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1、题型32 电、力、热综合专题计算命题点一：铭牌类1.（2019邵阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20的水后加热至70，已知水的比热容c水4.2103J/（kg），干木材的热值q1.2107J/kg。（1）水需要吸收多少热量？（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？型电热水器额定加热功率2400W加热方式电加热器额定电压220V安全等级防触电保护一类温度设定范围2090净重20kg容量40L整机外形尺寸530mm400mm400mm出厂日期2019年5月15日【解析】解：（1）由可得水的质量：mV1.0
2、103kg/m340103m340kg，20的水加热至70，则水吸收的热量：Q吸c水m（tt0）4.2103J/（kg）40kg（7020）8.4106J，（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：WQ吸，由P可得，电热水器正常工作时至少需要的时间：t3500s；（3）根据Q吸14%Q放可知，干木材完全燃烧放出的热量为：Q放6107J；根据Q放mq可知，需要干木柴的质量为：m5kg。答：（1）水需要吸收8.4106J热量；（2）电热水器正常工作时至少需要3500s时间；（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要5kg干木材。2.（2018六盘水）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对
3、电热水壶进行了研究与计算。（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过 的方式改变了水的内能。（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？额定容量2.0L额定电压220V额定功率2000W频率50Hz（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。已知烧水时气压为1个标准大气压，水1.0103kg/m3，c水4.2103J/（kg），则该电热水壶的加热效率为多少？（4）小刚发现电热水壶的
4、电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。【解析】解：（1）电冰箱属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。烧水时水吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的；（2）由铭牌可知，电水壶的额定功率为2000W，额定电压为220V，由PUI得电水壶正常工作时的电流：I9.1A；（3）由铭牌可知，电热水壶的最大容量V2.0L2.0103m3，电热水壶内装满水，则水的质量为m水V1.0103kg/m32.0103m32kg，水
5、需要吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103 J/（kg）2kg（10015）7.14105J；（3）电水壶正常工作t7min420s，由p得电水壶正常工作7min消耗电能：WPt2000W420s8.4105J；该电热水壶的加热效率100%100%85%。（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。答：（1）地线；热传递；（2）正常工作时通过电热水壶的电流是9.1A；（3）该电热水壶的加热效率为85%；（4）如果电源连接线过长
6、或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。3.（2019安顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1176加热杯的部分参数如表。求：c水4.2103J/（kg），水1.0103kg/m3（1）R2的阻值是多少？（2）加热杯的低温档功率是多少？（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12升高到100，需要多长时间？额定电压220V高温档功率1100W中温档功率440W低温档功率容量1L【解析】解：（1）当S接高温档
7、触点时，电路为R3的简单电路，由PUI可得，R3的阻值：R344，当S接中温档触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：R总110，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2R总R31104466；（2）当S接低温档触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：P低220W；（3）满壶水的体积：V1L1dm31103m3，由可得，水的质量：mV1.0103kg/m31103m31kg，水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）1kg（10012）3.696105J，不计热量损失时，消耗的电能：WQ吸3.696105J，由P可得，需要的加热时间：t336s。答：
8、（1）R2的阻值是66；（2）加热杯的低温档功率是220W；（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12升高到100，需要336s。命题点二：多档位电器4.（2020毕节模拟）图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位。已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2阻值为96.8.求：（1）发热体R1的阻值是多少？（2）空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从40加热到190，牛柳需要吸收多少热量？【c牛柳3103J/（kg）】（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40加热到190，需要多长时
9、间？【解析】解：（1）由电路图可知，当S置于1位置时，R1、R2并联，当S置于2位置时，只有电阻R2接入电路；因为并联电路的电阻小于任何一个分电阻，即并联电阻小于R2，所以接1时为高温档，因此由P可知，当S置于1位置时，功率较大，即空气炸锅处于高温档；当S置于2位置时，空气炸锅处于保温状态；则R2的功率P2500W，发热体R1的功率：P1900W500W400W；由P可知，R1121。（2）牛柳需要吸收的热量Q吸cmt3103J/（kg）0.2kg（19040）9104J；（3）不计热量损失Q吸W9104J；由P可得，用高温档牛柳从40加热到190，需要时间t100s。答：（1）发热体R1的阻
10、值是121。（2）牛柳需要吸收9104J热量；（3）需要100s长时间。5.（2019温州）某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。（1）高档加热时，开关S应旋至触点 （选填“ab”、“bc”或“cd”）位置。（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹任共消耗多少电能？（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，
11、通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。【解析】解：（1）由图1知，开关S接“ab”时电路断路为关；“bc”时两电阻串联，接“cd”时只有R1接入电路，R2短路，电源电压一定，由P可知，接“bc”时电阻最大，为低档，接“cd”时电阻最小，为高档；（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，高温档工作1h，低温档工作（61）5h，本次烹任共消耗的电能：WW1+W2P1t1+P2t20.44kW1h+0.1kW5h0.44kWh+0.5kWh0.94kWh；（3）高档加热时，R1110，抵挡加热时，R1+R2484，R2的阻值：
12、R2484110374；（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间。故答案为：（1）cd；（2）本次烹任共消耗的电能0.94kWh；（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为110、374；（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间。命题点三：敏感电阻类6.（2019重庆）图甲的储水容器底有质量0.5kg，底面积100cm2的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连，距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示，其电源电压U12V，R010，当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀
13、门才感应排水。力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内）。求：压力F/N241215电阻R/110701610（1）浮桶的重力是多少N？（2）未加水时，力敏电阻所受压力为2N，电流表的示数是多少安？（3）当容器内的水深达到多少米时，双控阀门才打开排水？【解析】解：（1）浮桶的重力：Gmg0.5kg10N/kg5N。（2）由表格数据知，力敏电阻所受压力为2N时，力敏电阻的阻值为110，电路的总电阻：R总R0+R10+110120，电流表的示数：I0.1A；（3）当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水，此时电路中的总电阻：R总20，此时力敏电阻的阻
14、值：RR总R0201010，由表格数据知，此时力敏电阻所受压力为15N，根据物体间力的作用是相互的，所以弹簧给浮桶向下的压力也是15N，浮桶受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力，这三个力平衡，则此时浮桶受到的浮力：F浮G+F5N+15N20N，浮桶排开水的体积：V排2103m32000cm3，则浮桶浸入水中的深度为：h120cm0.2m，当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水，所以此时容器内水的深度：hh1+h20.2m+0.4m0.6m。答：（1）浮桶的重力为5N。（2）未加水时，力敏电阻所受压力为2N，电流表的示数是0.1A。（3）当容器内的水深达到0.6米时，双控阀门才打开排水。7.（2019玉林）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB：BA1：4；已知报警器R0的阻值恒为10，压力
