专题09 热学与电学的综合计算问题

豆浆机铭牌
最大容积
2L
额定频率
50Hz
额定电压
220V
加热器功率Hale Waihona Puke 880W电动机功率
120W
14.市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100oC时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态。已知电源电压为220V，电阻R1=50Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c=4.2x103J/(kg.oC)，R1、R2电阻不受温度影响。求：
(2)电阻R2的阻值；
(3)给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
8.某医院的全自动消毒柜能对医疗用品进行高温、高压、湿热灭菌消毒，部分参数如下表，消毒柜中电磁继电器控制电加热器实现加热、保温自动切换的原理图如图所示，R为热敏电阻，其电阻值随消毒柜内温度的升高而减小。消毒柜利用20kg、20℃的水正常工作50min可完成一次消毒。已知水的比热容为 。
(2)加热系统加热时的热效率是多少？ （结果精确到 0.1%）
(3)当小明家的实际电压是200V，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）
(4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
(1)从物理学 角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因；
(2)加热器单独工作时电路中的电流；
(3)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量[c水=4.2×103J（kg･℃）] ；
(4)本次制作豆浆共计用了9min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。
(1)如果用某一品牌的电热水器将质量为1kg的水，在一标准大气压下从20℃加热至沸腾，则水需要吸收多少热量？
(2)如果该同学所用的电热水器工作时的实际电功率为1000W，并且热效率（热效率等于水吸收的热量与用电器消耗电能之比）为80%，则电热水器加热时间是多少？
13.小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。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20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：
观察对象
观察记录
研究记录
电中药壶
成分：紫砂
电源：
容积：
档位：高温
低温
①水的质量 ，水的初温
②用高温档加热 ，水的末温
③壶内加热体由两个相同的发热电阻组成
④
（1）请在虚线框内画出电中药壶内部的电路图；
（2）求电中药壶内部一个发热电阻的阻值；
（3）求高温加热时，电中药壶的加热效率。
11．如图甲所示是某品牌电饭煲，图乙是该电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过开关S进行调节，R0与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上，用高温档工作时，电路的总功率为1000W；用保温档工作时，电路的总功率为440W．已知c水＝4.2×103J/（kg℃）。求：
专题09 热学与电学的综合计算问题
1.某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为 880W，简化电路如图甲所示，R1、R2均是发热电阻，R2的阻值是R1的 3 倍。求：
(1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少？
(2)1kg 米饭温度升高 40℃，吸收的热量是多少？[米饭的比热容取 2.5×103J /（kg•℃）]
加热效率
80%
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/（kg·℃），将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。
16．图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关s可以控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R1，R2的阻值不随温度变化，c水＝4.2×103J/（kg•℃），1L＝10﹣3m3]．求：
(2)若电加热器对水加热的效率为84%，水吸收的热量。
(3)食用油的质量。
物质
初温/℃
末温/℃
水
18
38
食用油
18
68
10．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。
（1）水吸收的热量；
（2）R1、R2的阻值；
（3）加热这壶水到沸腾所用时间（结果保留一位小数）；
（4）实际加热这壶水到沸腾用时10.5min，求实际电压。
（1）求每次消毒时水温从20℃上升到工作温度水吸收的热量；
（2）电加热器正常工作时，将水从20℃加热到工作温度的时间为16min，求电加热器加热的效率；
（3）保温电阻是图中的_______。
9.在比较不同物质吸热情况的实验中，用额定功率为250W的电加热器分别对质量相等的水和食用油加热2min，电加热器均正常工作，记录的数据如下表所示，[忽略汽化对质量的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）]求：(1)给水加热时，电加热器消耗的电能。
(1)中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流｡
(2)高温档正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率｡
(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量，[c薯条取 ]
(4)若使用空气炸锅高温档完成以上烹制，空气炸锅电能转化为热能效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间｡
6.九年级科技小组的同学在学校科技室自制了一只具有高低两档功率的电开水壶（开水壶隔热性能好），开水壶的简化电路图如图所示， 。现壶内盛有质量为2kg、初温为20℃的水。加热过程中壶内气压始终为一标准大气压， J（kg·℃）。问：
(1)烧开这壶水，水吸收的热量是多少？
(2)同学们发现，让自制的开水壶高功率档正常工作，烧开这壶水用时太长。请你利用图中的所有元件重新设计具有高低两档功率的开水壶的电路，使改进后的开水壶高功率档正常工作，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。请在上边方框中画出你设计的电路图；
(3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热 1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了 125 次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？
2.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。内部加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W，问：
(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg 初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40°C，此加热过程中吸收的热量是多少？（c水=4.2×103J/(kg·°C)）
(3)若消耗的电能全部转化为水的内能，利用正常工作的新开水壶烧开同样的一壶水，至少需要多少秒？（结果保留整数）
7. 某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比；
(1)热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是多少J？
(2)开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值是多少Ω？
(3)电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要多少s？
5.空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味际，无油烟味，深受广大市民青睐｡如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R1=200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温档；开关S1闭合，开关S断开时为中温档
(1)将1kg初温为35oC的水加热到100oC需要吸收多少热量?
(2)电阻R2的阻值。
(3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35oC的水加热到100oC需用时300s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少?
15. 图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如图丙所示，求：
甲乙
（1）电饭煲在高温档时，开关S应（选填“闭合”或“断开”）。
（2）电热丝R0的阻值是多少？
（3）当电饭煲处于保温档时，电路中的电流是多少？
（4）用电饭煲将质量为2kg的水加热，使其温度升高30℃，则水吸收的热量是多少？
12.某同学学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是4.2×103J（kg·℃）
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻 的阻值。
4. 某品牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。（水的比热c=4.2×103J/（kg•℃））求：
3.康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图， 、 均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为 ，保温功率为 。[ ， ]求：
(1)把 的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；