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1、2013年中考物理试题电学压轴题之电力热综合问题1、(2013日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上。小丽在使用过程中发现：（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22上升到46.2。已知水的比热容为4.2103J/(kg. ),水的密度为1.0103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率。（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻
2、，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人体的最大电阻为20M，试求防电墙的电阻。某型号电热水器额定电压/V220额定电功率/W2420容积/dm350商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮（1）水箱中水的质量为m=V 水箱中的水吸收的热量 Q=cmt 水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能为W=Pt 电热水器加热时的热效率为= Q/W=cmt / Pt =4.2103J/(kg. ) 1.0103kg/m35010-3m3(46.2-22)/（2420W4060s）=87.5% （2）由P=U2/R得，电热水器
3、的电阻R=U额2/P额=（220V）2/2420W=20 将Q=2.4106J，R=20，t=2060s=1200s带入Q=I2Rt 解得通过热水器的电流I= 10A 由U=IR=10A20=200V （3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流相等，即：U人/R人=U墙/R墙U人+ U墙=220V 防电墙的电阻为R墙= U墙R人/U人=（220V-20V）20M/20V=200M 说明：最后一问网上的答案有误。2、(2013包头）如图14所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220
4、V，加热时的功率400W，保温时的功率40W。求：试问：饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？R1和R2的电阻值各是多大？在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20加热至100，需要多长时间？（C水=4.2103J/（kgm3），水1.0103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）解： S0是断开状态。 设加热时间为t，则有 3、（2013呼和浩特）如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能。已知线圈电阻1.5，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质量540g，以1Om/s匀速上升，不计绳
5、的重力和一切摩擦。物体上升20s的过程中。求：(l)电压表读数；(2)电流通过线圈产生的热量；(3)提升物体的有用功；(4)电动机工作效率。（1） 电压表测的是电动机的电压，电动机不是纯电阻，欧姆定律不适用。P热=I2R=(2A)21.5=6W P机械=Fv=mgv=0.54kg10N/kg10m/s=54WP总=P热+P机械=6W+54W=60W电动机的电压U=P总/I=60W/2A=30V（2） 电流通过线圈产生的热量Q=I2Rt=(2A)21.520s=120J（3） 提升物体的有用功W有用=mgh=mgvt=0.54kg10N/kg10m/s20s=1080J（4） 提升物体的总功W总
6、=P总t=60W20s=1200J电动机工作效率=W有用/W总=1080J/1200J=90%4、（2013滨州）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=4.2103J/(kg)）(3)忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率是多少瓦特？(1)该电热水器正常工作时的电流I=P额/U额=9680W/220V=44A(
7、2) 热水器贮满水的质量m=V=1.0103kg/m350103m3=50kgQ吸=cmt=4.2103J/(kg)50kg(10020)=1.68107 J因为电能全部转化为内能，所以消耗电能W=Q=1.68107 J(3) R=U额2/P额=(220V)2/9680W=5，忽略温度对电热水器电阻的影响P实=U实2/R=(210V)2/5=8820W5、（2013德州）根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温白炽灯标有100W
8、字样，求：（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；（2）若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40的茶水加热至90【C茶水=4.2103（J/kg）（1）100W灯正常发光0.5h消耗的电能：W=Pt=0.1kW0.5h=0.05kWh=1.8105J；（2）由题知，Q吸=W电91%=1.8105J91%=1.638105J，Q吸=cmt，即：1.638105J=4.2103（J/kg）m（9040）m=0.78kg图236、（2013咸宁）如图23所示是某型号的电动巡逻车。已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.010kg, 在水平路
9、面上以15Km/h的速度匀速行驶了20min。（g取10N/Kg）求：巡逻车通过的路程是_km；巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是_N；若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？解：5400 牵引力做的功W=Fs=400N5103m=2106J 电动机消耗的电能=2.5106J 7、（2013台州）有一种电子秤的原理如图，它主要由三部分构成踏板和压力杠杆ABO ，压力传感器R （电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表（实质是电流表）。其中AO 长20 厘米，BO 长5 厘米，压力传感器R 的阻值与所受压力的关系如下表所示。
10、压力F/牛050100150200250300电阻R/欧30272421181512踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为6 伏(1)重300 牛的学生站在踏板上时，双脚与踏板的接触面积为0.04 米2 ，此时对踏板的压强为多少帕？(2)电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器R 消耗的电功率为多少瓦？(3)当重300牛的学生站在踏板上时，通过压力传感器R 的电流为_ 安。（答案保留两位小数）(4)电子秤的电池使用较长时间后，电源电压会降低，为了保证秤量准确，则踏板触点B 应向_ 方向移动。(1)P=F/S=G/S=300N/0.04m2=7.5103Pa(2)没有秤量物体时压力传感器R受
11、到的压力为0，查表得R=30压力传感器R 消耗的电功率P=U2/R=(6V)2/30=1.2W(3)当重300牛的学生站在踏板上时,设B处压力为FB，A处压力为FA由杠杆平衡条件有FAlA=FBlB ,FA0.2m=300N0.05m ，解得FA=75N观察表中数据，发现电阻随压力的增大而均匀减小，压力每增大50N，电阻减小3欧，由此可推出此时R=25.5.此时电流I=U/R=6V/25.5=0.24A(4) 电池使用较长时间后，电源电压会降低,电流表示数会减小，测得的质量偏小。为了保证秤量准确，应增大电流表示数，这时应通过减小R的阻值，而减小R的阻值可通过增大压力来完成，由杠杆平衡条件可判断
12、出应增大lB，即踏板触点B 应向左（或A）方向移动。8、（2013衡阳）如图所示的装置很有创意它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有储水箱洗衣机还设有加热功能，（铭牌上水的加热功率已模糊），洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果（1）请问这种设计的优点：_（请至少说出一个观点）（2）求洗衣机脱水时的正常工作电流（3）某次洗衣时，首次进水量为20kg，加热时电能的80%转化为水的内能，正常加热14min水的温度升高10就达到设定要求，由于洗衣机铭牌上的加热功率模糊，求：水吸收的热量，洗衣机的加热功率c水=4.21
13、03J/（kg）（1）这种设计的优点之一：用洗衣水用来冲厕可以节水；（2）P=UI，洗衣机脱水时的正常工作电流：I=1.5A；（3）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）20kg10=8.4105J，由题知，Q吸=W80%，加热水消耗的电能：W=1.05106J，洗衣机的加热功率：P=1250W答：（1）这种设计的优点：用洗衣水用来冲厕可以节水；（2）洗衣机脱水时的正常工作电流为1.5A；（3）水吸收的热量为8.4105J，洗衣机的加热功率为1250W9、（2013杭州）某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m=400kg，电源提供的电压U=220V，不计一切摩擦。当电动起重机以v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=2Aa (g取l0N/kg)(1)电动机线圈的电阻R是多少？(2)电动机匀速提升质量m = 200kg的重物，电动机的输人功率不变，提升速度是多少？（1） P电=UI=220V2A=440WP机械=Fv=mgv=400kg10N/kg0.lm/s=400WP热=P电P机械=440W400W=40WP热=I2R R=P热/I2=40/4=10欧（2）因为电动机输入功率不变，即P机械=
