2025年中考物理 一轮复习 （河南）【中考考点基础练】第1节 电热转换效率类综合计算

第1节 电热转换效率类综合计算 【基础作业】 1.(2024·南阳一模)图甲是一款小型电饭锅,图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝,电饭锅有加热和保温两个挡,加热功率为550 W,保温功率为110 W。 (1)保温挡工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R1的阻值是多少? (3)若该电饭锅的加热效率为80%,在标准大气压下,该电饭锅正常工作,把质量为0.55 kg初温为20 ℃的水加热到100 ℃,需要多少秒?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 　 甲 乙 2.(2024·许昌二模)如表所示的是小吕家的电热水器铭牌,充满水后,小吕打开开关,显示屏显示热水器内水温为20 ℃,小吕将调温开关调到“70 ℃”的位置,加热指示灯亮起,热水器开始以额定功率加热,等了1.5 h温度达到70 ℃加热指示灯熄灭。请你回答下列问题: (1)加热指示灯从亮起到熄灭的过程中,热水器中的水一共吸收多少热量?[ρ水=1×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (2)若不考虑能量损失,从指示灯亮起到指示灯熄灭需要多少时间? (3)热水器的效率是多少? 【素养作业】 3.我省居民常选用电暖器越冬,使用时即开即热、舒适方便。如图电暖器有“高温、中温、低温”三挡,最大功率为2 200 W,控制方式为机械式,适用面积为1~20 m2,加热方式为铝片散热式。其等效电路如图所示,S是保护开关,当倾倒,过热时S自动断开,切断电源保证安全。当S、S1闭合、S2断开时,电暖器为“低温”挡,此时功率为880 W。(电阻R1>R2) (1)求电阻R1的阻值。 (2)求“中温”挡正常工作时电路中的电流。 (3)如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.5元,试求用该电暖器在“高温”挡取暖10 h需要缴纳的电费。 (4)若室内空气质量为50 kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作10 min,放出热量的50%被室内空气吸收,那么可使室内气温升高多少?[不考虑热量损失,空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)] 4.(2024·禹州市一模)为了保证食品安全,学校购置了一批高压消毒柜,该消毒柜是通过高温蒸汽给餐具进行烘干、杀菌消毒、保温除湿的,该方式新颖独特且具有强大的杀菌消毒效果。 如图所示的是某一款全自动高压消毒柜,其部分参数如表所示.若装满30 ℃的水,正常工作50 min就可完成一次消毒。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求: (1)将水箱中的水加热到120 ℃,水吸收的热量; (2)发热丝的电阻; (3)这段时间消毒柜共消耗的电能。 电源电压 220 V 额定总功率 15 kW 发热丝功率 12 100 W 水箱容积 80 L 设计压强 0.21 MPa 消毒柜质量 500 kg 空气排量 ≥99% 工作水温 120 ℃ 【参考答案】 1.解:(1)由P=UI可知,保温挡工作时,电路中的电流:I保===0.5 A (2)由图乙可知,当开关S闭合、S1接2时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P=可知,电路中的总功率最小,电饭锅处于保温挡; 当开关S闭合、S1接1时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电饭锅处于加热挡; 由P=可知,R1的阻值: R1===88 Ω (3)水吸收的热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.55 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.848×105 J 由η=可知,电饭锅消耗的电能: W===2.31×105 J 由P=可知,加热水需要的时间: t'===420 s 2.解:(1)由题可知,热水器的容量为60 L即0.06 m3,则水的质量: m水=ρ水 V=1×103 kg/m3×0.06 m3=60 kg 水吸收的热量: Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×60 kg×(70 ℃-20 ℃)=1.26×107 J (2)不考虑能量损失,需加热的时间: t'====4.2×103 s (3)消耗的电能: W1=Pt1=3 000 W×1.5×3 600 s=1.62×107 J 则热水器的效率: η=×100%=×100%=77.8% 3.解:(1)当S、S1闭合,S2断开时,只有R1接入电路,电暖器为“低温”挡;R1的阻值: R1===55 Ω (2)S、S1、S2同时闭合,R1、R2并联,电暖器为“高温”挡;当S、S2闭合,S1断开时,只有R2接入电路,电暖器为“中温”挡,则中温挡功率: P中=P高-P低=2 200 W-880 W=1 320 W “中温”挡正常工作时电路中的电流: I中===6 A (3)电暖气在“高温”挡功率: P高=2 200 W=2.2 kW 电暖气在“高温”挡取暖10 h消耗的电能: W=P高t=2.2 kW×10 h=22 kW·h 需要缴纳的电费: n=22 kW·h×0.5元/(kW·h)=11元 (4)电暖器的“高温”挡正常工作10 min,放出的热量: Q放=W'=P高t'=2 200 W×10×60 s=1.32×106 J 空气吸收的热量: Q吸=ηQ放=50%×1.32×106 J=6.6×105 J 由Q吸=cmΔt可得,室内空气升高的温度: Δt===12 ℃ 4.解:(1)由图表可知,V=80 L=80×10-3 m3,则m=ρV=1.0×103 kg/m3×80×10-3 m3=80 kg, 根据热量计算公式Q=cmΔt,可以计算将水箱中的水加热到120 ℃,水吸收的热量: Q=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×(120 ℃-30 ℃)=3.024×107 J (2)根据电功率P=可得发热丝的电阻: R===4 Ω (3)根据电功W=Pt可得这段时间消毒柜共消耗的电能:W=P总t=15 000 W×50×60 s=4.5×107 J 学科网（北京）股份有限公司 $$