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2024最新修订
2024
教与学
中考必备
物 理
2024教与学 中考必备 物理 人教版
专题三 计 算 专 题
第二部分 专题训练
类型7 热、电综合计算
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考点点拨:热、电综合题的情景通常用电热器给水加热作为情景,涉及吸热公式、电功和电功率等知识,有时也会涉及加热效率。
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【例】(2022青岛)小明家的电热水壶电热丝断了,他想用一根新电热丝R0替换,但不知道阻值,于是他用伏安法进行了测量,用记录的多组数据描绘出R0的U-I图像,如图2-3-28所示。在老师的安全指导下,小明利用R0重新组装好电热水壶,接在220 V家庭电路中能正常工作,忽略温度对电阻的影响。求:(1)R0的阻值。
(2)新电热水壶的额定功率。
(3)新电热水壶工作400 s,把质量为1 kg的水
从20 ℃加热到100 ℃,其加热效率。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃),结果精确0.1%]
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解:(1)由图可知当电压为11 V时对应的电流为0.25 A,根据I=可得,R0的阻值R0===44 Ω。
(2)新电热水壶的额定功率P===1 100 W。
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(3)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J;
由P=可得消耗的电能W=Pt=1 100 W×400 s=
4.4×105 J,
电热水壶的加热效率η=×100%=×100%≈76.4%。
答:(略)
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1. (2023营口)某款带保温功能的电热水壶,其简化电路图如图2-3-29所示。S为总开关,S1为自动控制开关,R1和R2为阻值不变的发热电阻,R2=840 Ω,加热功率为1 210 W。电热水壶将质量1 kg、初温20 ℃的水烧开,加热效率为84%。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),1个标准大气压]。求:
(1)水吸收的热量。
(2)把水烧开需要多长时间(结果保留整数)。
(3)电热水壶的保温功率。
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解:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×
1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105 J。
(2)把水烧开需要放出的总热量Q总===4×105 J;
由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为R1的简单电路,此时电路的总电阻最小,总功率最大,处于加热状态,加热功率为1 210 W,由公式W=Pt可得,
把水烧开需要的时间t===≈331 s。
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(3)由P=可知,加热状态下R1的阻值R1===40 Ω;
由电路图可知,开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,总电阻
R总=R1+R2=40 Ω+840 Ω=880 Ω;
此时电路中的总电阻最大,总功率最小,处于保温状态,
则电热水壶的保温功率P′===55 W。
答:(略)
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谢 谢 !
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