专题14 电热 电热综合计算类-中考物理计算题专题提升培优练

专题14 电热学 电热综合计算

中考物理计算题专题提升培优练

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、计算题

1．如图所示是某款电养生壶铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：

（1）电养生壶正常工作的电阻；

（2）在标准大气压下，将质量为1kg初温是20℃的一壶水烧开需要吸收的热量为多少；[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（3）当电养生壶的实际电压为110V时，它的实际功率。

【答案】（1）44Ω；（2）3.36×105J；（3）275W

【详解】解：（1）根据可知，电养生壶正常工作的电阻为

（2）在标准大气压下，水的沸点为100℃，将质量为1kg初温是20℃的一壶水烧开需要吸收的热量为

（3）当电养生壶的实际电压为110V时，它的实际功率为

答：（1）电养生壶正常工作的电阻为44Ω；

（2）在标准大气压下，将质量为1kg初温是20℃的一壶水烧开需要吸收的热量为3.36×105J；

（3）当电养生壶的实际电压为110V时，它的实际功率为275W。

2．近日，全国各地迎来了持续降温降雨的天气。对于有车一族的伙伴们来说，每每遇上降雨天气，汽车后视镜上往往会有不少的水珠，使得后视镜无法正常使用，从而影响了后方的视野。如图甲所示是某型号的丰田汽车，该车的倒后镜有三个档位可调节，分别对应的防雾、除雨露、除冰霜三种功能，需要的热量依次增多，图乙是其原理图。已知车载电源电压为12V，电热丝电阻分别为R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，求：

（1）旋钮拧到第几档时为防雾档，此时连入电路中的总电流为多少A；

（2）旋钮拧到第2档时，此时电路的总功率为多少W；

（3）旋钮拧到第3档时，工作10min电路产生的热量为多少J。

【答案】（1）第1档，0.3A；（2）4.8W；（3）4320J

【详解】解：（1）当R₃接旋钮开关1挡位时，R₁与R₃串联，属于防雾档，此时电路中的总电阻

R=R₁+R₃=10Ω+30Ω=40Ω

此时连入电路中的总电流为

（2）旋钮开关接2挡位时，R₃连入电路，属于除雨露档，此时电路中的电流

此时电路的总功率为

（3）当旋钮开关解3挡位时，R₂接入电路，属于除冰霜挡位，电路消耗的总功率

工作10min电路产生的热量为

答：（1）旋钮拧到第1档时为防雾档，此时连入电路中的总电流为0.3A；

（2）旋钮拧到第2档时，此时电路的总功率为4.8W；

（3）旋钮拧到第3档时，工作10min电路产生的热量为4320J。

3．小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头，如图经过测试正常工作时进水温度为20℃，出水温度为45℃，30s内的出水质量为0.8kg。已知，求：

（1）水吸收的热量；

（2）电热水龙头的热效率。

【答案】（1）8.4×104J；（2）87.5%

【详解】解：（1）水吸收的热量为

Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×（45℃-20℃）=8.4×104J

（2）消耗的电能为

W=Pt=3200W×30s=9.6×104J

电热水龙头的加热效率为

答：（1）水吸收的热量是8.4×104J；

（2）电热水龙头的热效率是87.5%。

4．某台灯内部电路如图所示，输入电压U恒为12V，灯泡L规格为“10V，8W”，调节电阻R使灯泡正常工作。求：

（1）此时电阻R的阻值；

（2）工作1min电阻R产生的热量。

【答案】（1）2.5Ω；（2）96J

【详解】解：由图可知，灯泡与调节电阻R串联。

（1）当灯泡正常工作时，灯泡两端的电压

根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压

由可知，通过灯泡的电流

根据串联电路的电流特点可知，通过R的电流

由可知

（2）工作1min电阻R产生的热量

答：（1）此时电阻R的阻值为2.5Ω；

（2）工作1min电阻R产生的热量为96J。

5．如表为某电热水壶的参数。它正常工作5min，能把1kg的水从10℃加热到70℃。求

（1）水吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg•℃）]

（2）电热水壶正常工作时的电流；

（3）电热水壶正常工作5min所消耗的电能；

（4）电热水壶的效率。（结果保留整数）

【答案】（1）2.52×105J；（2）5A；（3）3.3×105J；（4）76%。

【详解】解：（1）水吸收的热量

（2）由表中数据可知

，

由可得，电饭锅正常工作时电流

（3）由可得，电饭锅正常工作5min产生的热量

（4）电热水壶的效率为

答：（1）水吸收的热量为2.52×105J；

（2）电热水壶正常工作时的电流为5A；

（3）电热水壶正常工作5min所消耗的电能为3.3×105J；

（4）电热水壶的效率为76%。

6．悠悠洙泗水，煮一杯淡茶，清香沁心脾，宁静而致远。小帆同学购买了一款养生壶，该壶采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。图是某品牌养生壶简化电路图。[，]

（1）养生壶处于高温挡工作时，求电路中电流的大小；

（2）求的阻值；

（3）求的阻值；

（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，水吸收了多少热量；

（5）小帆测量发现：用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开需要的时间为525秒，求高温挡时加热效率。

【答案】（1）4A；（2）；（3）；（4）；（5）

【详解】解：（1）由得，养生壶处于高温挡工作时，电路中电流

（2）由图得，当开关S1闭合，开关S2节触点B时，电路中R1与电阻R2并联，电路中电阻最小，由可知电路为高温档，当开关S1闭合，开关S2节触点A时，电路中只有R1工作，电路为中温档；当开关S1断开，开关S2节触点A时，电路中R1与电阻R2串联，电路中电阻最大，为低温档，则的阻值

（3）由得，低温档电路的总阻值

的阻值

（4）由得，一壶水的质量为

烧开一壶水吸收的热量

（5）烧开一壶水消耗的电能

高温挡时加热效率

答：（1）养生壶处于高温挡工作时，电路中电流的大小4A；

（2）的阻值；

（3）的阻值；

（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，水吸收了热量；

（5）高温挡时加热效率。

7．在这次新冠肺炎抗疫战中，中医药为诊疗发挥了积极作用，成为抗疫“中国方法”的重要组成部分。小明对家里的电中药壶进行观察，并用水替代中药进行了相关研究。收集和记录数据如下表。请你结合他的调查研究，完成下列问题。

小明了解到电中药壶内部的电路图如图所示；

（1）求电中药壶内部一个发热电阻的阻值；

（2）请根据小明的记录，计算出水吸收的热量；

（3）用高温挡加热5min电中药壶消耗的电能。

【答案】（1）88Ω；（2）2.52×105J；（3）3.3×105J

【详解】（1）高温挡时，两电阻并联，由可得，R1、R2并联后的总电阻为

由于R1、R2阻值相等，所以

R1=R2=2R并=88Ω

（2）2kg的水加热到50℃，吸收的热量为

（3）高温挡加热5min电中药壶消耗的电能为

答：（1）电中药壶内部一个发热电阻的阻值是88Ω；

（2）请根据小明的记录，水吸收的热量为2.52×105J；

（3）用高温挡加热5min电中药壶消耗的电能为3.3×105J。

8．小明家使用的电饭煲部分参数如下表所示，其简化电路如图所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），现将质量为1kg，初温为20℃的水加热至100℃，已知水的比热容为，求：

（1）水吸收的热量；

（2）若利用电饭煲高温挡烧水，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间；

（3）电阻R2的阻值。

【答案】（1）3.36×105J；（2）420s；（3）939.5Ω

【详解】解：

（1）水吸收的热量

（2）因为电流通过电饭煲做功，消耗的电能等于水吸收的热量

从表中可知，电饭煲高温挡的电功率为800W，根据可得，加热时间

（3）当开关S接2时，只有电阻R1接入电路，电饭煲处于高温挡，R1的阻值为

当开关S接1时，电阻R1与R2串联接入电路，电饭煲处于低温挡，电路总电阻为

所以

答：（1）水吸收的热量为；

（2）若利用电饭煲高温挡烧水，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要420s；

（3）电阻R2的阻值为。

9．小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg、初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤＝4.0×103J/（kg•℃）求：

（1）汤需要吸收的热量；

（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？

（3）R2的阻值为多少？

【答案】（1）为3.2×105J；（2）800s；（3）879Ω

【详解】解：（1）由可知，汤吸收的热量为

（2）由可知，在不考虑热损耗的情况下，电饭煲高温煲汤时需要的时间为

（3）由图乙可知，当开关S连接触点2时，仅电阻R1接入电路，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最大，为高温挡；由电功率变形式

可知，电阻R1的阻值为

由图乙可知，当开关S连接触点1时，电阻R1和R2串联接入电路，电路总电阻大，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最小，为低温挡；由可知，电阻R1和R2的总电阻为

故R2的阻值为

答：（1）汤需要吸收的热量为3.2×105J；

（2）高温挡煲汤需要的时间为800s；

（3）R2的阻值为879Ω。

10．如图甲所示是一款家用可调温果汁加热鼎，内部有R1、R2两个加热电阻，其中R1是滑动变阻器改装成的可调电阻，S为单刀多掷开关。当开关接1时，加热鼎处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热鼎处于可调温挡，可调功率范围为220~1100W；当开关接3时，加热鼎不工作。果汁比热容取4.0×103J/(kg⋅℃)。求：

（1）加热鼎保温时电路中的电流；

（2）请在如图乙所示的虚线框内画出加热鼎的内部电路简图；

（3）加热电阻R2的阻值；

从A、B两题中任选一题作答；

A．（4）加热鼎用最大功率对1kg的果汁加热2min可使果汁的温度升高30℃，则此时的加热效率（计算结果保留到1%）；

B．（5）不计热量损失，加热鼎用最大功率对1kg的果汁加热2min，果汁升高的温度。

【答案】（1）1A；（2）（3）44Ω；（4）91%；（5）33℃

【详解】解：（1）由于果汁加热鼎的保温时功率是220W，由P=UI可知，电路中的电流

（2）内部有R1、R2两个加热电阻，其中R1是滑动变阻器改装成的可调电阻，S为单刀多掷开关。当开关接1时，加热鼎处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热鼎处于可调温挡，可调功率范围为220~1100W；保温挡功率与最小加热功率相等，说明接1时两个电阻是串联，接2时变阻器改变电阻；接3时是断路，据此设计电路如下：

（3）由于果汁加热鼎的最大功率是1100W，加热器最大功率时，滑片在最右端，只有加热电阻R2接入电路，根据知加热电阻R2的阻值为

（4）加热鼎用最大功率对1kg果汁加热2min消耗的电能为

W=P大t=1100W×2×60s=1.32×105J

果汁的温度升高30℃吸收的热量为

Q吸=cmΔt=4.0×103J/(kg⋅℃)×1kg×30℃=1.2×105J

加热器的效率为

（5）加热鼎用最大功率对1kg果汁加热2min，消耗的电能

W最大=P大t=1100W×2×60s=1.32×105J

由于不计热量损失，果汁吸收的热量

Q吸=W最大=1.32×105J

由Q吸=cmΔt可知，果汁升高的温度

答：（1）加热鼎保温时电路中的电流是1A；

（2）如图见解答；

（3）加热电阻R2的阻值是44Ω；

（4）此时的加热效率91%；

（5）不计热量损失，加热鼎用最大功率对1kg的果汁加热2min，果汁升高的温度33℃。

11．现代家庭普遍安装了节能型燃气热水器，在一次用水过程中，将10kg的水从12℃加热到52℃。已知，q天然气＝4×107J/m3，此燃气热水器的加热效率为84%。求：

（1）水吸收的热量；

（2）此次加热水消耗的天然气的体积；

（3）若使用额定功率为2000W的电热水器，使10kg的水从12℃加热到52℃，需要正常加热的时间是多少min？（不计热量损失）

【答案】（1）1.68×106J；（2）0.05m3；（3）14min

【详解】解：（1）水吸收的热量

（2）由可知，天然气完全燃烧放出的热量

由可知，天然气的体积

（3）不计热量损失，使10kg的水从12℃加热到52℃，电热水器消耗的电能

由可知，电热水器加热的时间

答：（1）水吸收的热量为1.68×106J；

（2）此次加热水消耗的天然气的体积为0.05m3；

（3）若使用额定功率为2000W的电热热水器，使10kg的水从12℃加热到52℃，需要正常加热的时间是14min。

12．如图甲是小明家购买的某型号电热加湿器，乙是其内部的原理图，表格为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“抵挡”“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），R1在“低挡”状态与“高挡”状态正常工作时的功率之比是1:16。求：

（1）某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。将注水仓中水的温度升高20℃，水吸收的热量为多少？（c水=4.2×103J(kg·℃)）；

（2）加湿器处于低挡加热状态下的额定功率是多少W？

（3）小明关闭家中其他电器，单独让加湿器接在内图中的电能表上，加湿器在高挡加热状态下正常工作1.5min电能表转盘转了25转，则电能表上模糊不清的这个参数应该是多少r/kW·h？

【答案】（1）8.4×104J；（2）100；（3）2500r/kW·h

【详解】（1）根据Q吸=cmΔt可得，水吸收的热量为

(2)当开关位于3、4时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，由知，加湿器处于高温加热档，当开关位于2、3时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由知，加湿器处于低温加热档，由和题意知

即

即

由串联电路分压的特点可得

由可得

即

(3)由得

由得

即这个参数应该是2500r/kW·h。

答：(1)水吸收的热量为8.4×104J；

(2)加湿器处于低档加热状态下的额定功率是100W；

(3)电能表上模糊不清的这个参数应该是2500r/kW·h。

二、综合题

13．小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。

（1）这个月他家的用电量是 ______度；

（2）小林用一个标有“220V 5A”的电热水壶烧水，正常工作420s，电流产生的热量为 ______J；

（3）若这些热量全部被质量为5kg的水吸收，水的温度升高了 ______℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】     80     4.62×105     22

【详解】（1）[1]由于电能表读数时最后一位是小数，单位是kW•h，月初电能表的示数为786.9kW•h，月末电能表的示数为866.9kW•h，这个月消耗的电能

W＝866.9kW•h﹣786.9kW•h＝80kW•h＝80度

（2）[2]因电热水壶是纯电阻用电器，消耗的电能和产生的热量相等，所以，正常工作420s，电流产生的热量

Q＝W＝UIt＝220V×5A×420s＝4.62×105J

（3）[3]由Q＝cmΔt可得，这些热量全部被质量为5kg的水吸收后水升高的温度

14．阅读短文，回答问题。

电热毯

电热毯，又名电褥。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖的目的的取暖电器。除此以外，还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、广泛，功率一般在60~120W之间。电热毯是一种接触式电暖器具。普通型电热毯，使用的电热合金丝是直线状的，但更多的是呈螺旋状缠绕在耐热芯线上，外面涂覆一层耐热树脂，通电时即发出热量。电热毯按面积分为儿童型、单人型和双人型，按控温性能分为普通型和自动调温型。普通型不带控温元件，使用者可按需要接通或切断电源来控制温度；自动调温型带控温元件，能自动使电热毯处于预定的温度范围内。

（1）电热毯在工作过程中，将________能转化成________能；

（2）电热毯中使用的合金丝的电阻___________（选填“大于”“等于”或“小于”）与它同种长度和规格的导线的电阻，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于___________（选填“导体”“绝缘体”）；

（3）小明家电热毯的合金丝断了，他把合金丝接上后继续使用，一段时间后发现接头处烧焦了，这是因为接头处合金丝的电功率_________（选填“变小”“变大”或“不变”）；

（4）如图是电热毯工作时合金丝的电阻随温度变化关系的图像，正确的是________；

A． B．

C． D．

（5）如图是小明学习电学挡位知识后设计的高、中、低三个挡位电热毯的原理图，其中图中虚线框内有两处是电阻，一处是开关（S1），请你用元件符号将电路图补充完整________。

【答案】     电     内     大于     绝缘体     变大     D    

【详解】（1）[1][2]电热毯是利用电流热效应工作的，在工作过程中，消耗电能产生热量，将电能转化为内能。

（2）[3]电热毯中使用的合金丝与导线串联，通过的电流相同，由Q=I2Rt可知，合金丝是发热体，要在相同时间内产生较多的热量，其电阻应远远大于与它同种长度和规格的导线电阻。

[4]使用电热毯时为防止发生触电事故，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于绝缘体。

（3）[5]电热毯的合金丝断了，由导体的电阻跟长度、材料、横截面积有关，长度越短，电阻越小可知，他把合金丝接上后继续使用，合金丝的电阻变小了。一段时间后发现接头处烧焦了，由可知，这是因为接头处合金丝的电功率变大了。

（4）[6]电热毯的发热材料是金属丝，未通电时有电阻，通电后其阻值随温度的升高而增大，故D正确，ABC错误。

故选D。

（5）[7]电热毯有高、中、低三个挡位，实际功率不同，由可知，电压一定时，电阻越大，实际功率越小；电阻越小时，实际功率越大，则如下图所示电路：

处于低温挡时，接入电路中的电阻最大，两电阻串联接入电路；图1断开开关S1，开关S2处于a位置；图2断开开关S1，开关S2处于b位置。处于中温挡时，接入电路中电阻次之，接入一个电阻；图1图2都只闭合S1；处于高温挡时，接入电路中的电阻最小，两电阻并联接入电路；图1中闭合开关S1，开关S2处于b位置；图2中闭合开关S1，开关S2处于a位置。

15．如图图中是某品牌的电热水壶，其工作电路图如图乙所示，有加热和保温两个挡位，R1和R2均为电热水壶中的加热元件（R1、R2的阻不随温度变化），其铭牌如表所示。

（1）电烧水器是利用电流的______效应来工作的，使用时，应将电热水壶的插头插入______（选填“两孔”或“三孔”）插座；

（2）R2的阻值为多少 ？______

（3）加热正常工作5min产生的热量为多少J？______

（4）某天晚上小明仅将该品牌的电热水壶接入电路中，将一满盗水加热到沸腾，用时630s，他观察到家里如图丙所示的电能表表盘转动了105 圈，则当时的实际电压多大？（不考虑热量损失）______

【答案】     热     三孔     444Ω     3.63×105J     200V

【详解】解：（1）[1]电流通过电热水器的电热丝，电能转化为内能，这是电流的热效应；

[2]带有金属外壳的用电器应使用三孔插座，一旦外壳漏电，可以通过接地线把电流导入大地，避免触电。

（2）[3]由图可知，开关打到“2”时，R1工作，此时为加热档，加热功率为1210W，因此

开关打到“3时，R1与R2串联，为保温档， 保温功率为100W，则串联的总电阻为

故R2的阻值为

（3）[4]加热正常工作5min产生的热量为

（4）[5]电能表上所标600r/kW·h表示电路中每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转600转。转盘转105转，电热水壶消耗的电能为

S与触点“1”连接时，电路中只有R1工作，为加热挡，由可得                       

16．阅读短文，回答文后问题。

热阻

当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递．热传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中 λ 称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料，如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1，另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），所以在墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。

（1）发生热传导的条件是相互接触的物体之间存在________；

（2）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中________；

A．电流          B．电压          C．电阻       D．电功率

（3）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手．由此可知铜和塑料的导热系数大小：λ铜 _______λ塑料（填“>”“<”或“=”）；

（4）如图所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为_________。

【答案】     温度差     B     >    

【详解】（1）[1]由题中信息可知，当物体和物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递，故热传递的条件是有温度差。

（2）[2]电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

（3）[3]铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手，说明塑料的传热性能差，根据题意知：导热系数越大，热阻越小，导热能力越强，所以，铜的导热系数大于塑料的导热系数，即

（4）[4]墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所以，墙壁正中间处的温度为