模块四 应用 专题54 电热综合计算（解析版）

1 （2024 山东滨州）某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示，他查看 说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ 水=10×103kg/m3，水=42×103/(kg· ) ℃。下列分析正确的是（ ） 当S 接“1”时，电热水器为高温挡 B 满箱水由20℃升高到70℃，水吸收的热量为126×107 R 的 阻值为242Ω D 断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1m，可使图丙所示电能表的转盘转100r 【答】BD 【解析】．由图乙可知，当当S 接“1”时，R 被短路，电路中只有R0，此时电阻较小，由 可知，功率较大，电热水器为高温挡，故正确； B．由表甲可知，热水器的容积为60L 即006m3，则满箱水的质量为 m 水=ρV=10×103kg/m3×006m3=60kg 则由20℃升高到70℃，水吸收的热量为 Q 吸=水m(t-t0)=42×103/(kg· )×60kg×(70 -20 )=126×10 ℃ ℃ ℃ 7 故B 正确； ．由表甲可知，高温档的功率为2000，则R0的阻值为 低温档的功率为200，则R 和R0的总阻值为 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块四 综合亮点难点真题 专题54 电热综合计算 根据串联电路电阻的关系可知，R 的阻值为 R=R 总-R0=242Ω-24. 2Ω=2178Ω 故错误； D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1m，消耗的电能为 电能表的转盘转 故D 正确。 故选BD。 2 （2024 四川宜宾）电热水壶内装有质量为2kg，温度为20℃的水，加热至沸腾时，水吸收的热量 为_________；电热水壶额定功率为2000，正常工作时80%的热量被壶内的水吸收，将这壶水烧开 需要的时间是_________分钟。已知水的比热容 ，当地气压为标准大气压。 【答】 7 【解析】标准大气压水的沸点为100℃，将质量为2kg，温度为20℃的水，加热至沸腾时，水吸收 的热量为 电热壶消耗的电能 由 可知，将这壶水烧开需要的时间是 3 （2024 四川泸州）小华家电茶炉的加热电阻为605Ω，家用电能表的信息如图所示，只将电茶炉 接入220V 的家庭电路中正常工作10m，电能表指示灯应闪烁________次，刚好将电茶炉内1kg 的水 从20℃加热至100℃，水吸收的热量为________，电茶炉烧水的效率为________。[ ] 【答】 160 【解析】电茶炉接入220V 的家庭电路中正常工作10m，消耗的电能为 电能表指示灯应闪烁的次数为 水吸收的热量为 电茶炉烧水的效率为 4 （2024 重庆）如图所示，小欣同学家电能表4 月底的示数是________k·；若关闭家中其他用电器， 只有电热水壶工作，电能表的指示灯闪烁300 次时，刚好将12kg 水从20℃加热到80℃，则电热水 壶的加热效率为________％。[ ] 【答】 20246 84 【解析】电能表示数中最后一位为小数，由图可知，小欣同学家电能表4 月底的示数是20246k·。 将12kg 水从20℃加热到80℃，水吸收的热量为 电能表的指示灯闪烁300 次时，消耗的电能为 则电热水壶的加热效率为 5 （2024 黑龙江龙东）小叶同学利用如图电能表测量电热水器消耗的电能，将电热水器单独连接在 电路中，观察到电能表上的铝盘1m 转了60 转，电热水器消耗的电能是___________k·，如果这些能 量由天然气来提供，需要完全燃烧__________ 的天然气。 【答】 002 【解析】电能表盘中的3000r/(k•)表示电路中每消耗1k•的电能，电能表的转盘转3000r，则转60r 实 际消耗的电能 干木柴的热值 ，由 得，这些能量若由完全燃烧的天然气放出，需要的天 然气的体积 6 （2024 江苏盐城）如图是我国宇航员首次在轨拍摄的以地球为背景的空间站组合体全貌照片。可 以看出宇航员拍摄该照片时处于空间站的______位置。太阳能电池板受光面朝向照片______面。由 于太空碎片速度非常大，具有很大的______能，容易造成部分电池板受损。2023 年12 月，航天员成 功出仓修复电池板外表面。电池板每天可发电1000k·，相当于______kg 的焦炭完全燃烧放出的热量。 （已知 ） 【答】 舱外 正 动 120 【解析】照片中能看到整个空间站，说明宇航员拍摄该照片时处于空间站的舱外位置。 太阳能电池板工作时，需要接收太阳光的照射，所以太阳能电池板受光面朝向照片正面。 动能跟质量和速度有关，太空碎片速度非常大，具有很大的动能。 电池板每天可发电 =1000k =1000×36×10 ⋅ 6=36×109 由Q 放=mq 得，焦炭的质量 7（2024 天津） 使用厨房中的电热水器将质量为 的水从 加热到 ，该热水器消耗了 的电能。已知 ，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 【答】（1） ；（2）875% 【解析】（1）水吸收的热量为 （2）该热水器的热效率为 答：（1）水吸收的 热量为63×105； （2）该热水器的热效率为875%。 8 （2024 甘肃威武）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的的多档位电火锅，其内部电路原理 如图所示，部分参数如表所示， 均为发热电阻， 的阻值为 。旋转开关S，让其 和触点1 和2、2 和3 或3 和4 接触时，可实现不同档位的转换； 物理量 参数 额定电压 中温档功率 低温档功率 （1）使用中温档时旋转开关应该旋转到跟___________触点接触的位置，简单说明理由___________； （2）电加热器电路中 的阻值各为________、________； （3）在高温档模式下，向锅内装 温度为 的水，高温档连续正常工作 ，水温升高到 ，这时电火锅的加热效率 是________。[电热丝的电阻不随温度变化， ，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率] 【答】 （1）2 和3 当开关S 与触点2 和3 接触时，电路中只有R2，由 可知为中温档 （2）66Ω 44Ω （3）909% 【解析】（1）分析电路图可知，旋转开关S，让其和触点1 和2 接触时，R1与R2串联；旋转开关 S，让其和触点2 和3 接触时，R1被短路，电路中只有R2；旋转开关S，让其和触点3 和4 接触时， R2与R3并联；由 可知，电路中电阻越大时，电路的总功率越小，所以旋转开关S，让其和 触点1 和2 接触时，电阻最大，为低温档；旋转开关S，让其和触点3 和4 接触时，电阻最小，为高 温档；旋转开关S，让其和触点2 和3 接触时，电路中只有R2，为中温档。 （2）由于旋转开关S，让其和触点2 和3 接触时，电路中只有R2，为中温档，所以 旋转开关S，让其和触点1 和2 接触时，R1与R2串联，为低温档，则总电阻 则 （3）旋转开关S，让其和触点3 和4 接触时，R2与R3并联，为高温档 锅内装2kg 温度为20℃的水，水温升高到70℃，吸收的热量 高温档连续正常工作210s，消耗电能 电火锅的加热效率 9 （2024 重庆B）如图甲所示是我市某公的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中 的阻值 为484Ω， 和 均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为 110。[ ] （1）求饮水机在保温档正常工作时的电流； （2）当只有饮水机工作时，将3kg 水从10℃加热到100℃，加热前后公安装的数字式电能表示数如 图乙所示，求饮水机的加热效率 ； （3）为节能减排，相关部门计划在该公安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天 太阳能电池一天能发电04k·，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3 天。饮水机 每天正常工作加热时间计为3，保温时间计为8，求至少要安装多大面积的太阳能电池。 【答】（1）05；（2）90%；（3）291m2 【解析】（1）正常工作时，保温档功率为110，则在保温档正常工作时的电流 （2）将3kg 水从10℃加热到100℃，水吸收热量 由加热前后公安装的数字式电能表示数可知，消耗电能 饮水机的加热效率 （3）由甲图可知，闭合开关S 和S1，电路中只有R1工作，由 可知为加热档，则加热档功率 饮水机每天正常工作加热时间计为3，保温时间计为8，3 天消耗电能 已知晴天1m2太阳能电池一天能发电04k·，则至少要安装的太阳能电池面积 答：（1）饮水机在保温档正常工作时的电流为05； （2）饮水机的加热效率为90%； （3）至少要安装的太阳能电池面积为291m2。 10 （2024 山东临沂）水暖电热毯以其温润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲是一 款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯，其简化电路如图乙所示，其中两个加热电阻的阻值相同。 该款电热毯低温档的额定电流为025；高温档正常工作20m 可将毯内11kg 的水从15℃加热到 40℃．已知水的比热容为 ，求该款电热毯： （1）加热电阻的阻值。 （2）高温档正常工作时的加热效率。 【答】（1）880Ω；（2）875% 【解析】（1）加热电阻的阻值 （2）水暖电热毯高温档的额定电流 水暖电热毯高温档正常工作20m，电流做功 水暖电热毯内的水吸收的热量 水暖电热毯高温档正常工作时的加热效率 答：（1）加热电阻的阻值为880Ω； （2）高温档正常工作时的加热效率为875%。 11 （2024 四川遂宁）某电热水壶的额定电压为220V，额定加热功率为1000，电热丝R 在电路中的 位置如图所示。[ ]求： （1）正常工作时，电热丝的电阻R； （2）用该电热水壶把质量为1kg 的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量； （3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要多少秒？ 【答】（1）484Ω；（2） ；（3）420s 【解析】（1）由 可知，正常工作时，电热丝的电阻为 （2）用该电热水壶把质量为1kg 的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量 （3）水壶正常工作，若电热丝产生的 热量80%被水吸收，则电热丝产生的热量为 由 可得，该过程需要的时间为 答：（1）正常工作时，电热丝的电阻R 为484Ω； （2）用该电热水壶把质量为1kg 的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量为 ； （3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要420 秒。 12 （2024 黑龙江龙东）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能； 图乙是它的简化电路图， 均为加热电阻（阻值保持不变）。已知 的阻值为176Ω，电 火锅的部分参数如下表所示。求： （1） 的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg 水从20℃加热到沸腾，用时14m，不计热量 损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？ 额定电压 220V 低温挡功 率 中温挡功 率 440 高温挡功 率 1100 【答】（1）66Ω；（2）220；（3）400 【解析】（1）从表格中可知，高温档的功率为1100，再由图乙可知，当高温档时，只R3连入电路， 电源电压为220V，由 得，R3的电阻值为 从表中还可知道，中温档的功率为400，再由图乙，中温档时，只有R2和R3串联接入电路，电源电 压220V，根据电功率推导式 得 解得 ，即R2的阻值是 。 （2）低温档时，R1，R3串联，由（1）得 电火锅在低温挡工作时的功率为 （3）水吸收的内能为 不计热损失，高温档时，消耗的电能为 该电火锅的实际功率为 答：（1） 的阻值是66Ω； （2）电火锅在低温挡工作时的功率是220； （3）该电火锅中温档的实际功率是400。 13 （2024 齐齐哈尔市）如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它的正常 工作电压为220V。有高温、低温两个加热档位，其内部简化电路如图乙所示，当双触点开关S 接触 1 和2 时为关机状态。 、 是两个阻值不变的电热丝， 。求： （1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为多少？ （2）若某次使用时，用高温档位正常工作，将02kg 的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多 少？ （3）若（2）问中用高温档位正常工作，加热过程共用时80s，则此次加热过程，该挂烫机的加热效 率是多少？ 【答】（1）500；（2） ；（3）84% 【解析】（1）当开关接触2 和3 时， 与 串联接入电路，使用低温档位工作， 与 串联的 总电阻为 使用低温档位正常工作时的电功率 （2）水吸收的热量是 （3）当开关接触3 和4 时，只有 工作，用高温档位加热，挂烫机高温档位的电功率 挂烫机高温档位加热消耗的电能 该挂烫机的加热效率 答：（1）挂烫机使用低温档位正常工作时的电功率为500； （2）水吸收的热量是672×104； （3）此次加热过程，该挂烫机的加热效率是84%。 14 （2024 广东深圳）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上 方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关 参数如下表所示。 （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5m 消耗电能是多少？思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量 216×104，则孵化器对水加热的效率是多少？ 额定电压 220V 额定功率 加热挡 80 保温挡 22 【答】（1）01；（2）2200Ω；（3）24×104，90% 【解析】（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2 的 电流 （2）由图乙可知，闭合开关S，只有R2的简单电路，电路的总电阻较大，由 可知电路的总 功率较小，处于保温挡，R2的阻值 （3）孵化器消耗的电能 =P 加t=80×5×60s=24×104 孵化器对水加热的效率 答：（1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是01； （2）R2的阻值是2200Ω； （3）孵化器在加热挡正常工作5m 消耗电能是24×104，思考乐芳芳同学算出水在这段时间吸收热量 216×104，则孵化器对水加热的效率是90%。 15 （2024 甘肃临夏）某品牌电热水壶铭牌如图甲所示，该电热水壶内部简化电路图如图乙所示。该 电热水壶正常工作时，将 初温为20℃的水加热至沸腾，用时 。已知：外界大气压为1 标 准大气压， ， 。 （1）只闭合 时，该电热水壶处于______（选填“保温”或“加热”）状态； （2）求电阻 的阻值；（ ） （3）求在上述过程中电热水壶烧水的效率。（ ） 【答】 （1） 保温 （2） （3） 【解析】（1）分析电路可知，只闭合 时， 、 串联，此时电路总电阻最大，根据 可 知总功率最小，为保温状态； 、 均闭合时， 单独工作，此时电路总电阻较小，根据 可知总功率最大，为加热状态。 （2）加热状态时， 单独工作，则 阻值为 保温状态时， 、 串联，则总电阻为 则电阻 的阻值为 （3）水的质量为 水吸收的热量为 消耗电能为 则电热水壶烧水的效率为 16 （2024 青海省）月球上盖房子，真的遥不可及吗？我国某高校科研团队提出设想：利用月球土壤 烧制出月壤砖，为人类在月球上建起科研基地做准备。如图甲所示，是“飞天”兴趣小组为月球科 研基地工作人员设计的一款节能水暖电热毯，主要特点是、B 两区既可以单独使用，也可以同时使 用，从而达到节能高效的目的。简化电路如图乙所示，电源电压U=220V， ， 均为电热丝， 。已知水的比热容 ，求： （1）单独使用区时，若将电热毯中质量为05kg 的水从20℃加热到50℃，用时600s： ①水吸收的热量 ； ②消耗的电能； ③正常工作时的加热效率η（结果保留一位小数）； （2）如果同时使用区和B 区，电路中的总功率P。 【答】（1） ，66×104，95%；（2）220 【解析】（1）水吸收的热量为 当闭合S 和 时，区单独工作， 单独工作的功率为 则消耗的电能为 正常工作时的加热效率为 （2）当S， ， 都闭合时，、B 两区同时工作， 、 并联，并联电压相等， ，根据 可知 、 功率相等，则如果同时使用区和B 区，电路中的总功率为 答：（1）单独使用区时，水吸收的热量 为 ，消耗的电能为66×104；正常工作时的加 热效率为95%； （2）如果同时使用区和B 区，电路中的总功率P 为220。