(1)电热水壶正常工作时的电阻是多少?
(2)壶中装有质量为lkg,温度为20℃的水,l标准大气压下,将壶中水加热至沸腾,水需要吸收的热量是多少? [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)当电热水壶接入电路中且正常工作时,她家标有“3000r/kW·h”的电能表在1min内转了60r,请你通过计算说明婷婷家是否还有其它用电器在同时工作?
76.(1)44Ω (2)3.36×10J (3)婷婷家还有其它用电器在同时工作 解析:(1)电热水壶正常工作电阻R?5
U额2P额(220)2??44Ω 1100W3
(2)水需要吸收的热量是Q吸=c水m(t1﹣t0)=4.2×10J/(kg?℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×10J.
(3)1min转60r消耗总电能:W总?5
60r?0.02kW?h?7.2?104J,
3000r/kW?h7.2?104J??1200W, t=1min=60s,此时消耗总功率P总?t60sW总电热水壶正常工作:P壶=P额=1100W,因为P总>P壶,所以电路中有其它用电器在工作. 77.(2011年中考·山东聊城卷)天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/(kg?℃),天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放; (2)水吸收的热量Q吸; (3)燃气灶的效率η。
77.(1)3.5×107J (2)2.1×107J (3)60%
解析:(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0×107J/m3×0.5m3=3.5×107J/m3。 (2)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4 .2×103J/(kg?℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J。 (3)燃气灶的效率η=Q吸/Q放=2.1×107J/3.5×107J/m3=60%。
78.(2011年中考·山东泰安卷)小明家利用天然气灶烧水,把质量为1kg的20℃的水烧
Page 26 of 44 http://www.jxteacher.com/wstbs
开(在标准大气压下)。【水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)】
(1)通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气,如果天然气的密度为0.7kg/m3,烧水时消耗天然气多少千克?
(2)在此过程中水需要吸收多少热量?
(3)用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下,烧开同样质量的水,若电能转化为内能的效率是84%,则通电时间是多少?
78.(1)0.007kg (2)3.36×105J (3)500s
解析:(1)消耗天然气的质量m=ρV=0.7kg /m3×0.01m3=0.007kg。
(2)水需要吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J。 Q吸
(3)电能转化为内能的效率η=84% ,即η==84%,可得Q吸=ηQ放;而电热壶放出
Q放
Q放=Pt;综合以上关系
79.(2011年中考·山东潍坊卷)前些日子,小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷,其铭牌如右表。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法,他接水至800ml刻度,然后把壶放在加热座上,拨开开关,5min后水烧开,水壶自动断电.已知水的初温为20℃。
(1)这壶水吸收的热量为多少?
(2)烧水时家中电压为220V,求电热水壶的热效率.
(3)在用电高峰,电路中的实际电压降为198V,这时电热水壶的实际功率为多大? 79.(1)2.7×105J (2)81.8% (3)891W
解析:(1)水的质量m=?V=1g/cm3×800 cm3=800g=0.8kg,水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×(100℃—20℃)=2.7×105J。
(2)电热水壶消耗的电能是W=Pt=1100W×300s=3.3×105J,电热水壶的热效率为
η= Q吸/ W电=2.7×105J/3.3×105J=81.8%。
(3)电热水壶的电阻R= U2/ P=(220V)2/1100W=44Ω,当家庭电路中的实际电压降为198V时,电热水壶的实际功率为
P实=U2/ R=(198V)2/44Ω=891W。
Q吸3.36×105J式可得:Q吸=ηPt,故通电时间t== = 500s。
ηP84%×800W
80.(2011年中考·辽宁阜新卷)一辆汽车,总重为1.2×104N,四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2,该车在平直公路上匀速行驶1h,消耗汽油10L,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 7J/kg,密度为0.7 ×103kg/m3,g=10N/kg)求:
Page 27 of 44 http://www.jxteacher.com/wstbs
(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是多少? (2)10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位) 80.解析:(1)知道汽车总重,又在水平路面上,可求汽车对路面的压力,又知道受力面积,利用压强公式求汽车对路面的压强。
∵汽车静止在水平路面上,∴汽车对路面的压力:F=G=1.2×10N,汽车对路面的压强:
4
F1.2?104N5p???10Pa 2S0.12m(2))知道汽油的体积和汽油的密度,利用密度公式求汽油的质量,再利用燃料完全燃烧公式Q放=mq求10L汽油完全燃烧放出的热量。
V=10L=0.01m,汽油的质量:m=ρV=0.7×10kg/m×0.01m=7kg,汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=7kg×4.6×10J/kg=3.22×10J。
(3)根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量(发动机做的功),再利用功率公式求汽车发动机的功率。
发动机做的有用功:W=Q放×30%=3.22×10J×30%=9.66×10J,汽车发动机的功率:
8
7
7
8
3
3
3
3
W9.66?107JP???2.68?104W?26.8kW
t3600s答:(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是1×10Pa;(2)10L汽油完全燃烧放出的热量是3.22×10J;(3)这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW。
点评:本题是力学和热学的综合题,考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用,利用所学知识,计算解决实际问题,学以致用!
81.(2011年中考·广西钦州卷)如图所示,是一种煲汤用的电热锅工作原理图,调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态,温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间,其中R1=605Ω,R,2=96.8Ω,电热锅的部分参数如下表所示。
容积 额定电压 加热额定功率
保温额定功率 4L 220V 500W 80W 8
5
Page 28 of 44 http://www.jxteacher.com/wstbs
(1)电热锅处于保温挡正常工作时,锅内的水温度始终不变,则该电热锅的散热功率是多少?
(2)电热锅处于高温挡(切换开关接“1”)正常工作,在标准大气压下高温加热2kg的水,10min内消耗多少电能?设散热功率不变,水的初温为75℃,则加热10min后水的最终温度是多少?
81.(1)80W (2)3×105J;l00℃
解析:(1)因锅内水的温度始终不变,所以电热锅发热功率与散热功率相等,即P散=80W。 (2)电热锅10min内消耗的电能W=P加t=500W×10×60s=3×105J;设水温变化了△t,根据能量守恒得(P
加
-P
散
) t=cm△t,代入数据有:(500W一80W)
×10×60s=4.2×103J/(kg.℃)×2kg×△t,解得:△t=30℃,t=t0+△t=105℃,由此可知,水最终沸腾,即水的最终温度是l00℃。
82.(2011年中考·福建龙岩卷)某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及图所示的简化电路原理图.
热水箱容量 额定电压 加热功率 保温功率 1L 220V 1000W 44W (1)当S闭合,S0断开时,饮水机处于 (填“加热”或“保温”)状态. (2)求:①一满热水箱水的质量;②保温时的电流.(1L=1×103m3)
﹣
(3)将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量?若加热效率为90%,需要加热多长时间?[c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×103kg/m3].
82.(1)保温 (2)1kg;0.2A (3)2.52×105J;280s
解析:本题考察电功率的计算、密度公式的应用和热量的计算等知识。
(1)当S闭合,S0断开时,电路中只有电阻R2,电阻相对较大,电功率较小,处于保
Page 29 of 44 http://www.jxteacher.com/wstbs
温状态,当两开关都闭合时,两电阻并联,此时电路电阻最小,电功率最大,处于加热状态.
(2)①一箱水的质量m=ρV=103kg/m3×1×10
。
(3)Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(80℃﹣20℃)=2.52×105J,∵Q吸=ηW=ηPt,
﹣
3
m3=1kg;②由P=UI得
∴.
点评:本题考查质量、电流、吸收热量、时间等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是开关断开与闭合时电路的情况,要学会从题目所给信息中找到有用的数据。
83.(2011年中考·广东肇庆卷)随着低碳理念的普及,学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车.通过查阅资料得知:肇庆地区太阳光垂直照射时,每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率.拟设计的太阳能汽车质量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行驶15m,行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍.该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率.若该车在平直路面上以最高速度行驶,试通过计算回答下列问题(g取10N/kg):
(1)驱动电机提供的推力是多少牛? (2)驱动电机提供的机械功率是多少瓦?
(3)该车的太阳能电池板面积约为多大?(计算结果小数点后保留一位数字) 83.(1)100N (2)1500W (3)11.1m
解析:(1)驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N. (2)驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N×15m/s=1500W. (3)电功率转化率η=
2
2
==90%,所以该车的太阳能电池板面积约为
S≈11.1m.
点评:本题考查推力、功率、面积等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,本题还告诉我们一定要广泛应用太阳能,太阳能不但节省能源,还可以环保.
84.(2011年中考·福建南平卷)图甲是一种常见的电热水袋,图乙是它的简化电路图。其性能指标如下表:
Page 30 of 44 http://www.jxteacher.com/wstbs