2022九年级物理全册 专项训练 5电与热综合计算 （新版）新人教版.docx

1、专项训练五电与热综合计算1.如图所示,在做比较不同物质吸热情况的实验过程中,烧杯内装有400 mL的色拉油,用电功率为100 W的电加热器给烧杯中的色拉油加热。将色拉油的温度从20 加热到70 ,用了591 s。求:(1)色拉油的质量;(2)色拉油吸收的热量;(3)电加热器的效率。色拉油=0.9103 kg/m3,c色拉油=1.97103 J/(kg)2.小泽家有一新型的电热足浴器,其铭牌上的部分信息如表所示。额定电压220 V额定功率1 210 W容积7 L(1)电热足浴器正常工作时的电阻是多少?(2)用这个足浴器将5 kg的水从20 加热到40 ,水吸收的热量是多少?(3)若此足浴器在额定

2、电压下使用,需500 s才能将(2)问中的水从20 加热到40 ,这个电热足浴器的加热效率是多少?(计算结果精确到0.1%)(4)小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其他用电器,让电热足浴器单独工作,在1 min内电能表的转盘转过50 r,求此时该足浴器两端的实际电压。3.某品牌电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 000 W。在标准大气压下,该电热水壶正常工作时将1.2 L、初温为20 的水烧开。(1)电热水壶正常工作时的电阻是多少?(2)若电热水壶的加热效率为90%,烧开这壶水需要多长时间?c水=4.2103 J/(kg),水=1.0103 kg/m3(3)在用电高峰期,

3、某同学关掉家里的其他用电器,只让电热水壶工作,观察到家中规格为“2 000 r/(kWh)”的电能表转盘在2 min内转了60转,此电热水壶的实际功率是多少?4.小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热,待水温达到64 时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小益用初温20 、质量1 kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220 V恒定不变,不计导线的电阻。豆浆机铭牌最大容积2 L额定频率50 Hz额定电压220 V加热器功率880 W电动机功率120 W(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因。(2)求加热器单

4、独工作时电路中的电流。(3)质量为1 kg的水从20 加热到64 需要吸收的热量c水=4.2103 J/(kg)。(4)本次制作豆浆共计用了9 min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收,且不计豆子吸收的热量,求本次制作豆浆共消耗的电能。5.图甲所示的养生壶是指一种用于养生保健的可以烹饮的容器,类似于电热水壶,装满水时,水的质量是1.8 kg,有加热和保温两挡,简化的工作电路如图乙所示。某次该养生壶装满初温为20 的水,接在家庭电路中,它正常工作时的功率和时间关系如图丙所示(外界大气压为标准大气压,电阻不随温度发生改变)。(1)当开关S1、S2均闭合时,养生壶处于什么状态

5、?电阻R2的阻值是多少?(2)若通电加热10 min恰好将一壶水烧开,养生壶的加热效率是多少?结果保留一位小数。水的比热容是4.2103 J/(kg)。(3)若关闭家里其他用电器,只让“保温”状态的养生壶工作,发现电能表(如图丁所示)的转盘在5 min内转了100转,则R2的实际功率为多少?专项训练五电与热综合计算1.解析(1)根据=mV可得,色拉油的质量m=色拉油V=0.9103kg/m340010-6m3=0.36kg。(2)色拉油吸收的热量Q吸=c色拉油mt=1.97103J/(kg)0.36kg(70-20)=3.546104J。(3)由P=Wt可得,电加热器消耗的电能W=Pt=100

6、W591s=5.91104J,则电加热器的效率=Q吸W100%=3.546104J5.91104J100%=60%。答案(1)0.36 kg(2)3.546104 J(3)60%2.解析(1)由P=U2R得,电热足浴器正常工作时的电阻R=U2P=(220V)21210W=40。(2)水吸收的热量为Q=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)5kg(40-20)=4.2105J。(3)电热足浴器在额定电压下使用500s消耗的电能为W=Pt=1210W500s=6.05105J,电热足浴器的加热效率=QW100%=4.2105J6.05105J100%=69.4%。(4)由题图知,电能表上标有3

7、000r/(kWh),让电热足浴器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,则电热足浴器1min内消耗的电能为W=13000kWh50=6104J,由W=U2Rt得,此时该电热足浴器两端的实际电压为U实=WRt=6104J4060s=200V。答案(1)40 (2)4.2105 J(3)69.4%(4)200 V3.解析(1)电热水壶的额定电压为220V,额定功率为1000W,根据P=UI=U2R可得,电热水壶正常工作时的电阻R=U2P=(220V)21000W=48.4。(2)电热水壶中水的体积V=1.2L=1.2dm3=1.210-3m3由=mV可得,水的质量m=水V=1.0103kg

8、/m31.210-3m3=1.2kg标准大气压下水的沸点是100,则水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2103J/(kg)1.2kg(100-20)=4.032105J电热水壶的加热效率=QW=QPt则烧开这壶水需要的时间t=QP=4.032105J90%1000W=448s。(3)2000r/(kWh)表示电路中每消耗1kWh的电能,电能表的转盘转2000r,则电能表转盘在2min内转了60转,电水壶消耗的电能为W=602000kWh=3100kWh此电热水壶的实际功率P=Wt=3100kWh260h=0.9kW=900W。答案(1)48.4 (2)448 s(3)900 W4.解析(

9、1)由于分子在永不停息地做无规则运动,并且温度越高,分子的运动越剧烈,所以豆浆中的具有香味的分子快速进入空气中。(2)由P=UI可得,加热器单独工作时电路中的电流I加=P加U=880W220V=4A。(3)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2103J/(kg)1kg(64-20)=1.848105J。(4)豆浆机的水温升到64前只有加热器工作,加热器单独工作时消耗的电能W=Q吸=1.848105J70%=2.64105J由P=Wt可得,加热器单独工作的时间t=WP加=2.64105J880W=300s=5min因此加热器和电动机同时工作的时间t=9min-5min=4min则加热器和电

10、动机同时工作消耗的电能W=P总t=(880W+120W)460s=2.4105J本次制作豆浆共消耗的电能W总=W+W=2.64105J+2.4105J=5.04105J。答案(1)见解析(2)4 A(3)1.848105 J(4)5.04105 J5.解析(1)由题图乙电路可知,当开关S1、S2均闭合时,只有电阻R2接入电路,电路总电阻最小,根据P=U2R可知,总功率最大,养生壶处于加热状态;由题图丙可知,P加热=1100W,由P=U2R得电阻R2的阻值为R2=U2P加热=(220V)21100W=44。(2)标准大气压下水的沸点是100,水吸收的热量为Q=cm(t-t0)=4.2103J/(

11、kg)1.8kg(100-20)=6.048105J,养生壶10min消耗的电能为W=P加热t=1100W1060s=6.6105J,养生壶的加热效率为=QW100%=6.048105J6.6105J100%=91.6%。(3)由题图丙可知,P保温=440W,R总=U2P保温=(220V)2440W=110,养生壶实际消耗的电能为W=13000kWh100=130kWh,则养生壶“保温”状态的实际功率P总=Wt=130kWh112h=0.4kW=400W,养生壶“保温”状态时R1、R2串联,电流相等,根据P=I2R得P2P总=R2R总,即P2400W=44110,解得P2=160W。答案(1)加热44 (2)91.6%(3)160 W