内容正文:
微专题五 电功、电热的相关计算
一
考点突破 讲练互动
2
铭牌信息类
[例1] 家庭常用电热水壶的铭牌数据如表所示,若加热电阻的阻值不随温度的变化而改变,下列选项正确的是[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.电热水壶装满水时,水的体积是10 L
B.电热水壶和其他用电器串联在电路中
C.将1 kg、20 ℃的水在1标准大气压
下烧开,需要吸收的热量为3.36×105 J
D.将1 kg、20 ℃的水在1标准大气压下烧开,电热水壶需正常工作5.5分钟,此电热水壶的效率为50%
额定电压 220 V
额定加热功率 1 100 W
最大盛水量 1 kg
C
【跟踪练习】
1.(2021·江西)如表1所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数.已知水的初温为20 ℃,c水=4.2×103 J/(kg·℃).
表1
燃气热水器
设定温度 50 ℃
气量 1.0 m3/h
水量 5.0 L/min
表2
即热式电热水器
额定功率 7 000 W
额定电压 220 V
额定频率 50 Hz
(1)求燃气热水器正常工作10 min流出的热水的质量.
答案:见解析
(1)燃气热水器正常工作10 min流出的热水的体积
V水=5.0 L/min×10 min=50 L=5×10-2 m3
则m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×5×10-2m3=50 kg.
(2)求将燃气热水器正常工作10 min流出的热水加热到设定温度所吸收的热量.
答案:见解析
(2)将燃气热水器正常工作10 min流出的热水加热到设定温度所吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50-20)℃=6.3×106 J.
(3)小红同学观察到学校用的是即热式电热水器,铭牌如表2所示.若要得(2)问中热水所吸收的热量,即热式电热水器需正常工作16 min 40 s,则该即热式电热水器的加热效率为多少?
答案:见解析
(4)请写出使用电能的两个优点.
答案:见解析
(4)环保、方便.
2.(2023·江西)如图所示,劳动课上,某同学用电磁炉烧水.水壶中装满初温为25 ℃的水,水壶和电磁炉的部分参数如下表所示.[当时气压为一个标准大气压,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg]求:
水壶 电磁炉烧水挡
净重:500 g 额定电压:220 V
容量:2 L 额定功率:2 000 W
(1)当水刚好烧开时,水吸收的热量;
答案:(1)6.3×105 J
(1)装满水时壶中水的质量
m=ρ·V=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,
当水刚好烧开时,水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J.
(2)电磁炉正常工作,若加热效率为84%,水刚好烧开所需的时间.
答案:(2)375 s
[例2] 一只多功能养生壶如图甲所示,类似于电水壶.该养生壶简化电路图如图乙所示,部分数据如表格所示.求:
多挡位类
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 110
中温挡功率/W 220
高温挡功率/W ?
(1)养生壶处于低温挡工作时,电路中的电流大小;
[答案] (1)0.5 A
(2)当开关S1闭合,S2接A,养生壶处于中温挡时,R1的阻值;
[答案] (2)220 Ω
(3)养生壶处于高温挡工作时的功率.
[答案] (3)440 W
【跟踪练习】
3.(2019·江西)如图甲所示,是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌.暖奶器具有加热、保温双重功能,当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态,连接触点2和3时为保温状态,连接触点3和4时为加热状态.(温馨提示:最适合宝宝饮用的牛奶温度为40 ℃)
型号 LZJ620
额定电压 220 V
加热功率 220 W
保温功率 20 W
甲
(1)求电阻R2的阻值;
答案:(1)242 Ω
(2)把400 g牛奶从20 ℃加热到40 ℃,求牛奶所吸收的热量[c牛奶=4.0×103 J/(kg·℃)];
答案: (2)3.2×104 J
(2)牛奶吸收的热量Q吸=c牛奶m(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(40 ℃-20 ℃)=3.2×104 J.
(3)如图乙所示,是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图像,求暖奶器在加热过程中的热效率.(结果保留到小数点后一位)
答案: (3)72.7%
4.(2020·江西)冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用.如图所示是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该