
?2020全國(guó)物理中考題分類(lèi)匯編26—《熱學(xué)計(jì)算及綜合計(jì)算題》
1.(2020·甘肅金昌)2020年是全面建成小康社會(huì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之年,鄉(xiāng)親們淘汰了柴爐,改用了清潔干凈的液化天然氣爐。
(1)將初溫為的一壺水恰好加熱到,需要吸收多少熱量?
(2)若液化天然氣爐完全燃燒天然氣放出的熱量有40%被水吸收,燒開(kāi)這壺水需要燃燒多少立方米天然氣?(天然氣熱值為,水的比熱容為)
2.(2020·廣西百色)如今太陽(yáng)能熱水器已走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,某家庭太陽(yáng)能熱水器某天內(nèi)接收太陽(yáng)能的總熱量為2.52×107J,使質(zhì)量為80kg、初溫為20℃的水溫度升高到50℃,求:
(1)已知干木柴的熱值為q=1.2×107J/kg,若由燃燒干木柴來(lái)提供2.52×107J的熱量需要完全燃燒多少千克干木柴?
(2)這天該太陽(yáng)能熱水器中的水吸收的熱量是多少?[的比熱容為c=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)該太陽(yáng)能熱水器的效率是多少?
3.(2020·湖南益陽(yáng))對(duì)生活垃圾進(jìn)行分類(lèi)既是當(dāng)前的一種時(shí)尚,更是生態(tài)環(huán)保的需要。目前我市每天能產(chǎn)生900t左右的生活垃圾,若進(jìn)行分類(lèi)后,除去可回收垃圾和需要特殊處理的垃圾,將還有800t左右的垃圾需要處理。為了處理這些垃圾,益陽(yáng)市建成了光大生活垃圾焚燒發(fā)電廠,它每天可以焚燒800t生活垃圾發(fā)電,經(jīng)實(shí)踐檢測(cè)每完全燃燒1t生活垃圾可發(fā)電300kW h。設(shè)整個(gè)發(fā)電過(guò)程中的效率為30,求:
(1)生活垃圾的熱值q;
(2)完全燃燒1t生活垃圾產(chǎn)生的熱量若用來(lái)燒開(kāi)水,其中70的熱量被水吸收,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可燒開(kāi)多少噸20℃的冷水。[c水=4.2103J/(kg℃)]
4.(2020·廣西貴港)利用燃燒酒精給水加熱,使質(zhì)量為2kg的水溫度升高30℃,。
(1)求水吸收的熱量是多少J?
(2)若完全燃燒酒精產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,則需要完全燃燒多少kg的酒精?
5.(2020·遼寧大連)近幾年來(lái),大連市民陸續(xù)使用上了安全、清潔的天然氣。某用戶在使用天然氣灶加熱水時(shí),完全燃燒了0. 05m3的天然氣,將3kg的水從加熱到。已知水的比熱容是,天然氣的熱值是。試求:
(1)天然氣完全燃燒放出的熱量是多少?
(2)水吸收的熱量是多少?
(3)該天然氣灶加熱這些水的效率是多少?
6.(2020·天津)小華在天津的家中用電熱水壸燒水,將質(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到70℃?已知水的比熱容,求水吸收的熱量?
7.(2020·山東德州)國(guó)家提倡節(jié)能減排,各地“煤改氣”正在積極進(jìn)行,某同學(xué)計(jì)算他家天然氣燒水的熱效率將的水倒入燒水壺中,并測(cè)出水溫為。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水剛加熱到時(shí),測(cè)出消耗天然氣。已知水的比熱容,天然氣熱值約為。
求:(1)將這些水燒開(kāi),需吸收多少熱量;
(2)在這種情況下,燃燒的天然氣放出了多少熱量;
(3)他家天然氣灶的效率。
8.(2020·四川涼山)2020年5月13日,備受大家關(guān)注的“懸崖村”的村民們逐漸搬進(jìn)位于涼山州昭覺(jué)縣城的易地扶貧搬遷安置點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了“拎包入住”。易地扶貧搬遷安置戶小強(qiáng)同學(xué)家里有一個(gè)容積為5L的水壺,水壺里裝有3.5kg初溫為50°C的水,他用家里的液化氣爐具把水加熱到70°C使用。(已知液化氣的熱值q=4.9×107J/m3)求:
(1)燒水過(guò)程水吸收了多少熱量?
(2)若實(shí)際使用了0.02m3的液化氣,則該液化氣爐具的效率是多少?
9.(2020·山東聊城)小華家使用的是天然氣熱水器,他嘗試估測(cè)該熱水器的效率,以核對(duì)銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確。當(dāng)只有該熱水器使用天然氣時(shí)。把50kg的水從20℃加熱到54℃,天然氣表的示數(shù)由1365.05m3變?yōu)?365.17m3,已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的熱量;
(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量;
(3)該熱水器的效率。
10.(2020·湖南岳陽(yáng))某型號(hào)汽車(chē)整車(chē)與駕駛員的總質(zhì)量是2060kg,駕駛員駕駛該汽車(chē)在平直公路上勻速行駛進(jìn)行車(chē)型測(cè)試,測(cè)試過(guò)程中消耗汽油的體積為1.5×10-3m3(g=10N/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,)求:
(1)汽車(chē)與駕駛員的總重力;
(2)測(cè)試過(guò)程中消耗汽油的質(zhì)量;
(3)假設(shè)汽油完全燃燒,汽油機(jī)的效率為40%,汽車(chē)在測(cè)試過(guò)程中做的有用功是多少。
11.(2020·遼寧鞍山)十天建成的武漢火神山醫(yī)院正式交付使用,勇敢智慧的中國(guó)建設(shè)者們?cè)僖淮巫屖澜缈吹搅酥袊?guó)速度。在建造的過(guò)程中,需要用混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)(如圖所示)運(yùn)送混凝土到火神山醫(yī)院建設(shè)工地。混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)的相關(guān)參數(shù)如下表(g取10N/kg,柴油的熱值q=4.3×107J/kg)。求:
(1)當(dāng)攪拌車(chē)滿載并靜止在水平地面時(shí),車(chē)輪與地面的總接觸面積為0.8m2,它對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大?
(2)攪拌車(chē)滿載時(shí)在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為其總重的0.03倍,當(dāng)它以最高時(shí)速勻速行駛時(shí),此攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為多少?
(3)攪拌車(chē)以最高時(shí)速勻速行駛10km共消耗燃油3kg,攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少?(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)
混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)相關(guān)參數(shù)
滿載時(shí)總質(zhì)量
14t
最高時(shí)速
90km/h
燃油類(lèi)型
柴油
12.(2020·山東煙臺(tái))如圖甲所示是一個(gè)電輔助太陽(yáng)能熱水器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)熱水器)。圖乙為該熱水器電加熱部分的原理圖,S是控制開(kāi)關(guān),可以在1、2、3三檔之間切換;圖丙為熱水器的銘牌。在光照條件不好時(shí),可用電加熱器加熱,溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)會(huì)自動(dòng)切換到保溫狀態(tài),為了防止觸電,熱水器在向外供水過(guò)程中會(huì)自動(dòng)斷電。某日因天氣原因,太陽(yáng)輻射能為E=1.75×106J/(h?m2)(每小時(shí)每平方米輻射的熱量),太陽(yáng)能只將水由20℃加熱到了30℃,此時(shí)開(kāi)啟電加熱器,將水加熱到預(yù)設(shè)溫度70℃。已知太陽(yáng)能板的面積為2m2,水吸收太陽(yáng)能的效率為60%,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。供水過(guò)程中不計(jì)熱量損失,請(qǐng)根據(jù)以上條件分析計(jì)算:
(1)水吸收太陽(yáng)能的多少。
(2)太陽(yáng)能板當(dāng)天接收太陽(yáng)能的時(shí)間。
(3)電路中電阻R2的阻值。
(4)在熱水器向外供水時(shí),通過(guò)控制冷、熱水閥使熱水器內(nèi)的熱水與20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水達(dá)到需要的溫度。已知人在淋浴時(shí)適宜的水溫為40℃,每個(gè)人淋浴用水均為30L,假設(shè)熱水器內(nèi)70℃的熱水能全部用完,則能滿足幾個(gè)人的淋浴用水?
項(xiàng)目
參數(shù)
電源電壓(V)
220
低溫檔功率(W)
100
高溫檔功率(W)
1200
容積(L)
50
13.(2020·廣西河池)某品牌家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路如圖所示,熱水器有快加熱、慢加熱和保溫三個(gè)工作狀態(tài)。熱水器內(nèi)裝有40kg的水,慢加熱額定功率為1210W,保溫額定功率為605W,R1、R2均為加熱電阻(溫度對(duì)電阻的影響忽略不計(jì))。(水的比熱c=4.2×103J/(kg?℃))求:
(1)熱水器把水從20℃加熱到70℃時(shí),水吸收的熱量是多少J?
(2)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2接b點(diǎn)時(shí),電熱水器處于慢加熱工作狀態(tài),電阻R1的阻值是多少Ω?
(3)電熱水器在快加熱工作狀態(tài)下正常工作,要產(chǎn)生2.42×106J的熱量,需要多少s?
14.(2018·遼寧撫順)如圖甲是一款便攜式電火鍋,圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖。R1、R2均為電熱絲,電火鍋有加熱和保溫兩個(gè)檔,加熱功率為440W,保溫功率為110 W。求:
(1)加熱檔工作時(shí),電路中的電流是多少?
(2)電熱絲R2的阻值是多少?
(3)若不計(jì)熱量損失,該電火鍋正常工作,把質(zhì)量為0.55 kg、初溫為20℃的水加熱到100℃,需要多少秒?[]
15.(2018·遼寧錦州)如圖所示是某款電熱水壺,表中是水壺的部分參數(shù).請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
額定電壓
額定功率
額定容量
水壺凈重
(1)該電熱水壺正常工作時(shí)發(fā)熱體的電阻是多大?
(2)該電熱水壺的效率是80%,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水從20℃燒開(kāi)需要,此時(shí)水壺的實(shí)際電壓是多大?[水的比熱容,水的密度]
16.(2020·內(nèi)蒙古鄂爾多斯)某商場(chǎng)新進(jìn)了一批具有加熱和保溫兩種功能的微型電熱水器,其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖甲。該電熱水器由控制電路和工作電路兩部分組成??刂齐娐酚呻娫矗妷汉愣║=6V)、開(kāi)關(guān)S0、電磁鐵(線圈電阻R0=20Ω)、熱敏電阻R組成,R阻值隨溫度的變化圖象如圖乙。工作電路R1=44Ω,R2=956Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S0和S均閉合時(shí),電熱水器開(kāi)始加熱[c水=4.2×103J(kg·℃)]。
(1)當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí),銜鐵會(huì)被吸下,電熱水器停止加熱,求控制電路中的電流;
(2)電熱水器將水箱中2kg的水從17℃加熱到50℃,用時(shí)5min。求此過(guò)程水吸收的熱量及電熱水器的加熱效率;
(3)用電高峰期,電熱水器兩端實(shí)際電壓為200V,當(dāng)電熱水器處于保溫狀態(tài)時(shí)電熱水器工作多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)消耗1.8×104J的電能?
17.(2020·遼寧阜新)某一家用兩檔可控的恒溫餐盤(pán),其高溫檔電功率為 880W,簡(jiǎn)化電路如圖甲所示,R1、R2 均是發(fā)熱電阻,R2 的阻值是 R1 的 3 倍。求:
(1)餐盤(pán)處于低溫檔時(shí),電路中電流是多少?
(2)1kg 米飯溫度升高 40℃,吸收的熱量是多少?[米飯的比熱容取 2.5×10 3J /(kg?℃)]
(3)若電路中只使用該恒溫餐盤(pán),同樣加熱 1kg的米飯,電能表的脈沖指示燈閃爍了 125 次,如圖乙所示,這個(gè)恒溫餐盤(pán)的效率是多少?
18.(2020·江蘇淮安)如圖所示為某養(yǎng)生壺的電路原理圖,其中R1和R2,都是發(fā)熱電阻。該壺有“加熱”和“保溫”兩種工作狀態(tài)。該壺銘牌上提供的部分信息如下表所示:
養(yǎng)生壺容量
2L
額定電壓
220V
保溫功率
200W
加熱功率
R1阻值
440
(1)該壺允許裝入水的最大質(zhì)量是多少kg?(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)S1、S2閉合后,該壺在額定電壓下工作時(shí)的發(fā)熱功率是多少W?結(jié)合表格數(shù)據(jù)判斷電路處于哪一種工作狀態(tài)?
(3)R2阻值是多少Ω?
(4)用該壺加熱2L的水,溫度由50℃升高到100℃,水需要吸收多少J熱量?該壺消耗的電能80%被水吸收,該過(guò)程需要消耗多少J電能?(水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃)
19.(2016·貴州黔東南)家用豆?jié){機(jī)的外形如圖甲所示,其機(jī)頭主要由一個(gè)電熱器(電熱絲)R和一個(gè)電動(dòng)機(jī)M帶動(dòng)的打漿器構(gòu)成,內(nèi)部電路簡(jiǎn)化圖如圖乙所示.制作豆?jié){的過(guò)程是先加熱,后打漿,再加熱煮熟,即加熱和打漿是交替進(jìn)行的.某品牌豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表.
(1)豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少?
(2)小明同學(xué)想測(cè)算該豆?jié){機(jī)的加熱效率,他把100g大豆和1.4kg清水放入豆?jié){機(jī)中,測(cè)出其初溫為20℃,當(dāng)電熱器正常工作時(shí)加熱總時(shí)間為9min豆?jié){沸騰,測(cè)其溫度為100℃.請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量?豆?jié){機(jī)的加熱效率是多少?[c豆?jié){=4×103J/(kg?℃)]
(3)小明同學(xué)晚上使用該豆?jié){機(jī),在與第(2)問(wèn)條件相同的情況下,發(fā)現(xiàn)電熱器加熱總時(shí)間由以前的9min變?yōu)?0min,豆?jié){機(jī)的加熱電阻R和加熱效率均不變,求晚上的實(shí)際電壓值.(已知≈0.95)
20.(2020·遼寧撫順)如圖所示為一臺(tái)壓路機(jī),質(zhì)量為,車(chē)輪與水平地面總接觸面積為。某次壓路作業(yè)中,它以的速度水平勻速前進(jìn),此時(shí)壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為。(?。┣螅?br />
(1)壓路機(jī)靜止在水平地面時(shí),對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?
(2)壓路機(jī)前進(jìn)過(guò)程中受到的阻力是多少?
(3)若發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,完成此次作業(yè)至少需要消耗多少柴油?(?。?br />
21.(2020·遼寧撫順)如圖所示是一款電蒸鍋的簡(jiǎn)化電路圖,它具有高溫和低溫兩個(gè)擋位。高溫?fù)跫訜峁β蕿椤?、均為加熱電阻絲,的電阻為。求:
(1)電阻的阻值是多少?
(2)電蒸鍋低溫?fù)醯墓β适嵌嗌伲?br />
(3)若不計(jì)熱量損失,用電蒸鍋高溫?fù)鯇⑺畯?0℃加熱到100℃,需要多長(zhǎng)時(shí)間?()
22.(2020·山西)在這次新冠肺炎抗疫戰(zhàn)中,中醫(yī)藥為診療發(fā)揮了積極作用,成為抗疫“中國(guó)方法”的重要組成部分。小明對(duì)家里的電中藥壺進(jìn)行觀察,并用水替代中藥進(jìn)行了相關(guān)研究。收集和記錄數(shù)據(jù)如下表。請(qǐng)你結(jié)合他的調(diào)查研究,完成下列問(wèn)題。
觀察對(duì)象
觀察記錄
研究記錄
電中藥壺
成分:紫砂
電源:
容積:
檔位:高溫
低溫
①水的質(zhì)量,水的初溫
②用高溫檔加熱,水的末溫
③壺內(nèi)加熱體由兩個(gè)相同的發(fā)熱電阻組成
④
(1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出電中藥壺內(nèi)部的電路圖;
(2)求電中藥壺內(nèi)部一個(gè)發(fā)熱電阻的阻值;
(3)求高溫加熱時(shí),電中藥壺的加熱效率。
23.(2020·湖南永州)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,人們生活更加美好。我國(guó)農(nóng)村地區(qū)也產(chǎn)泛使用了多檔位電熱水器,如圖甲為某一款多檔位電熱水器,內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示。已知U=220V、R1=48.4Ω,R2=60.5Ω、c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí),求電熱水器此檔位的加熱功率;
(2)當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),將50L水從20℃加熱到40℃用時(shí)1.5h,求電熱水器此檔位的加熱效率;
(3)如圖乙,調(diào)節(jié)S1、S2用不同檔位給水加熱,使相同質(zhì)量的水升高相同的溫度,求加熱所用的最短時(shí)間和最長(zhǎng)時(shí)間的比值。(設(shè)用不同檔位加熱的效率相同)
24.(2020·湖南湘潭)小明家中的電水查,其銘牌如圖所示,他在電水壺中裝入初溫為的水,并將這壺水燒開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下),已知該電水壺的效率為,問(wèn):
(1)小明在壺中裝入__kg的水;
(2)此過(guò)程中,水吸收了__J熱量,這些熱量相當(dāng)于完全燃燒_____m3天然氣放出的熱量?( )
(3)電水壺正常工作時(shí),燒開(kāi)這壺水需要多長(zhǎng)時(shí)間?______
25.(2020·遼寧營(yíng)口)為預(yù)防新型冠狀病毒交叉感染,某醫(yī)院將醫(yī)療器械置于消毒柜內(nèi),通過(guò)對(duì)水加熱,達(dá)到設(shè)定壓強(qiáng)和工作溫度,產(chǎn)生高壓飽和蒸汽,從而對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行消毒處理。某型號(hào)的全自動(dòng)高壓消毒柜部分參數(shù)如下表,某次消毒,將滿箱溫度是20℃的水加熱到工作溫度,需正常工作50min。[,]
求:
電源
額定功率
水箱容積
工作溫度
120℃
額定壓強(qiáng)
(1)消毒一次,水箱中的水吸收的熱量是多少?
(2)消毒一次,消毒柜消耗的電能是多少?
(3)該消毒柜的電加熱效率是多少?
26.(2020·遼寧營(yíng)口)2020年2月13日,一批增援武漢的軍隊(duì)醫(yī)護(hù)人員乘坐6架?chē)?guó)產(chǎn)“運(yùn)20”運(yùn)輸機(jī)抵達(dá)武漢天河機(jī)場(chǎng)(如圖所示)。每架飛機(jī)及運(yùn)送的人員和物資的總質(zhì)量為210t,著陸后,輪胎與地面總接觸面積為4.2m2,本次航程1200km,勻速飛行過(guò)程中受到的平均阻力是,發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%(航空煤油的熱值是,g?。G螅?br />
(1)飛機(jī)降落后,靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)多大?
(2)本次航程,每架飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功是多少?
(3)本次航程,每架飛機(jī)需要航空煤油的質(zhì)量是多少kg?
27.(2020·四川廣安)某同學(xué)學(xué)習(xí)了有關(guān)熱學(xué)的知識(shí)后,知道了水的比熱容是4.2×103J(kg·℃)
(1)如果用某一品牌的電熱水器將質(zhì)量為1kg的水,在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下從20℃加熱至沸騰,則水需要吸收多少熱量?
(2)如果該同學(xué)所用的電熱水器工作時(shí)的實(shí)際電功率為1000W,并且熱效率(熱效率等于水吸收的熱量與用電器消耗電能之比)為80%,則電熱水器加熱時(shí)間是多少?
28.(2020·遼寧沈陽(yáng))康康家有一臺(tái)家用電水壺如圖甲,他發(fā)現(xiàn)電水壺有加熱和保溫兩種功能。如圖乙所示是其內(nèi)部電路的簡(jiǎn)圖,、均為加熱電阻,通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋鈕開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩種功能的切換。電水壺加熱功率為,保溫功率為。[,]求:
(1)把的水從40℃加熱到100℃,水需要吸收的熱量;
(2)不計(jì)熱量損失,使用電水壺的加熱擋完成問(wèn)題(1)中的加熱過(guò)程需要的時(shí)間;
(3)忽略溫度對(duì)電阻阻值的影響,加熱電阻的阻值。
29.(2020·青海)王明同學(xué)家買(mǎi)了一個(gè)電熱水壺,其銘牌上部分信息如下表所示。求:
額定電壓
220V
頻率
50HZ
額定容量
1.8L
額定功率
1000W
(1)該電熱水壺正常工作時(shí)的電阻是多少?
(2)用該電熱水壺將1.5L的水從20℃加熱到100℃,水吸收的熱量是多少(水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)?
(3)王明興趣小組在測(cè)量電熱水壺實(shí)際功率時(shí),斷開(kāi)家中的其它用電器,讓電熱水壺單獨(dú)工作,測(cè)得1.5min內(nèi)電能表指示燈閃爍了72次(電能表如圖所示),此電熱水壺的實(shí)際功率是多少?
30.(2020·海南)小益家的豆?jié){機(jī)銘牌和簡(jiǎn)化電路如圖所示。豆?jié){機(jī)工作時(shí)加熱器先加熱,待水溫達(dá)到64℃時(shí)溫控開(kāi)關(guān)閉合,電動(dòng)機(jī)開(kāi)始打磨且加熱器繼續(xù)加熱,直到產(chǎn)出豆?jié){成品,電源開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。小益用初溫20℃,質(zhì)量1kg的水和少量豆子制作豆?jié){,設(shè)電源電壓為220V恒定不變,不計(jì)導(dǎo)線的電阻。求:
(1)從物理學(xué)的角度解釋熱氣騰騰的豆?jié){散發(fā)出香味的原因;
(2)加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流;
(3)質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量[c水=4.2×103J(kg?℃)] ;
(4)本次制作豆?jié){共計(jì)用了9min的時(shí)間。如果在溫控開(kāi)關(guān)閉合前加熱器產(chǎn)生的熱量70%被水吸收,且不計(jì)豆子吸收的熱量。求本次制作豆?jié){共消耗的電能。
豆?jié){機(jī)銘牌
最大容積
2L
額定頻率
50Hz
額定電壓
220V
加熱器功率
880W
電動(dòng)機(jī)功率
120W
31.(2020·內(nèi)蒙古呼倫貝爾)如圖甲所示是小明家新購(gòu)買(mǎi)的店熱水壺,他發(fā)現(xiàn)水壺有一銘牌如圖乙所示.待店熱水壺注滿水后,他關(guān)閉了家中的其他用電器,只讓電熱水壺工作,觀察到家里的電能表(如圖丙所示)的轉(zhuǎn)盤(pán)1min轉(zhuǎn)了50圈,能使壺中水的溫度從25℃升高到35℃.請(qǐng)你結(jié)合電熱水壺上的銘牌和電能表實(shí)物圖提供的有關(guān)參數(shù)信息,忽略溫度對(duì)電阻的影響.求:
(1)電熱水壺正常工作的電阻;
(2)電熱水壺中水的溫度從25℃升高到35℃吸收的熱量;[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(3)此時(shí)電路的實(shí)際電壓.
32.(2020·甘肅天水)如圖所示是某款電熱水壺及相關(guān)信息表?,F(xiàn)在該水壺內(nèi)裝入、初溫為的水,放置在水平桌面上。接通電源使其正常工作,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將水燒開(kāi)。求:
額定功率
自重
與桌面接觸面積
(1)裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng);
(2)水吸收的熱量;
(3)此電熱水壺在額定電壓下正常工作可將水燒開(kāi),試計(jì)算該電熱水壺的加熱效率。,
33.(2020·遼寧遼陽(yáng))如圖中是一輛滿載防疫物資的貨車(chē),貨車(chē)滿載時(shí),車(chē)輪與水平地面接觸的總面積為1m2,對(duì)地面的壓強(qiáng)為5×105Pa。貨車(chē)到送貨地點(diǎn)要經(jīng)過(guò)一座路面平直的橋梁,這座橋限重55t。(g取10N/kg,柴油的熱值q=4.3×107J/kg)
(1)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算貨車(chē)滿載時(shí)車(chē)和貨物的總質(zhì)量,判斷貨車(chē)是否允許通過(guò)這座橋;
(2)貨車(chē)以20m/s的速度在平直公路行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為200kW,求貨車(chē)受到的阻力;
(3)若貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,以20m/s的速度在該平直公路上行駛17.2km,消耗柴油的質(zhì)量是多少?
34.(2020·山東臨沂)新冠肺炎肆虐,武漢封城,全國(guó)各地紛紛伸出援助之手,2020年1月29日,我市蘭陵縣捐贈(zèng)的首批200t優(yōu)質(zhì)大蒜由10輛貨車(chē)運(yùn)往武漢(如圖)其中輛貨車(chē)裝滿大蒜后總重為3.0×105N,車(chē)輪與地面的總接觸面積為0.5m2,該貨車(chē)在某段平直高速公路上以108km/h的速度勻速行駛時(shí),受到的阻力為5.0×103N,30min內(nèi)消耗柴油24L,已知柴油的密度ρ=0.85×103kg/m3。熱值q=4.3×107J/kg,求:
(1)該貨車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng);
(2)24L柴油完全燃燒放出的熱量;
(3)30min內(nèi)該貨車(chē)牽引力所做的功。
35.(2020·遼寧朝陽(yáng))圖甲為小陽(yáng)家的電熱水瓶,圖乙是其電路原理圖,和為阻值不變的電熱絲,,,S1為溫控開(kāi)關(guān),可以實(shí)現(xiàn)“加熱”和“保溫”態(tài)的轉(zhuǎn)換。為了測(cè)量電熱水瓶的實(shí)際電功率,小陽(yáng)找來(lái)了一塊標(biāo)有 “200evs/(kW·h)”字樣的電能表,在電熱水瓶中加入1L溫度為的水后,把它單獨(dú)通過(guò)電能表接入家庭電路中,將水加熱到,用了3.5min。小陽(yáng)根據(jù)電能表的參數(shù)和轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù),計(jì)算出電熱水瓶的實(shí)際電功率為900W。
求:(1)水吸收的熱量是多少?
(2)電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率是多少?
(3)在給水加熱的過(guò)程中,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn)?
(4)電熱水瓶的加熱效率是多少?
36.(2020·湖北十堰)某款汽車(chē)質(zhì)量為1600kg,車(chē)輪與地面總接觸面積為0.05m2。某次在水平高速公路上以72km/h速度勻速行駛了23min, 所受阻力為汽車(chē)重力的0.2倍。燃油的熱值為4.6×107J/kg,g 取10N/kg。求:
(1)汽車(chē)靜止時(shí),對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。
(2)牽引力做功的功率。
(3)若燃油完全燃燒,內(nèi)燃機(jī)的效率是40%,至少消耗多少kg燃油?
37.(2020·四川遂寧)圖甲是某品牌的電熱水壺,其工作電路簡(jiǎn)圖如圖乙所示,開(kāi)關(guān)S可以控制其加熱、保溫和停止三個(gè)狀態(tài),其名牌如圖丙所示。在該電熱水壺正常工作的情況下,將一壺25℃的水在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱到沸騰[假設(shè)電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,R1、R2的阻值不隨溫度變化,c水=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)水吸收的熱量;
(2)R1、R2的阻值;
(3)加熱這壺水到沸騰所用時(shí)間(結(jié)果保留一位小數(shù));
(4)實(shí)際加熱這壺水到沸騰用時(shí)10.5min,求實(shí)際電壓。
38.(2020·湖北孝感)如圖甲所示為便攜式可折疊電熱壺,額定電壓為220V。電熱壺具有加熱、保溫兩檔,保溫檔的額定功率為110W,內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示,當(dāng)雙觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接觸1和2時(shí)為關(guān)閉狀態(tài),接觸2和3時(shí)為保溫檔,接觸3和4時(shí)為加熱檔。、是兩個(gè)阻值不變的發(fā)熱元件,,現(xiàn)將電熱壺接到220V的家庭電路中,求:
(1)的阻值;
(2)加熱檔的電功率;
(3)若電熱壺內(nèi)裝有0.5kg的水,現(xiàn)用加熱檔使水從25°C升高到100°C,加熱效率為63%,則需要工作多少秒(,結(jié)果保留一位小數(shù))?
39.(2020·湖北隨州)如圖是一個(gè)飲水機(jī)的工作原理圖,其中R1和R2是阻值不變的發(fā)熱電阻,下表是它的部分參數(shù)。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]。
額定電壓
220V
額定加熱功率
2000W
額定保溫功率
88W
求:(1)1kg的水溫度從20℃升高到80℃吸收的熱量;
(2)R2的阻值;
(3)飲水機(jī)正常工作時(shí),加熱效率為84%,則將1kg的水從20℃加熱到80℃需用多長(zhǎng)時(shí)間。
40.(2020·四川達(dá)州)九年級(jí)科技小組的同學(xué)在學(xué)??萍际易灾屏艘恢痪哂懈叩蛢蓹n功率的電開(kāi)水壺(開(kāi)水壺隔熱性能好),開(kāi)水壺的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示,。現(xiàn)壺內(nèi)盛有質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水。加熱過(guò)程中壺內(nèi)氣壓始終為一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,J(kg·℃)。問(wèn):
(1)燒開(kāi)這壺水,水吸收的熱量是多少?
(2)同學(xué)們發(fā)現(xiàn),讓自制的開(kāi)水壺高功率檔正常工作,燒開(kāi)這壺水用時(shí)太長(zhǎng)。請(qǐng)你利用圖中的所有元件重新設(shè)計(jì)具有高低兩檔功率的開(kāi)水壺的電路,使改進(jìn)后的開(kāi)水壺高功率檔正常工作,燒開(kāi)這壺水較改進(jìn)前能縮短較長(zhǎng)時(shí)間。請(qǐng)?jiān)谏线叿娇蛑挟?huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖;
(3)若消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)_(kāi)同樣的一壺水,至少需要多少秒?(結(jié)果保留整數(shù))
41.(2020·山東威海)某地區(qū)利用當(dāng)?shù)刎S富的太陽(yáng)能資源發(fā)電,供生產(chǎn)生活使用。
(1)太陽(yáng)能發(fā)電有很多優(yōu)點(diǎn),但也存在一些不足,請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)不足之處;
(2)小明家將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的電能儲(chǔ)存到電源中,給熱水壺和電暖氣供電。開(kāi)關(guān)S控制電路中所有用電器,開(kāi)關(guān)S1控制熱水壺的加熱電阻R1(“220V 484W”),開(kāi)關(guān)S2控制電暖氣的加熱電阻R2(“220V 2420W”)。閉合所有開(kāi)關(guān),R1?R2同時(shí)工作,R1每分鐘放出2.4×104J的熱量,求R2的實(shí)際功率;(R1和R2的阻值不隨溫度變化)
(3)已知在一段時(shí)間內(nèi),垂直于太陽(yáng)光的1m2面積上每1秒接收的太陽(yáng)能為500J,如圖所示,太陽(yáng)光與水平面夾角為60°,面積為4m2的太陽(yáng)能電池板豎直放置。太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%。求1分鐘內(nèi)通過(guò)該太陽(yáng)能電池板獲得的電能。
42.(2020·山東威海)采購(gòu)員小明騎著摩托車(chē)外出采購(gòu)食品。小明質(zhì)量為70kg,摩托車(chē)質(zhì)量為150kg(g=10N/kg)。
(1)小明買(mǎi)食品時(shí),將摩托車(chē)停在超市門(mén)前的水平地面上,摩托車(chē)與地面接觸面積為150cm2,求摩托車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)采購(gòu)食品后,小明將80kg的食品裝上車(chē),在限速為80km/h的水平路面上以72km/h的速度勻速行駛50s,行駛時(shí)受到的阻力為總重力的0.1倍,若消耗的汽油完全燃燒放出1×106J的熱量,求摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率和效率。
43.(2020·遼寧丹東)以汽油為燃料的某品牌卡丁車(chē)額定功率為23kW,其滿載時(shí)的質(zhì)量為640kg, 輪胎與沙灘接觸的總面積為0.32m2。它在水平沙灘上勻速直線運(yùn)動(dòng)5min,行駛了3km。求:
(1)當(dāng)卡丁車(chē)滿載并靜止在水平沙灘上時(shí),它對(duì)沙灘的壓強(qiáng)為多大?
(2)此次行駛中,卡丁車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度和受到的水平阻力各是多少?
(3)若卡丁車(chē)的汽油機(jī)效率為25%,此次行駛中,卡丁車(chē)需要燃燒汽油的質(zhì)量是多少千克?(g取10N/kg,q汽油=4.6×107J/kg)
44.(2020·遼寧丹東)如圖是某品牌足浴盆工作時(shí)的簡(jiǎn)化電路,它有加熱功能和按摩功能。加熱電阻的阻值為48.4Ω,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為2Ω,電源電壓220V穩(wěn)定不變。求:
(1)加熱電阻正常工作時(shí)的電功率是多少?
(2)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為的水,加熱電阻正常工作420s,它的電加熱效率為80%,則水的溫度會(huì)升高到多少攝氏度? []
(3)啟動(dòng)按摩功能時(shí),電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為0.1A,按摩10min,電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是多少?
45.(2020·黑龍江綏化?中考真題)下表是小李家部分用電器的參數(shù)。
用電器
額定電壓/V
額定功率/W
數(shù)量/個(gè)
電飯鍋
220
1100
1
電烙鐵
100
1
節(jié)能燈
16
10
(1)表中所有用電器同時(shí)正常工作的總功率是多少千瓦?
(2)電飯鍋正常工作時(shí)的電流是多少?
(3)電烙鐵正常工作時(shí)的電阻是多少?
(4)小李家有一款電熱水壺、加熱效率是75%正常工作時(shí),將質(zhì)量是3.63kg,初溫是20℃的水加熱至30℃,需要2.8min。小李在某次燒水時(shí),發(fā)現(xiàn)這個(gè)電熱水壺的實(shí)際功率只有1000W,則這次燒水時(shí),小李家的實(shí)際電壓是多少?(設(shè)電熱水壺電阻不受溫度影響)
46.(2020·山東濰坊)圖甲是一款紫砂電飯鍋,其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示,R1、R2是電熱絲,R1的阻值為110Ω,通過(guò)單獨(dú)或同時(shí)閉合S1、S2實(shí)現(xiàn)低溫、中溫、高溫三個(gè)擋位間的切換,其銘牌如圖丙所示,求:
加熱效率
80%
額定電壓
220V
電功率
低溫?fù)?br />
440W
中溫?fù)?br />
880W
高溫?fù)?br />
(1)低溫?fù)跫訜釙r(shí)電流的大小;
(2)電熱絲R2的阻值;
(3)已知粥的比熱容c粥=4.0×103J/(kg·℃),將2.2kg的粥用高溫?fù)鯊?0℃加熱到74℃需要的時(shí)間。
47.(2020·貴州黔南)小聰?shù)捏w重是500N,家住19樓(樓的層高為3m),家里用燃?xì)庠顭?、做飯。如果他?樓步行上樓到家里(走了18層樓),用時(shí)3 min。已知天然氣的熱值3.0×107J/m3,水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)。問(wèn):
(1)他上樓克服重力做的功是多少?做功的功率是多少?
(2)完全燃燒多少立方米天然氣放出的熱量與小聰做的功相等?如果這些熱量有35%被水吸收,能使0.5 kg水的溫度升高多少?
48.(2020·貴州黔東南)小明媽媽為奶奶買(mǎi)了一個(gè)電熱足浴盆(如圖所示)內(nèi)部加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V,額定功率為605W,問(wèn):
(1)小明幫奶奶泡腳時(shí),向足浴盆中加入6kg 初溫為20℃的水,加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作16min將水加熱到40°C,此加熱過(guò)程中吸收的熱量是多少?(c水=4.2×103J/(kg·°C))
(2)加熱系統(tǒng)加熱時(shí)的熱效率是多少? (結(jié)果精確到 0.1%)
(3)當(dāng)小明家的實(shí)際電壓是200V,加熱電阻工作的實(shí)際功率是多少?(加熱電阻阻值不隨溫度變化而變化)
(4)足浴盆按摩系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)工作電壓是12V(按摩系統(tǒng)將交流電壓轉(zhuǎn)換為12V),工作電流為4A,其電阻為0.5Ω,電動(dòng)機(jī)工作中因發(fā)熱損失的功率是多少?
參考答案
1.(1)6.72×105J;(2)0.04m3
【解析】
(1)水吸收的熱量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)天然氣放出的熱量
Q放==1.68×106J
需要天然氣的體積
=0.04m3
答:(1)水需要吸收6.72×105J熱量;
(2)燒開(kāi)這壺水需要燃燒0.04m3天然氣。
2.(1)2.1kg;(2) ;(3)40%
【解析】
(1) 需要完全燃燒干木柴的質(zhì)量是
(2) 水吸收的熱量是
(3) 該太陽(yáng)能熱水器的效率是
答:(1) 需要完全燃燒干木柴的質(zhì)量是;
(2) 水吸收的熱量是;
(3) 該太陽(yáng)能熱水器的效率是。
3.(1)3.6106J/kg;(2)7.5t
【解析】
(1)由題意可得,由、聯(lián)立知道,生活垃圾的熱值q
(2)完全燃燒1t生活垃圾產(chǎn)生的熱量
水吸收的熱量
由知道,可燒開(kāi)水的質(zhì)量為
答:(1)生活垃圾的熱值是3.6106J/kg;
(2)完全燃燒1t生活垃圾產(chǎn)生的熱量若用來(lái)燒開(kāi)水,其中70%的熱量被水吸收,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可燒開(kāi)7.5噸20℃的冷水。
4.(1);(2)
【解析】
(1)根據(jù)比熱容的公式可知,水吸收的熱量
水吸收的熱量是。
(2)設(shè)需要完全燃燒酒精的質(zhì)量是,而,那么可得到
需要完全燃燒酒精的質(zhì)量是。
答:(1)水吸收的熱量是;(2)完全燃燒酒精產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,需要完全燃燒酒精的質(zhì)量是。
5.(1);(2);(3)
【解析】
(1)天然氣完全燃燒放出的熱量
(2)水吸收的熱量
(3)該天然氣灶加熱這些水的效率
答:(1)天然氣完全燃燒放出的熱量為;
(2)水吸收的熱量為;
(3)該天然氣灶加熱這些水的效率為。
6.
【解析】
由可得水吸收的熱量
答:水吸收的熱量。
7.(1);(2);(3)35%
【解析】
(1)將這些水燒開(kāi)需吸收的熱量
(2)燃燒的天然氣,放出的熱量為
(3)他家天然氣灶的效率是
答:(1)將這些水燒開(kāi),需吸收熱量;
(2)在這種情況下,燃燒的天然氣放出了熱量;
(3)他家天然氣灶的效率是35%。
8.(1) 2.94×105J;(2) 30%
【解析】
(1)水吸收的熱量
Q吸=cm△t=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×3.5kg×(70℃?50℃)=2.94×105J
水吸收2.94×105J的熱量。
(2)液化氣完全燃燒放出的熱量
Q放=Vq=0.02m3×4.9×107J/m3=9.8×105J
液化氣爐具的熱效率
η=×100%=×100%=30%
熱水器的熱效率30%。
答:(1)水吸收2.94×105J的熱量;
(2) 液化氣爐具的熱效率30%。
9.(1)7.14×106J;(2)8.4×106J;(3)85%
【解析】
(1)水吸收的熱量
(2)消耗的天然氣體積
V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量
(3)該熱水器的效率
答:(1)水吸收的熱量是7.14×106J;
(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量是8.4×106J;
(3)該熱水器的效率是85%。
10.(1)20600N;(2)1.05kg;(3)1.89×107J
【解析】
(1)汽車(chē)與駕駛員的總重力
G=mg=2060kg×10N/kg=20600N
(2)測(cè)試過(guò)程中消耗汽油的質(zhì)量
m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg
(3)汽油完全燃燒放出的熱量
Q放=m汽油q汽油=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J
汽車(chē)在測(cè)試過(guò)程中做的有用功
W有=Q放η=4.725×107J×40%=1.89×107J
答:(1)汽車(chē)與駕駛員的總重力是20600N;
(2)測(cè)試過(guò)程中消耗汽油的質(zhì)量是1.05kg;
(3)假設(shè)汽油完全燃燒,汽油機(jī)的效率為40%,汽車(chē)在測(cè)試過(guò)程中做的有用功是1.89×107J。
11.(1);(2);(3)32.6%
【解析】
(1)當(dāng)攪拌車(chē)滿載時(shí)總質(zhì)量為14t,靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力,即
則它對(duì)地面的壓強(qiáng)為
(2)攪拌車(chē)滿載時(shí)在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為其總重的0.03倍,此時(shí)牽引力大小等于阻力,即
當(dāng)它以最高時(shí)速v=90km/h=25m/s勻速行駛時(shí),此攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為
(3)攪拌車(chē)以最高時(shí)速勻速行駛10km時(shí),用時(shí)為
攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功為
消耗燃油產(chǎn)生的熱量為
則攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為
答:(1)它對(duì)地面的壓強(qiáng)為;
(2)當(dāng)它以最高時(shí)速勻速行駛時(shí),此攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為;
(3)攪拌車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為32.6%。
12.(1);(2)1h;(3)44W;(4)4
【解析】
(1)由題意,熱水器的容積為50L,則滿水狀態(tài)下水的質(zhì)量為
太陽(yáng)能只將水由20℃加熱到了30℃,根據(jù)吸熱公式可知水吸收太陽(yáng)能為
(2)由于水吸收太陽(yáng)能的效率為60%,故太陽(yáng)能板當(dāng)天接收太陽(yáng)能的總熱量為
已知太陽(yáng)輻射能為E=1.75×106J/(h?m2),太陽(yáng)能板的面積為2m2,則當(dāng)天接收太陽(yáng)能的時(shí)間為
(3)由表格中數(shù)據(jù)可知,熱水器處于低溫檔時(shí)只有電阻R1接入,此時(shí)
熱水器處于低溫檔時(shí),電阻R1與R2并聯(lián)接入,此時(shí)
聯(lián)立可得
則電路中電阻R2的阻值為
(4)設(shè)每個(gè)人淋浴用水體積為V,則
簡(jiǎn)化得
代入數(shù)據(jù)可得
解得
熱水器的容積為50L,則
則能滿足4個(gè)人的淋浴用水。
答:(1)水吸收的太陽(yáng)能;
(2)太陽(yáng)能板當(dāng)天接收太陽(yáng)能的時(shí)間為1h;
(3)電路中電阻R2的阻值為44W;
(4)則能滿足4個(gè)人的淋浴用水。
13.(1);(2);(3)1000s
【解析】
(1)熱水器把水從20℃加熱到70℃時(shí),水吸收的熱量為
(2)根據(jù)
所以電阻R1的阻值是
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi),S2接b點(diǎn)時(shí),電熱水器處于保溫工作狀態(tài),此時(shí)
解得
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2接a點(diǎn)時(shí),電熱水器處于快加熱工作狀態(tài),此時(shí)的加熱功率為
根據(jù)
解得加熱時(shí)間為
14.(1);(2);(3)
【解析】
(1)根據(jù)可知,當(dāng)電阻較小時(shí),電功率較大,這是加熱檔,從圖乙可以看到,開(kāi)關(guān)連接1,電路中的電流是
(2)根據(jù)可知,電熱絲R1阻值大小是
當(dāng)開(kāi)關(guān)連接2時(shí),R1、R2串聯(lián)接在電路,這是保溫檔,根據(jù)可知,電路中的總電阻是
可知電熱絲R2的阻值是
(3)根據(jù)可知,水吸收的熱量是
不計(jì)熱量損失,那么,該電火鍋正常工作需要的時(shí)間是
答:(1)加熱檔工作時(shí),電路中的電流是;(2)電熱絲R2的阻值是;(3)若不計(jì)熱量損失,該電火鍋正常工作,把質(zhì)量為0.55 kg、初溫為20℃的水加熱到100℃,需要時(shí)間是。
15.(1);(2);
【解析】
(1)由銘牌可知,電熱水壺的額定電為,額定功率為,由可得,電熱水壺的額定電流:
,
由可得,電熱水壺的電阻:
;
(2)根據(jù)可得,水的質(zhì)量:
;
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,水吸收的熱量:
,
根據(jù)可得,消耗的電能:
;
由可得,實(shí)際電壓:
.
答:(1)該電熱水壺正常工作時(shí)發(fā)熱體的電阻是;
(2)該電熱水壺的效率是80%,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,把水從20℃燒開(kāi)端要,此時(shí)水壺的實(shí)際電壓是.
16.(1)0.1A;(2)2.72×105J ;84%;(3)450s
【解析】
(1)由圖乙可知,當(dāng)溫度為50℃時(shí),銜鐵被吸下,此時(shí)R=40Ω,則控制電路中的電流為
(2)水吸收的熱量為
方法一:由圖甲可知,電熱水器處于加熱狀態(tài)時(shí)只有R1工作,工作電路的功率為
電熱水器加熱5min消耗的電能為
電熱水器的加熱效率為
方法二:由圖甲可知,電熱水器處于加熱狀態(tài)時(shí)只有R1工作,則電加熱器加熱5min
消耗的電能為
電熱水器的加熱效率為
(3)方法一:
由圖甲可知,銜鐵被吸下,電熱水器處于保溫狀態(tài),此時(shí)R1、R2串聯(lián)入電路,此時(shí)工作電路的總電阻為
當(dāng)U實(shí)=20V時(shí),電熱水器的實(shí)際保溫功率為
電熱器工作時(shí)間為
方法二
由圖甲可知,銜鐵被吸下,電熱水器處于保溫狀態(tài),此時(shí)R1、R2串聯(lián)接入電路。
工作電路的實(shí)際保溫功率為
電熱水器工作時(shí)間為
方法三:
由得熱水器工作的時(shí)間為
方法四:
由圖甲可知,銜鐵被吸下,電熱水器處于保溫狀態(tài),此時(shí)R1、R2串聯(lián)接入電路。
此時(shí)工作電路的總電阻為
當(dāng)U實(shí)=200V時(shí),工作電路中的電流為
工作電路的實(shí)際保溫功率為
電熱器工作時(shí)間為
答:(1)當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí),銜鐵會(huì)被吸下,電熱水器停止加熱,控制電路中的電流是0.1A;
(2)電熱水器將水箱中2kg的水從17℃加熱到50℃,用時(shí)5min,此過(guò)程水吸收的熱量是,電熱水器的加熱效率是84%;
(3)用電高峰期,電熱水器兩端實(shí)際電壓為200V,當(dāng)電熱水器處于保溫狀態(tài)時(shí)電熱水器工作450s會(huì)消耗1.8×104J的電能。
17.(1)1A;(2)105 J;(3)80%
【解析】
(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S與2接觸時(shí),R1連入電路,恒溫餐盤(pán)處于高溫檔
當(dāng)開(kāi)關(guān)S與1接觸時(shí),R1和R2串聯(lián)連入電路,恒溫餐盤(pán)處于低溫檔
R2=3×55Ω=165Ω
(2)米飯吸收的熱量是
Q吸=c飯m飯(t-t0)=2.5×103J /(kg?℃)×1kg×40℃=105 J
(3) 恒溫餐盤(pán)消耗的電能為
恒溫餐盤(pán)的效率是
答:(1)餐盤(pán)處于低溫檔時(shí),電路中電流是1A;(2)米飯吸收的熱量是105J;(3)這個(gè)恒溫餐盤(pán)的效率是80%。
18.(1) 2kg;(2) 1100W,電路處于加熱狀態(tài);(3) 42Ω;(4) 4.2×105J,5.25×105J
【解析】
(1)由表格數(shù)據(jù)可知,該壺允許裝入水的最大體積
V=2L=2dm3=2×10﹣3m3
壺允許裝入水的最大質(zhì)量
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg
(2)由電路圖可知,S1、S2閉合后,電路為R1的簡(jiǎn)單電路,由表格數(shù)據(jù)可知,R1=44Ω,該壺在額定電壓下工作時(shí)的發(fā)熱功率
P1==1100W
由1100W>200W可知,電路處于加熱狀態(tài)。
(3)由電路圖可知,S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),R1與R2串聯(lián),電路的總電阻較大,由P=可知電功率較小,養(yǎng)生壺處于低溫檔,此時(shí)電路的總電阻
R==242Ω
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,R2阻值
R2=R﹣R1=242Ω﹣200Ω=42Ω
(4)用該壺加熱2L的水,溫度由50℃升高到100℃,水需要吸收的熱量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃﹣50℃)=4.2×105J
該過(guò)程需要消耗的電能
W==5.25×105J
答:(1)該壺允許裝入水的最大質(zhì)量是2kg;
(2)S1、S2閉合后,該壺在額定電壓下工作時(shí)的發(fā)熱功率是1100W,電路處于加熱狀態(tài);
(3)R2阻值是42Ω;
(4)用該壺加熱2L的水,溫度由50℃升高到100℃,水需要吸收4.2×105J的熱量,該壺消耗的電能80%被水吸收,該過(guò)程需要消耗5.25×105J的電能。
19.(1)0.82A;(2)4.8×105J;(3)88.9%;(4)209V。
【解析】
(1)由P=UI可得,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流:
,
(2)豆?jié){吸收的熱量:
,
煮豆?jié){的過(guò)程中,豆?jié){機(jī)消耗的電能:
所以,豆?jié){機(jī)的加熱效率:
(3)根據(jù)W=Pt,W實(shí)=W可得,
Pt1=P實(shí)t2,
即
又由得,
答:(1)豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.82A;
(2)豆?jié){吸收的熱量為,豆?jié){機(jī)的加熱效率是88.9%;
(3)晚上的實(shí)際電壓值為209V。
20.(1);(2);(3)
【解析】
(1)壓路機(jī)的質(zhì)量
在水平面上
壓路機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)
(2)壓路機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為
發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力
由于壓路機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以
(3)方法一:
壓路作業(yè)所需要的時(shí)間
此過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功
所需燃料燃燒釋放的熱量
所需燃料的質(zhì)量
方法二:
發(fā)動(dòng)機(jī)做的功
所需燃料燃燒釋放的熱量
所需燃料的質(zhì)量
答:(1)壓路機(jī)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為;
(2)壓路機(jī)受到的阻力為;
(3)消耗柴油。
21.(1);(2);(3)
【解析】
(1) 由知道,電阻的阻值是
(2)由圖知道,電蒸鍋低溫?fù)鯐r(shí),兩電阻串聯(lián),此時(shí)電路的總電阻
由知道,電蒸鍋低溫?fù)醯墓β?br />
(3)水從20℃加熱到100℃吸收的熱量
由于不計(jì)熱量損失,即,故需要的時(shí)間
答:(1)電阻的阻值是。
(2)電蒸鍋低溫檔的功率是。
(3)需要時(shí)間。
22.(1);(2);(3)
【解析】
根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一電阻,根據(jù)
故兩電阻并聯(lián)時(shí)(兩開(kāi)關(guān)都閉合),功率大,為高溫檔;只閉合時(shí),只有電阻連入電路中,為低溫檔,如下所示:
高溫檔時(shí),兩電阻并聯(lián),由公式
得
由等值電阻的并聯(lián)規(guī)律得
所以
;
(3)用高溫檔加熱,將水加熱到,水吸收的熱量
。
用高溫檔加熱消耗的電能
高溫加熱時(shí),電中藥壺的加熱效率
。
(其它方法合理即可)。
答:(1)如上所示;
(2)求電中藥壺內(nèi)部發(fā)熱電阻的阻值為;
(3)高溫加熱時(shí)電中藥壺的加熱效率為。
(其它方法合理即可)。
【點(diǎn)睛】
本題為電熱綜合題,考查并聯(lián)電路規(guī)律、電路的設(shè)計(jì)、電功率公式、吸熱公式和效率公式的運(yùn)用。
23.(1)800W;(2)77.8%;(3)4∶9
【解析】
(1)當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí),電路為R2的簡(jiǎn)單電路,則電熱水器此檔位的加熱功率
(2)當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,則電熱水器此檔位的加熱功率
由 可得,此檔位加熱1.5h消耗的電能
加熱水的體積
由 可得,加熱水的質(zhì)量
則水吸收的熱量
電熱水器此檔位的加熱效率
(3)由題意可知,不同檔位消耗的電能W相同,當(dāng)只有R2工作時(shí),加熱功率最小
當(dāng)R1、R2同時(shí)工作時(shí),加熱功率最大
由 可得,加熱所用的最短時(shí)間和最長(zhǎng)時(shí)間的比值
答:(1)當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí),電熱水器此檔位的加熱功率為800W;
(2)當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),將50L水從20℃加熱到40℃用時(shí)1.5h,則電熱水器此檔位的加熱效率為77.8%;
(3)如圖乙,調(diào)節(jié)S1、S2用不同檔位給水加熱,使相同質(zhì)量的水升高相同的溫度,則加熱所用的最短時(shí)間和最長(zhǎng)時(shí)間的比值為4∶9。
24.2.5 0.021
【解析】
(1)根據(jù)題意知道,電水壺裝滿水水的體積
由可知,壺中裝入水的質(zhì)量
(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)為,水吸收的熱量(有用能量)
天然氣放出的熱量等于水吸收的熱量,由可得,天然氣的體積
(3)電水壺在額定電壓下,,由得,消耗的電能
由 知道,燒水時(shí)間
答:(1)小明在壺中裝入2.5kg的水;
(2)此過(guò)程中,水吸收了J熱量,這些熱量相當(dāng)于完全燃燒0.021m3天然氣放出的熱量;
(3)電水壺正常工作時(shí),燒開(kāi)這壺水需要500s。
25.(1);(2);(3)84%
【解析】
(1)水的質(zhì)量
水吸收的熱量
(2)消毒柜消耗的電能
(3)該消毒柜的電加熱效率
答:(1)水箱中水吸收的熱量是;
(2)消毒一次,消毒柜消耗的電能是;
(3)該消毒柜的電加熱效率是84%。
26.(1);(2);(3)
【解析】
(1)飛機(jī)對(duì)水平面的壓力為
靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為
(2)飛機(jī)勻速飛行時(shí),飛機(jī)受到的牽引力為
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力所做的功為
(3)煤油完全燃燒發(fā)出的熱量為
每架飛機(jī)需要航空煤油的質(zhì)量為
答:(1)該機(jī)降落機(jī)場(chǎng)后對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是;
(2)在本次航程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力所做的功為;
(3)本次航程需要航空煤油的質(zhì)量是6000kg。
27.(1) 3.36×105J;(2)7min
【解析】
(1)一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃,水需要吸收的熱量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(2)熱效率
答:(1)水需要吸收3.36×105J熱量;
(2)電熱水器加熱時(shí)間是7min。
28.(1)1.26×105J;(2)126s;(3)1051.6Ω
【解析】
(1)水的質(zhì)量為
水需要吸收的熱量為
(2)由于不計(jì)熱量損失,所以電水壺的加熱擋消耗的電能為
由得,電水壺加熱過(guò)程需要的時(shí)間為
(3)當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)接2時(shí),只有接入電路,此時(shí)為加熱狀態(tài)
由,得
已知家庭電路的電壓是,所以R2的阻值為
當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)接1時(shí),與串聯(lián),此時(shí)為保溫狀態(tài),電路中的總電阻為
根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路電流、電壓規(guī)律得R1的阻值為
答:(1)把的水從40℃加熱到100℃,水需要吸收的熱量為1.26×105J;
(2)不計(jì)熱量損失,使用電水壺的加熱擋完成問(wèn)題(1)中的加熱過(guò)程需要的時(shí)間為126s;
(3)忽略溫度對(duì)電阻阻值的影響,加熱電阻的阻值為1051.6Ω。
29.(1)48.4Ω;(2)5.04×105J;(3)900W
【解析】
(1)該電熱水壺正常工作時(shí)的電阻
(2)水的體積
V=1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3
水的質(zhì)量
m=ρV=1×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水吸收的熱量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J
(3)指示燈閃爍72次,電熱水壺消耗的電能
電熱水壺的實(shí)際電功率
答:(1)該電熱水壺正常工作時(shí)的電阻是48.4Ω;
(2)用該電熱水壺將1.5L的水從20℃加熱到100℃水吸收的熱量是5.04×105J;
(3)電熱水壺的實(shí)際功率是900W。
30.(1)由于擴(kuò)散現(xiàn)象(或分子熱運(yùn)動(dòng)),豆?jié){分子進(jìn)入到空氣中 ;(2) ;(3);(4)5.04×105J
【解析】
(1)由于擴(kuò)散現(xiàn)象(或分子熱運(yùn)動(dòng)),豆?jié){分子進(jìn)入到空氣中。(合理即可)
(2)加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路的電流為
(3)水吸收的熱量
(4)豆?jié){機(jī)的水溫升到64℃前只有加熱器工作,加熱器單獨(dú)工作時(shí)消耗的電能
加熱器單獨(dú)工作時(shí)間
加熱器和電動(dòng)機(jī)一起工作的時(shí)間為
9min豆?jié){機(jī)消耗的電能為
答:(1)熱氣騰騰的豆?jié){散發(fā)出香味的原因是由于擴(kuò)散現(xiàn)象(或分子熱運(yùn)動(dòng)),豆?jié){分子進(jìn)入到空氣中;
(2)加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流為;
(3)質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量;
(4)本次制作豆?jié){共消耗的電能為5.04×105J。
31.(1)40Ω;(2)4.2×104J;(3)200V.
【解析】
(1)知道電熱水壺的額定功率、額定電壓,利用求電熱水壺正常工作的電阻;
(2)知道水的體積,利用求水的質(zhì)量,再利用Q吸=cm(t﹣t0)求水從25℃升高到35℃吸收的熱量;
(3)3000r/(kW?h)表示每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000r,據(jù)此求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)50r消耗的電能,再利用求電熱水壺的實(shí)際功率,再利用求電熱水壺兩端的實(shí)際電壓(忽略溫度對(duì)電阻的影響).
【詳解】
(1)由得電熱水壺正常工作的電阻:;
(2)水的體積V=1L=1×10﹣3m3,
由得水的質(zhì)量:
m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水從25℃升高到35℃吸收的熱量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(35℃﹣25℃)=4.2×104J;
(3)3000r/(kW?h)表示每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000r,
則轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)50r時(shí),電水壺消耗的電能:
W=kW?h=kW?h,
電熱水壺的實(shí)際功率:
,
由可得電熱水壺兩端的實(shí)際電壓:
.
【點(diǎn)睛】
本題為電功和熱量的綜合計(jì)算題,考查了密度公式、吸熱公式、電功率公式的應(yīng)用,涉及到電能表參數(shù)的理解,要求靈活應(yīng)用相關(guān)公式.
32.(1);(2);(3)
【解析】
(1)水壺內(nèi)裝水的體積
由可得,水壺內(nèi)裝水的質(zhì)量
水壺內(nèi)水的重力
裝入水后水壺對(duì)桌面的壓力
裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)
(2)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是,則水吸收的熱量
(3)由可得,電熱水壺消耗的電能
該電熱水壺的加熱效率
答:(1)裝入水后水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)為;
(2)水吸收的熱量為;
(3)該電熱水壺的加熱效率為。
33.(1)允許;(2)1×104N;(3)10kg
【解析】
(1)貨車(chē)對(duì)橋的壓力
貨車(chē)滿載時(shí)車(chē)和貨物的總重力
G=F=5×105N
貨車(chē)滿載時(shí)車(chē)和貨物的總質(zhì)量
因?yàn)?0t小于55t,所以這輛貨車(chē)允許通過(guò)這座橋。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率
P=200kW=2×105W
由
得牽引力
因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以阻力
f=F=1×104N
(3)牽引力做的功
柴油完全燃燒放出的熱量
柴油的質(zhì)量
答:(1)貨車(chē)允許通過(guò)這座橋;
(2)阻力為1×104N;
(3)消耗柴油的質(zhì)量是10kg。
(3)需要的時(shí)間是2100s。
34.(1);(2);(3)
【解析】
(1)該貨車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力
F=G=3.0×105N
(2)柴油的質(zhì)量
柴油完全燃燒放出的熱量
(3)30min內(nèi)貨車(chē)行駛的路程
貨車(chē)勻速行駛,受到的牽引力和阻力是平衡力,牽引力
F=f=5.0×103N
答:(1)該貨車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)是;
(2)24L柴油完全燃燒放出的熱量是;
(3)30min內(nèi)該貨車(chē)牽引力所做的功是。
35.(1);(2)40W;(3)10.5轉(zhuǎn);(4)80%
【解析】
(1)水的質(zhì)量為
水吸收的熱量為
(2)由,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合,接a時(shí),電路中只有接入電路,此時(shí)電路處于加熱狀態(tài);當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合,接b時(shí),電路中只有、串聯(lián),此時(shí)電路處于保溫狀態(tài),則電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率為
(3)由和可得電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)
(4)電熱水瓶的加熱效率是為
答:(1)水吸收的熱量為;
(2)電熱水瓶正常工作時(shí)保溫功率為40W;
(3)在給水加熱的過(guò)程中,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了10.5轉(zhuǎn);
(4)電熱水瓶的加熱效率是80%。
36.(1);(2) ;(3)
【解析】
(1)汽車(chē)靜止時(shí),對(duì)水平地面的壓力等于自身重力
汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
(2)由題意知汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),其所受牽引力和阻力大小相等
汽車(chē)的車(chē)速
汽車(chē)所受牽引力做功的功率
(3)汽車(chē)行駛23min,牽引力所做的功
若燃油完全燃燒,且內(nèi)燃機(jī)的效率是40%,則燃油完全燃燒釋放的熱量
消耗燃油的質(zhì)量
答:(1)汽車(chē)靜止時(shí),對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為;
(2)牽引力做功的功率為;
(3)若燃油完全燃燒,內(nèi)燃機(jī)的效率是40%,至少消耗多少燃油的質(zhì)量為。
37.(1)6.3×105J;(2) 40Ω;444Ω;(3)520.7s;(4)200V
【解析】
(1)由ρ=得水的質(zhì)量
m=ρV=1.0×103kg/m3210-3m3=2kg
水的初溫為25℃,一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸點(diǎn)為100℃,則水吸收的熱量
Q=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃?25℃)=6.3×105J
水吸收的熱量為6.3×105J。
(2)由圖乙可知,開(kāi)關(guān)S接2時(shí),電路中只有R1,開(kāi)關(guān)S接3時(shí),R1和R2串聯(lián),故開(kāi)關(guān)S接2時(shí)為加熱狀態(tài),開(kāi)關(guān)S接3時(shí)為保溫狀態(tài),由P=可得R1的阻值和R1和R2的總阻值
R1===40Ω,R總===484Ω
則
R2= R總- R1=484Ω-40Ω=444Ω
R1、R2的阻值分別為40Ω和444Ω。
(3) 由P=可得加熱這壺水到沸騰所用時(shí)間
t===520.7s
加熱這壺水到沸騰所用時(shí)間為520.7s。
(4) 實(shí)際加熱這壺水到沸騰用時(shí)10.5min,則電熱水壺的實(shí)際功率為
P實(shí)====1000W
由P=可得實(shí)際電壓
U實(shí)====200V
實(shí)際電壓為200V。
答:(1)水吸收的熱量為6.3×105J;
(2)R1、R2的阻值分別為40Ω和444Ω;
(3)加熱這壺水到沸騰所用時(shí)間為520.7s;
(4)實(shí)際加熱這壺水到沸騰用時(shí)10.5min,實(shí)際電壓為200V。
38.(1);(2);(3)
【解析】
(1)由可得的阻值
(2)由分析知,當(dāng)雙觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接觸3和4時(shí),處于高溫檔,此時(shí)電阻、并聯(lián),則消耗的功率為
加熱檔的電功率
(3)由知,水吸收的熱量
由知電熱壺消耗的電能
由可得加熱時(shí)間
答:(1)的阻值;
(2)加熱檔的電功率為;
(3)需要工作225.2秒。
39.(1)2.52×105J;(2) 525.8Ω;(3) 150s
【解析】
(1)水升溫所吸收的熱量
Q吸=cmt=4.2×103J/kg?℃×1kg×(80℃-20℃)=2.52×105J
吸收的熱量為2.52×105J。
(2) 當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),飲水機(jī)處于保溫狀態(tài),由圖可知R1和R2串聯(lián),已知P保溫=88W,由P=得
R1+R2===550Ω
當(dāng)S1、S2同時(shí)閉合時(shí),飲水機(jī)處于加熱狀態(tài),由圖可知,只有R1接入電路,已知P加熱=2000W,由P=得
R1===24.2Ω
則R2的阻值為
R2=550Ω-24.2Ω=525.8Ω
R2的阻值為525.8Ω。
(3) 熱水器放出的熱量
Q放===3×105J
由P=可得,電流所做的功W=Q放=Pt,加熱所用的時(shí)間
t===150s
加熱需用多長(zhǎng)時(shí)間150s。
答:(1)1kg的水溫度從20℃升高到80℃吸收的熱量為2.52×105J;
(2)R2的阻值為525.8Ω;
(3)飲水機(jī)正常工作時(shí),加熱效率為84%,則將1kg的水從20℃加熱到80℃需用150s。
40.(1)6.72×105 J;(2);(3)764s
【解析】
(1) 燒開(kāi)這壺水,水吸收的熱量是
(2)要想使燒水時(shí)間更短,電路中的燒水功率要更大,兩個(gè)定值電阻的阻值一定,根據(jù),就需要電路中的總電阻最小,也就是讓兩個(gè)電阻并聯(lián),電路設(shè)計(jì)如下圖所示:
。
(3)新開(kāi)水壺?zé)_(kāi)同樣的一壺水的總電阻為
消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)_(kāi)同樣的一壺水,至少需要
答:(1)燒開(kāi)這壺水,水吸收的熱量是6.72×105J;
(2)設(shè)計(jì)的電路圖為;
(3)若消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,利用正常工作的新開(kāi)水壺?zé)_(kāi)同樣的一壺水,至少需要764s。
41.(1)地面應(yīng)用時(shí)有間歇性,在晚上或陰雨天不能或很少發(fā)電或者目前成本相對(duì)較高;(2)2504W;(3)
【解析】
(1)太陽(yáng)能發(fā)電的缺點(diǎn)有:地面應(yīng)用時(shí)有間歇性,在晚上或陰雨天不能或很少發(fā)電;目前成本相對(duì)較高。
(2)由可得R1和R2的阻值分別為
由題意可知,閉合所有開(kāi)關(guān)后,R1?R2并聯(lián),電路的總電阻
電路消耗的總功率
R1每分鐘放出2.4×104J的熱量,由可得R1消耗的實(shí)際功率
則R2的實(shí)際功率
(3)已知垂直于太陽(yáng)光的1m2面積上每1秒接收的太陽(yáng)能為500J,則太陽(yáng)光與水平面夾角為60°時(shí),面積為4m2的太陽(yáng)能電池板豎直放置在1分鐘內(nèi)接收到的太陽(yáng)能
太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%,則通過(guò)該太陽(yáng)能電池板獲得的電能
答:(2)R2的實(shí)際功率是2504W;
(3)1分鐘內(nèi)通過(guò)該太陽(yáng)能電池板獲得的電能是。
42.(1) 1×105Pa;(2)6000W;30%
【解析】
(1) 摩托車(chē)靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓力
F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N
摩托車(chē)與地面接觸面積
S=150cm2=1.5×10-2m2
摩托車(chē)靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
p===1×105Pa
摩托車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×105Pa。
(2)由題意, 摩托車(chē)勻速行駛時(shí)受到的摩擦力
f=0.1G總=0.1(m車(chē)+m人+m貨)g=(150kg+70kg+80kg)×10N/kg×0.1=300N
因?yàn)槟ν熊?chē)勻速直線行駛,則
F牽=f=300N
摩托車(chē)的速度
v=72km/h=20m/s
摩托車(chē)的功率
P=F牽v=300N×20m/s=6000W
摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功為6000W。
摩托車(chē)行駛50s輸出的用功
W=Pt=6000W×50s=3×105J
摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率
η===30%
摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%。
答:(1)摩托車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1×105Pa;
(2) 摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功為6000W;摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%。
43.(1)2×104Pa;(2)10m/s,2300N;(3)0.6kg
【解析】
(1)知道卡丁車(chē)滿載時(shí)的質(zhì)量,利用求其重力,卡丁車(chē)滿載時(shí)對(duì)地面的壓力等于其重力,知道受力面積,利用求卡丁車(chē)滿載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)求出卡丁車(chē)的行駛速度,利用求此次行駛中卡丁車(chē)的牽引力,由二力平衡可知其受到的水平阻力;
(3)利用求牽引力做的功,即汽油完全燃燒產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)化的機(jī)械能,根據(jù)求完全燃燒汽油放出的熱量,再利用求完全燃燒汽油的質(zhì)量。
【詳解】
(1)卡丁車(chē)滿載時(shí)的重力
卡丁車(chē)滿載時(shí)對(duì)地面的壓力
卡丁車(chē)滿載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)
(2)卡丁車(chē)的行駛速度
由可得牽引力
由二力平衡可知,卡丁車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的水平阻力
(3)牽引力做的功
由可得,完全燃燒汽油放出的熱量
由可得,完全燃燒汽油的質(zhì)量
答:(1)它對(duì)沙灘的壓強(qiáng)為2×104Pa;(2)卡丁車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s,水平阻力為2300N;(3)需要0.6kg的汽油。
44.(1)100W;(2)40℃;(3)12J
【解析】
(1)由電路圖知,電動(dòng)機(jī)與加熱電阻并聯(lián),故加熱電阻正常工作時(shí)的電功率為
(2)水吸收的熱量為
加熱電阻放出的熱量為
由題意知
即
則
水的溫度會(huì)升高到
(3)由焦耳定律可得電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量
答:(1)加熱電阻正常工作時(shí)的電功率100W;
(2)水的溫度會(huì)升高到40℃;
(3)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是12J。
45.(1)1.36kW;(2)5A;(3)484Ω;(4)200V
【解析】
(1)表中所有用電器同時(shí)正常工作的總功率
P總=P鍋+P烙+P燈=1100W+100W+16W×10=1360W=1.36kW
(2)電飯鍋正常工作時(shí)的電流
I鍋=
(3)電烙鐵正常工作時(shí)的電阻
R烙=
(4)水吸收的熱量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3.63kg×(30℃-20℃)=1.5246×105J
電熱水壺消耗的電能
W=
電熱水壺的額定功率
P額=
電熱水壺的電阻
R壺=
實(shí)際電壓
答:(1)表中所有用電器同時(shí)正常工作的總功率是1.36千瓦;
(2)電飯鍋正常工作時(shí)的電流是5A;
(3)電烙鐵正常工作時(shí)的電阻是484Ω;
(4)小李家的實(shí)際電壓是200V。
46.(1)2A; (2) 55Ω;(3)360s
【解析】
(1)電熱絲R1的電功率為
根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知道,只閉合S1時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電飯鍋處于低溫檔,則低溫?fù)跫訜釙r(shí)電流的大小為
(2)根據(jù)可知,只閉合S2時(shí),電路為R2的簡(jiǎn)單電路,電飯鍋處于中溫檔,P2=880W,電熱絲R2的阻值為
(3)當(dāng)S1、S2都閉合時(shí),電熱絲R1、R2并聯(lián),電路總電阻最小,由可知,電飯鍋處于高溫檔,則高溫檔的功率為
2.2kg的粥用高溫?fù)鯊?0℃加熱到74℃吸收的熱量為
不計(jì)熱量損失,需要消耗的電能為
由可得,將2.2kg的粥用高溫?fù)鯊?0℃加熱到74℃需要的時(shí)間為
答:(1)低溫?fù)跫訜釙r(shí)電流的大小為2A;
(2)電熱絲R2的阻值為55Ω
(3)將2.2kg的粥用高溫?fù)鯊?0℃加熱到74℃需要的時(shí)間為360s。
47.(1)2.7×104J;150W;(2)0.0009m3;4.5℃
【解析】
(1)上樓的高度為
上樓克服重力做的功是
做功的功率是
(2)由題可知
Q放=W=2.7×104J
根據(jù)Q放=Vq
水吸收熱量
根據(jù)
答:(1)他上樓克服重力做的功是2.7×104J。做功的功率是150W。
(2)完全燃燒0.0009m3天然氣放出的熱量與小聰做的功相等。如果這些熱量有35%被水吸收,能使0.5 kg水的溫度升高4.5℃。
48.(1)5.04×105J;(2)86.8%;(3)500W;(4)8W
【解析】
(1)加熱過(guò)程中水吸收的熱量
(2)加熱系統(tǒng)加熱時(shí)消耗的電能
則熱效率
(3)由可得加熱電阻的阻值
當(dāng)小明家的實(shí)際電壓是200V,加熱電阻工作的實(shí)際功率
(4)電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中要發(fā)熱,損失功率
答:
(1)加熱過(guò)程中水吸收的熱量是5.04×105J;
(2)加熱系統(tǒng)加熱時(shí)的熱效率是86.8%;
(3)當(dāng)小明家的實(shí)際電壓是200V,加熱電阻工作的實(shí)際功率是500W;
(4)電動(dòng)機(jī)工作中因發(fā)熱損失的功率是8W。
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