教科版九年級(jí)物理上冊(cè)專項(xiàng)突破提升檢測(cè)(三)電熱綜合計(jì)算含答案

專項(xiàng)突破提升(三)電熱綜合計(jì)算(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)【類型1】電熱綜合問(wèn)題1．(10分)如圖所示電路中，電源電壓恒為9V，燈泡L規(guī)格為“6V3W”(燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化)。閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡L正常工作。求：第1題圖(1)電阻R的阻值；(2)燈泡L工作5min消耗的電能及電阻R產(chǎn)生的熱量。解：(1)由電路圖可知，燈泡L與電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡L兩端的電壓，閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡L正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和P＝UI可得，此時(shí)電路中的電流I＝IR＝IL＝P額U額因?yàn)榇?lián)電路電源電壓等于各用電器兩端電壓之和，所以電阻R兩端電壓UR＝U－U額＝9V－6V＝3V，由歐姆定律得，電阻R的阻值R＝URIR(2)由P＝WtW電能＝P額t＝3W×5×60s＝900J，電阻R5min產(chǎn)生的熱量Q＝IR2Rt＝(0.5A)2×6Ω×52．(12分)如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣(燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化)。當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，小燈泡L恰好正常發(fā)光；當(dāng)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí)，電流表的示數(shù)為0.8A。求：第2題圖(1)只閉合S1時(shí)，電流表的示數(shù)；(2)R0的阻值；(3)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí)，通電1min電路產(chǎn)生的總熱量。解：(1)只閉合S1時(shí)，只有小燈泡L接入電路且小燈泡L正常發(fā)光，所以電源電壓U＝UL＝6V，由P＝UI可得，電流表的示數(shù)即小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IL＝PLUL＝(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R0與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以通過(guò)L的電流不變；因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過(guò)R0的電流IR＝I－IL＝0.8A－0.5A＝0.3A，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以由I＝UR可得R0R0＝UIR＝(3)該電路為純電阻電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，通電1min電路產(chǎn)生的總熱量Q＝W＝UIt＝6V×0.8A×60s＝288J?！绢愋?】電熱計(jì)算圖像問(wèn)題3．(5分)(2023·南充中考)如圖所示為電阻R1和R2的I-U圖像，下列說(shuō)法正確的是(D)第3題圖A．R2的阻值為10ΩB．兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶4C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為1∶2D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1min，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量與電流通過(guò)R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2解析：由圖像可知，R2兩端電壓為1V時(shí)，通過(guò)R2的電流為0.2A，則R2的阻值R2＝U2I2＝1V0.2A＝5Ω，R1兩端電壓為2V時(shí)，通過(guò)R1的電流為0.2A，則R1的阻值R1＝U1I1＝2V0.2A＝10Ω，故A錯(cuò)誤；兩電阻串聯(lián)的總阻值R串＝R1＋R2＝10Ω＋5Ω＝15Ω，兩電阻并聯(lián)的總阻值R并＝R1R2R1+R2＝10Ω×5Ω10Ω+5Ω＝103Ω，則兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶2，故B錯(cuò)誤；將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，由串聯(lián)分壓特點(diǎn)可得，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比U1U2＝R4．(12分)某家用電熱水壺有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡(jiǎn)化示意圖如圖甲所示，其中R1和R2均為阻值不變的發(fā)熱電阻。某次使用該電熱水壺?zé)倪^(guò)程中，電熱水壺的電功率隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。求：(1)該電熱水壺加熱和保溫時(shí)的電流之比；(2)電阻R2的阻值；(3)給1.2kg的水加熱，使水溫從20℃升高至80℃，該電熱水壺的工作效率為90%，需要加熱的時(shí)間。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]第4題圖解：(1)由P＝UI可知，電壓不變時(shí)，電流之比等于電功率之比，即I熱∶I溫＝P熱∶P溫＝1600W∶400W＝4∶1。(2)由題圖甲可知，S接1時(shí)電熱水壺處于加熱擋，則電阻R1的阻值R1＝U2P熱S接2時(shí)電熱水壺處于保溫?fù)?，則電阻R2的阻值R2＝U2P溫－R1(3)1.2kg的水溫度從20℃升高至80℃吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(80℃－20℃)＝3.024×105J，由Q吸＝ηQ＝ηP熱t(yī)加，則需要加熱的時(shí)間t加＝3.024×10【類型3】高溫?fù)?、低溫?fù)鯁?wèn)題5．(16分)空氣炸鍋因其烹制的食物脂肪含量低、美味酥脆、無(wú)油煙味，深受廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌的空氣炸鍋，其發(fā)熱元件為兩個(gè)電阻，R1＝50Ω，R2＝200Ω，額定工作電壓為220V，內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化為圖乙所示電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，開(kāi)關(guān)S接b端時(shí)為高溫?fù)酰划?dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)為中溫?fù)?。求：?題圖(1)在中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，通過(guò)電阻R2的電流；(2)在高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電阻R1、R2消耗的總功率；(3)若用此空氣炸鍋加工薯?xiàng)l，原料薯?xiàng)l溫度為20℃，炸熟至少需要達(dá)到170℃，一次炸熟200g薯?xiàng)l需要吸收的熱量；[c薯?xiàng)l＝3.63×103J/(kg·℃)](4)若使用空氣炸鍋高溫?fù)跬瓿?3)中所述烹制，空氣炸鍋電能轉(zhuǎn)化為熱能的效率為75%，烹制一次薯?xiàng)l需要的時(shí)間。解：(1)空氣炸鍋在中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，通過(guò)電阻R2的電流I2＝UR2＝(2)在高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)電阻R1、R2并聯(lián)，電阻R1、R2消耗的總功率P＝P1＋P2＝U2R1(3)一次炸熟200g薯?xiàng)l需要吸收的熱量Q＝c薯?xiàng)lmΔt＝3.63×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(170℃－20℃)＝1.089×105J。(4)若使用空氣炸鍋高溫?fù)跬瓿?3)中所述烹制，由W＝Pt和η＝QW可知，烹制一次薯?xiàng)l需要的時(shí)間t＝QPη＝6．(12分)如圖甲所示是一款電煮壺，為了保留藥膳的營(yíng)養(yǎng)，可以把被加熱的藥膳放到燉盅里加熱。如圖乙所示是其簡(jiǎn)化電路圖，R1、R2均為發(fā)熱電阻，且R1＝R2。電煮壺有加熱和保溫兩個(gè)擋位，加熱擋的功率為1000W。求：第6題圖(1)電煮壺保溫?fù)醯墓β剩?2)燉盅內(nèi)0.5kg的藥膳溫度升高80℃，藥膳吸收的熱量；[c藥膳＝4×103J/(kg·℃)](3)若不計(jì)熱量損失，壺中的水和藥膳總共吸收6×105J的熱量，用加熱擋加熱需要的時(shí)間。解：(1)由圖乙可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、旋鈕開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻較小，總功率較大，為加熱擋，由P＝UI＝U2R可得，RR2＝U2P加熱當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、旋鈕開(kāi)關(guān)接1時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路的總電阻較大，總功率較小，為保溫?fù)?，因串?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，且R1＝R2，所以電煮壺保溫?fù)醯墓β蔖保溫＝U2R1(2)藥膳吸收的熱量Q＝c藥膳mΔt＝4×103J/(kg·℃)×0.5kg×80℃＝1.6×105J。(3)不計(jì)熱量損失，消耗的電能W＝Q吸＝6×105J，由P＝Wtt＝WP加熱＝【類型4】銘牌問(wèn)題7．(8分)某電熱水壺銘牌的部分信息見(jiàn)表所示。該電熱水壺正常工作時(shí)，把1kg水從20℃加熱到100℃用時(shí)7min。c水＝4.2×103J/(kg·℃)，求：型號(hào)××額定電壓220V額定功率1000W頻率50Hz(1)水吸收的熱量；(2)電熱水壺的熱效率。解：(1)水吸收的熱量Q＝c水m(t1－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－20℃)＝3.36×105J。(2)電熱水壺消耗的電能W＝Pt＝1000W×7×60s＝4.2×105J，電熱水壺的熱效率η＝QW×100%＝3.36×108．(12分)(2024·佛山三模)某校師生為自制一臺(tái)電烘箱而設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化電路如圖所示，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表所示，R1、R2均為電熱絲且電阻值恒定。求：(1)電熱絲R1、R2的阻值；(2)電烘箱在低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，5min內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量；(3)在用電高峰期，電烘箱在高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率為1000W，此時(shí)的實(shí)際電壓。額定電壓220V正常工作電流高溫?fù)?.5A低溫?fù)?A第8題圖解：(1)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，根據(jù)P＝U2R可知此時(shí)總功率最大，電烘箱處于高溫?fù)?，由I＝UR可知，R1＝UI高＝開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，電烘箱處于低溫?fù)?，此時(shí)電路的總電阻R＝UI低＝因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以R2的阻值R2＝R－R1＝110Ω－40Ω＝70Ω。(2)電烘箱在低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，5min內(nèi)R2產(chǎn)生的熱量Q2＝I低2R2t＝(2A)2×70Ω×5×60s＝8.4×10(3)在用電高峰期，電烘箱在高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率為1000W，由P＝UI＝U2U實(shí)＝P實(shí)R19．(13分)一新款節(jié)能電火鍋的有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表所示(設(shè)電火鍋不同擋位的電阻和加熱效率均不變)。如圖甲所示為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲(R1＞R2)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電火鍋處于低溫?fù)酰划?dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電火鍋處于中溫?fù)?；?dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1和S2時(shí)，電火鍋處于高溫?fù)酢c水＝4.2×103J/(kg·℃)](1)電火鍋工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為能。(2)求電熱絲R2的阻值。(3)電火鍋正常工作時(shí)，用低溫?fù)踅o質(zhì)量為2kg、水溫為50℃的水加熱，經(jīng)10min水溫升高到60℃，求此過(guò)程中水吸收的熱量和電火鍋的工作效率。(4)電火鍋正常工作時(shí)，分別用低溫?fù)鹾透邷負(fù)踅o質(zhì)量為2kg的水加熱，繪制的水溫隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。請(qǐng)比較使用高溫?fù)踹€是低溫?fù)醺?jié)能。額定電壓/V電火鍋擋位額定功率/W220低溫400中溫550高溫950第9題圖解：(1)內(nèi)(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電火鍋處于中溫?fù)酰瑒t電熱絲R2的阻值R2＝U2P中(3)水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·