第十五章　电能与电功率－电与热综合计算专项训练2023-2024学年沪粤版物理九年级上册

第十五章　电能与电功率 电与热综合计算 专项训练 【2023·丹东】如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12 V　12 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5 A，则电源电压为______V；闭合开关S1，断开S2，通电30 s定值 电阻R产生的热量是______J。 36 1 720 2 【点拨】 3 闭合开关S1、S2，电路为定值电阻的简单电路，电流表示数为1.5 A，则电源电压U＝I′R＝1.5 A×R②，联立①②可知 U＝36 V，R＝24 Ω；闭合开关S1，断开S2，灯泡L和定值电阻串联，通电30 s定值电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝(1 A)2× 24 Ω×30 s＝720 J。 4 2∶1 2 【2023·绥化】如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，R1、R2为定值电阻，已知R∶R1∶R2＝1∶1∶2，当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，通过R1与R2的电流之比是________；当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，通电1 min，R与R2产生的热量之比是________。 1∶2　 【点拨】 6 3 【2023·广安】如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为40 Ω，小灯泡L标有“5 V　 2.5 W”的字样，将滑片移到最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3 A，忽略温度对灯丝电阻的影响。求： (1)灯泡正常发光时的电阻。 解：滑动变阻器接入电路的电阻R＝40 Ω， 电路中的总电阻R总＝R＋RL＝40 Ω＋10 Ω＝50 Ω， 电源电压U＝IR总＝0.3 A×50 Ω＝15 V。 (2)电源电压。 (3)将滑片移到某位置，电压表示数为10 V，滑动变阻器电阻丝1 min内产生的热量。 4 【2023·凉山州】某品牌电热水壶铭牌中部分参数如表所示，现将其接入220 V电路中，向壶内盛入1.5 L的水，在标准大气压下将水从20 ℃加热至沸腾，则： 额定电压 220 V 额定功率 1 000 W 容量 1.5 L 解：水的质量 m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg， 将1.5 kg的水从20 ℃加热至沸腾需要吸收的热量 Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg× (100 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J。 (1)此过程中壶内水吸收了多少热量？ (2)该电热水壶正常工作时电阻是多大？ (3)若烧水实际耗时为10 min，求此过程电热水壶的热效率是多少？ 5 【2023·阜新】电热水壶发热电阻阻值不变，其主要参数如表所示。[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)] 额定电压 220 V 容量 1.5 L 加热功率 1 210 W 保温 功率 88 W (1)电热水壶保温状态下电路中的电流是多少？ (2)在加热状态下，电热水壶正常工作100 s，消耗的电能是多少？ 解：吸收的热量Q＝cmΔt＝ 4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－50 ℃)＝2.1×105 J。 (3)用此电热水壶，将质量为1 kg的水从50 ℃加热到 100 ℃，吸收的热量是多少？ 6 【2023·河北大名一中期末】中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为 20 ℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，用时700 s，在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求： 19 额定电压 220 V 保温挡功率 100 W 加热挡功率 900 W (1)发热电阻R1的阻值。 加热过程中煮茶器消耗的电能 W＝P加热t＝900 W×700 s＝6.3×105 J。 (2)加热过程中煮茶器消耗的电能。 (3)煮茶器中水的质量。 [水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 7 【2023·烟台】如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220 V，加热功率为1 210 W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随温度的变化而改变。 (1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5 min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少？ 解：由电路图知，当S断开时，两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态；当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态。 (2)电阻R1、R2的阻