01考情透視·目標導航
02知識導圖·思維引航
03核心精講·題型突破
考點一 電熱綜合
【真題研析】
?考法01 電熱綜合計算
【核心精講】
?知識點一 電熱綜合計算
【命題預測】
考點二 力熱綜合
【真題研析】
?考法01 力熱綜合計算
【核心精講】
?知識點一 力熱綜合計算
【命題預測】
考點三 力電綜合
【真題研析】
?考法01 力電綜合計算
【核心精講】
?知識點一 力電綜合計算
【命題預測】
考點一 電熱綜合
考法01 電熱綜合計算
1．（2024·山東青島·中考真題）小明家里有兩只加熱方式不同的水壺，甲是用天然氣加熱的水壺，乙是電熱水壺．已知燃氣灶用最大火力燒水時每小時燃燒0.16m3天然氣，加熱水的熱效率為60%；天然氣的熱值為，價格約為3元/m3，電熱水壺工作時的功率為2000W，加熱水的熱效率為80%，當?shù)鼐用裼秒姷膬r格約為0.5元，小明要將2升的水在1標準大氣壓下燒開，。
(1)求水吸收的熱量；
(2)請你從省時和省錢兩個角度中任選一個，通過計算說明用哪只壺更省時或更省錢。
【答案】(1)
(2)見解析
【詳解】（1）水的體積為2L，則水的質(zhì)量為
水燒開吸收的熱量為
（2）用燃氣灶加熱時，燃氣需要放出的熱量為
燃氣的體積為
燃氣費為
用電熱水壺加熱時，電熱水壺消耗的電能為
電費為
燃氣費小于電費，用燃氣灶更省錢。
燃氣灶加熱的時間為
電熱水壺加熱的時間為
燃氣灶加熱的時間大于電熱水壺加熱的時間，用電熱水壺更省時。
2．（2024·甘肅蘭州·中考真題）小亮用電熱水壺將質(zhì)量為1.5kg、初溫為20℃的水加熱到80℃，在只有電熱水壺工作的情況下，他觀察到家中標有“”的電能表的指示燈在240s內(nèi)閃爍了144次，已知水的比熱容為。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）電熱水壺的實際功率；
（3）電熱水壺的工作效率。
【答案】（1）3.78×105J；（2）1800W；（3）87.5%
【詳解】解：（1）水吸收的熱量為
（2）給水加熱過程中，電熱水壺消耗的電能是
電熱水壺的實際功率
（3）電熱水壺的工作效率
答：（1）水吸收的熱量為3.78×105J；
（2）電熱水壺的實際功率為1800W；
（3）電熱水壺的工作效率為87.5%。
3．（2024·廣東深圳·中考真題）圖甲是某款雞蛋孵化器，底部裝有加熱器。通電后，加熱器對水加熱，水向上方雞蛋傳遞熱量，提供孵化所需能量。孵化器簡化電路如圖乙，R1、R2都是發(fā)熱電阻，孵化器相關(guān)參數(shù)如下表所示。
（1）孵化器在保溫擋正常工作，通過R2的電流是多少？
（2）R2的阻值是多少？
（3）孵化器在加熱擋正常工作5min消耗電能是多少？芳芳同學算出水在這段時間吸收熱量2.16×104J，則孵化器對水加熱的效率是多少？
【答案】（1）0.1A；（2）2200Ω；（3）2.4×104J，90%
【詳解】解：（1）孵化器在保溫擋正常工作，通過R2的電流
（2）由圖乙可知，閉合開關(guān)S，只有R2的簡單電路，電路的總電阻較大，由可知電路的總功率較小，處于保溫擋，R2的阻值
（3）孵化器消耗的電能
W=P加t=80W×5×60s=2.4×104J
孵化器對水加熱的效率
答：（1）孵化器在保溫擋正常工作，通過R2的電流是0.1A；
（2）R2的阻值是2200Ω；
（3）孵化器在加熱擋正常工作5min消耗電能是2.4×104J，思考樂芳芳同學算出水在這段時間吸收熱量2.16×104J，則孵化器對水加熱的效率是90%。
4．（2024·四川南充·中考真題）如圖甲所示為某品牌電熱水壺。該型號電熱水壺內(nèi)部簡化電路如圖乙，額定電壓為，具有加熱、保溫兩擋。保溫擋的額定功率為，雙觸點開關(guān)只能在觸點1和、和3及3和4之間切換。、是兩個阻值不變的發(fā)熱元件，其中。現(xiàn)將此電熱水壺裝入初溫為的水，接到的家庭電路中，選用加熱擋加熱至。已知該電熱水壺加熱效率為，，。求：
（1）電熱水壺中水吸收的熱量；
（2）加熱擋的電功率；
（3）需要的加熱時間。
【答案】（1）；（2）900W；（3）210s
【詳解】解：（1）水的質(zhì)量為
水吸收的熱量為
（2）由可知，電阻越小時，電功率越大，故當開關(guān)接2和3時為保溫擋，只有R1工作，當開關(guān)接3和4時，為加熱擋，此時R1和R2并聯(lián)，的功率為
故加熱功率為
（3）電熱水壺加熱時消耗的電能為
則加熱時間為
答：（1）電熱水壺中水吸收的熱量為；
（2）加熱擋的電功率為900W；
（3）需要的加熱時間為210s。
5．（2024·山東日照·中考真題）為了研究家用電器對電路的影響，物理老師帶領(lǐng)同學們進行了探究。
(1)老師帶來一個標有“220V5.5A”的電熱水壺，在壺中裝入1.5L水，初始溫度為27℃。僅將電熱水壺接入圖甲所示的電能表所在的電路，加熱7.5min，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了250r；
①電熱水壺消耗的電能是多少?
②消耗的電能中有70%的能量被水吸收，則水的溫度變?yōu)槎嗌?？[，]
③若電熱水壺的電阻始終保持不變，則該過程中電熱水壺工作的實際電壓是多少？
(2)為了研究家用電器電壓偏低的原因，老師指導同學們設(shè)計了如圖乙所示的電路進行模擬實驗：、、相當于家用電器電飯煲、電暖器、電烙鐵；由于實際中輸電線較長，電阻不可忽略，相當于輸電線的電阻。依次閉合S和、、，描繪出兩電壓表、的示數(shù)、隨電流表A的示數(shù)I變化的規(guī)律，如圖丙所示。則隨著接入電路的家用電器增加，輸電線電阻上的電壓怎么變化？
【答案】(1)見解析
(2)電壓
【詳解】（1）電熱水壺消耗的電能為
水吸收的熱量為
水的質(zhì)量為
則水升高的溫度為
則水的溫度變?yōu)?br>電熱水壺的電阻為
該過程中電熱水壺工作的實際功率為
根據(jù)，實際電壓為
（2）分析乙圖可知，、、并聯(lián)部分和串聯(lián)，電壓表測電源電壓，電壓表測、、并聯(lián)部分的電壓。由丙圖可知，隨著接入電路的家用電器增加，電流表A的示數(shù)I變大，電壓表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)變小，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知輸電線電阻上的電壓變大。
知識點一 電熱綜合計算
1．如圖甲是小夢購買的一款其有加熱和保溫兩擋功能的電熱飯盒，圖乙為其工作原理圖，已知兩個發(fā)熱電阻的阻值相等，額定電壓為，額定加熱功率為。
(1)只閉合開關(guān)S時，電熱飯盒處于加熱擋還是保溫擋？請說明理由；
(2)求一個發(fā)熱電阻的阻值；
(3)電熱飯盒正常加熱，恰好把質(zhì)量為的水加熱到，求此過程中電熱飯盒的加熱效率。
【答案】(1)保溫擋，理由見解析
(2)110Ω
(3)60%
【詳解】（1）當開關(guān)S閉合，斷開時，R、串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由可知，電路中的總功率最小，電熱飯盒處于保溫擋。
（2）當開關(guān)S、都閉合，只有工作，此時電熱飯盒處于加熱擋，由可知，的阻值為
（3）水吸收的熱量
電熱飯盒消耗的電能
此過程中電熱飯盒的加熱效率
2．重慶火鍋，又稱麻辣火鍋，深受廣大重慶老百姓的喜愛，俗話說：沒有一個難題是一頓火鍋解決不了的。如圖甲就是一款常見的便攜式電火鍋，圖乙是其簡化電路圖，它有高、中、低三個加熱擋位，旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱，正常工作時，低溫擋功率為高溫擋功率的，為242Ω，為60.5Ω（忽略溫度對電阻的影響）。求：
(1)的阻值；
(2)電火鍋處于高溫擋正常工作時，可以在405秒內(nèi)使1kg的水溫度從19℃剛好升高到100℃，此時的加熱效率；
(3)用電高峰時，小明關(guān)閉家中的其他用電器，只讓電火鍋和液晶電視機一起獨立工作，用高溫擋加熱19℃的1kg的湯水，剛好加熱到100℃，用時500秒，電能表的表盤轉(zhuǎn)了420轉(zhuǎn)，火鍋前后的加熱效率不變，請通過計算判斷此時通過液晶電視機的電流。[電能表的銘牌上標有，湯水比熱容假定為水的比熱容，]
【答案】(1)181.5Ω
(2)84%
(3)1A
【詳解】（1）旋鈕開關(guān)置于“0和1”，沒有電阻接入，處于斷開狀態(tài)；當旋鈕開關(guān)置于“1和2”，R2與R3兩個電阻串聯(lián)；當旋鈕開關(guān)置于“2和3”時，只有R2接入；當旋鈕開關(guān)置于“3和4”接線柱，R1與R2并聯(lián)接入；根據(jù)可知，電源電壓一定，總電阻越大，總功率越小，當旋鈕開關(guān)置于“1和2”，R2與R3兩個電阻串聯(lián)，此時的總電阻最大，總功率最小，為低溫擋；當旋鈕開關(guān)置于“3和4”接線柱，R1與R2并聯(lián)接入，此時的總電阻最小，總功率最大，為高溫擋；當旋鈕開關(guān)置于“2和3”時，只有R2接入，為中溫擋。
當旋鈕開關(guān)置于“3和4”接線柱，R1與R2并聯(lián)接入，為高溫擋，高溫擋的功率為
根據(jù)正常工作時，低溫擋功率為高溫擋功率的，則低溫擋的功率為
則低溫擋的總電阻為
的阻值
（2）電火鍋處于高溫擋正常工作時，可以在405秒內(nèi)使1kg的水溫度從19℃剛好升高到100℃，水吸收的熱量為
電火鍋處于高溫擋正常工作時，消耗的電能為
此時的加熱效率
（3）電能表的表盤轉(zhuǎn)了420轉(zhuǎn)，電能表的銘牌上標有，則消耗的總電能為
此時的總功率為
用高溫擋加熱19℃的1kg的湯水，剛好加熱到100℃，水吸收的熱量不變，仍然為，由于加熱效率不變，則高溫擋消耗的電能也是相同的，而此時高溫擋工作了500s，則電火鍋實際功率為
設(shè)此時的電源電壓為U，則總功率為
經(jīng)整理可知，電源電壓為
則液晶電視機的功率為
通過液晶電視機的電流
3．小李同學家購置一臺電熱油汀取暖器，它是一種安全可靠的空間加熱器，外觀及銘牌如圖甲和表格所示。據(jù)了解，該電熱油汀的工作物質(zhì)是一種油，這種油的密度，比熱容約為。
請你分析并解答：
(1)該電熱油汀正常工作10min，求油汀中油升高的溫度（不考慮熱量損失）；
(2)求電熱油汀電熱絲的阻值大??；
(3)為了使電熱油汀的實際加熱功率可以調(diào)節(jié)，他找來一個舊的電位器（滑動變阻器），將它串聯(lián)在電路中對電熱油汀進行改裝，改裝后的簡化電路圖如圖乙所示。要求改裝后電熱油汀的加熱功率變化范圍為44W~1100W，求電位器接入電路的阻值范圍。
【答案】(1)16.5℃
(2)44Ω
(3)0~176Ω
【詳解】（1）由可知，電熱油汀正常工作10min產(chǎn)生的熱量
因為不考慮熱量損失，所以油吸收的熱量
由可知，油汀中油升高的溫度
（2）由可知，電熱絲的阻值
（3）用一個電位器（滑動變阻器）與串聯(lián)在電路中，對電熱油汀進行改裝，根據(jù)可知電路中電流為
改裝后電熱油汀的加熱功率
要求改裝后電熱油汀的加熱功率變化范圍為44W~1100W，則
解得
4．圖甲為電火鍋，簡化電路如圖乙所示，R1和R2均為電熱絲，S1和S2為溫控開關(guān)，其中S2有A、B兩個觸點，可實現(xiàn)三擋的轉(zhuǎn)換。當S1閉合，S2連接觸點A時，處于高溫擋，功率為2200W，當S1閉合，S2連接觸點B時，處于中溫擋，功率為1100W，圖丙是在一次使用過程中電火鍋功率與時間的關(guān)系圖像，求：
(1)處于高溫擋時電火鍋工作的電流；
(2)本次使用過程中，在“中溫擋”階段消耗的電能；
(3)電火鍋在“高溫擋”階段，將4kg的火鍋湯從30℃加熱到96℃，此過程中電火鍋的熱效率。[c火鍋湯=4.0×103J/（kg·℃）]
【答案】(1)10A
(2)
(3)80%
【詳解】（1）由P=UI可知，處于高溫擋時電飯鍋正常工作時的電流
（2）本次使用過程中，在“中溫擋”階段，第10min-25min共900s，消耗的電能為
（3）火鍋湯吸收的熱量
由可知，在“高溫快速涮煮”階段消耗的電能
過程中電火鍋的熱效率
5．圖甲是某品牌多功能牛奶加熱器，其簡化電路圖如圖乙所示。當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“1”時，加熱器處于高溫消毒擋，可以對空奶瓶進行消毒；當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“2”時，加熱器處于恒溫保溫擋；當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“3”時加熱器處于加熱擋，此時電流表的示數(shù)為A。[牛奶比熱容：c牛奶=4×103J/(kg·℃)]
（1）將裝有質(zhì)量為180g、初溫為15℃的牛奶的奶瓶置于加熱器中，當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“3”時，3min后可以將牛奶溫度升高20℃。試求：
①牛奶吸收的熱量是多少J？
②加熱器消耗的電能轉(zhuǎn)化為牛奶的內(nèi)能的效率是多少？
（2）已知R1=R3，若牛奶加熱器消毒擋的電流為保溫擋的4倍，則保溫擋時R2兩端的電壓多大？
【答案】（1）1.44×104J，40%；（2）110V
【詳解】解：（1）牛奶吸收的熱量
Q吸=cmΔt=4×103J/(kg·℃)×0.18kg×20℃=1.44×104J
加熱3min消耗的電能
轉(zhuǎn)化效率
（2）加熱檔時電路的總電阻
S轉(zhuǎn)到觸點“3”時加熱器處于加熱擋，此時R1、R3串聯(lián)。因R1=R3，由串聯(lián)電路電阻關(guān)系可得
開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“1”時，加熱器處于高溫消毒擋，此時電路中只有R1工作，則消毒時的電流
保溫時的電流
開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點“2”時，加熱器處于恒溫保溫擋，此時R2、R3、R1串聯(lián)，保溫時的總電阻
R2阻值
R2兩端電壓
答：（1）牛奶吸收的熱量是1.44×104J，加熱器的效率是40%；
（2）保溫檔時R2兩端的電壓為110V。
6．圖甲是一款多功能電煮鍋，圖乙為該電煮鍋簡化電路圖，其中開關(guān)可以斷開、接或接，和都是用于加熱的純電阻，電煮鍋的部分參數(shù)如下表所示（和的電阻值不隨溫度變化而變化）。求：
(1)電煮鍋處于中溫擋正常工作時，求電路中的電流大?。?br>(2)、的值以及正常工作時高溫擋的功率是多少？
(3)在某次用電高峰期，利用高溫擋將質(zhì)量為的湯汁由20℃加熱至沸騰，所用時間，已知電煮鍋的熱效率為80%，湯汁的比熱容為，求此時的實際電壓。（在標準大氣壓下）
【答案】(1)5A
(2)44Ω，44Ω，2200W
(3)200V
【詳解】（1）由知道，當斷開，接時，、串聯(lián)為低溫擋；當只閉合時只有工作為中溫擋；當閉合，接時、并聯(lián)為高溫擋。
由知道，電煮鍋處于中溫擋工作時，電路中的電流大小
（2）由知道，R1的阻值
當開關(guān)S1斷開，S2接A時，此時電路為串聯(lián)電路，電路中的總電阻為兩個電阻之和，總阻值最大，此時功率最小，為低溫擋；此時電路的總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律知道，
由知道，高溫擋的功率
（3）利用高溫擋電路的總電阻
利用高溫擋將質(zhì)量為的湯汁由20℃加熱至沸騰
消耗電能
此時的實際電壓
7．小明購買了一支如圖甲所示的3D打印筆，這是一支能在空氣中書寫的筆。3D打印筆通過加熱，擠出熱熔的PLA塑料絲，塑料絲在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的形狀．此3D打印筆有快、慢兩個擋位，其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，將該3D打印筆單獨接入裝有如圖丙所示電能表的家庭電路中快擋打印30s，電能表指示燈閃爍2次，剛好將4g的塑料絲從20℃加熱到260℃，已知該3D打印筆慢擋打印功率為20W，、是用于發(fā)熱的定值電阻，塑料絲的比熱容為。求：
(1)3D打印筆在快擋時，打印30s，塑料絲吸收的熱量；
(2)的阻值；
(3)3D打印筆在快擋時打印30s，3D打印筆消耗的電能轉(zhuǎn)化為塑料絲的內(nèi)能的效率。
【答案】(1)1920J；
(2)1815Ω；
(3)80%
【詳解】（1）快擋打印30s，剛好將4g的塑料絲從20℃加熱到260℃，塑料絲吸收的熱量
（2）當開關(guān)S接觸頭2、3時，電路為的簡單電路，為快擋位，快擋打印30s，電能表指示燈閃爍2次，由圖丙可知消耗的電能
快擋功率
由得
當開關(guān)S接觸頭1、2時，電路為和的串聯(lián)電路，為慢擋位，根據(jù)得
則
（3）3D打印筆在快擋時消耗的電能轉(zhuǎn)化為塑料絲的內(nèi)能的效率
8．圖甲是某電熱水壺內(nèi)部簡化電路，由控制電路和加熱電路組成。電流鑒別器相當電流表；加熱電路中電源電壓為220V，電熱絲的阻值為24.2Ω；控制電路電源電壓為8V，滑動變阻器（調(diào)溫電阻）的最大阻值為130Ω；熱敏電阻置于熱水器內(nèi)部，其阻值隨溫度t變化的關(guān)系如乙圖所示。當電流鑒別器的電流達到50mA時，開關(guān)斷開，加熱電路停止加熱。
(1)開關(guān)閉合，求加熱電路的電功率；
(2)當最高控溫設(shè)置在80℃時，滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
(3)當最高控溫設(shè)置在80℃時，若不計能量損失，用電熱水壺把2kg水從30℃開始加熱，通電200s后，請通過計算說明加熱電路是否已經(jīng)停止加熱；
(4)為了要使最高控溫降低，請你寫出一種可行的方法。
【答案】(1)2000W
(2)90Ω
(3)加熱電路還未停止工作
(4)減小R2
【詳解】（1）開關(guān)S2閉合時，加熱電路的電功率為
（2）當最高控溫設(shè)置在80℃時，由圖乙可知，RT=70Ω。此時控制電路的電流為I=50mA=0.05A
由歐姆定律可知，控制電路的總電阻為
此時滑動變阻器R2接入電路中的阻值為R2=R總-RT=160Ω-70Ω=90Ω
（3）通電200s時電熱水壺產(chǎn)生的熱量為Q放=W=Pt=2000W×200s=4×105J
因為不計能量損失，所以水吸收的熱量為Q吸=Q放=4×105J
由Q吸=c水mΔt可知，水升高的溫度為
則水的末溫為t末=t0+Δt=30℃+47.6℃=77.6℃

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