人教题型32 电、力、热综合专题计算-2020年中考物理倒计时冲刺32种题型全攻略.doc

题型32 电、力、热综合专题计算
命题点一：铭牌类
1.（2019·邵阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），干木材的热值q＝1.2×107J/kg。
（1）水需要吸收多少热量？
（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
××型电热水器
额定加热功率
2400W
加热方式
电加热器
额定电压
220V
安全等级
防触电保护一类
温度设定范围
20℃～90℃
净重
20kg
容量
40L
整机外形尺寸
530mm×400mm×400mm
出厂日期
2019年5月15日
【解析】解：
（1）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，
20℃的水加热至70℃，则水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J，
（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：W＝Q吸，
由P＝可得，电热水器正常工作时至少需要的时间：
t＝＝＝＝3500s；
（3）根据Q吸＝14%Q放可知，干木材完全燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝6×107J；
根据Q放＝mq可知，需要干木柴的质量为：
m′＝＝＝5kg。
答：（1）水需要吸收8.4×106J热量；
（2）电热水器正常工作时至少需要3500s时间；
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要5kg干木材。
2.（2018·六盘水）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与　 　相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过　 　的方式改变了水的内能。
（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？
额定容量
2.0L
额定电压
220V
额定功率
2000W
频率
50Hz
（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），则该电热水壶的加热效率为多少？
（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。
【解析】解：
（1）电冰箱属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。
烧水时水吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的；
（2）由铭牌可知，电水壶的额定功率为2000W，额定电压为220V，
由P＝UI得电水壶正常工作时的电流：
I＝＝≈9.1A；
（3）由铭牌可知，电热水壶的最大容量V＝2.0L＝2.0×10﹣3m3，电热水壶内装满水，
则水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg，
水需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣15℃）＝7.14×105J；
（3）电水壶正常工作t＝7min＝420s，
由p＝得电水壶正常工作7min消耗电能：
W＝Pt＝2000W×420s＝8.4×105J；
该电热水壶的加热效率η＝×100%＝×100%＝85%。
（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
答：（1）地线；热传递；
（2）正常工作时通过电热水壶的电流是9.1A；
（3）该电热水壶的加热效率为85%；
（4）如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
3.（2019·安顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表。求：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）R2的阻值是多少？