最新中考物理常考计算题经典模型练习 专题03 电能与内能转化的电、热效率计算问题 -【常考必刷】

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第二轮复习时应打破章节的限制，完善并梳理初中物理知识结构，找出知识点之间的内在联系，要使前后知识联系起来，系统巩固知识，形成一个由知识点到知识面、最后到知识网络的综合体，使复习具有系统性。具体可以从以下几点进行专题复习：
1、按照知识点可以将初中物理分成力、热、声、光、电等版块，用知识树的形式把每个版块涉及的内容展现出来，建立相对独立的知识体系。
2、按照中考题目类型，可以分为选择、填空、实验探究(包括操作实验)、计算、信息综合等专题，进行专门练习，体会每种题型常见解题方法，使复习纵横交错。
3、通过对某些特殊知识点的深挖细究，达到对某一类知识或某一专题的融合、深化。
专题03 电能与内能的转化模型
1．某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V，热水箱容量为1kg。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：
（1）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（2）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能与R2的阻值；
（3）若将水箱内装满20℃的水，加热5min温度升高到86℃。求该电热饮水机的加热效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2．我国三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，2020年累计发电量超过1千亿度，如果就按1千亿度(kW·h)计算，相当于一座年消耗6×1010kg标准煤的火力发电站所发的电量。
（1）假设标准煤的热值为3×107J/kg，完全燃烧6×1010kg标准煤能放出多少热量？
（2）以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排7.5×1010m3的二氧化碳气体，这些气体的质量是多少kg？（通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3）
（3）请你根据本题中的数据，计算火力发电的效率（用符号E表示电能）？
3．图甲是某款具有高温、低温两挡的电热饭盒，图乙为其内部简化电路的一部分，R1、R2均是加热电阻，且R2＝3R1。请你解答：
（1）在图乙合适的虚线框内分别填入加热电阻R1、R2和导线的元件符号，使开关S接2时电路的电功率为接1时的4倍；
（2）若电路中只使用该电热饭盒，加热1kg面条使其温度升高40C。如图丙所示，电能表的脉冲指示灯闪烁了125次，则这个电热饭盒加热的效率是多少？[c面条＝2.5×103J/(kg℃)]
4．如图甲所示，汽车的玻璃上结了厚厚的一层霜。为此汽车挡风玻璃内安装了可加热的电热丝，通电后可将玻璃升温去霜。如图乙是其简化的电路图，电源电压为12V，R1、R2为加热电阻丝，R2=2.4Ω。电路有加热和保温两个挡位，其加热挡功率为120W。已知汽车后挡风玻璃的质量为10kg，用加热挡给玻璃加热时，1000s可以使玻璃的温度从℃升高到5℃。【】求：
（1）1000s内玻璃吸收的热量；
（2）给玻璃加热过程中，电能转化为玻璃的内能的效率；
（3）保温挡的功率。
5．如图所示为一款电加热鼠标垫，其质量为200g，可以在冬季暖手，也可以伏在桌面暖暖的睡午觉。该鼠标垫标有“220V 50W”，正常工作200秒，可以使鼠标垫的温度由20℃升高到40℃。[c鼠标垫=2×103J/（kg·℃）]求：
（1）鼠标垫的温度由20℃升高到40℃吸收的热量；
（2）电加热鼠标垫加热过程中，电能转化为内能的效率；
（3）若要使电热鼠标垫正常工作时的总功率降为20W，则需要在鼠标垫内再串联一个多大的加热电阻。
6．如图电磁炉是种新型炊具，它具有加热快，效率高，节能环保，使用方便等特点，其热效率极高且加热均匀，烹调迅速，节能省电。小华在一次课外活动中，对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了有关数据，如下表：请你就他在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题：
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）加热5min，水所吸收的热量？
（2）电磁炉工作5min消耗的电能？电能转换为内能的效率？
（3）电磁炉的实际功率和实际电压（假设电阻丝的电阻不变）？
7．下图为某品牌电热水壶，电热水壶铭牌如表，现将一满壶初温为20℃的水烧开，求：
（1）水需要吸收多少热量？
（2）烧开这壶水时，记录标有3000r/kW·h的电能表转盘转动了600转，电热水壶烧水的热效率？
8．王凯同学学习了电功率相关知识后，想通过所学知识测量家中电热水壶的能效情况。他暂时停用家中其他用电器，仅使用电热水壶给水加热至沸腾，加热前、后他分别记录了家用电能表对应的示数情况如图。实验中，壶中装有质量为1 kg，初温为20 ℃的水。求：［c水＝4.2×103 J/（kg·℃）］
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶的效率。
9．冬天，一杯热茶放着很快就会变凉，喝了会很不舒服，某厂家为此专门设计了一款如图甲所示是保温茶座，此保温茶座设定恒温为60℃的最佳温度，它是专为茶水、咖啡、牛奶等需要热饮特点的饮品而研制的配套用具，是简易杯、牛奶杯、咖啡杯等杯具的最佳保温配套产品。使用时，将杯子底放于保温茶座中间，按下保温茶座侧面的电源开关，电源指示灯亮，保温茶座进入工作状态。图乙是此保温茶座的内部电路图，下表是此保温茶座的技术参数。
（1）发热板正常工作时的电阻是多少？
（2）若指示L规格为“5V，0.02W”，则指示电路的功率为多大？
（3）根据测算，茶具在工作时平均每分钟散失的热量相当于50g的水降低2℃所放出的热量，则每分钟茶具损失多少热量？正常工作时该茶具的热效率是多少？（指示电路消耗的电能忽略不计）
10．图甲为小阳家的电热水瓶，图乙是其电路原理图，R1和R2为阻值不变的电热丝，R1=44Ω，R2=1166Ω，S1为温控开关，可以实现“加热”和“保温”态的转换。为了测量电热水瓶的实际电功率，小阳找来了一块标有“2000revs/（kW·h）”字样的电能表，在电热水瓶中加入1L温度为20°C的水后，把它单独通过电能表接入家庭电路中，将水加热到56°C，用了3.5min。小阳根据电能表的参数和转盘转数，计算出电热水瓶的实际电功率为900W（水的比热容c水=4.2×103J/（kg·°C））。求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水瓶正常工作时保温功率是多少？
（3）在给水加热的过程中，电能表的转盘转了多少转？
（4）电热水瓶的加热效率是多少？
11．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示某家用电中药壶，右表是其铭牌，猛火挡额定功率字迹已被磨损；工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。。
（1）判断A灯是红灯还是绿灯；
（2）求电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功；
（3）猛火档的额定功率；
（4）当把家中的其他用电器都与电源断开，在标准大气压下用猛火挡将1kg的10℃药液加热至沸腾（药液的沸点与水相同），标有“1200r/kW•h”字样的电能表转过150转。求此电中药壶的加热效率。【药液的比热容为4.0×103J/（kg·℃）】
12．如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W，已知c水=4.2×103J/(kg·°C)。求：
（1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率；
（2）电蒸锅正常工作时电阻R2的阻值；
（3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75°C需要消耗多少电能？
（4）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量电蒸锅的实际加热功率。电能表上标有“1200r/(kW·h)”字样，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电蒸锅接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，则电蒸锅的实际加热功率是多大？
13．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。
14．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内水加热。如图是某款养生壶及其铭牌。养生壶正常工作4min，可将一壶1kg、初温为20℃的水加热至70℃，求：
（1）养生壶正常工作2min所消耗的电能；
（2）水从20℃加热至70℃吸收的热量；
（3）养生壶的加热效率[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
15．如图甲是某班的电热饮水机，其简化电路图如图乙所示。它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示。
（1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？水的比热容，当地气压为1标准大气压
（2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少？
（3）饮水机正常加热时，电路中的电流是多少？
（4）电热丝R2的阻值是多少？
16．在物理实践活动中，小青同学为了判断家中电饭锅的加热状态正常工作时电热转化效率是否达到行业规定的标准80%，首先了解电饭锅的结构和功能，说明书如表；接着，用电子秤称出水的质量为0.5kg，通电后调节为加热状态，当水温从20℃升高到100℃时，用时210s；在保温状态工作时，断开家中其它用电器，发现家中3000imp/(kW·h)的电能表指示灯在60s内闪2次。已知电热丝电阻不随温度变化，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)。请你解答：
（1）加热过程中水吸收的热量。
（2）计算说明该电饭锅的热效率是否达到标准。
（3）在虚线框内将电饭锅内部的电路补充完整。
（4）保温状态工作时消耗的电能和实际功率。
观察对象
有关记录和相关活动
观察电磁炉铭牌
U额=220V；P额=1000W
观察电能表的铭牌
220V10（40）A2000r/（kW•h）
用电磁炉加热一壶水（水的质量m=2kg，初温t=30℃）
关闭家里其他用电器，只将电磁炉接入电路烧水观察电能表表盘在5min内转了135r，此时用温度计测得的水温为50℃
XX牌电热壶
额定电压
220V
额定功率
1210W
频率
50Hz
热水壶容量
2.0L
型号
额定电压
220V
发热板额定功率
20W
XX牌电药壶
额定电压
220V
额定功率
猛火挡
XXXW
文火挡
200W
水箱容量
1L
额定电压
220V
加热时额定功率
880W
型号：CH-M16
额定电压：220V
频率：50Hz
额定功率：1000W
容量：1.2L
额定电压
220V
额定功率
加热功率
2200W
保温功率
440W
容量
2.5L
工作状态
开关情况
额定功率
工作电阻
加热
S1、S2均闭合
1000W
R0
保温
只闭合S1
48.4W
R、R0