电功率能量的综合运算初中物理组卷

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2015年03月09日千羽熏的初中物理组卷一．解答题（共15小题）1．（2014•滨湖区模拟）王聪是班里有名的“物理迷”．一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识．（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动．“吸盘”是利用_________起固定作用的．（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚连接了豆浆机的金属外壳部分，接入电路后与_________相连接．（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成．制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是_________．（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却同时感觉眼镜模糊看不清楚豆浆．请你用学过的物理知识解释其中的原因．“闻到香味”涉及的物理知识_________；“眼镜模糊，看不清”涉及的物理知识_________．额定电压220V额定频率50Hz电动机额定功率180W电热器额定功率800W（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如右表．豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少．于是，他把50g大豆和1450g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃．豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃．设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆机电热器的加热效率大约是多少？（C水=4.2×103J/（kg．℃））2．（2013•滨州）某中学学生公寓新安装了即热式电热水器，解决了学生日常饮水需要．图表为该电热水器的部分技术参数．型号BTF﹣065额定功率（W）9680额定电压（V）220频率（Hz）50容积（L）50（1）该电热水器正常工作时的电流是多少安培？（2）该电热水器贮满初温为20℃的水后，在一标准大气压下将其烧开，则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳？（假设电能全部转化为内能c水=4.2×103J/（kg•℃））（3）忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率是多少瓦特？3．（2013•乌海）如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W．求：试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？（2）R1和R2的电阻值各是多大？（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（C水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）4．（2013•临沂）用豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放人豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序．即可制成熟豆浆．某豆桨机的参数如下表：型号额定电压额定频率打浆功率加（预）热功率容量SYL﹣624220V50Hz200W1100W2000mL一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，需13min完成加工过程，其工作信息如图所示．请解答下列问题：（1）根据工作信息图可知、从第6min至第9min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少？（c豆浆=4．O×103J（kg•℃））（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能？5．（2013•山西）电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．如图是某型号电压力锅工作电路简图，表中是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器．接通电路后，开关s自动与触点a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：额定电压（V）220主加热器额定功率（W）800保压加热器额定功率（W）200保压温度（℃）105最大容积（L）5（1）电压力锅在加热状态时的电流．（2）电压力锅多少秒后开始保压？（3）电压力锅在此30min内消耗的电能．6．（2013•湘西州）目前我国大力提倡节约型社会理念，在城乡家庭中广泛使用一种高效节能灯（如图）．一支功率为11W的节能灯亮度相当于60W的白炽灯．下面有三个相关问题请你帮助解决：（1）一只额定功率为11W的这种节能灯，正常发光时电流是多少？（2）将60W的白炽灯改用llW的这种节能灯，每晚按5h算，一个月（30天）能节约多少kW•h的电？（3）节约的这些电能可将多少千克20℃的水烧至100℃？[C水=4.2×103J/kg•℃），计算结果保留一位小数]．7．（2013•龙岩）表一是某电热水壶的铭牌；表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据．表一：产品型号SWF12P1A﹣150额定电压U/V220电源频率f/Hz50额定功率P/W1200容量V/L1.2表二：电源电压U电/V220壶内水的质量m/kg1水的初温t1/℃33水的沸点t2/℃98水从初温加热至刚沸腾的时间t/s250求：（1）电热水壶的电阻．（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率．（3）电热水壶的效率．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．8．（2013•日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上．小丽在使用过程中发现：（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．某型号电热水器额定电压/V220额定电功率/W2420容积/dm350商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮9．（2013•黔东南州）小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示．经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态；S断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示．为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其它所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关S，测得热水箱中初温为20℃的水烧开，共用了7.5min（在标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/kW•h”电能表转盘转过120转．根据以上信息．求：（1）热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量．[已知c=4.2×103J/（kg•℃）]（2）饮水机加热时的实际电功率．（3）饮水机加热过程中的热效率．水箱容量1L额定电压220V加热时额定功率880W10．（2013•德州）根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成．白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温．白炽灯标有100W字样，求：（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；（2）若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40℃的茶水加热至90℃．【C茶水=4.2×103（J/kg•℃）]．11．（2013•黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积40～60m2（1）若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留两位小数）（2）加湿器在低档时的发热功率；（3）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．12．（2013•锦州一模）在探究“家用电器”的综合实践活动中，小明与同学一起合作，以家里的电水壶为观察、研究对象，记录了如下表中的有关数据．观察对象有关活动和相关记录电水壶铭牌额定电压：220V额定功率：800W容量：2L电能表铭牌有关参数：220V10（40）A50Hz1200r/kW．h电热壶加热时的电能表关闭家中的所有用电器，只将电水壶接入电路，观察电能表，表盘在2分钟内转过30转测量电水壶中水的温度壶中装水量：1.5kg通电前温度：30℃通电2分钟后温度：44℃根据上表中的记录，请解答下面的问题．（1）求通电2min壶中的水吸收的热量；（2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值；（3）求2min内电水壶消耗的电能和实际功率以及电水壶的效率．13．（2013•湛江模拟）如图所示，小明爸爸新买了一种新型电磁炉，其规格见图14，小明家的电能表规格见图．（1）电磁炉正常工作时，经过电磁炉的电流有多大？（保留两位小数）（2）用电磁炉煮水，水的质量是2kg，初温是t=30℃，把水煮开水需吸收多少热量？（水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），设大气压是1标准大气压）（3）如果这个电磁炉的效率是80%，按照额定功率工作，煮开2kg水需要多少分钟时间？在只使用电磁炉的情况下，小明家的电能表表盘大约转过多少圈？（结果保留整数）名称：XWS2835型电磁炉额定工作电压220V电流频率50Hz额定电功率1kW14．（2013•松北区一模）如图所示是家庭中常用的电吹风，其主要是由电动机和电热丝组成的，当电动机单独工作时吹出冷风，当电动机和电热丝同时工作时吹出热风．物理小组的同学们收集到某型号电吹风的相关信息如下表：××电吹风额定电压220V电热丝额定功率400W电动机额定功率20W（1）电热丝的电阻是多少？（2）经测试，该电吹风正常工作的情况下吹热风时，在180s时间吹出了1.28kg热空气，这些热空气具有3240J机械能，温度升高了45℃．此电吹风的能量转化效率是多少？（结果保留整数）（3）根据电吹风工作特点和安全用电原则，同学们设计了如图所示的三种电吹风电路图．你认为哪个符合实际情况？请说明理由．15．（2012•山西）如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是200W．R是加热电阻，额定功率是1100W，图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息．小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求：（1）豆浆机的加热电阻是多少？（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？[C豆浆=4.0×103J/（kg•℃）]（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

2015年03月09日千羽熏的初中物理组卷参考答案与试题解析一．解答题（共15小题）1．（2014•滨湖区模拟）王聪是班里有名的“物理迷”．一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识．（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动．“吸盘”是利用大气压强起固定作用的．（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚连接了豆浆机的金属外壳部分，接入电路后与大地相连接．（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成．制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是并联．（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却同时感觉眼镜模糊看不清楚豆浆．请你用学过的物理知识解释其中的原因．“闻到香味”涉及的物理知识豆浆的分子在做无规则运动；“眼镜模糊，看不清”涉及的物理知识豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上．额定电压220V额定频率50Hz电动机额定功率180W电热器额定功率800W（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如右表．豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少．于是，他把50g大豆和1450g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃．豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃．设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆机电热器的加热效率大约是多少？（C水=4.2×103J/（kg．℃））考点：电功与热量的综合计算；液化及液化现象；大气压强的存在；串联电路和并联电路的辨别；安全用电原则；电功率与电压、电流的关系．专题：计算题；应用题；压轴题；信息给予题；学科综合题．分析：（1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动；（2）稍长些的脚与豆浆机的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将豆浆机的金属外壳与大地相连，以防触电；（3）因为电热器和电动机接在同一电源上，可以单独工作，互不影响，所以为并联；（4）因为豆浆的分子在做无规则热运动，所以能闻到香味；因为王聪戴着眼镜，豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上，所以看不清豆浆；（5）由参数表找出电动机的额定电压和额定功率，利用P=UI求电动机工作的电流：（6）根据Q=cm△t求出豆浆吸收的热量，再根据Q=W=Pt求出电加热管放出的总热量，最后根据效率公式求出加热的效率；解答：解：（1）“吸盘”是利用大气压起固定作用的；（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与大地相连接；（3）因为电动机和电加热管可以单独工作，所以它们是并联的；（4）只闻到香味，是因为豆浆的分子在做无规则运动；看不清豆浆是因为豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上；（5）豆浆机在额定电压下打浆时：电动机的电流I电机==≈0.82A．（6）豆浆吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×（50g+1450g）×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）=5.04×105J，电加热管放出的总热量：Q放=W电热=P电热t=800W×12×60s=5.76×105J，加热效率：η===87.5%．故答案为：（1）大气压强；（2）大地；（3）并联；（4）豆浆的分子在做无规则运动；豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上；（5）电动机的电流约为0.82A；（6）电热器的加热效率为87.5%．点评：这是一道综合性很强的题目，通过生活中常用的豆浆机考查了大气压的应用、三孔插头的作用、电路串并联的判断、电功率的计算、热量的计算、物态变化现象的分析等，与生活实际联系密切，应用具体，虽然难度不大，但综合性强，属于难题，要细心处理！2．（2013•滨州）某中学学生公寓新安装了即热式电热水器，解决了学生日常饮水需要．图表为该电热水器的部分技术参数．型号BTF﹣065额定功率（W）9680额定电压（V）220频率（Hz）50容积（L）50（1）该电热水器正常工作时的电流是多少安培？（2）该电热水器贮满初温为20℃的水后，在一标准大气压下将其烧开，则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳？（假设电能全部转化为内能c水=4.2×103J/（kg•℃））（3）忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率是多少瓦特？考点：电功与热量的综合计算；密度公式的应用；电功率的计算．专题：计算题；压轴题；电能和电功率；电和热综合题．分析：（1）电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；（2）根据密度公式求出电热水器贮满水时水的质量，在一标准大气压下水的沸点是100℃，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，水吸收的热量即为在此过程中该电热水器消耗的电能；（3）根据P=求出电热水器的电阻，再根据P=求出在实际电压为210V的工作环境下的实际功率．解答：解：（1）电热水器正常工作时的功率为9680W，根据P=UI可得，正常工作时的电流：I===44A；（2）根据ρ=可得，水箱中水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg，在一标准大气压下水的沸点是100℃，水箱中的水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（100℃﹣20℃）=1.68×107J，∵假设电能全部转化为内能，∴在此过程中该电热水器消耗的电能W=Q吸=1.68×107J；（3）根据P=可得，电热水器的电阻：R===5Ω，实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率：P===8820W．答：（1）该电热水器正常工作时的电流是44A；（2）在此过程中该电热水器消耗的电能是1.68×107J；（3）在实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率是8820W．点评：本题考查了电功率公式和吸热公式、密度公式的灵活应用，关键是知道电能全部转化为内能时消耗的电能和水吸收的热量相等，计算过程要注意单位的换算．3．（2013•乌海）如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图．它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W．求：试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？（2）R1和R2的电阻值各是多大？（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（C水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响）考点：电功与热量的综合计算．专题：压轴题；电和热综合题．分析：（1）分析电路结构，根据电路结构及电功率公式分析答题．（2）由电功率公式的变形公式求出电阻阻值．（3）由电功率公式求出热水器的实际功率，由热量公式求出水所吸收的热量，最后由功率公式的变形公式求出加热时间．解答：解：（1）由电路图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P=可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，饮水机功率越大，因此当开关S0断开时，电路阻值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态．（2）∵，∴电阻R1===121Ω，∵P保=，∴电阻R总===1210Ω，保护电阻R2=R总﹣R1=1210Ω﹣121Ω=1089Ω；（3）设加热时间为t，有P峰t80%=Q吸，即，，t===2541s；答：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态．（2）R1和R2的电阻值分别是121Ω与1089Ω．（3）将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要2541s．点评：本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力．4．（2013•临沂）用豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放人豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序．即可制成熟豆浆．某豆桨机的参数如下表：型号额定电压额定频率打浆功率加（预）热功率容量SYL﹣624220V50Hz200W1100W2000mL一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，需13min完成加工过程，其工作信息如图所示．请解答下列问题：（1）根据工作信息图可知、从第6min至第9min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少？（c豆浆=4．O×103J（kg•℃））（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能？考点：电功与热量的综合计算；热量的计算；电功的计算．专题：压轴题；电和热综合题．分析：（1）由乙图可知加热过程中温度的变化，根据Q=cm△t求出豆浆吸收的热量；（2）根据甲图得出1100W和200W功率工作的时间，利用W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为总共消耗的电能．解答：解：（1）由乙图可知加热过程中温度从70℃升高到100℃，这段过程中豆浆吸收的热量：Q吸=cm△t=4.0×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣70℃）=1.8×105J，（2）由甲图得出1100W和200W功率工作的时间分别为：t1=5min+3min+3min=11min=h，t2=2min=h，总共消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1.1kW×h+0.2kW×h≈0.208kW•h．答：（1）根据工作信息图可知、从第6min至第9min为第一段加热过程，这段过程中豆浆吸收的热量是1.8×105J；（2）豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗0.208kW•h的电能．点评：本题考查了吸收热量和消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是两幅图得出预热、打浆、加热工作的时间和电功率以及温度的变化．5．（2013•山西）电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．如图是某型号电压力锅工作电路简图，表中是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器．接通电路后，开关s自动与触点a、b接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：额定电压（V）220主加热器额定功率（W）800保压加热器额定功率（W）200保压温度（℃）105最大容积（L）5（1）电压力锅在加热状态时的电流．（2）电压力锅多少秒后开始保压？（3）电压力锅在此30min内消耗的电能．考点：电功与热量的综合计算；密度公式的应用．专题：计算题；压轴题；电和热综合题．分析：（1）加热状态时的功率等于主加热器额定功率和保压加热器额定功率之和，根据P=UI求出电压力锅中的电流；（2）先根据密度公式求出水的质量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水温度达到105℃时吸收的热量，利用效率公式求出消耗的电能，再根据W=Pt求出电压力锅多需要多少时间开始保压；（3）30min减去加热到保温的时间极为保温时的时间，根据W=Pt求出保温时消耗的电能，然后加上加热时消耗的电能即为电压力锅在此30min内消耗的电能．解答：解：（1）电压力锅在加热状态时的功率P主加热=800W，P保压加热=200W，根据P=UI可得，电压力锅中的电流：I==≈4.5A；（2）根据ρ=可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg，水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃﹣25℃）=1.008×106J，∵η=×100%=90%，∴消耗的电能：W加热===1.12×106J，根据W=Pt，电压力锅加热到开始保压的时间：t加热===1120s；（3）此30min内保温的时间：t保温=t﹣t加热=30×60s﹣1120s=680s，保温时消耗的电能：W保温=P保温t保温=200W×680s=1.36×105J，电压力锅在此30min内消耗的电能：W=W加热+W保温=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J．答：（1）电压力锅在加热状态时的电流约为4.5A；（2）电压力锅1120s后开始保压；（3）电压力锅在此30min内消耗的电能为1.256×106J．点评：本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，关键是知道正常工作30min是指加热时间和保压时间的和．6．（2013•湘西州）目前我国大力提倡节约型社会理念，在城乡家庭中广泛使用一种高效节能灯（如图）．一支功率为11W的节能灯亮度相当于60W的白炽灯．下面有三个相关问题请你帮助解决：（1）一只额定功率为11W的这种节能灯，正常发光时电流是多少？（2）将60W的白炽灯改用llW的这种节能灯，每晚按5h算，一个月（30天）能节约多少kW•h的电？（3）节约的这些电能可将多少千克20℃的水烧至100℃？[C水=4.2×103J/kg•℃），计算结果保留一位小数]．考点：电功与热量的综合计算；电功的计算；电功率与电压、电流的关系；电功率的计算．专题：计算题；压轴题；电能和电功率；电和热综合题．分析：（1）正常发光时节能灯的电功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；（2）白炽灯的电功率减去节能灯的功率即为节约的功率，根据W=Pt求出一个月能节约的电能；（3）根据1kW•h=3.6×106J进行单位的换算，然后根据Q吸=cm（t﹣t0）求出烧开水的质量．解答：解：（1）节能灯正常工作时的功率为11W，根据P=UI可得，正常工作时的电流：I===0.05A；（2）一个月能节约的电能：W节约=P节约t=（P白﹣P节）t=（60×10﹣3kW﹣11×10﹣3kW）×5h×30=7.35kW•h；（3）节约的电能：W节约=7.35kW•h=7.35×3.6×106J=2.646×107J，∵W节约=Q吸=cm（t﹣t0），∴烧开水的质量：m==≈78.8kg．答：（1）一只额定功率为11W的这种节能灯，正常发光时电流是0.05A；（2）将60W的白炽灯改用llW的这种节能灯，每晚按5h算，一个月能节约7.35kW•h的电；（3）节约的这些电能可将78.8kg20℃的水烧至100℃．点评：本题考查了电功率公式、电功公式、吸热公式的灵活应用，关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等，计算过程要注意单位的换算．7．（2013•龙岩）表一是某电热水壶的铭牌；表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据．表一：产品型号SWF12P1A﹣150额定电压U/V220电源频率f/Hz50额定功率P/W1200容量V/L1.2表二：电源电压U电/V220壶内水的质量m/kg1水的初温t1/℃33水的沸点t2/℃98水从初温加热至刚沸腾的时间t/s250求：（1）电热水壶的电阻．（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率．（3）电热水壶的效率．[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．考点：电功与热量的综合计算；能量利用效率；电功率的计算．专题：计算题；压轴题；电能和电功率；电和热综合题．分析：（1）由铭牌可知电热水壶的工作电压和功率，根据P=求出电热水壶的电阻；（2）知道电热水壶的电阻和实际电压，根据P=求出电热水壶的实际功率；（3）根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能，利用效率公式求出电热水壶的效率．解答：解：（1）由P=可得，电热水壶的电阻：R===Ω≈40.3Ω；（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率：P实===300W；（3）水吸收的热量：Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（98℃﹣33℃）=2.73×105J，电水壶250s消耗的电能：W=Pt=1200W×250s=3×105J，加热效率：η=×100%=×100%=91%．答：（1）电热水壶的电阻约为40.3Ω；（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率为300W；（3）电热水壶的效率为91%．点评：本题考查了电功率公式的灵活应用和吸热公式、电功公式、效率公式的应用，关键是从表格中得出相关的信息．8．（2013•日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上．小丽在使用过程中发现：（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．某型号电热水器额定电压/V220额定电功率/W2420容积/dm350商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮考点：电功与热量的综合计算；密度公式的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律的应用；焦耳定律的计算公式及其应用．专题：计算题；压轴题；电路和欧姆定律；电能和电功率；电和热综合题．分析：（1）根据密度公式求出水箱中水的质量，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，额定电压下电热水器加热时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=×100%求出此过程中电热水器的热效率；（2）根据P=求出电热水器的电阻，再根据焦耳定律求出通过热水器的电流，利用欧姆定律求出工作的实际电压；（3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，根据串联电路的电压特点求出防电墙的电压，利用串联电路的电流特点建立等式即可求出防电墙的电阻．解答：解：（1）根据ρ=可得，水箱中水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg，水箱中的水吸收的热量：Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（46.2℃﹣22℃）=5.082×106J，水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能：W=Pt=2420W×40×60s=5.808×106J，电热水器加热时的热效率：η=×100%=×100%=87.5%；（2）根据P=可得，电热水器的电阻：R===20Ω，根据Q=I2Rt可得，通过热水器的电流：I===10A，根据欧姆定律可得，工作的实际电压：U=IR=10A×20Ω=200V；（3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴防电墙的电压：U墙=U﹣U人=220V﹣20V=200V，∵串联电路中各处的电流相等，∴=，即=，解得：R墙=200MΩ．答：（1）此过程中电热水器的热效率为87.5%；（2）通过电热水器的电流为10A，它工作的实际电压为200V；（3）防电墙的电阻为200MΩ．点评：本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式、焦耳定律和欧姆定律以及串联电路特点的应用，综合性强，难度较大．9．（2013•黔东南州）小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示．经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态；S断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示．为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其它所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关S，测得热水箱中初温为20℃的水烧开，共用了7.5min（在标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/kW•h”电能表转盘转过120转．根据以上信息．求：（1）热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量．[已知c=4.2×103J/（kg•℃）]（2）饮水机加热时的实际电功率．（3）饮水机加热过程中的热效率．水箱容量1L额定电压220V加热时额定功率880W考点：电功与热量的综合计算；密度公式的应用；电能表参数的理解与电能的求法．专题：计算题；压轴题；电和热综合题．分析：（1）已知水箱中水的体积，根据公式m=ρV可求水箱中水的质量，标准大气压下水的沸点是100℃，根据公式Q=cm（t﹣t0）求出烧开所吸收的热量；（2）“1200r/kW•h”的意义为：每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，从而可以计算出电能表的转盘转过120r消耗的电能，又知道工作时间，可利用公式P=求出饮水机的实际功率；（3）已经计算出水吸收热量和饮水机消耗的电能，可利用公式η=×100%求出饮水机的热效率．解答：解：（1）根据ρ=可得，水箱中水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，标准大气压下水的沸点是100℃，烧开所吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J；（2）∵每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘就转过1200r，∴电能表的转盘转过120r消耗的电能为：W==0.1kW•h=3.6×105J，∴饮水机的实际功率为：P实际===800W．（3）饮水机的热效率为：η=×100%=×100%≈93.3%．答：（1）热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量为3.36×105J；（2）饮水机加热时的实际电功率为800W；（3）饮水机加热过程中的热效率约为93.3%．点评：本题考查了密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，关键是理解电能表参数的含义和应用，是一道较为简单的计算题．10．（2013•德州）根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成．白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温．白炽灯标有100W字样，求：（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；（2）若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40℃的茶水加热至90℃．【C茶水=4.2×103（J/kg•℃）]．考点：电功与热量的综合计算；热量的计算；电功的计算．专题：压轴题；电和热综合题．分析：（1）知道灯的额电功率，灯正常工作时的电功率，利用W=Pt求消耗的电能；（2）由题知，上述电能的91%转化为内能，即Q吸=W电×91%，再利用Q吸=cm△t求水的质量．解答：解：（1）∵P=，∴100W灯正常发光0.5h消耗的电能：W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×105J；（2）由题知，Q吸=W电×91%=1.8×105J×91%=1.638×105J，∵Q吸=cm△t，即：1.638×105J=4.2×103（J/kg•℃）×m×（90℃﹣40℃）∴m=0.78kg．答：（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能为0.05kW•h；（2）若上述电能的91%转化为内能，可将0.78千克初温为40℃的茶水加热至90℃．点评：本题为电学、热学的综合计算题，考查了学生对电功率公式、吸热公式的了解与掌握，计算时利用好关系Q吸=W电×91%是本题的关键．11．（2013•黄冈）电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积40～60m2（1）若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留两位小数）（2）加湿器在低档时的发热功率；（3）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．考点：电功与热量的综合计算；沸点及沸点与气压的关系；电功率的计算．专题：计算题；简答题；压轴题；电和热综合题．分析：（1）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，根据W=Pt求出消耗的电能，根据W=Q吸=cm（t﹣t0）求出电热槽中水的质量；（2）由电路图可知，电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，根据P=求出R1的阻值，当加湿器在低档时，R1与R2串联，根据电阻的串联特点和P=结合R1、R2的阻值相同求出低档时的发热功率；（3）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以根据液体的沸点随压强的降低而降低进行改进．解答：解：（1）加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，根据W=Pt和Q吸=cm（t﹣t0）可得：P1t=cm（t2﹣t1），即400W×3×60s=4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃﹣20℃），解得：m≈0.21kg；（2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，根据P=可得：R1===121Ω，当加湿器在低档时，R1与R2串联，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1=R2，∴低档时的发热功率：P低===200W；（3）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点，达到改进的目的．答：（1）电热槽中水的质量约为0.21kg；（2）加湿器在低档时的发热功率为200W；（3）改进的建议：降低电热槽内气压．点评：本题考查了电功和吸热公式、电阻的串联、电功率公式的应用等，关键是知道从加热到沸腾最短时间的条件和看明白加湿器的工作特点，同时要注意压强和沸点的关系．12．（2013•锦州一模）在探究“家用电器”的综合实践活动中，小明与同学一起合作，以家里的电水壶为观察、研究对象，记录了如下表中的有关数据．观察对象有关活动和相关记录电水壶铭牌额定电压：220V额定功率：800W容量：2L电能表铭牌有关参数：220V10（40）A50Hz1200r/kW．h电热壶加热时的电能表关闭家中的所有用电器，只将电水壶接入电路，观察电能表，表盘在2分钟内转过30转测量电水壶中水的温度壶中装水量：1.5kg通电前温度：30℃通电2分钟后温度：44℃根据上表中的记录，请解答下面的问题．（1）求通电2min壶中的水吸收的热量；（2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值；（3）求2min内电水壶消耗的电能和实际功率以及电水壶的效率．考点：电功与热量的综合计算；电能表参数的理解与电能的求法．专题：计算题；压轴题；信息给予题；电和热综合题．分析：（1）知道水的比热容、初温、末温、质量，根据Q=cm△t求出水吸收的热量；（2）由表格可知，电水壶中发热体正常工作时的功率和电压，根据P=求出发热体正常工作时的电阻值；（3）根据电能表的参数可知，每消耗1kW•h指示灯闪烁1200转，据此求出通电2分钟消耗的电能，根据P=求出电水壶的实际功率；水吸收的热量与消耗电能的比值即为电水壶的效率．解答：解：（1）通电2min壶中的水吸收的热量；Q吸=cm1△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃﹣30℃）=8.82×104J；（2）根据P=可得：电水壶中发热体正常工作时的电阻值R==60.5Ω；（3）2min内电水壶消耗的电能是：W总=×30转=9×104J，电水壶的实际功率：P实===750W，电水壶效率：η=×100%=×100%=98%；答：（1）通电2min壶中的水吸收的热量是8.82×104J；（2）电水壶中发热体正常工作时的电阻值是60.5Ω；（3）2min内电水壶消耗的电能是9×104J，实际功率是750W，电水壶的效率是98%．点评：本题考查了电功、电阻、实际功率和效率的计算，关键是公式及其变形式的灵活应用和电能表参数含义的理解与掌握．13．（2013•湛江模拟）如图所示，小明爸爸新买了一种新型电磁炉，其规格见图14，小明家的电能表规格见图．（1）电磁炉正常工作时，经过电磁炉的电流有多大？（保留两位小数）（2）用电磁炉煮水，水的质量是2kg，初温是t=30℃，把水煮开水需吸收多少热量？（水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），设大气压是1标准大气压）（3）如果这个电磁炉的效率是80%，按照额定功率工作，煮开2kg水需要多少分钟时间？在只使用电磁炉的情况下，小明家的电能表表盘大约转过多少圈？（结果保留整数）名称：XWS2835型电磁炉额定工作电压220V电流频率50Hz额定电功率1kW考点：电功与热量的综合计算．专题：计算题；压轴题；电和热综合题．分析：（1）由电磁炉铭牌可知，电磁炉的额定电压是220V，额定功率是1kW，由电功率的变形公式可以求出电磁炉正常工作时的电流．（2）已知水的质量与初温，由热量公式可以求出把水烧开时（1标准大气压，水的沸点为100℃），利用吸热公式求水吸收的热量．（3）已知水吸收的热量及电磁炉的效率，可以求出电磁炉消耗的电能，由电功率的变形公式可以求出电磁炉工作时间；根据电能表铭牌可以求出电能表表盘转过的圈数．解答：解：（1）∵P=UI，∴电磁炉正常工作时电流为：I==≈4.55A；（2）在1标准大气压下，水的沸点是100℃，把水烧开需要吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣30℃）=5.88×105J；（3）∵η=，∴电磁炉消耗的电能：W===×105J=7.35×105J，∵P=，∴电磁炉工作时间：t===735s；由电能表铭牌可知，每消耗1kW•h=3.6×106J电能，电能表转盘转过2000转，电能表转过的圈数：