焦耳定律计算专题.doc

焦耳定律计算1某工厂欲设计一种高、中、低温三档家用电火锅，要求低温发热功率为200W，其发热体电阻丝如图所示，A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱请你帮助该厂完成下列工作：（1）说明各档位的接线方法（文字表达、画图连接均可）（2）分别算出高、中温两档的发热功率（3）设计一份电火锅的产品铭牌2小明家买一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率，如图是其内部简化电路图，开关S1，可分别与触点a、b接触。已知R1=48.4欧R2=96.8欧，电源电压保持不变，请分析和解答下列问题。1）当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱位于什么档位？请简述理由。2）电烤箱在中档工作时，消耗的电功率是多少？3）电烤箱高档工作时，对食物加热6min消耗多少电能3在今年5月份助残活动中，某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图（如图所示）了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关S以及滑动变阻器R1的滑片P。前推操纵杆时轮椅前进，再向前时快速前进；拉操纵杆时，轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U24V（保持不变）、定值电阻R210，电动机的额定功率P072W、额定电压U024V。 （1）从原理图可知，当开关S接到_两个接线柱时，轮椅前进。 （2）当轮椅后退时，电流表示数为I1A，此时电动机的实际功率为多少？ （3）当电动机以额定功率工作时，轮椅匀速前进的速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为18W，求此时轮椅受到的阻力的大小。4楼道里的灯常常彻夜通明，在学习了电学知识后，同学们决定进行改进，小明提出方案一：将二楼与三楼的两盏“220V、40W”的灯串联起来接到220V的电路中使用如图（1），小丽提出了方案二：将二楼与三楼两盏“220V、40W”的灯各串联一个合适的电阻，再分别接到220V电路中使灯的实际功率为额定功率的1/4如图（2）（1）两方案中各灯的亮度是否相同？方案二中电阻R的阻值为多大？（2）你认为哪种方案更好？请简要说明理由5有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A，问：（1）每分钟该电机消耗的电能是多少（2）已知电流通过导体时产生热量，若该电动机线圈电阻是0.4，则线圈每分钟产生的热量是多少？（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少？6小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机，设电池的电压为6V恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则（1）电动机线圈电阻为 多大？（2）电动机的功率为多少？（3）放手后，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时1min产生的热量为多少焦？（4）该电动机将电能转化为机械能的效率为多大？7人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同有关数据如下表二种灯LED灯白炽灯发光原理二极管发光钨丝高温发光额定电压24伏220伏响应时间10-9秒10-3秒额定功率12瓦100瓦（1）请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点_；_（2）LED灯正常工作时的电流是_A每天正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为_kWh，可将_kg的水从20加热到100【c水=42103J(kg)，结果保留两位小数】8如图22是啸宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表。为了测量该电水壶烧水时的实际功率，啸宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从25上升到35所用的时间是50s,同时观察到家中“220V 10A（40A） 3200imp/(kw.h)”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了80imp。请根据相关信息解答下列问题。C水=4.2103J/(kg. )(1)电水壶中水的质量；(2)电水壶烧水时的实际功率；(3)电水壶加热的效率；(4)通过比较实际功率与额定功率大小关系，简要回答造成这种关系的一种可能原因。9有一种WSJ-60型号电热壶，其铭牌标志如图所示。现将一满壶20的水在额定电压下烧开需时5min,已知外界气压为1标准大气压，水的比热容。=4.2 x 10J/(kg）。求：（1) 水吸收的热量。（2）电热壶的效率。(3）小明发现在用电高峰时烧开一满壶20的水需时 6min 3s，那么此时实际电压是多少？ 10冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。（1）图甲中有定值电阻R2（置于电热毯外部），电热丝R1，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态?并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说 明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。11如图所示为CRH2型动车组，最大运营速度为200kmh。（1）当该动车组用4800kW的牵引功率使列车以50ms的速度匀速直线行驶时，动车组所受到的阻力f多大？（2）该动车组的每节车厢上都配有电热水器。在标准大气压下，用它把10kg、20的水烧开电流至少要做多少功？若它工作时的电功率为42kW，至少需要多少时间？12小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数。现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25上升到45在此过程中，求：(1)热水器中电热丝的电阻：(2)水所吸收的热量c水=42103J(kg)；(3)热水器的效率 型号FEDH50额定电压220V最大水量50kg额定功率2000W13小明家的电热水壶的铭牌如图所示，在一个标准大气压下，该水壶正常工作时，用l0min能将2kg、10的水烧开。水的比热容c=4.2103J(kg) (1)计算水吸收的热量； (2)计算消耗的电能； (3)水增加的内能比消耗的电能小多少?请结合物理知识， 从节能的角度提一个合理化的建议。14右图是一个加热、保温电路的一部分。电热丝R1规格为“220V 1100W”， 限流电阻R2=506。电路的工作原理是：当温控开关S接a时，电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W。(电源电压保持不变，电阻不随温度变化。)(1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R1烧毁了。有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价：方案一：用“220V220W”电热丝R3、“220V 880W”电热丝R4