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三、模块综合计算
类型1电热(家用电器)综合计算
2.[2025眉山改编]图甲为某款电热煲汤锅,其简
1.图甲是某款鸡蛋孵化器,底部装有电热器.通
化电路如图乙所示.S为手动开关,S,为自动
电后,电热器给水加热,水向上方鸡蛋提供孵
温控开关,温度达到100℃时,自动切换到保
化所需能量.孵化器简化电路如图乙所示,
温状态,R,和R2均为阻值不变的电热丝.额
R1、R2都是电热器的发热电阻,孵化器相关参
定电压为220V,加热状态的额定功率为
数如下表所示.求:
1100W,保温状态额定功率为100W.求:
R
220Vo
220Vo
甲
乙
乙
第1题图
第2题图
(1)煲汤锅处于加热状态时,电路中的电流;
额定电压
220V
额定加热挡功率
(2)电热丝R2的阻值;
80W
额定保温挡功率
22W
(3)某次煲汤锅对初温为50℃、体积为3.3L
的汤汁加热(汤汁沸点为100℃),不考虑汤汁
(1)保温挡正常工作时,通过R2的电流;
质量变化和热量损失,煲汤锅正常工作20min
(2)①加热挡正常工作100s,孵化器消耗
所消耗的电能.[p汤计=1.0×103kg/m3,c汤汁=4×
电能;
103J/(kg·℃)]
②水在这段时间吸热为7.2×103J,求孵化器
对水加热的效率);
(3)S、S都闭合时,R1的电功率.
122
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3.[2024齐齐哈尔]如图甲所示是一款利用高温水4.商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座
蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机,它的正常
计费,其表盘数据如图甲所示,某摊位使用空
工作电压为220V.有高温、低温两个加热挡
气炸锅烹制食物,如图乙所示为其加热部分
位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开
的简化电路图,其额定电压为220V,定值电
关S接触1和2时为关机状态.R、R2是两个
阻R,和R2为发热体,其中R,=402.开关S,
阻值不变的电热丝,R1=R2=48.42.求:
S2、S,的通断可实现高、中、低三个挡位的调
节(S1、S2不会同时闭合),只闭合S,时为中
温挡,额定功率为440W.求:
时钟:9时10分
电压:220.0V
电费:0.00元
。220V。
甲
乙
时钟:9时25分
电压:220.0V
第3题图
电费:0.06元
o220V
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电
甲
功率;
第4题图
(2)若某次使用时,用高温挡位正常工作,将
(1)R2的电阻;
0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的
(2)高温挡正常工作100s,电流通过R,产生
热量;[c*=4.2×103J/(kg·℃)]
的电热;
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作,加热过
(3)当该摊位只有空气炸锅单独工作时,表盘
程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫机的
示数使用前后如图甲所示,通过表盘显示的
加热效率是多少?
数据计算该空气炸锅的电功率[已知商用电费单
价为0.75元/(kW·h)].
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类型2力热(电)综合计算
6.[2025山东]“五一”假期,小明随家人驾驶电动
5.[2025南昌一模]飞机的发动机通过航空煤油在
汽车前往营地露营.该车可对外供电,输出电
气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体获得向
压220V,最大输出功率3300W.家人将标有
前的推力.高空中某飞机的水平推力为1.6×
“220V1000W”的电热水壶接入电动汽车
10N,其沿水平方向匀速航行4km,消耗
供电电路,把1kg水从20℃加热至100℃用
40kg的航空煤油.(航空煤油的热值为4×
时6min.该车平均速度和每100km平均能耗
103J/kg)求:
的对应关系如表
(1)发动机所做的有用功:
已知c*=4.2×103J/(kg·℃),求:
(2)40kg航空煤油完全燃烧放出的热量;
平均速度(km/h)
30
60
90
120
(3)发动机的效率;
每100km平均
10.0
12.0
13.0
15.0
(4)写出一个减少碳排放的有效措施.(合理
能耗/(kW·h)
即可)
(1)电动汽车对外供电时的最大输出电流:
(2)加热过程电热水壶消耗的电能
(3)加热过程电热水壶的效率(保留小数点后
一位);
(4)烧水消耗的电能可供电动汽车以30km/h
的速度匀速行驶的路程。
124
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一战成名新中考
7.C919大型客机是我国自主研制的喷气式客8.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普
机,其搭载的新一代涡扇发动机的热效率和
通家庭.如图是某款扫地机器人,其铭牌上的
推进效率比一般客机高.发动机的热效率是
部分参数如表所示,请回答下列有关问题:
指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧放出
项目
指标参数
的热量之比,而推进效率则是指发动机传递
额定电压
15V
给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的
额定功率
25W
机械能之比.下表是C919的部分技术参
第8题图
电池容量2000mAh
数.某次飞行以最大巡航速度飞行了1h,耗
(1)若该机器人在额定功率下工作,工作电流
油3000kg(燃料的热值为4.6×10'J/kg,g取
为多大?(保留两位小数)
10N/kg).求:
(2)电池容量“2000mAh”是指在额定电压
最大起
飞机质量
42100kg
72000kg
下,当工作电流为2000mA时,能持续供电
飞质量
1h.求该扫地机器人充满一次电,能提供多少
最大巡
发动机最大
900 km/h
3.5×104N
电能?
航速度
巡航推力
(3)机器人在某次扫地过程中连续正常工作
发动机
发动机的
409%
半小时,若此过程中机器人做的有用功,相当
热效率
推进效率
于恒为100N的力,沿力的方向运动360m所
(1)若轮胎与地面的总接触面积为1.2m2,当
做的功,其他能量损失中有50%转化为热量,
C919以最大载重停在机场时,对机场水平地
求此过程中该机器人扫地时的热损效率为多
面的压强;
少?(注:热损效率指能量损失部分占总能量
(2)此次飞行过程中发动机推力做的功:
的百分比)
(3)此次飞行发动机的推进效率(结果以百分
比表示,保留整数)
分层作业本·江西物理
1250~0.6A,所以电路中的最大电流1=0.5A,
当开关S闭合,S,断开时,R和R2串联,电路阻值大,
电路中的最大功率P=U1=18V×0.5A=9W;
功率小,为保温挡
(2)小灯泡正常发光时,两端的电压为6V,串联电路
2(220V)2
此时电路总的电阻R急=
=4842
中总电压等于各分电压之和,
P保100W
所以滑动变阻器两端的最小电压
由串联电路的电阻关系可得,电阻丝R,的阻值
U#in=U-UL=18 V-6 V=12 V,
R2=R-R1=4842-442=4402;
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
(3)汤汁的质量
m=ptV=1.0×103kg/m3×3.3×103m3=3.3kg,
U滑mm_12V
Rm/0.5在三242
加热汤汁直到沸腾所需吸收的热量Q最=c酬m△1=4×
电压表选用大量程为0~15V,则当电压表的示数为
103J/(kg·℃)×3.3kg×(100℃-50℃)=6.6×
103J,
15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
不考虑汤汁质量变化和热量损失,则加热消耗的电能
小灯泡两端的电压U'=U-U海mm=18V-15V=3V,
W加=Q段=6.6×10J,
工作中小灯泡的灯丝电阻保持不变,小灯泡的电阻为
W加6.6×10J
风=÷0=2n
加热需要的时间mP110W
=600s=10min,
正常工作20minm,则保温的时间
此时通过电路中的电流最小
l保=t-l加=20min-10min=10min=600s,
UL'3V
1=R12
=0.25A.
保温消耗的电能W保=P保保=100W×600s=6×10J,
则煲汤锅正常工作20min所消耗的电能
滑动变阻器接入电路的最大电阻
W。=W加+W保=6.6×10J+6×10J=7.2×10J
R滑m
U滑m=15V
=602,
3.解:(1)当开关旋至2和3时,R、R2串联,此时电路中
I0.25 A
所以滑动变阻器允许调节的阻值变化范围为24~
的电阻最大,由P-可知,此时电路的功率最小,为
602.
低温挡,挂烫机低温挡的功率
三、模块综合计算
2
(220V)2
1.解:(1)由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,R1、R2并
PmR+R。48.40+48.4
=500W;
联,比时电路中的总电阻最小,由P可知,电路中
(2)将0.2kg的水从20℃加热到100℃,
水吸收的热量Q段=cm*(-6)=4.2×10J/(kg·℃)×
的总功率最大,孵化器处于加热挡:
0.2kgx(100℃-20℃)=6.72×10J:
当S闭合、S,断开时,只有R,工作,电路中的总电阻
(3)当开关旋至3和4时,R,被短路,此时电路为R2
最大,总功率最小,孵化器处于保温挡:
由P=U1可知,保温挡正常工作时,通过R2的电流
的简单电路,由P=可知,此时电路的功率最大,为
P保_22W
020V=0.1A:
高温挡,挂烫机高温挡的功率
l2
U2(220V)2
P高=
=1000W
(2)O由P="可知,孵化器在加热挡正常工作1O0s
R,48.42
用高温挡位正常工作,加热过程共用时80s,
消耗的电能W=P如t=80W×100s=8×103J;
消耗的电能W=P高=1000W×80s=8×10J,
②孵化器对水加热的效率
则挂烫机的加热效率
)0×100%7.2X10X100%=902
×109%=6.72x10
Q
8×103J
7=
-×100%=84%
8×104J
(3)S、S1都闭合时,R1的电功率
4解:(1)根据P=可知,当开关S、S,闭合,S断开
P,=P加-P保=80W-22W=58W.
2.解:(1)由P=U1得,电路中的电流
时,两电阻并联,总电阻最小,此时总功率最大,为高
Pu-1100W=5A:
温挡;只闭合S,时,电路为R,的简单电路,总电阻较
1m=0=220V
小,此时总功率较大,为中温挡;当开关S、S,断开、S,
(2)当开关S和S,均闭合时,R2短路,R,单独工作,
闭合时,两电阻串联,总电阻最大,此时总功率最小,
电路阻值小,功率大,为加热挡
为低温挡,
由P=得,R==20
=442
U2(220V)2
R
P加1100W
则R,的电阻R:P年40V
=1102:
16
参考答案·江西物理
一战成名新中考
(2)高温挡时R,的功率
s=l=900km/h×1h=900km,
P==20VD-1210W.
推力做的功
R1402
W=F推s=3.5×10N×900×103m=3.15×100J:
高温挡正常工作100s,电流通过R,产生的电热
(3)消耗的燃油完全燃烧放出的热量
Q1=W1=P141=1210W×100s=1.21×103J;
Q数=m9=3000kg×4.6×10'J/kg=1.38×10"J,
(3)空气炸锅消耗的电能
0.06元
三×100%可知,此次飞行过程中发动机获得的
由W
W=0.75元/kWh00.08kW.h,
机械能W。=7Q=1.38×10"J×40%=5.52×100J,
空气炸锅工作的时间t=9:25-9:10=15min=0.25h,
空气炸锅的电功率
发动机的推进效率)=”-3.15x10”
≈57%
Wa5.52×101°J
p="-0.08W.h=0.32kw=320W.
8.
解:(1)由P=M可知,该机器人在额定功率下的工作
t0.25h
5.解:(1)发动机所做的有用功
电流1P=25
U-15V
≈1.67A:
W=Fs=1.6×103N×4×103m=6.4×103J:
(2)扫地机器人充满一次电,能提供的电能
(2)40kg航空煤油完全燃烧放出的热量
W=UI1=15V×2000×103A×3600s=1.08×10J:
Q数=mg=40kg×4×10J/kg=1.6×10°J;
(3)机器人做的有用功
(3)发动机的效率
W有=F=100N×360m=36000J,
W
×1009%
6.4x101x100%=40%:
机器人在某次扫地过程中连续正常工作半小时,消耗
1.6×10°J
的电能W有=P1=25W×0.5×3600s=4.5×10J,
(4)严禁随意焚烧垃圾,少开车多步行、骑自行车或乘
公交车出行
损失的能量W损=W台-W有=4.5×10J-3.6×103J=9×
10J,
6.解:(1)由P=U1可知,电动汽车对外供电时的最大输
出电流1=P=3300
产生热量Q=50%W=50%×9×103J=4.5×103J,
=15A:
U220V
此过程中该机器人扫地时的热损效率
(2)加热时间t=6min=6×60s=360s,
×1009%=45x10'
Q
100%=10%.
电热水壶消耗的电能W壶=Pt=1000W×360s=3.6×
4.5×10J
10J:
专题六实验与探究题
(3)水吸收的热量Q吸=c*m△1=4.2×103J/(kg·℃)×
类型1教材重点实验
1kg×(100℃-20℃)=3.36×103J,
1.(1)薄(2)未点燃完全重合(3)使结论具有普
电热水壶的效率
遍性(4)平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离
相等(5)对称(6)3
=000%3,36x101女10%=98.3%g
3.6×105J
2.【证据】(1)甲【解释】(1)ABC(2)变大
(4)由(2)知烧水消耗的电能
【交流)B【拓展D
W=3.6×105J=0.1kW·h,
3.(1)温度计的玻璃泡与烧杯的底部接触(2)A
由表可知汽车以30km/h行驶时每100km平均能耗
(3)相同不沸腾达到沸点继续吸热(4)B
为10.0kW·h,
4【实验原理p=号
则行驶1km的能耗为0.1kW·h,即0.1kW·h/km,
0.1kW·h的电能可供该电动汽车行驶的路程
【实验步骤】(1)用手拿取砝码(2)2.37偏小
0.1 kW .h=1 km.
m1-m2
s0.1kw·h/km
【拓展】③标记处④m,-m2
ma-mP
7.解:(1)最大载重时飞机的重力
5.(1)右(2)②③①0.8×103(3)无影响
G=mg=72000kg×10N/kg=7.2×103N,
(4P(m,m)
最大载重时,飞机对地面的压力F=G,则飞机对地面
P1-P2
的压强p===7,2x10N=6x10Pa
6.【实验原理】=
【实验器材】秒表
SS 1.2 m2
【解释】(1)0.03(2)如答图所示(3)保持不变
(2)由=三可知,飞机飞行的路程
(4)寻找气泡运动的普遍规律(5)相等时间内,通
参考答案·江西物理
17