电学专项
专项6 电热的转换效率类综合应用
重难讲练 分层破译
实验探究 分层通关
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CONTENTS
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典例 (2022•深圳模拟)小苏新买了一个多功能迷你电炖锅,如图甲所示,相关参数如表所示.小苏用电炖锅来烧水,若电炖锅处在“加热”状态正常工作时,电热丝所产生的热量有75%被水吸收.请根据说明书提供的信息计算.[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg•℃)]
电热的转换效率
“XX”牌电炖锅说明书
容积(最高水位)/L 1.2
加热功率/W 600
保温功率/W 242
额定电压/V 220
专项6 电热的转换效率类综合应用
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(1)小苏用电炖锅烧水,若电炖锅的水位刚好到最高水位,水温由20 ℃加热到30 ℃时,水吸收的热量为多少?
解题过程:
水的质量
m=ρV=1×103 kg/m3×1.2×10-3 m3=1.2 kg
水吸收的热量
Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×1.2 kg×(30 ℃-20 ℃)=5.04×104 J
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(2)水位刚好到最高水位时将水从20 ℃加热到30 ℃需用多长时间?
解题过程:
消耗电能
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(3)在用电高峰期,小苏关掉家里其他用电器,只让电炖锅处于保温状态工作,观察到电能表(如图乙)转盘在2 min内转了20圈,求此时的实际电压.
解题过程:
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提取关键信息
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综合分析、推理
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模型建构
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某电压力锅额定电压为220 V,有加热和保温两个挡位,其简化电路图如图甲所示.R1、R2都是加热电阻,加热挡时只有电阻R1工作,加热功率为800 W;保温挡时只有R2工作,电阻R2=1 210 Ω,S为温控开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换.求:
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(1)R1的阻值和压力锅的保温功率.
解:加热挡时只有电阻R1工作,R1的阻值
保温挡时只有电阻R2工作,保温挡的功率为
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(2)将2 L水从23 ℃加热到63 ℃,若压力锅的效率为84%,额定电压下,加热这些水需要多少秒?[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg•℃)]
解:电压力锅内水的体积
V=2 L=2 dm3=2×10-3 m3
由ρ= 可得水的质量
m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×2 kg×(63 ℃-23 ℃)=3.36×105 J
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(3)用电高峰期电压会降低,若电路中只让压力锅单独加热600 s,图乙中的电能表转盘转了300转,请算出它的实际加热功率.
解:电压力锅消耗的电能
电压力锅的实际加热功率
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W===6.72×104 J
需用时间t===112 s
保温状态工作时的电阻为R===200 Ω
观察到电能表转盘在2分钟内转了20圈,此时功率
P保′===0.2 kW=200 W
由P=得U实===200 V
R1===60.5 Ω
P保温===40 W
根据η=得消耗的电能
W===4×105 J
由P=得加热时间
t′===500 s
W′= kW•h=0.1 kW•h=3.6×105 J
P实===600 W
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