2015电与热计算
热、电、力综合计算专题(定稿)
热、电、力综合计算专题一、热学综合计算1.（2016.黔西南州）已知焦炭的热值为q＝3.0×107J/kg，0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的25%被温度为25℃的水吸收，则能使多少质量的水温度升高到75℃？（c水＝4.2×103J/（kg•℃）二、电、力、热综合计算1.（2011•泰州）如左图是一台常用的电热饮水机，下表是它的铭牌数据，如图是它的电路原理图，其中S是温控开关，R1是定值电阻，R2是加热电阻。
当S闭合时，饮水机处于加热（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃．需用时14min[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．求此加热过程中：①水吸收的热量；②饮水机的加热效率。
（3）求电阻R1的阻值（保温功率是指整个电路消耗的功率）。
进行自动控制。
小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。
3.（2015•毕节市）某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点。
下表是该电热水壶的铭牌。
求：（1）如图所示，小电动机将1.2L的水从桶中提升了0.5m，电动机对水做的功至少是多少？（g取10N/kg）（2）电热水壶在额定电压下工作时的电流（保留一位小数）（3）电热水壶正常工作时，将1.2L水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]（4）若（3）中的加热时间为7min，求电热水壶的热效率。
4.（2011.黔东南州）五一假期间，江华家新买了一台电热淋浴器，如图21所示。
待工人师傅安装后，他妈妈急忙充满水就要插到电路中使用，江华发现后说：“别慌！”接着他先看了电热淋浴器的铭牌(如下表)和家中的电能表(如图22所示)，然后又观察家中此时正在工作的用电器有：60W灯六只、150W电冰箱一台、300W洗衣机一台。
（1）请你帮他计算说明，此时电热淋浴器还能接入电路中同时使用吗？（2）江华家电热淋浴器正常工作时的电阻是多大？（3）当江华给电热淋浴器通电1小时后，观察到淋浴器上温度计示数由30℃上升到55℃。
热和电能的计算
热和电的计算姓名：_________________知识点：串联电路公式:____________________、____________________、____________________ 欧姆定律：____________________、____________________、____________________ 在以上公式中，求电阻、电流、时间基本都是在正常工作的家庭电路电压下求，即正常工作的电压220V ――――额定电压，正常工作的功率――――额定功率。
电能表：如右图，利用公式_______________可以求出接入电路的用电器的总功率为__________。
在家庭电路中，各用电器的总功率P 总=__________________。
习题： （2007）下表为某品牌电热水壶的铭牌。
设电热水壶工作时电阻不变，请根据铭牌上的参数，(2)将此壶接在110V 的电路中时的实际功率。
(3)若电流所做的功有80％转化为水吸收的热量，该壶正常工作时将一满壶20 ℃的水烧开需要多长时间?[1L=10-3m 3，C 水=4．2×103J ／(k·℃)]（2008）随着生活水平的提高，家电产品不断更新。
东东家购买了一台电热淋浴器（如图），该电热淋浴器的额定电压是220V，额定功率是2000W。
不计温度对电阻的影响，求：（1）电热淋浴器正常工作时的电流是多少？（保留一位小数）（2）若电热淋浴器正常工作30min，消耗电能多少K W·h？（3）正常工作时电热淋浴器消耗的电能有91％转化为桶内水吸收的热量，则正常加热30min可将30㎏的水温度升高多少？[c水= 4.2×103J/（㎏·℃）]（2010）小明家新安装了一台太阳能热水器，晴天用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，其铭牌相关数据如下表：（1）小明查阅资料得知，当地晴天平均1m2采光面在1h内接收的太阳能为2.1×106J。
小专题(五)电和热的综合计算
小专题（五） 电和热的综合计算01 专题概述)电和热的综合计算是山西省高中阶段教育学校招生考试试题物理部分的热门考点之一.一般是在最后一道计算中考查.这类试题通常以生活中某一用电器为载体，考查知识面较广，涉及：热量的计算、电学综合，有时还会结合压强、功和功率及机械效率的计算.解决此类问题要认真审题，准确把握题目中的关键词，正确挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系.如根据“电热器放出的热量全部被水吸收”，则有Q ＝I 2Rt ＝IUt ＝U 2Rt ＝cm Δt ；若已知加热效率η，则电热器放出的热量与水吸收的热量之间的关系有ηQ 放＝Q 吸.挡位问题的判断由公式P ＝U 2R 可知，电热器的电阻越小，其功率越大，挡位越高.（1）并联电路，接入的电阻越多，挡位越高；（2）串联电路，接入的电阻越多，挡位越低.02 专题训练) 类型1 铭牌类 1.（2018·山西百校联考二）如图甲所示是一则公益广告，浓浓的孝心透着社会主义核心价值观.小姬的爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙所示，电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图丙所示，求：问题一：指示灯亮代表相应加热功率，此时足浴器的工作电流；（计算结果保留一位小数）问题二：足浴器装入最大容量初温为22 ℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量； 问题三：上述加热过程耗时16 min ，该足浴器的加热效率.解：问题一：由图丙可以看出这时500 W 的指示灯亮，由P ＝UI 得，此时足浴器的工作电流： I ＝P U ＝500 W 220 V≈2.3 A 问题二：已知V 水＝5 L ＝5×10－3 m 3 由ρ＝mV可得，水的质量：m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m 3×5×10－3 m 3＝5 kg 水所吸收的热量：Q ＝cm Δt ＝4.2×103 J/（kg·℃）×5 kg ×（42 ℃－22 ℃）＝4.2×105 J 问题三：加热过程耗时16 min ，足浴器消耗电能： W ＝Pt ＝500 W ×16×60 s ＝4.8×105 J 足浴器的加热电效率： η＝Q W ＝4.2×105 J 4.8×105 J＝87.5% 2.（2016·山西）如图甲所示是小梦家新购买未拆封的电热水器，他发现包装箱上有一铭牌，如图乙所示.待电热器安装完毕注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水器工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘1 min 转了20圈，电热水器中的水从15 ℃升高到35 ℃用了40 min.请你结合包装箱上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息解决以下问题.[ρ水＝1.0×103 kg/m 3，g 取10 N/kg ，c 水＝4.2×103 J/（kg·℃）]问题一：铭牌上标有“堆码层数极限4”，指包装箱平放时最大堆放层数为4，超过则可能把最底层包装箱压坏.根据包装箱尺寸计算平放时底面积为0.6 m 2，如果在水平地面上整齐平放堆放4层装有电热水器的包装箱，求上面3层包装箱对最下层包装箱的压强；问题二：工人师傅把一个装有热水器的包装箱从地面匀速搬到10 m 高的小梦家，求工人师傅对包装箱所做的功；问题三：求电热水器中的水从15 ℃升高到35 ℃吸收的热量； 问题四：求电热水器的实际功率和加热效率. 解：问题一：最下层的包装箱受到的压力： F ＝G 总＝m 总g ＝3×20 kg ×10 N/kg ＝600 N它所承受的压强：p ＝F S ＝600 N0.6 m 2＝1 000 Pa问题二：包装箱的重力：G ＝m 1g ＝20 kg ×10 N/kg ＝200 N 工人师傅对包装箱所做的功：W ＝Gh ＝200 N ×10 m ＝2 000 J问题三：由ρ＝m V可得，水的质量：m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m 3×50×10－3 m 3＝50 kg水吸收的热量：Q 吸＝c 水m 水Δt ＝4.2×103 J/（kg·℃）×50 kg ×（35 ℃－15 ℃）＝4.2×106 J问题四：已知转盘1 min 转了20圈，电热水器中的水从15 ℃升高到35 ℃用了40 min ，消耗电能： W ＝20×40×1600 kW·h ＝43 kW·h ＝43×3.6×106 J ＝4.8×106 J电热水器的实际功率P ＝W t ＝4.8×106 J40×60 s ＝2 000 W加热效率η＝Q 吸W ＝4.2×106 J4.8×106 J＝87.5%类型2 挡位类 3.（2015·山西）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字.现在市面上流行如图1所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示.R 1和R 2均为电热丝，S 是自动控制开关.把电饭锅接入220 V 的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2乙所示.问题一：求电热丝R 2的阻值（计算结果保留一位小数）； 问题二：这个电饭锅在0～15 min 把质量为1.1 kg 的米饭由20 ℃加热到100 ℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率[c 米饭＝4.2×103 J/（kg·℃）].解：问题一：当开关S 闭合时，电路中只有R 2工作，此时电路电流最大，从图乙可知通过R 2的电流I ＝3 A根据I ＝U R 可得，R 2的电阻：R 2＝U I ＝220 V3 A＝73.3 Ω问题二：米饭吸收的热量：Q ＝c 米饭m Δt ＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.1 kg ×（100 ℃－20 ℃）＝3.696×105 J 由W ＝UIt 得，0～15 min 消耗的电能：W 总＝W 1＋W 2＝UI 1t 1＋UI 2t 2＝220 V ×3 A ×10×60 s ＋220 V ×2 A ×5×60 s ＝5.28×105 J 电饭锅加热的效率： η＝Q W 总＝3.696×105 J 5.28×105 J＝70%4.（2017·苏州）如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S 可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R 1、R 2是发热电阻，热水器主要参数如下表.[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]额定电压 220 V容积 30 L 加热功率2 000 W保温功率800 W（1）开关S 跳至 b 触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为 30 kg. （2）R 2的阻值为多大？（3）水箱中装满初温为25 ℃的水，加热使温度升高到55 ℃，水需要吸收多少热量？（4）加热（3）中的水时，热水器正常工作了35 min ，消耗了多少电能？加热效率是多少？ 解：（2）当开关S 跳至a 触点位置时，只有电阻R 1接入电路，电路为加热状态 由P ＝U 2R 可知，R 1＝U 2P 加热＝（220 V ）22 000 W ＝24.2 Ω开关S 跳至b 触点位置时，两电阻串联，电路处于保温状态由P ＝U 2R 可知：P 保温＝U 2R 1＋R 2，即800 W ＝（220 V ）224.2 Ω＋R 2，解得R 2＝36.3 Ω（3）水吸收的热量Q ＝cm Δt ＝4.2×103 J/（kg·℃）×30 kg ×（55 ℃－25 ℃）＝3.78×106 J （4）由P ＝Wt 可得，加热状态下，热水器正常工作35 min 需消耗电能W ＝P 加热t ＝2 000 W ×35×60 s ＝4.2×106 J 加热效率η＝Q W ＝3.78×106 J4.2×106 J＝90%5.小丽家在厨房里安装了如图甲所示的某款电热水龙头.图乙是它的工作原理图，旋转手柄可使扇形开关S 同时接触两个相邻的触点：当S 旋到位置1时，只接触1触点；当S 旋到位置2时，同时接触1、2触点；当S 旋到位置3时，同时接触2、3触点.通过旋转手柄带动开关S ，接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换.当开关在1的位置时，水龙头放出冷水.定值电阻R 1＝R 2＝48.4 Ω.请解答下列问题：甲 乙（1）当开关旋到位置2时，水龙头放出 温水 （填“冷水”“温水”或“热水”）. （2）当开关旋到位置3时，发热功率是多少？（3）如果产生的电热全部被水吸收，则当开关旋到位置3时，通电42秒，能使质量为1 kg 、25 ℃的水温度升高多少？[c 水＝4.2×103 J/（kg·℃）]解：（2）当开关旋到位置3时，R 1与R 2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大，流出的为热水.因并联电路中各支路两端的电压相等，由P ＝U 2R得，电路的发热功率：P ＝P 1＋P 2＝U 2R 1＋U 2R 2＝（220 V ）248.4 Ω＋（220 V ）248.4 Ω＝2 000 W（3）当开关旋到位置3时，由P ＝Wt 可得，通电42 s 电热水龙头产生的热量：W ＝Pt ＝2 000 W ×42 s ＝84 000 J如果产生的电热全部被水吸收，则水吸收的热量： Q 吸＝W ＝84 000 J ，由Q 吸＝cm Δt 可得，水升高的温度： Δt ＝Q 吸cm ＝84 000 J 4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg＝20 ℃ 6.（2018·滨州）图甲是一家用电暖器，有“低温”“中温”“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S 是自我保护开关，电暖器跌倒时，S 自动断开，切断电源，保证安全，闭合S 1为“低温”挡.请完成下列问题：××牌电暖器 额定电压 220 V 额定功率低温挡 550 W 中温挡 1 100 W高温挡 频率50 Hz（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？ （2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？（3）若某房间内空气质量为60 kg ，空气温度为10 ℃，设定空气的比热容为1.1×103 J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少？解：（1）闭合S 1为“低温”挡，R 1单独接入电路，由P ＝U 2R 可得“低温”挡正常工作时的电阻：R 1＝U 2P 低＝（220 V ）2550 W ＝88 Ω（2）闭合S 1为“低温”挡，R 1单独接入电路，单独闭合S 2为“中温”挡，高温挡为S 1、S 2同时闭合，R 1、R 2并联，则高温挡功率：P 高＝P 低＋P 中＝550 W ＋1 100 W ＝1 650 W根据P ＝UI 可得高温挡时正常工作的电流：I ＝P 高U ＝1 650 W 220 V＝7.5 A （3）电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出的热量： W ＝P 高t ＝1 650 W ×20×60 s ＝1.98×106 J 空气吸收的热量：Q 吸＝ηW ＝50%×1.98×106 J ＝9.9×105 J 由Q 吸＝cm Δt 可得，房间的空气温度升高： Δt ＝Q 吸cm ＝9.9×105 J 1.1×103 J/（kg·℃）×60 kg＝15 ℃。
2.电热综合计算(2015--2022铁岭、本溪、辽阳、抚顺、葫芦岛五市)
专题2：计算题部分（电热综合）【中考聚集】可能用到的公式物理量公式导出公式单位欧姆定律U=IRU---电压单位：伏特【V】R---电阻单位：欧姆【Ω】I---电流单位：安培【A】电能W=UIt导出公式:W=I2Rt U---电压单位：伏特【V】I---电流单位：安培【A】R---电阻单位：欧姆【Ω】W---电能单位：焦耳【J】n=WN n---小转单位：转【r】N---大转单位：转【r/kw·h】W---电能单位：千瓦时【kw·h】电功率W=PtW---电能单位：焦耳【J】t----时间单位：秒【s】P---电功率单位：瓦特【w】导出公式：P=I2R U---电压单位：伏特【V】I---电流单位：安培【A】R---电阻单位：欧姆【Ω】P---电功率单位：瓦特【w】热量Q吸=cm△t c---比热容单位：焦耳每千克摄氏度【J/（kg·℃）】m---质量单位：千克【kg】△t---温度变化单位：摄氏度【℃】Q吸---热量单位：焦耳【J】热效率Q吸=ηW Q吸---吸收的热量单位：焦耳【J】W---消耗的电能单位：焦耳【J】η---热效率无单位（用百分数表示）电热器多挡位问题【规律总结】电热器工作时将电能转化为内能，根据实际需要往往要设计不同挡位。
电热器的高低挡指的是不同“功率”，电功率大的为高挡位，电功率小的为低挡位。
在电源电压不变的情况下，通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率，实现高、中、低挡之间的转换，一般情况是通过电阻短路或改变电路连接方式等方法实现(如图所示)。
例：（2014 抚顺）如图是一款有煮洗功能的洗衣机的简化电路图及相关参数．此款洗衣机有两个档位，当开关置于位置1时为加热状态，当开关置于位置2时为保湿洗涤状态．其中电阻R1的阻值为22Ω[C水=4.2×103J/kg•℃]，求：加热功率（kW ） 2.4 加水量（kg ） 15 洗涤衣物容量（kg ） 3 额定电压（V ） 220 产品质量（kg ） 44 产品尺寸（mm ） 450×540×768（1）在洗衣机内按“加水量”加入20℃的冷水加热到90℃时水吸收的热量； （2）R 2的阻值；（3）洗衣机在保湿洗涤状态下工作时，电动机的功率为200W ，则此时通过电动机的电流为多少？【辽宁本溪、铁岭、抚顺、辽阳、葫芦岛五市】1、（2015葫芦岛）如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。
电与热(焦耳定律)计算
电与热（焦耳定律）计算一、基础知识考点1：焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．2．定义式：________ ．(1)意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应的规律，定量地揭示了电能转化为热能的规律．(2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产生的热量，都可以利用这一公式进行计算．(3)单位：当公式中电流的单位用____，电阻的单位用____，时间的单位用____时，电热的单位才是_________.3．推导公式：Q =______ =______ =______。
4．电功和电热的关系：(1)概括地说，电功和电热是整体与局部、全体与部分的关系．①当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能____（填“全部”或“一部分”）转化为热能，即W ____ Q.此时，电功和电热没有区别．②当电路中接入的是电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有____（填“全部”或“一部分”）电能转化为热能，即W____Q．此时，只能利用公式Q= I2Rt 计算电热．【方法归纳】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应．电流的热效应是电流的普遍现象．考点2：焦耳定律的探究1．实验方法：________法、________法.23．转换法的运用：(1)通过观察玻璃管中煤油________来判断电热的多少(2)通过观察温度计的_______来判断电热的多少．(3)通过观察玻璃管口气球_______来判断电热的多少．(4)通过观察电热丝点燃火柴________来判断电热的多少．【提示】(1)实验中往往选择煤油作为加热物质的原因：①煤油比热容小，吸热升温快；②煤油热膨胀效果明显．(2)实验中将电阻丝绕成螺旋形是为了减小热量散失，使实验效果更明显，考点3：电热的利用1．电热器的原理：电流的______效应．2．电热器的主要结构：发热体．发热体是由电阻率____、熔点____的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的．其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电．3．电热器示例：电饭煲、电烙铁、电烤箱．4．电热器的优点，(1)清洁卫生，没有环境污染；(2)效率；(3)可以方便地控制和调节温度．考点4：电热的危害1．危害：(1)由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器．(2)电能输送过程中的电能损失．2．电热器防止电热危害的方法：(1)安装__________；(2)安装__________．【提示】(1)保险丝利用电热将自身烧断，从而保证电路中的导线不被烧坏．这里利用了“逆向思维”．(2)家用电器长时间不用时，应当隔一段时间开机一段时间，这样可以利用电热驱潮，避免家用电器受潮，导致电路短路．二：典例选讲【例1】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )A．导线的绝缘皮隔热B．导线散热比电熨斗快C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【例2】在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1 >R2.则：(1)开关接在干路，是为了控制________相同．(2)烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较（填“大”或“小”）．(3)闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快．则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量．由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越____（填“多”或“少”）．(4)电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要____（填“长”或“短”）一些．三、随堂检测1．下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是( )A.电饭锅B．电风扇C．电视机D．洗衣机2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是( )A. 2J B．30J C.60J D.120J3．两定值电阻丝R1 = 440Ω，R2 = 220Ω，若将R1和R2串联后接到220V的电源上，在相同时间内，R1和R2上产生的热量之比是。
2015电功率复习课件
60 W”的甲灯和
100 W”的乙灯串联后接在220 V的电路中，则 ( )
A.因为甲灯的电阻较大，所以甲灯较亮
B.因为通过它们的电流相等，所以一样亮
C.因为乙灯额定功率较大，所以乙灯较亮 D.因为乙灯实际功率较大，所以乙灯较亮
【思维导图】由灯泡的规格推算灯泡串联时的实际功率是比较
灯泡亮度的依据.思路如下：
(2)0.18
1 222
(3)32.7
三、电与热 电能转化为热 的现象. 1.电流的热效应：电流通过导体时_____________
2.电热的计算——焦耳定律
电流的二次方 成正比， (1)表述：电流通过导体产生的热量跟_____________ 导体的电阻 成正比，跟_________ 通电时间 成正比. 跟___________
R1 U额 2 P高 U额 2 P低 220 V
2
1 100 W
44
在低温挡工作时，实际上是R1和R2串联起来同时工作，则
R总
220 V
440 W
2
110
R2=R总-R1=110 Ω-44 Ω=66 Ω；
(3)当实际电压为200 V时，电烤箱在高温挡的实际功率
(2)求2 min内电水壶正常工作时发热体产生的热量.
(3)求2 min内电水壶消耗的电能和实际功率.
【思维导图】抓住题干表中的信息并熟练掌握、灵活运用电功、
电功率、电热的计算公式是解答本题的关键.
【精讲精析】(1)电水壶中发热体正常工作时的电阻值
R U额 2 P额
220 V
800 W
【中考警示】(1)即使灯泡的额定电压不同，只要其实际功率 相同，则灯泡的亮度一定相同； (2)灯泡的额定功率是固定不变的，其实际功率随实际电压的 变化而变化； (3)将灯泡接入电路时，为了不损坏灯泡，加在灯泡两端的电 压一般不能大于其额定电压.
电气设备的发热和电动力计算
1 2 S
t
0
2 id dt Ad Aq
此式左边的
称为短路电流的热效应（或热脉冲），用
t
0
i dt
2 d
与短路电流产生的热量成比例，
Qk
表示
故有：
1 Ad 2 Qk Aq S Qk i dt
0 2 d t
[J/(Ω· m4)]
( kA2 ·t )
已知：A=f（θ）；查曲线。
s s 0.1
52.5kA, I s 0.2 50.3kA,
系统支路所供短路电流： I C 24.9kA, I C 0.1 20.1kA, I C 0.2 18kA, 求短路点短路电流的热效应。 解：短路点的短路电流为发电厂支路和系统支路所 供短路电流之和，故短路点短路电流为：
tdz K j
C Ady Ay
母线C值见表8..6；
Kj——集肤效应系数，查设计手册得。 用最小截面SZX来校验载流导体的热稳定性，当所
选择的导体截面S大于或等于SZX时，导体是热稳
定的；反之，不满足热稳定。
表8.6
工作温度 (℃) 硬铝及 铝锰合金 ×106
不同工作温度下裸导体的母线C值
5。短路电流热效应
Qk
计算：
短路电流热效应 Qk 计算：
Qk i dt izt i fzt dt
t t 2 d 0 0
2
可近似认为： k QZk Q fk Q
（1）小系统短路电流热效应的计算
计算思想---根据等效发热概念，以
I
代替 I 以
d
tdz 代替td
； I 在时间
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九年级物理第十五章 第5节 电与热鲁教版知识精讲
九年级物理第十五章第5节电与热鲁教版【本讲教育信息】一、教学内容第十五章电功率第五节电与热二、考点点拨主要考查的内容有：（1）电流的热效应。
焦耳定律的实验探究，电热的计算（2）利用铭牌进行有关的计算三、跨越障碍例1：下面几个用电器属于利用电流热效应工作的是（）A. 电冰箱B. 洗衣机C. 电视机D. 电饭锅解析：电流的热效应是将电能转化为内能，电饭锅工作时将电能转化为内能，用以加热食物。
洗衣机工作时主要将电能转化为机械能，电冰箱工作时主要将电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为声能和光能。
例2：下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是例3：超导是指电阻为零的现象，目前我们只发现某些物质在温度降到足够低时，才出现超导现象。
如果我们研制出了常温下的超导材料，你认为它最适合制作A. 输电导线B. 电炉丝C. 白炽灯丝D. 保险丝知识点2：电流的热效应与哪些因素有关实验探究：电流的热效应与哪些因素有关例1：某同学用下图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。
图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。
（1）闭合开关后，通过两段金属丝的电流是（填“相等”或“不相等”）的；（2）通电一段时间后，可以观察到A瓶中温度计的示数（填“大于”“小于”或“等于”）B瓶中温度计的示数；（3）由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量。
解析：由题图可以看出，两瓶中的金属丝串联起来接到电源上，电路没有分支，闭合开关后，通过两段金属丝的电流是相等的。
电流通过金属丝消耗的电能转化为热能被瓶中煤油吸收，使煤油的温度升高，铜丝的电阻小于镍铬合金丝的电阻，通电一段时间后，可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数。
说明在相同时间内电流通过铜丝电能转化成的热能少于电流通过镍铬合金丝电能转化成的热能。
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电与热综合计算题专项训练
一．典例分析：
例1．（2015•东营）小明家电热水器的简化电路图如图所示，S1是
手动开关，置于热水器水箱外部；S2是温控开关，置于热水器水箱
内部．当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R1和
R2均为用来加热且阻值不变的电热丝．使用时，手动闭合开关S1，
（1）电热丝R1的阻值是多少？【220Ω】
（2）加热时流过电热丝R2的电流是多少？【8A】
（3）假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min，则
电热水器的效率是多少？【70.7%】（C水=4.2×103J/（kg
•℃））．
例2．（2014•怀化）如图甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示
意图．图乙是它的有关参数．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），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？并说明
理由．【】
（2）R1和R2的电阻值各是多大？【40Ω；1170Ω】
（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）【630s】
例3．（2015•杭州）某同学根据如图所示电路进行实验，先用夹子
夹住电动机转轴使其不能转动，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，
记下电压表读数和电流表读数；后松开夹子，使电动机转轴转动，
移动滑动变阻器滑片，记下电压表读数和电流表读数．数据记录如
（1）电动机不转动时，通电10s，电动机所做的电功W1和所产生
的热量Q1．【0J；0.4J】
（2）电动机转动时，通电10s，电动机所做的电功W2和所产生的
热量Q2．【36J；14.4J】
（3）试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小关系，并分
析其原因．【W1=Q1，W2＞Q2】
二．课堂检测题：
1．（2014•岳阳）图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用．图
乙是它的原理电路．R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S
接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数
如下表．不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
（1）开关置于2时，水龙头放出的水是（选填“冷”、“温”
或“热”）水．此时电路中的电流时多大？【温；10A】（2）水龙头
放热水时，正常工作60s，消耗的电能是多少？【1.8×10
5J】
（3）R2的电阻是多大？【60.5Ω】
2．（2015
•锦州）如图是某学校食堂电水壶的铭牌和电路图，R为
加热器．温控开关S处于闭合状态，加热器加热，当水沸腾后，会
自动断开进入保温状态．气压为1标准大气压，加热器加热，当水
沸腾后，会自动断开进入保温状态．气压为1标准大气压，加热器
3（kg•℃））则：
11Ω】
（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在
标准大气压下烧开需要多长时间？【735s】
（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，电阻
R0的电功率是多少？【209W】
3．（2014•抚顺）如图是一款有煮洗功能的洗衣机的简化电路图及
相关参数．此款洗衣机有两个档位，当开关置于位置1时为加热状
态，当开关置于位置2时为保温洗涤状态．其中电阻R1的阻值为
22Ω（C水
=4.2×103J/（kg•℃）），求：
90℃时水吸收
的热量；【4.41×106J】（2）R2的阻值；【242Ω】
（3）洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为200W，则
此时通过电动机的电流为多少？【0.91A】
4．（2014•毕节市）如图甲所示，是某电饭煲的铭牌，图乙是其电
路原理图．试求：
（1）在电饭煲中装满20℃的水，将其接入家庭电路中加热至沸腾，
需要吸收多少热量？【1.008×106J】（1标准大气压下）（C水
=4.2×103J/（kg•℃））
（2）加热过程中，消耗的电能是多少？【1.12×106J】
（3）R2的阻值是多大？【913Ω】
5．（2015•山西）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字．现
在市面上流行如图1所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电
脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到
最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示．R1和R2均为电热
丝，S是自动控制开关．把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅
的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2
乙所示．
（1）求电热丝R2的阻值（计算结果保留一位小数）；【73.3Ω】
（2）这个电饭锅在0﹣15min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到
100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率？（C水=4.2×103J/
（kg•℃））【70%】．
6．（2014•厦门）如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加
热管电阻相同．电热水器功率有高、中、低三档．当S1断开，S2
接b时，其功率为低档，大小为1000W．
（1）请指出电热水器的高、中档功率分
别是多少瓦．
（不必写出推导过程）【4000W、2000W】
（2）小林选用某功率档加热水箱里的
50L水，水温升高40℃用了40min，
求此过程电热水器的效率．[水的比热容
c=4.2×103J/（kg•℃）【87.5%】
7．（2014•黔东南州）如表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一
种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这
种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是20℃，通
电5分50秒，水烧开（在一个标准大气压下），试通过计算，回答
下列问题：
（1）算一算此电水壶正常工作时的电流？【5.5A】
（2）该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大？【40Ω】
（3）水从20℃烧开所吸收的热量是多少？（C水=4.2×103J/
（kg•℃））【3.36×105J】
（4）测得电源电压为210伏，此电水壶工作的效率？【87%】
8．（2014•潍坊）小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能，
其装置如图所示，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶
抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再
按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热
装置自动停止加热，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），水的
密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，电热水壶的铭牌数据如表．
（1）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L水提升0.5m
消耗的电能．【10J】
（2）电热水壶正常工作时，把1.2L水从20℃加热到100℃用的时
间是6min，求电热水壶的热效率．【93.3%】
9．（2015•娄底）如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所
示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1
【24.2Ω】
（2）装满水后，壶中水的质量是多少千克？（1L=1×10﹣3m3）【1.5kg】
（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热
量？（C水=4.2×103J/（kg•℃））【5.04×105J】
（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？【4.2min】。