2024年中考物理压轴题训练——焦耳定律的综合计算

2024年中考物理压轴题训练——焦耳定律的综合计算 1.王瑞同学学习了电热和电磁的知识后,尝试设计一个热带鱼水箱温控装置,工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器和热敏电阻R1组成,图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0=44 的加热电阻组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来。已知适宜热带鱼生长的水温为28,若外界环境温度恒定,现鱼缸内装有30kg温度为18的水,鱼缸内的水被加热到28用时20min,此时衔铁刚好被吸下进入保温模式。已知c水=4.2 103J/(kg•),求: (1)鱼缸内的水被加热到28吸收的热量; (2)计算加热过程中散失的热量; (3)滑动变阻器连入电路的阻值。 2.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,使食物得到最佳的口感和营养。把电饭锅接入220V的电路中,某次煮饭电饭锅的电功率随时间变化的图像如图乙所示。 (1)电饭锅工作时电路中的电流最大是多少? (2)整个煮饭过程消耗了多少电能? (3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅,发现家中标有“”的电能表指示灯闪烁了150次刚好用时5min,求电饭锅此时的实际功率是多少? (4)已知他家原有电器的总功率是6000W,电能表上标有“220V,10(30)A”的字样。请你通过计算说明:从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路是否允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭? (5)电饭锅通电时,其发热体将水明显加热,但与之连接的电源线不怎么热,这是为什么? 3.如图所示的电路中,灯泡L上标有“6V 3W”字样,R为定值电阻,阻值为12 。闭合开关后,灯泡L恰好正常发光,通过计算请回答: (1)灯泡正常工作时的电流是多少? (2)电源两端电压是多少? (3)定值电阻R在10秒内产生的热量是多少? 4.如图甲所示为便携式可折叠电热壶,额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两挡,保温挡的额定功率为110W,内部简化电路如图乙所示,当双触点开关接触1和2时为关闭状态,接触2和3时为保温挡,接触3和4时为加热挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4 ,现将电热壶接到220V的家庭电路中,求: (1)R1的阻值; (2)加热挡的电功率; (3)若电热壶内装有0.5kg的水,现用加热挡使水从25 升高到100 ,加热效率为63%,则需要工作多少秒?[c水=4.2 103J/(kg ),结果保留一位小数] 5.“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。如图为同学们设计的给后视镜除雾、除霜的加热电路。电源电压为100V,R1与R2均为加热电阻,R1阻值为100 。当开关S、S1都闭合时是高温挡除霜;只闭合开关S时是低温挡除雾,功率为50W。试求: (1)除霜模式下,电路中的电流是多少? (2)除霜模式下,电路工作1min电阻R1产生的热量是多少? (3)除雾模式下,电路的总电阻是多少?低温挡正常工作1min共消耗的电能是多少? 6.如图所示为某型号电暖气及其工作原理的简化电路图。电暖气的额定电压为220V,工作状态分为高、低温两挡。其中R1和R2可视为阻值不变的电热丝,R1的阻值为96.8 ,高温挡的功率为900W。 (1)求高温挡工作时通过电暖气的电流(保留1位小数); (2)请分析说明当只闭合开关S1时,电暖气处于高温挡还是低温挡; (3)求电阻丝R2的阻值。 7.近来网上热卖的空气炸锅,可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热,形象一点就是在锅里放了一台吹风机,用热风吹食物。其内部电路原理如图,相关参数如表。试求: (1)热风加热时电路中的总电流; (2)正常工作时电热管的电阻; (3)图中电动机线圈电阻为10 ,1min内电流通过电动机线圈产生的热量。 额定电压 220V 电源频率 50Hz 热风功率 1210W 冷风功率 110W 8.美的牌家用电热水器的简化电路如图所示,热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水器内装有40kg的水,慢加热额定功率为1210W,保温额定功率为605W,R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计)。(水的比热)求: (1)热水器把水从25 加热到75 时,水吸收的热量; (2)开关S1闭合,S2接b点时,电热水器处于慢加热工作状态,电阻R1的阻值; (3)电热水器在快加热工作状态下正常工作,要产生2.42 106J的热量,需要多少分钟。 9.电热加湿器靠电流的热效应工作.某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示.电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生