初中物理二 电功率课时练习

这是一份初中物理二 电功率课时练习，共8页。试卷主要包含了2×103 J/〕，4 Ω等内容，欢迎下载使用。

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0.9×103 kg/m3,c色拉油取1.97×103 J/(kg·℃)〕
2.小泽家有一新型电热足浴器,其额定电压为220 V,额定功率为1 210 W,容积为7 L。
(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5 kg的水从20 ℃加热到40 ℃,水吸收的热量是多少?〔c水=4.2×103 J/(kg·℃)〕
(3)若此足浴器在额定电压下工作,需500 s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1 min内电能表的转盘转过50 r,求此时该足浴器两端的实际电压。
图Z-4-2
3.小红家某品牌电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 000 W。在标准大气压下,该电热水壶正常工作时将1.2 L、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=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/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“2 000 r/(kW·h)”的电能表转盘在2 min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1 kg的水和少量豆子制作豆浆,设电源电压为220 V且恒定不变,不计导线的电阻。
表13-3
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1 kg的水从20 ℃加热到64 ℃需要吸收的热量〔c水=4.2×103 J/(kg·℃)〕。
(4)本次制作豆浆共计用了9 min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=0.9×103 kg/m3×400×10-6 m3=0.36 kg。
(2)色拉油吸收的热量Q吸=c色拉油mΔt=1.97×103 J/(kg·℃)×0.36 kg×(70 ℃-20 ℃)=3.546×104 J。
(3)由P=Wt可得,电加热器消耗的电能W=Pt=100 W×591 s=5.91×104 J,则电加热器的效率η=Q吸W=3.546×104 J5.91×104 J=60%。
答案 (1)0.36 kg (2)3.546×104 J (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=(220V)21 210W=40 Ω。
(2)水吸收的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×105 J。
(3)电热足浴器在额定电压下工作500 s消耗的电能W=Pt=1 210 W×500 s=6.05×105 J,电热足浴器的加热效率η=QW=4.2×105 J6.05×105 J≈69.4%。
(4)由题图可知,电能表上标有3 000 r/(kW·h)字样,让电热足浴器单独工作,在1 min内电能表的转盘转过50 r,则电热足浴器1 min内消耗的电能W'=13 000 kW·h×50=160 kW·h=6×104 J,由W=U2Rt得,此时该电热足浴器两端的实际电压U实=W'Rt'=6×104 J×40Ω60s=200 V。
答案 (1)40 Ω (2)4.2×105 J (3)69.4%
(4)200 V
3.解析 (1)该电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1 000 W,根据P=UI=U2R可得,电热水壶正常工作时的电阻
R=U2P=(220V)21 000W=48.4 Ω。
(2)该电热水壶中水的体积
V=1.2 L=1.2 dm3=1.2×10-3 m3
由ρ=mV可得,水的质量
m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×1.2×10-3 m3=1.2 kg
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)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(100 ℃-20 ℃)=4.032×105 J
电热水壶的加热效率η=QW=QPt
则烧开这壶水需要的时间
t=QηP=4.032×105 J90%×1 000W=448 s。
(3)2 000 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h 的电能,电能表的转盘转2 000 r,则电能表转盘在2 min内转了60转,电热水壶消耗的电能
W=602 000 kW·h=3100 kW·h
此电热水壶的实际功率
P=Wt=3100 kW·h260 h=0.9 kW=900 W。
答案 (1)48.4 Ω (2)448 s (3)900 W
4.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=4 A。
(3)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(64 ℃-20 ℃)=1.848×105 J。
(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=1.848×105 J70%=2.64×105 J
由P=Wt可得,加热器单独工作的时间
t=WP加=2.64×105 J880W=300 s=5 min
因此加热器和电动机同时工作的时间
t'=9 min-5 min=4 min
则加热器和电动机同时工作消耗的电能
W'=P总t'=(880 W+120 W)×4×60 s=2.4×105 J
本次制作豆浆共消耗的电能
W总=W+W'=2.64×105 J+2.4×105 J=5.04×105 J。
答案 (1)见解析 (2)4 A (3)1.848×105 J
(4)5.04×105 J豆浆机铭牌
最大容积
2 L
额定频率
50 Hz
额定电压
220 V
加热器功率
880 W
电动机功率
120 W