新人教版物理九年级全一册18.4 电功率、电热的综合计算 同步练习1-推荐

小专题(一) 电功率、电热的综合计算

专题概述

此类题目通常以电热水壶、饮水机、电热水器、电饭锅、电饭煲、电磁炉(微波炉)等常用家用电器为命题背景，通过用电器铭牌及相关介绍来提供有用信息，结合效率考查电功率、电热以及热量的计算，综合性很强，多以中考压轴题出现．

(1)根据题目的已知条件和待求量，正确选用计算电热的公式，具体如下：Q ＝I 2Rt ＝IUt ＝U 2R t. (2)正确理解热量的计算公式Q ＝cmΔt，并注意公式各物理量的意义及单位．

(3)认真审题，准确把握题目中的关键词，正确挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系．如根据“电热器放出

的热量全部被水吸收”，则有Q ＝I 2Rt ＝IUt ＝U 2R

t ＝cmΔt；若已知加热效率η，则电热器放出的热量与水吸收的热量之间的关系有ηQ 放＝Q 吸．

专题训练

类型1 电热器为载体的电、热综合计算

1．(滨州中考)某中学学生公寓新安装了即热式电热水器，解决了学生日常饮水需要．图表为该电热水器的部分技术参数．

(1)该电热水器正常工作时的电流是多少安培？

(2)该电热水器贮满初温为20 ℃的水后，在一标准大气压下将其烧开，则在此过程中该电热水器消耗的电能

是多少焦耳？[假设电能全部转化为内能，c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

(3)忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210 V 情况下的工作，该电热水器的实际功率是多少瓦？

2．(东营中考)某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为220 V 、最大功率为440 W ，发热部分由调温电阻R 和定值电阻R 0组成，调温电阻R 是可变电阻，其最大阻值为110 Ω.电阻值均不受温度影响．

(1)定值电阻R0的阻值是多大？

(2)该电熨斗工作时的最小功率多大？此时通过电路的电流是多大？

(3)假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围．

类型2 电热器档位问题的分析

3．(多选)如图是某家用电热器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)．下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中大小说法正确的是( )

A．甲的连接方式发热功率最小

B．乙的连接方式发热功率最小

C．丙的连接方式发热功率最大

D．丁的连接方式发热功率最大

4．某工厂开发研制了一种高、中、低三档家用电火锅，观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成．改变档位就是改变电热丝连入电路的方式．研究发现：旋动开关，当转换开关在中档位置时，发热功率为600 W，这时只有一个电阻丝连入电路．那么，当转换开关分别处于高、低两档位置时，其发热功率分别为________W和________W.

5．(泰州中考)某型号的电饭锅有两档，其原理如图所示，电阻R1＝44 Ω.当开关S闭合时，电饭锅处于高温档，当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温档，焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍，求：

(1)高温档的功率；

(2)焖饭、保温时电路中的电流；

(3)电阻R2的阻值．

6．如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中R1＝605 Ω，R2＝96.8 Ω，电热锅的部分参数如下表所示．

(1)电热锅处于保温档正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？

(2)电热锅处于高温档(切换开关接“1”)正常工作时，在标准大气压下高温加热2 kg的水，10 min内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75 ℃，则加热10 min后水的最终温度是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

类型3 综合提升

7.“节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要．太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小佳家的太阳能热水器．它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有“220 V 2 000 W”字样的电热管对水加热．

(1)该太阳能热水器的容积为0.12 m3，当水箱装满水时，水的质量是多少？(水的密度为1.0×103 kg/m3)

(2) 该热水器电热管正常工作时的电阻是多大？

(3)利用太阳能将满箱水的温度从25 ℃加热到75 ℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)]

(4)如用电热管给水加热，加热的效率为84%，则电热管把满箱水的温度从25 ℃加热到75 ℃需要消耗多少电能？这些电能可供“220 V 40 W”的电灯正常工作多长时间？

参考答案

1．(1)电流I ＝P/U ＝9 680 W/220 V ＝44 A ；(2)电能W ＝Q ＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×50×10－3

m 3×1.0×103 kg/m 3×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×107 J ；(3)P 实∶P 额＝U 2实∶U 2额，即P 实∶9 680 W ＝(210 V)2∶(220 V)2，解得P 实＝8 820 W ．

2.(1)当调温电阻R ＝0时，电熨斗的电功率最大，根据P ＝U 2R 可得：R 0＝U 2P ＝（220 V ）2440 W

＝110 Ω；(2)当调温电阻R ＝110 Ω时，电熨斗的电功率最小，此时通过电路的电流：I ＝U R ＋R 0＝220 V 110 Ω＋110 Ω

＝1 A ，电熨斗的最小电功率：P′＝UI ＝220 V ×1 A ＝220 W ；(3)由图乙可知：当电熨斗功率是440 W 时，温度最高为200 ℃；当功率是220 W 时，温度最低为90 ℃；故电熨斗工作时温度的调节范围为90～200 ℃.

3.BD

4.1 200 300

5.(1)P 高温＝U 2R 1＝（220 V ）244 Ω

＝1 100 W ；(2)当开关S 断开时，电饭锅处于焖饭、保温档，保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍，∴P 保温＝0.02 P 高温＝0.02×1 100 W ＝22 W ，I 总＝P 保温U 总＝22 W 220 V ＝0.1 A ；(3)R 总＝U 总I 总＝220 V 0.1 A

＝2 200 Ω，R 2＝R 总－R 1＝2 200 Ω－44 Ω＝2 156 Ω.

6.(1)因锅内水的温度始终不变，所以电热锅发热功率与散热功率相等，即P 散＝80 W ；(2)电热锅10 min 内

消耗的电能W ＝P 加t ＝500 W ×10×60 s ＝3×105 J ，设水温变化了Δt，根据能量守恒得(P 加－P 散)t ＝cmΔt，代

入数据有：(500 W －80 W)×10×60 s ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg ×Δt，解得：Δt＝30 ℃，t ＝t 0＋Δt ＝105 ℃，

由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是100 ℃.

7.(1)m ＝ρV＝1.0×103 kg/m 3×0.12 m 3＝1.2×102 kg ；(2)R ＝U 2/P ＝(220 V)2/2 000 W ＝24.2 Ω；(3)Q 吸＝

cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 1.2×102 kg ×(75－25)℃＝2.52×107 J ；(4)Q 消＝ Q 吸/η＝2.52×107 J/84%＝

3.00×107 J ，t ＝W/P ＝ Q 消/P ＝3.00×107 J/40 W ＝7.5×105 s ＝208.33 h.

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