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初中物理电热学综合题
WTDstandardizationoffice【WTD5AB-WTDK08-WTD2C】
:.
电(热)学综合题23个
一、电器铭牌类
、铝、不锈钢等,使用过程中会发生多种
二次化学反应,产生金属离子及有害物质,
壶是指一种用于养生保健的可以烹饮的容器,类似于电水壶,其最大的特点是采用一
种新型的电加热材料,通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成
面状电阻,在两端制作银电极,
壶(图甲),,并在壶中加入初温
为25℃的水,6min将水烧开(标准大气压下),求:
型号HX﹣201504
额定电压220V
频率50Hz
额定功率1210W
(1)烧水时是通过方式改变了水的内能.
(2)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了300转,此过程中养生壶消耗的电
能为多少;如果养生壶的热效率是%,此过程中壶中水的质量是多少[水的比热容为
×103J/(kg·℃)];
(3)不考虑温度对电阻的影响,在此过程中,养生壶两端的实际电压是多少.
第1题图
【答案】(1)热传递
300r
解:(2)养生壶消耗的电能为:W=kW·h=kW·h=×105J
3000r
Q
吸
由η=×100%可得:水吸收的热量为:
W
Q=Wη=×105J×%=×105J
吸
:.
Q
吸
由Q=cmΔt可得:m==
吸cΔt
错误!=1kg
U2
(3)根据P=可得:
R
U2(220V)2
额
R===40Ω又t=6min=360s
P1210W
额
W
实际电功率为:P==错误!=1000W
实t
则实际电压为:U=PR=1000W×40Ω=200V
实实
,其加热的能源利用率可高达90%以上,而靠
电炉丝加热的电器只有60~70%.光波炉的部分技术参数如图乙所示.[c=×103
牛奶
J/(kg·℃),ρ=×103kg/m3]
牛奶
(1)光波炉工作时使用的光波属于波.
(2)光波炉在微波挡将一盒250mL的牛奶从10℃加热到60℃需要28s,则该光
波炉在使用微波挡加热牛奶时的效率为多大?(计算结果保留整数)
(3)若每天使用该光波炉(微波和光波同时使用)的时间平均为10min,则每个月(按
30天计算)光波炉消耗的电能为多少千瓦时?
第2题图
【答案】(1)电磁
解:(2)牛奶的体积V=250mL=250cm3=×10-4m3
m
由ρ=可知,牛奶的质量为m=ρV=×103kg/m3××10-4m3=kg
V牛奶
牛奶吸收的热量:
Q=cmΔt=×103J/(kg·℃)×kg×(60℃-10℃)=×104J
吸牛奶
光波炉消耗的电能:W=Pt=1200W×28s=×104J
:.
Q
η吸
光波炉在微波挡的效率为:=×100%=错误!×100%≈93%
W
(3)P=P+P=1200W+800W=2000W=2kW
总微波光波
10
一个月光波炉消耗的电能为:W=Pt=30×2kW×h=10kW·h
总总60
.
型号XXX
参数额定电压频率功率
洗涤220V50Hz450W
脱水220V50Hz550W
求:(1)为了便于洗涤,该洗衣机在洗涤之前会先进水30L,之后把水从20℃加
热到60℃以便浸泡衣服,则这一过程水吸收的热量是多少?[c=×103J/(kg·℃)]
水
(2)把洗衣机洗涤时从正转→停→反转→停的过程记作一次周期性变化(如图所
示),那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗的能量为多少焦耳?
第3题图
(3)该洗衣机在14min的洗涤过程中,若洗衣机实际消耗电能为度,则该洗衣机洗
涤效率多大?
【答案】解:(1)水的质量m=ρV=1×103kg/m3×30×10-3m3=30kg
水水水
水吸收的热量Q=cmΔt=×103J/(kg·℃)×30kg×(60℃-20℃)=×106J
吸水水
(2)由洗衣机的洗涤工作顺序可知,一次洗衣周期时间为70s,洗涤工作时
间为60s,只有洗涤工作时才消耗能量,所以一次周期性变化所消耗的能量
W=Pt=450W×60s=×104J
洗
14×60s
(3)在14min的洗涤时间里,洗衣机一共经历了=12个洗涤周期,则消耗
70s
的能量
W=12××104J=×105J
总
洗涤过程中实际消耗电能
:.
W=度=kW·h=×105J
电
所以洗涤效率
W
总
η=×100%=错误!×100%=90%
W
电
,又称自动打扫机、智能吸尘器等,是智能家用电器的一种,能凭
借一定的人工智能,,将地
面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒,
人,其铭牌参数如下表所示.
(1)扫地机器人主要部件是额定电压20V(选填“电动
额定功率40W
机”或“发电机”),其工作原电池类型理是:
3000mAh

工作时间100~120min
(2)该扫地机器人正常工作时的电流是多
少?
(3)该扫地机器人充满电时电池储存电能为多少?这些电能能使机器人正常工作多
长时间?
【答案】(1)电动机通电导体在磁场中受力运动
P40W
解:(2)正常工作时的电流:I===2A
U20V
(3)储存总电能:
W=UIt=20V×3A×3600s=×105J
W
正常工作时间:t==错误!=5400s
P

产生的对人体有害的油烟迅速抽走,排出室内,减少污染,净化空气,并有防毒、防
.
:.
额定电压220V
(1)该油烟机只有电机单独正常工作时,通过的电流
额定功率223W
电机输入功率220W
是多少?
最大照明功率W×2
(2)电机单独正常工作5min,消耗的电能是多少?
(3)小明想检验该抽油烟机是否合格,他观察家里安装的电能表上标有1800
r/(kW·h),关闭家里所有用电器,只让抽油烟机的电机单独工作5min,请你帮他计
算,电能表转盘应转多少转该抽油烟机才合格?
P220W
【答案】解:(1)通过电机的电流:I===1A
U220V
(2)W=Pt=220W×5×60s=×104J
nW
(3)根据W=××106J知n=×N
N×106J
电能表实际转动圈数:n=错误!×1800r=33r
若5min内电能表转盘转过33r,则该油烟机合格.
,是一种在传统的木蒸笼、铝蒸笼、竹蒸笼等基础上开发出

示,电蒸锅的部分参数如表格所示.(忽略温度对加热电阻的影响)求.
第6题图
XX电蒸锅
额定电压220V
额定功率1100W
额定频率50Hz
水箱容量L
蒸笼容量L
定时时间60min
(1)电蒸锅应使用图乙中(选填“上”或“下”)面的插座,目的是使电蒸
锅的与大地相连,防止因漏电而造成触电事故.
(2)电蒸锅的加热电阻为多少?若某次电路中的实际电压为198V,在此电压下利
用定时时间蒸熟食物消耗的电能为多少?
:.
(3)如果把满箱初始温度为25℃的水烧开(1标准大气压下),电蒸锅的热效率为
90%,所需要的时间是多少?[c=×103J/(kg·℃)]
水
【答案】(1)下金属外壳
U2(220V)2
解:(2)电蒸锅的加热电阻R=额
==44Ω
P1100W
额
由于电阻不变,所以当实际电压为198V时,加热电阻仍为44Ω,加热时间等于
U2(198V)2
定时时间时消耗的电能W=t=×60×60s≈×106J
R44Ω
(3)水箱装满水时,水的质量是m=ρV=×103kg/m3××10-3m3=kg
水
此时水吸收的热量Q=cm(t-t)=×103J/(kg·℃)×kg×(100℃-25℃)=
吸水0
×105J
Q
吸5
此时消耗的电能W′==错误!=×10J
η
W′
则加热时间t′==错误!≈s
P
额
二、挡位变化的电路图类
,乙图是其简化电路(R、R都是加热电
12
阻).已知电热淋浴器的额定电压为220V,容量为50L,:
(1)开关接“1”时,电热淋浴器处于状态.
(2)R的电阻;(开关跳转至2位置)若R=10Ω,电热淋浴器处于保温状态时消耗
12
的电功率约为多少?
(3)将水箱装满加热20min,则需要消耗多少电能?
第7题图
【答案】(1)加热
:.
U2U2(220V)2
解:(2)由P=可得,R===Ω
R1P5000W
加热
电热淋浴器处于保温状态时,电路中R与R串联,消耗的电功率
12
U2(220V)2
P==≈2459W
R+RΩ+10Ω
12
(3)加热20min,需要消耗的电能为
W=Pt=5000W×20×60s=6×106J
,R和R为电热丝,R为调温电
120
阻,通过开关S、S和温控开关S的通断可使电火锅在不同挡位下工作,其挡位Ⅰ、
123
Ⅱ功率较小,挡位Ⅲ.
额定电压220V
额定频率50Hz
2000
挡位Ⅲ功率
W
第8题图
(1)当电火锅以最大挡位Ⅲ工作时,开关S、S均闭合,温控开关S应
123
(选填“闭合”或“断开”).
(2)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时,将锅内2k***由20℃加热到沸腾用时8
min,该电火锅的效率为多大?[在1个标准大气压下,c=×103J/(kg·℃)]
水
(3)当只闭合开关S时,电火锅在挡位Ⅰ=100Ω,调温电阻R的
120
最大阻值为400Ω,计算电热丝R的电阻值和在挡位Ⅰ工作时的最小电流.(结果保留
1
一位小数)
【答案】(1)闭合
【解析】分析电路图可知,当开关S、S均闭合时,R与R并联,要使电火锅
1212
U2
在最大挡位Ⅲ工作,由P=知电路中的电阻应最小,则R必须短路,即温控开关S
R03
闭合.
:.
解:(2)电火锅在最大挡位Ⅲ工作8min消耗的电能
W=Pt=2000W×8×60s=×105J
3
水吸收的热量Q=cmΔt=×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=×105J
吸水
Q
吸
η=×100%=错误!×100%=70%
W
(3)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时,S、S、S都闭合,R被短路,R与R并
123012
U2(220V)2
联,则可得R===Ω
总P2000W
3
根据并联电阻关系知R≈Ω
1
当电火锅在挡位Ⅰ正常工作时,R与R串联,且R阻值最大时,电路中电流最
010
小,则
U220V
I==≈A
minR+RΩ+400Ω
10
,该挂烫机的正常工作
电压为220V,水箱最多装水L,加热功率有高低两个挡位,它的工作电路原理如图
乙所示,R、R为阻值相同的发热电阻,0、1、2为触点,S为旋转开关,实现关、
122
低挡、高挡的转换,,水箱中一部分水通过进
水阀门进入电热杯受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出,从而熨
烫衣服.
第9题图
(1)求该挂烫机发热电阻的阻值.
(2)求该挂烫机低挡的功率.
(3)若将工作电路改为图丙所示电路,且保证加热功率不变,则发热电阻的阻值应
为多大?
:.
(4)若该挂烫机的加热效率为84%,则将电热杯内kg、20℃的水加热到100℃需
要的时间至少是多少?[c=×103J/(kg·℃)]
水
【答案】解:(1)当处于高挡时,开关S旋至1、2之间,电路中只有电阻R工作
22
U2U2(220V)2
由P=得:R===40Ω
R2P1210W
2
(2)当处于低挡时,开关S旋至0、1之间,电路中R、R串联接入电路
212
挂烫机低挡的功率为:
U2U2(220V)2
P====605W
RR+R40Ω+40Ω
12
(3)图丙电路处于低挡时,开关S旋至0、1之间,电路中只有电阻R工作
21
U2U2(220V)2
由P=得:R===80Ω
R1P605W
1
(4)水吸收的热量为:Q=cmΔt=×103J/(kg·℃)×kg×(100℃-20℃)=67200J
Q
由η=×100%=84%得:
W
Q67200J
W===80000J
84%84%
W80000J
由W=Pt得:t==≈s
P1210W
,其工作原理如图乙所示,下表为其铭牌的部分参数
(其中高温挡的额定功率模糊不清),R、R均为电热丝(电阻不随温度变化).求:
12
第10题图
(1)开关S断开,开关S接到b,电热炉处于挡.
12
(2)电热炉高温挡的功率是多少?
(3)若电能全部转化为热能,用电热炉将kg的初温为25℃的水加热至沸腾最少需
要多长时间(在标准大气压下)?[c=×103J/(kg·℃)]
水
【答案】(1)低温
:.
【解析】①当开关S闭合,S接a时,R与R并联;②当开关S闭合,S接b
121212
时,R被短路,电路中只有R工作;③当开关S断开,S接b时,
211212
U2
P=可知电压一定时,电阻越小,电路消耗的功率最大,则开关S断开,开关S接
R12
b时,电热炉处于低温挡.
解:(2)低温挡时,
U2(220V)2
R=R+R===88Ω
12P550W
低
U2(220V)2
中温挡时,R===44Ω
1P1100W
中
R=88Ω-44Ω=44Ω
2
该电热炉处于高温挡时,R、R并联,总电阻R=22Ω
12总
U2(220V)2
功率P===2200W
高R22Ω
总
(3)水吸收的热量Q=cmΔt=×103J/(kg·℃)×kg×(100℃-25℃)=×105J
水
WQ
需要时间t===错误!=315s
PP
,图乙是它工作电路的简化图,R、R为发热电
12
阻,:
0
第11题图
(1)热饮咖啡机是利用原理来工作的,在加热过程中,主要通过
方式使咖啡的内能增加.
(2)电阻R的阻值是多少?在加热状态时,通过电路的总电流是多少?
2
(3)若把质量为kg的咖啡从20℃加热到90℃需要6min,该咖啡机的热效率为多
少?[c=4×103J/(kg·℃)]
咖啡
【答案】(1)电流热效应热传递
:.
解:(2)由题图可知,当S闭合、S断开时,电路为R的简单电路,此时热饮咖啡
02
机处于保温状态,由铭牌参数可知R的阻值为
2
U2(220V)2
R===1210Ω
2P40W
保温
P880W
加热
热饮咖啡机处于加热状态时,通过电路的总电流为I===4A
加热U220V
(3)咖啡吸收的热量
Q=cm(t-t)=4×103J/(kg·℃)×kg×(90℃-20℃)=×105J
吸咖啡0
咖啡机消耗的电能为
W=Pt=880W×6×60s=×105J
加热加热
该咖啡机的热效率
Q
吸
η=×100%=错误!×100%≈%
W
,其铭牌参数和内部简化电路如下图所示,R、R均
12
为电热丝.
第12题图
(1)该电烤箱在高温挡烘烤1000s消耗的电能是多少?
(2)电路中R、R的阻值分别为多少?
12
(3)该电烤箱在低温挡正常工作时,R消耗的功率是多少?
1
【答案】解:(1)利用高温挡烘烤消耗的电能
W=Pt=1100W×1000s=×106J
高温
(2)由题图可知,当开关S、S都闭合时,R被短路,电路中只有R,此时电烤
1221
箱处于高温挡
U2U2(220V)2
根据P=可知R===44Ω
R1P1100W
高温
:.
当开关S闭合、S断开时,R和R串联在电路中,此时电烤箱处于低温挡
1212
U2U2(220V)2
根据P=可知R===110Ω
R总P440W
低温
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可知
R=R-R=110Ω-44Ω=66Ω
2总1
(3)电烤箱在低温挡工作时,电路中的电流
P440W
低温
I===2A
U220V
此时R消耗的电功率为
1
P=I2R=(2A)2×44Ω=176W
1
三、铭牌结合电路图类
,其内部简化电路如图所示,R和R均为电热
12
丝,求:
(1)电烤箱是利用原理工作的.
(2)电路中R的阻值;电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和R的功率;
11
(3)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能.
第13题图
【答案】(1)电流的热效应
U2
解:(2)根据P=可知,当U一定时,R越小,
R
U2
“2”,仅R工作,此时功率P==得:
111R
1
U2(220V)2
R===44Ω
1P1100W
1
低温挡工作时S接“1”,R、R串联,此时功率P=
122
P440W
I=2
==2A
U220V
R消耗的功率是
1
:.
P′=I2R=(2A)2×44Ω=176W
1
(3)电烤箱在高温工作时,功率P=1100W,工作时间t=10min=
1
高温挡工作10min消耗的电能
W=Pt=1100W×600s=×105J
1
14.(8分)如图甲所示为家用电热饮水机及其铭牌,图乙是它的工作简化电路,R
1
和R都是发热电阻,,电热饮水
2
机自动切换到保温状态.(不计温度对电阻的影响)
(1)当开关S接1时,电热饮水机处于状态.(选填“加热”或“保温”)
(2)电热饮水机加热时,电路中的电流是多少?电阻R的阻值是多大?
1
(3)电热饮水机保温11min,电阻R所消耗的电能是多少?
1
第14题图
【答案】(1)保温
【解析】由电路图可知,开关S接1时R与R串联,开关S接2时电路为R的
122
U2
简单电路,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由P=可知,开关S接1时,
R
电路中的电阻最大,功率最小,电热饮水机处于保温挡.
解:(2)已知P=1100W,U=220V
加热额
由P=UI可得,电热饮水机加热时,电路中的电流为:
P1100W
I=加热
==5A
U220V
额
U220V
额
开关S接2时,电热饮水机处于加热挡,R的电阻:R===44Ω
22I5A
开关接1时,电路中的总电阻为:
U2(220V)2
R额
===484Ω
总P100W
保温
:.
由R=R+R可得,
总12
R=R-R=484Ω-44Ω=440Ω
1总2
U
额
(3)电热饮水机保温时的电流为:I′=
R
总
U
2额2
电热饮水机保温11min时,电阻R所消耗的电能:W=Q=I′Rt=()×440Ω×
11R
总
11×60s=6×104J
,它有两个挡位,分别是高温烧煮挡和保温焖饭
挡,其原理图如图乙所示(虚线框内为电饭锅的发热部位),图丙是智能电饭锅的部分
参数.
(1)当电饭锅处于高温烧煮状态时,开关S置于(选填“1”或“2”).
(2)保温焖饭时,电路中的电流是多少?R的阻值是多大?
2
(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施.
第15题图
【答案】(1)2
【解析】由题图可知,开关S置于2挡时,只有电阻R接入电路中,总电阻最
1
小,电流最大,功率最大.
解:(2)当开关接1时,处于保温状态,这时两个电阻是串联的,保温焖饭时电路
中电流:
P22W
保温
I===A
U220V
当开关S置于2时,只有电阻R接入电路中,
1
U2(220V)2
所以R===44Ω
1P1100W
高
当处于保温状态时,两个电阻是串联的,
:.
U2(220V)2
所以R=R+R===2200Ω
总12P22W
保温
所以R=R-R=2200Ω-44Ω=2156Ω
2总1
(3)保温时的功率为:P=22W
保温
当保温焖饭挡的功率提升10%时,此时的功率应为:
P=P(1+10%)=22W×(1+10%)=W
1保温
所需要的总电阻为:
U2(220V)2
R′===2000Ω
总PW
1
得出R′=R′-R=2000Ω-44Ω=1956Ω
2总1
因此,应将R换成阻值为1956Ω的电阻.
2
,将电能转换成热能的原理制成的,电加热
管浸没在电热槽的水中,电热管产生热量时,水沸腾变为水蒸气,从而产生一个适度
的湿度环境,如图甲是一款电热加湿器,其发热电路如图乙所示,R、R为阻值相同
12
的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现低、高挡的转换,设计参数
:
第16题图
额定电压220V
额定最大发热功
400W
率
水箱容积4L
适用面积40~60m2
(1)开关接触点3、4时,电热加湿器处于状态.
(2)电阻R的阻值;加湿器在低挡时的发热功率为多少;
1
:.
(3)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为1个标准大气压,从加热到沸腾最短
时间为3min,则电热槽中水的质量是多少[不计热损失,c=×103J/(kg·℃),结果保
水
留两位小数].
【答案】(1)加热
解:(2)电热加湿器在高挡时,开关旋至3、4触点,R被短路,电路中只有R连
21
入,
U2
由P=可得,R的阻值
R1
U2(220V)2
R===121Ω
1P400W
高
由R、R为阻值相同的发热电阻可得,
12
R=R=121Ω
21
当加湿器在低挡时,开关旋至2、3触点,R与R串联,因串联电路中总电阻等
12
于各分电阻之和,所以,低挡时的发热功率:
U2(220V)2
P===200W
低R+R121Ω+121Ω
12
(3)加热时间最短时,电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失,由W=Q
可得:
吸
Pt=cm(t-t),即400W×3×60s=×103J/(kg·℃)×m×(100℃-20℃)
高水0
解得:m≈kg

题:
第17题图
(1)选择开关接(选填“AB”“BC”或“CD”)时,电吹风送冷风.
:.
(2)电热丝的电阻为多少?
(3)若电动机的内阻为44Ω,则电动机的机械效率为多少?
【答案】(1)BC
解:(2)由图乙可知,电动机正常工作时的电流I=A,则
P=UI=12V×A=W
(3)由图乙可知电动机未转动时的电流
I′=A,由欧姆定律得:
U12V
电动机的电阻R===10Ω
I′A
电动机正常工作时的发热功率
P=I2R=A)2×10Ω=W
热
P=P-P=W-W=W
输出热
P
输出
电动机正常工作时的效率:η=×100%=错误!×100%≈%
P
,豆浆机的主要结构如图甲,
电路原理图可等效成图乙,:通电后
0~1min粉碎打浆,1~5min加热,5~6min再次粉碎打浆,6~
小明解决下列问题:
第18题图
(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,电流做功多少焦?
(3)小明想了解家里电路的实际电压,于是将家里的其他用电器都关闭,他观察到
豆浆机的电热丝工作时,家里标有“2000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转
了50转,则他家电路的实际电压是多少?(不考虑温度对电阻的影响)
:.
(4)豆浆机在制作豆浆过程中可以将kg的豆浆温度升高40℃,豆浆比热容为×103
J/(kg·℃),该豆浆机加热时的效率是多少?(结果保留两位小数)
U2
【答案】解:(1)由P=得,电热丝的电阻
R
U2(220V)2
R===80Ω
P605W
R
(2)由题意可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,电热丝的工作时间t=8min,电动
1
机工作时间t=2min,电热丝产生的热量:
2
Q=W=Pt=605W×8×60s=×105J
11
电流做功:W=Pt+Q=100W×2×60s+×105J=×105J
电动机2
111
(3)豆浆机3min内消耗的电能W=×50kW·h=kW·h=××106J=
实20004040
9×104J
W9×104J
实
豆浆机实际功率:P===50