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物 理
9年级 下册
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专题训练(四) 电热综合计算
精准备考用木牍
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专题训练(四) 电热综合计算
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专题训练(四) 电热综合计算
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类型1 电热器效率问题
1.小章同学利用电阻丝组装出一把“锋利”的电热刀,能轻松切下橡皮等塑料制品,其简化电路图如图所示。电热刀预热1 s刚好能熔断橡皮,已知电源电压1.5 V,电热丝电阻0.4 Ω,橡皮质量30 mg,熔化温度225 ℃,室温25 ℃,比热容为0.45×103 J/(kg·℃),则电热刀的加热效率(橡皮吸收的热量占所消耗电能的比例)为 。
48%
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2.[2023·蚌埠一模]如图是小明家的电能表,小明只将电热杯(内装质量为1 kg、初温为30 ℃的水)接入电路中,发现在2 min内电能表转盘转动100转,则该电热杯的实际电功率为 W;已知电热杯的热效率为70%,则此过程水温会上升至 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
50
1 000
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3.[2023·江苏扬州]一款电保温杯垫,如图所示,能使杯垫上杯内的水持续保温在55 ℃左右,功率为16 W。把质量为200 g、初温为51 ℃的水倒入杯中保温,5 min后升高到55 ℃。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求这段时间内:
(1)水吸收的热量;
(2)杯垫消耗的电能;
(3)杯垫给水加热的效率。
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解:(1)根据Q吸=cmΔt可得, 水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×200×10-3 kg×(55 ℃-51 ℃)=3 360 J
(2)由题意可知,加热所需的时间t=5 min=300 s
杯垫消耗的电能W=Pt=16 W×300 s=4 800 J
(3)由η=×100%可得,杯垫给水加热的效率
η=×100%=×100%=70%
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类型2 挡位问题
4.如图为一款养生壶的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两挡,电源电压为220 V且恒定不变,电阻丝R1、R2的阻值分别为44 Ω、440 Ω,当养生壶在“保温”挡工作,电路5 min消耗的电能为 J。
3×104
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5.[2022·四川乐山]如图是某电蒸锅的内部简化电路图,R1=484 Ω、R2=44 Ω。当S1、S2均闭合时,通过R1、R2的电流之比I1∶I2= ,使用加热挡5 min电蒸锅产生的热量是 J。
3.6×105
1∶11
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6.[2022·安徽]图甲为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R1<R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求R1∶R2的值;
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(3)若家庭电路的电压是220 V,某插座的额定电流是5 A,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位?说明理由。
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解:(1)设R1、R2并联时的总电阻为R并,
则R2>R1>R并
由P=可知,电火锅在低温挡工作时只有R2接入电路,故S1为断开状态,S2为闭合状态。
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(2)由(1)可知,单独闭合S2,电火锅处于低温挡;单独闭合S1,电火锅处于中温挡,
由P低温=,P中温=得
R1∶R2=P低温∶P中温=500∶1000=1∶2
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(3)插座的额定功率P额=U额I额=220 V×5 A=1100 W,故P高温>P额;又因为电功率越