教科版初中九年级物理上册专项素养综合练(九)课件

专项素养综合全练（九）(电与热综合计算)1.(2023四川广元中考)图甲是一个食品自动加热台的简化电路图,此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S,加热台开始正常工作,当台内食品温度降到30℃时,温度控制开关S0自动转接,使电路处于加热状态;当台内食品温度升高到60℃时,S0自动转接到保温状态。已知定值电阻R1=24.2Ω,保温功率为484W。下列说法中不正确的是

(

)A.图甲中的S0自动转接到“2”时,电路处于保温状态B.图甲中定值电阻R2的阻值为75.8ΩC.加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电

能表转盘转过150转CD.加热台自动加热时,电路中的电流小于图乙中电能表的标

定电流解析图甲中的S0自动转接到“2”时,两个电阻串联,根据P

=

可知,此时电路中的电阻最大,电功率最小,电路处于保温状态,故A正确,不符合题意;加热台保温时,两个电阻串联,

总电阻为R=

=100Ω,图甲中定值电阻R2的阻值为R2=R-R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω,故B正确,不符合题意;当开

关转到“1”时,只有电阻R1接入电路,据P=

可知,此时电路中的电阻最小,电功率最大,电路处于加热状态,此时加热功率为P加热=

=

=2000W=2kW,工作5min消耗的电能为W=P加热t=2kW×

h=

kW·h,图乙中的电能表转过的转数为n=

kW·h×600r/(kW·h)=100r,故C错误,符合题意;加热台加热时的电流为I=

≈9.09A,小于图乙中电能表的标定电流10A,故D正确,不符合题意。故选C。2.(跨学科·物理学与日常生活)(2023四川南充中考)(多选)有一台家用电水壶,如图所示是其内部电路的简图,R1、R2均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为1000W,保温功率为44W。用此水壶加热初温20℃,体积为1L的水400秒刚好沸腾[忽略温度对电阻阻值的影响,大气压为一个标准大气压,c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3],则下面说法正确的是(

)A.旋转旋钮开关到“1”时,水壶处于保温挡B.水吸收的热量为3.36×104JC.此水壶加热挡的热效率为84%D.在保温时,接入电路电阻的阻值为48.4ΩAC解析当旋转旋钮开关到“1”时,电阻R1、R2串联,当旋转

旋钮开关到“2”时,电路中只有R2工作;根据P=

可知,当旋转旋钮开关到“1”时,水壶处于保温挡,此时接入电路电

阻的阻值为R=

==1100Ω,故A正确,D错误;水的体积为V=1L=10-3m3,水的质量为m水=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg,水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,故B错误;消耗的电能为W=Pt=

×100%=84%,故C正确。1000W×400s=4×105J,加热挡的热效率为η=

×100%=3.(2023山东临沂兰山期末)如图所示,电源电压恒为12V,闭

合开关S,当滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω时,电压表的

示数为10V,此时电动机正常工作;若电动机内部线圈的电阻

为2Ω,则通电10min电流通过电动机内部线圈产生的热量是

J,电动机消耗的电能是

J。48

1200

解析由图可知,滑动变阻器和电动机串联,电压表测量电动

机两端的电压,当电压表示数为10V,即电动机两端的电压

UM=10V时,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端

的电压UR=U-UM=12V-10V=2V,通过滑动变阻器的电流IR=

=

=0.2A,根据串联电路的电流特点可知,通过电动机的电流IM=IR=0.2A,通电10min电流通过电动机内部线圈产

生的热量Q=

=(0.2A)2×2Ω×10×60s=48J;电动机消耗的电能:WM=UMIMt=10V×0.2A×10×60s=1200J。4.(2023天津中考)额定功率为1000W的电热水壶正常工作

时,把质量为1kg的水从10℃加热到100℃,用时420s,已知c水

=4.2×103J/(kg·℃),求:(1)水吸收的热量;(2)电热水壶的效率。解析

(1)质量为1kg的水从10℃加热到100℃,水吸收的热

量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-10℃)=3.78×105J(2)额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s,消耗的电

能为W=Pt=1000W×420s=4.2×105J,则电热水壶的效率η=

=

=90%5.(跨学科·物理学与日常生活)(2023江苏扬州中考)一款电保温杯垫,如图所示,能使杯垫上杯内的水持续保温在55℃左右,功率为16W。把质量为200g、初温为51℃的水倒入杯中保温,5min后升高到55℃。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求

这段时间内:(1)水吸收的热量;(2)杯垫消耗的电能;(3)杯垫给水加热的效率。解析

(1)根据Q吸=cmΔt可得,水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=

4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(55℃-51℃)=3360J(2)由题意可知,加热所需的时间为t=5min=300s则根据W=Pt可得,杯垫消耗的电能为W=Pt=16W×300s=4800J(3)由η=

可得,杯垫给水加热的效率为η=

×100%=

×100%=70%6.(2023湖北随州中考)图甲是陈老师办公室电热水壶的照片,图乙是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成:一支路是由指示灯(2V

0.1W)和“限流电阻”串联而成;另一支路接有发热盘(发热电阻)。已知电源电压为220V,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。(1)判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”(小于10

Ω为“小电阻”,大于100Ω为“大电阻”)。直接写出你判

断的结论,无需证明无需说明理由。(2)用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热,已知加热功率

为1000W,加热时80%的热量被壶内的水吸收,求多长时间可以将水烧开(100℃)?解析

(1)由图乙可知,指示灯和“限流电阻”串联,根据P=

UI可知,显示灯的工作电流为I灯=

=

=0.05A“限流电阻”