人教版初中物理专题49 中考热电综合计算题（解析版）.doc

专题49 热电综合计算题
解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、 电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。
【例题】（2020四川南充）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：
(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?
【答案】(1)；(2)200Ω； (3)200V。
【解析】(1)初温为35oC水加热到100oC，温度的变化量为

需要吸收的热量为
(2)由题意可知，开关S自动与触点a、b接通时与并联，电热水壶处于加热状态，得加热时电功率为

开关S自动与a、b断开，并与触点c接通时，电路变为的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为
水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，即得
即
根据得
电阻，根据可算出电阻为
即
得
(3)初温为35oC的水加热到100oC，温度变化量为

吸收的热量为
总的消耗的电能为

电路总电阻为

根据公式得
【对点练****小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示)，内部由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220V，额定功率605W。问:
(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20C的水，加热系统的加热电阻正常工
作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少?消耗的电能是多少?[c水=4.2×103/(kg.℃)]
(2)当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少?
(3)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?
【答案】（1）5.04×105J，5.445×105J（2）500W（3）8W
【解析】（1）由题根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量。
由题意电热足浴盆注水量为6kg，当温度达到显示温度40℃时，完成加热，所以水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃﹣20℃）=5.04×105J；
加热时间t=15min=900s，电热足浴盆加热的功率为605W，
由P=W/t得，电热足浴盆消耗的电能：
W=Pt=605W×900s=5.445×105J，
（2）根据W=Pt求出电热足浴盆消耗的电能，然后根据P额=U额2/R得出R值，再根据 P实=U实2/R求出实际功率。
由电功率公式可得
P额=U额2/R
R=U额2/P额
P实=U实2/R=U实2/（U额2/P额）=（200v）2/（（220v）2/605W）=500W
（3）由P=I2R计算电动机工作中因发热损失的电功率。
电动机工作中因发热损失的功率P=I2R=(4A)2×0.5Ω=8W
【对点练****现代居家生活中，水族箱已成为室内装饰的一个亮点，某品牌水族箱（如图）的玻璃容器内装有50L水，内置一根“220V 100W”的自动温控棒，冬天养热带鱼时，水族箱内水的温度要求控制在26℃～28℃之间（温度棒的水温低于26℃时开始工作，水温达到28℃时自动断开）
（1）求水族箱中水的质量；
（2）在某次温控中，温控棒正常工作了87.5min，求该次温控棒的温控效率【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】
（3）若用电高峰时，家庭电路的实际电压仅为217.8V，求此时温控棒的工作电流（温控棒阻值不变）
【答案】（1）水族箱中水的质量为50kg；
（2）该次温控棒的温控效率为80%；
（3）此时温控棒的工作电流为0.45A。
【解析】（1）水的体积：
V=50L=0.05m3，
由ρ=可得，水族箱内水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg；
（2）已知加热过程中温度由26℃加热到28℃，