北师大版九年级物理全一册第十三章电功和电功率专项训练四电与热综合计算练习含答案

专项训练四电与热综合计算1.如图Z-4-1所示,在做比较不同物质吸热情况的实验过程中,烧杯内装有400mL的色拉油,用电功率为100W的电加热器给烧杯中的色拉油加热。将色拉油从20℃加热到70℃,用了591s。求:图Z-4-1(1)色拉油的质量;(2)色拉油吸收的热量;(3)电加热器的效率。〔ρ色拉油取0.9×103kg/m3,c色拉油取1.97×103J/(kg·℃)〕2.小泽家有一新型电热足浴器,其额定电压为220V,额定功率为1210W,容积为7L。(1)电热足浴器正常工作时的电阻是多少?(2)用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量是多少?〔c水=4.2×103J/(kg·℃)〕(3)若此足浴器在额定电压下工作,需500s才能将第(2)问中的水从20℃加热到40℃,这个电热足浴器的加热效率是多少?(计算结果精确到0.1%)(4)小泽家安装的电能表如图Z-4-2所示。某次小泽断开家中的其他用电器,让电热足浴器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,求此时该足浴器两端的实际电压。图Z-4-23.小红家某品牌电热水壶的额定电压为220V,额定功率为1000W。在标准大气压下,该电热水壶正常工作时将1.2L、初温为20℃的水烧开。(1)该电热水壶正常工作时的电阻是多少?(2)若该电热水壶的加热效率为90%,烧开这壶水需要多长时间?〔c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3〕(3)在用电高峰期,小红关掉家里的其他用电器,只让该电热水壶工作,观察到家中参数为“2000r/(kW·h)”的电能表转盘在2min内转了60转,此电热水壶的实际功率是多少?4.小益家有一豆浆机,其铭牌如表13-3所示,其简化电路如图Z-4-3所示。豆浆机工作时,加热器先加热,待水温达到64℃时温控开关闭合,电动机开始打磨且加热器继续加热,直到产出豆浆成品,电源开关自动断开。小益用初温为20℃、质量为1kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220V且恒定不变,不计导线的电阻。表13-3豆浆机铭牌最大容积2L额定频率50Hz额定电压220V加热器功率880W电动机功率120W图Z-4-3(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因。(2)求加热器单独工作时电路中的电流。(3)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量〔c水=4.2×103J/(kg·℃)〕。(4)本次制作豆浆共计用了9min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收,且不计豆子吸收的热量,求本次制作豆浆共消耗的电能。

专项训练四电与热综合计算1.解析(1)根据ρ=mV可得,色拉油的质量m=ρ色拉油V=0.9×103kg/m3×400×10-6m3=0.36kg(2)色拉油吸收的热量Q吸=c色拉油mΔt=1.97×103J/(kg·℃)×0.36kg×(70℃-20℃)=3.546×104J。(3)由P=Wt可得,电加热器消耗的电能W=Pt=100W×591s=5.91×104J,则电加热器的效率η=Q吸W答案(1)0.36kg(2)3.546×104J(3)60%2.解析(1)由P=U2R得,电热足浴器正常工作时的电阻R=U2P=(2)水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J。(3)电热足浴器在额定电压下工作500s消耗的电能W=Pt=1210W×500s=6.05×105J,电热足浴器的加热效率η=QW=4.2(4)由题图可知,电能表上标有3000r/(kW·h)字样,让电热足浴器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,则电热足浴器1min内消耗的电能W'=13000kW·h×50=160kW·h=6×104J,由W=U2Rt得,此时该电热足浴器两端的实际电压U实=答案(1)40Ω(2)4.2×105J(3)69.4%(4)200V3.解析(1)该电热水壶的额定电压为220V,额定功率为1000W,根据P=UI=U2R可得R=U2P=(220V)2(2)该电热水壶中水的体积V=1.2L=1.2dm3=1.2×10-3m3由ρ=mV可得,m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg标准大气压下水的沸点是100℃,则水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=4.032×105J电热水壶的加热效率η=Q则烧开这壶水需要的时间t=QηP=4.032(3)2000r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转2000r,则电能表转盘在2min内转了60转,电热水壶消耗的电能W=602000kW·h=3100此电热水壶的实际功率P=Wt=3100kW·h260答案(1)48.4Ω(2)448s(3)900W4.解析(1)由于分子在永不停息地做无规则运动,并且温度越高,分子的运动越剧烈,所以热气腾腾的豆浆中的香味分子快速进入空气中。(2)由P=UI可得,加热器单独工作时电路中的电流I加=P加U=880W220V(3)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(64℃-20℃)=1.848×105J。(4)豆浆机的水温升到64℃前只有加热器工作,加热器单独工作时消耗的电能W=Q吸η=1.848×10由P=Wt可得,t=WP加=2.64×1因此加热器和电动机同时工作的时间t'=9min-5min=4min则加热器和电动机同时工作消耗的电能W'=P总