2023年物理中考专项复习 电与热的计算应用

专项四电与热的计算

类型一热学计算

L如图是一种用瓶装丁烷气体作燃料，效率为30%的便携式燃气炉。

已知某品牌瓶装丁烷气体为250g,丁烷的热值为q=7X107j/kg,完全

燃烧一瓶丁烷气体使水的温度升高了50℃o请你回答下列问题弥水

=4.2xlO3J/(kg.℃)]

⑴完全燃烧一瓶丁烷气体放出的热量；

(2)被加热水的质量。

2.小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多

少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2

kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20°C加热至

80c的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035他通过上网

查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容C水=4.2x103

J/(kg.℃)

⑴求在这个过程中水吸收的热量；

(2)请你帮小明算出天然气的热值。

3.可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃

冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。[C水

=4.2xlO3J/(kg.℃),天然气的热值为4.2xlO7J/m3]

⑴体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？

⑵若这些热量的90%被质量为100kg、温度为20℃的水吸收，则水

升高的温度是多少？

⑶若这些热量的60%用来对小轿车做功，以1000N的动力进行牵引，

可使小轿车行驶多远？

类型二电学计算

4.如图所示，Ri=25Q,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A"，电源电压

保持不变，(不考虑灯丝电阻变化)

(l)Si>S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；

(2)Si、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。

5.梅雨季节空气湿度RH较大，人会感觉不舒服，人体感觉比较舒服

的湿度RH范围是40%~60%。小聪设计了一款湿度计，从湿度计(由

小量程电流表改装而成)指针所指刻度可知湿度大小，其原理如图甲

所示。Ro为1000Q的定值电阻，电源电压恒为6V,R为湿敏电阻，

其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示，当指针所指湿度对应电流

表示数为2mA时:

⑴计算电路消耗的总功率。

(2)如果空气湿度不变，求3min内电阻Ro消耗的电能。

⑶求此时的空气湿度，并判断人体感觉是否舒服。

6.实验小组的同学设计了如图所a的电路，已知电源电压不变，闭合

开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置，根据电路中电压表和电流表

的数据描绘了如图b所示的两条U-I图线。其中利用电压表Vi和电流

表A的数据描绘出甲图线，其中利用电压表V2和电流表A的数据描

绘出乙图线，求：

⑴定值电阻R2的阻值。

⑵电源电压的大小及定值电阻Ri的阻值。

⑶R2消耗的最大功率。

类型三电热综合计算

7.图甲所示是某型号双向双动式和面机。主要结构为:加热器、一个

能带动搅拌器正转和反转的电动机。使用时，先给水加热到适宜的温

度，然后将面粉倒入，带动搅拌器和料桶的两电动机交替工作。表中

是这个和面机的主要技术参数，图乙是和面机正常工作时搅拌电机和

料桶电机交替工作的P-t图像。

额定也压220V

」「於150Hz

H「搅拌电机功率900W

Of2f481012//min_____________；_\---------

X.1L,..玄：

机dM机i—动料桶电机功T率

加热功率I1000w

⑴若在手柄A处用力将和面机头部掀起，请在图甲中画出掀起和面

机头部时所用的最小动力。

⑵若和面需用60℃的热水，若取1.5kg、20℃的水，则需要加热多

长时间开始和面？[设无热损失，C水=4.2x103J/(kg.℃)]

⑶为了测量和面机料桶电机的功率，小明将家里的其他用电器都关

闭，他观察到和面机电机正常工作12min,家里标有“3000r/kW.h”

字样的电能表转盘转过了480r。计算料桶电机的功率。

8.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。Ri、R2、R3均为电热丝，已知Ri=176

Q,加热杯的部分参数如表所示。求：[C*=4.2xl03J/(kg.℃),P水

=1.OxiO3kg/m3]

⑴R2的阻值。

⑵加热杯的低温档功率。

⑶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°C需要的时间。

甲乙

专项四电与热计算答案解析

1.解：(1)一瓶丁烷气体的质量:加气=250g=

0.25kg,完全燃烧一瓶丁烷气体可以放出

的热量：Q放=加/q=0.25kgX7X

107J/kg=1.75X107J；

(2)由7=^X100%得，水吸收的热量:

Q放

Q吸=Q放7=1.75XIO7JX30%=5.25X

IO,J,由Q吸=5人得，被加热水的质量:

=。吸_5.25X106J_

“水=五=4.2X103J/(kg-℃)X50℃=

25kg0

2.解：(1)在这个过程中水吸收的热量:<2吸=

c水利水(Z一0)=4.2XIO?j/(kg•℃)X

2kgX(80℃-20℃)=5.04X10$J；

(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q放=

Q吸5.04X105J

=1.4X106J,天然气的热

T)36%

Q放」4XI。。J

=4X10zJ/m3

值过天然气=歹一0.035rr?0

3.解：（1）由题意可得,可燃冰的热值:

q可燃冰=15q天然气=15X4.2X10'J/m3=

6.3X108J/m3;0.01rr?可燃冰完全燃烧

放出的热量：◊放=旧可燃冰=0.。1m，X

6.3X108J/m3=6.3X106Jo

（2）由7=2^X100%得，被水吸收的热量:

Q放

Q吸=发放=90%x6.3X1（）6J=5.67X106J；

由Q吸=EIM可得，水升高的温度：&=

Q吸=_______5.67X106j_______=

晨加水=4.2X103J/（kg-℃）X100kg―

13.5℃o

（3）如果这些热量的60%用来对小轿车

做功，则牵引力做的功：W=放=

60%X6.3XJ=3.78X106J；根据

W=Fs可知，小轿车行驶的距离：s=

W3.78X106J

F="1000N=378°m。

4.解：（1）由电路图可知,Si、S?都断开时路］

与L串联，小灯泡L正常发光，所以，灯泡

两端的电压5=2.5V.电路电流I=

h=0.3A,由/=:可得，R两端电压：

Ui=hRi=IR=0.3AX25。=7.5V.因

申联电路中总电压等于各分电压之和，所

以，电源的电压：U=UL+5=2.5V+

7.5V=10V；

（2）由电路图知，4、&都闭合时，R与

凡并联，电流表测干路电流，因并联电路

中各支路两端的电压相等，所以•通过R

的电流：11'==_=0.4A,因并联电

1V।N9bS2

路中干路电流等于各支路电流之和，所

以，通过R2的电流：八=/一八'=

0.6A-0.4A=0.2A,贝ijR2的阻值:Rz=

U10V

「02A=50O。

5.解：(1)由图甲可知，闭合开关，两电阻串

联，电流表测量电路中的电流。当指针

所指湿度对应电流表示数为2mA时，电

路中的电流1=2mA=0.002A.电路消

耗的总功率：尸=5=6VX0.002A=

0.012W；

(2)3min内电阻R。消耗的电能：W=

产R0z=(0.002A)2X1000nX3X60s=

0.72J；

(3)根据欧姆定律可知此时电路的总电

阻:R总=?=4占=30000,根据电阻

串联的特点可知湿敏电阻的阻值：R=

R总_Ro=3000。~1000。=2000。=

2k。,从图乙中可知此时的空气湿度为

50%,因人体感觉比较舒服的湿度RH范

围是40%〜60%,故此时人体感觉舒服。

6.解：(1)由图知，三个电阻串联，电压表

V1测量火2和R两端的总电压，V2测量

Rz两端的电压。由乙图线可知，当Uz=

LOV时，人=0.5A,由1=\可知，k2

K

u10V

的阻值：火2=72-=六二=2。。

(2)由甲图线知，当5=1.3V时•】=

0.2A,由串联电路的电压特点和欧姆定律

可得，电源电压：U=Ui+/Ri=L3V4-

0.2AXR】①；同理，当UJ=1.0V时,

r=0.5A,17=1.0V+0.5AXR1②，联立

①②得：U=1.5V,R=1。。

(3)当变阻器的阻值为零，电路中的电流

最大时,R2的功率最大，此时R2两端的

电压5=1.0V,则R2消耗的最大功率:

52(1.0V)2

尸2大==0.5W

页72no

7.解：(1)如图所示。

F

(2)水吸收的热量：Q吸=£"水加(2-〃)=

4.2X103J/(kg•℃)X1.5kgX(60℃-

20℃)=2.52X10$J,无热损失时，消耗

W

的电能：W=Q吸=2.52X103J,由P=~

W

可得,需要的加热时间"加热=心

2.52X10、J_

1000W°

(3)电能表转盘转过了480r消耗的电能:

,480r4i_4乂

Wrr=------------=—kW•h一X

3000r/kW•h252。

3.6X106J=5.76X105J；由图乙可知，在

12min内,搅拌电机工作了8min,料桶电

机的工作时间是4min,搅拌电机消耗的电

能：W搅搅％搅=900WX8X60s=

4.32X105J,料桶电机消耗的电能:

W料桶=W'-W搅=5.76X105J-4.32X

及J=1.44X及j,料桶电机的功率:

P料桶/1.44X105J

600W

z料桶—4X60so

8.解：(1)当S接高温挡触点时，电路为1?3的

U2

简单电路，由。=5=万可得,的阻值:

K

U2(220V)2

旦=万~==44。，当S接中温挡

1高%11而00*W

触点时,R2、&串联,则此时电路中的总电

2

阻水总=r2j2=岛(220/V)■=11°因串联电