第18章 专题训练8 电、热、力综合计算（作业课件）-【四清导航】2023-2024学年九年级物理下册（人教版 河南专用）

专题训练八　电、热、力综合计算 物理 九年级下册 人教版 四清导航 2 2.8×103 28 3 4 5 热 热传递 6 7 保温 断开 8 9 10 153 11 12 13 类型一　力、电综合 1．(南阳期末改编)如图甲所示是某品牌汽车油量表的工作原理图，电源电压为U＝24 V，R0为保护电阻，为油量表(实际是量程为0～0.6 A的电流表改装，汽车油箱装满汽油时，油量表示数为最大值，即电流表满偏)，R1为处于油箱下方的压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示，它与油箱的接触面积为S＝0.01 m2。长方体油箱装满油时深度h＝0.4 m，若忽略油箱重，汽油的密度ρ＝0.7×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)汽车加满油时压敏电阻上表面受到的压强为____________Pa、压力为______N。 (2)当油箱装满油时，电流表的示数应为多大？电路中保护电阻R0的阻值应为多大？ (3)油量表的“0”刻度对应的电流I0应为多大？此时保护电阻R0的电功率为多少？ 解：(2)由图乙可知，当F＝28 N时，R1＝20 Ω，当油箱装满油时，电流表的示数为0.6 A，由I＝ eq \f(U,R) 可得，电路中的总电阻：R＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(24 V,0.6 A) ＝40 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R0的阻值：R0＝R－R1＝40 Ω－20 Ω＝20 Ω。 (3)油量表的“0”刻度时，即当油箱中的汽油用完时，由图乙可知压敏电阻所受的压力F＝0，R1＝220 Ω，此时电路中总电阻：R′＝R0＋R1＝20 Ω＋220 Ω＝240 Ω，电流表的示数：I0＝ eq \f(U,R′) ＝ eq \f(24 V,240 Ω) ＝0.1 A。此时保护电阻R0的电功率：P＝I02R0＝(0.1 A)2×20 Ω＝0.2 W。 类型二　电、热综合 2．(驻马店期末)小明家有一款电热足浴器，它可以用智能遥控器进行温度调节，足浴器主要参数如下表。请完成以下问题： 额定电压 220 V 额定功率 1 100 W 容积 5 L (1)电热足浴器工作时是利用了电流的______效应，足浴器是通过__________的方式增加水的内能。 (2)足浴器正常工作时电路中的电流为多少？ (3)水箱中装满初温为20 ℃的水，足浴器正常工作加热8 min，可使水温升高到42 ℃，则水吸收的热量为多少？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103 kg/m3] (4)上述加热过程中，电热足浴器的加热效率是多少？ 解：(2)由P＝UI可得，足浴器正常加热时电路中的电流：I＝ eq \f(P,U) ＝ eq \f(1 100 W,220 V) ＝5 A。 (3)水箱中装满水时水的体积：V＝5 L＝5 dm3＝5×10－3 m3，由ρ＝ eq \f(m,V) 可得水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×5×10－3 m3＝5 kg，则水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(42 ℃－20 ℃)＝4.62×105 J。 (4)由P＝ eq \f(W,t) 可得，电热足浴器消耗的电能：W＝Pt＝1 100 W×8×60 s＝5.28×105 J，则加热效率：η＝ eq \f(Q吸,W) ＝ eq \f(4.62×105 J,5.28×105 J) ＝87.5%。 3．(许昌一模)如图甲所示为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图乙所示，其中R1阻值为110 Ω，R2阻值为440 Ω，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，若壶中药液的总质量为0.5 kg，在正常工作电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图丙所示。 (1)分析电路可知，S1开关接1时，S2断开时，应药壶处于________状态；开关S1接2时，S2________时，煎药壶处于文火状态。 (2)文火萃取期间煎药壶消耗的电能多少？ (3)高火加热过程中，药液所吸收的热量是多少？[c药液＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(2)由图丙知，文火萃取阶段的时间：t＝36 min－14 min＝22 min＝1 320 s，文火萃取期间煎药壶消耗的电能：W1＝ eq \f(U2,R2) t＝ eq \f(（220 V）2,440 Ω) ×1 320 s＝1.452×105 J。 (3)由图丙可知，高火加热过程中，药液的温度从18 ℃升高到98 ℃，则0.5 kg药液所吸收的热量：Q吸＝c药液mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(98 ℃－18 ℃)＝1.68×105 J。 类型三　力、电、热综合 4．(开封三模)如图甲所示为一款电暖桌，它具有桌面暖手、桌底暖脚的功能，同时具有内置电陶炉，并且可以通过电动机升降实现茶几、办公桌和餐桌的功能。产品铭牌部分如表格所示，请回答下列问题。 (1)电暖桌可以通过电动机将桌面由58 cm高的茶几功能上升为76 cm高的餐桌功能。已知桌面的质量为85 kg，则电动机做的有用功为__________J。(g取10 N/kg) (2)电暖桌的取暖功能有高、低两挡，由旋钮开关换挡，等效电路如图乙所示，则R2的电阻为多大？ (3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉工作，发现标有“3 000 imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁81次共用时1 min，并且使壶中的0.5 L水从25 ℃升高到65 ℃，求此时电陶炉的实际功率及效率。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留一位小数] 解：(2)旋钮开关接1时，两电阻串联，旋钮开关接2时，为R1的简单电路。根据P＝ eq \f(U2,R) ，接1时，为低温挡，P1＝ eq \f(U2,R1＋R2) ＝400 W　①，接2时，为高温挡，P2＝ eq \f(U2,R1) ＝2 000 W　②，因U＝220 V　③，由①②③解得R2＝96.8 Ω。 (3)闪烁81次消耗的电能：W＝ eq \f(1,3 000 imp/（kW·h）) ×81 imp＝0.027 kW·h，电陶炉的实际功率：P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(0.027 kW·h,\f(1,60) h) ＝1.62 kW＝1 620 W；根据ρ＝ eq \f(m,V) 可知水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×0.5×10－3 m3＝0.5 kg；水从25 ℃升高到65 ℃吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(65 ℃－25 ℃)＝8.4×104 J，电陶炉的效率：η＝ eq \f(Q,W) ＝ eq \f(8.4×104 J,0.027×3.6×106 J) ≈86.4%。 ☞请翻至P88完成“周周清2” $$