(1)由题意可知,指示灯L的电阻比发热体R的电阻要_____(填“大”或“小”)得多。
(2)若热水袋内的水温是15℃,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,此过程中水吸收的热量是多少?[c水=4.2×10J/(kg·℃)]
(3)电热水袋的电能转化为水的内能的效率是多少?
(4)当实际电压为200V时,该电热水袋的实际功率约为多少? 84.(1)大 (2)2.1×105J (3)87.5% (4)330.6W
85.(2011年中考·广西桂林卷)从2006年开始,我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》,研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量,并不会产生放射性污染,如图甲所示。而氘可以从海水中提取,从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%,所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km?(计算结果保留一位小数)(汽油密度:0.71×103kg/m3;汽油热值:4.6×107J/kg)
氘核
氢核聚合
中子
氚核
形成氦核
释放能量
甲
乙
3
被释放的中子
85.71.4km 解析:先计算出300L优质汽油完全燃烧放出的热量,再计算出其转化的电能,已知电能和电力机车牵引功率可计算出行驶时间,最后根据公式s=v t计算出行驶路程。
由由ρ=m/V 可得汽油质量:m汽油=ρ汽油V汽油=0.71×103 kg/m3×300×10-3 m3=213 kg,汽油完全燃烧放出热量:Q=qm
汽油
=4.6×107J/kg×213 kg=9.798×109 J,产生的电能:
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W=50%Q=4.899×109 J。
由P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间:t=W/ P=4.899×109 J/4.8×106 W≈1020.6s,动车组行驶速度:v=252 km/h=70m/s,由v=s/t 可得,动车组行驶路程:s=v t=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km。
86.(2011年中考·广西河池卷)某型号电热水壶的额定电压为220V,正常工作时的电流为5A,壶中装有2kg温度为20℃的水。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)该电热水壶正常工作时的电功率。 (2)将这壶水加热到100℃,水吸收的热量。 86.(1)1100W (2)6.72×105J
解析:(1)正常工作时的电功率P=UI =220V×5A=1100W。
(2)水吸收的热量Q水吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
87.(2011年中考?福建泉州卷)小理对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W,
(1)小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.22kW?h的电能.水吸收的热量是多少?这时电磁炉的效率是多少?
(2)小理用电磁炉煮粥.先用大火将水开,后用小火煮.这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁的电流是多少?[水的比热是4.2×103J/(kg?℃),家庭电路的电压为220V].
87.(1)6.72×105J;84.8% (2)3.6A
解析:(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J, 消耗的电能:W=0.22kW?h=0.22×3.6×106J=7.92×105J, 电磁炉的效率:η=
=
≈84.8%。
(2)由图知,第8分钟电磁炉的电功率P=800W,∵P=UI,∴通过电磁炉的电流:
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I==≈3.6A.
点评:本题是一道电学与热学的综合计算题,考查了热量的计算、电磁炉的效率、电功率公式P=UI的应用,记住是kW?h电功的单位以及与焦耳(J)的关系1kW?h=3.6×106J,能从P﹣t图象得出相关信息是解本题的关键之一。
88.(2011年中考·广西崇左卷)为了利用太阳能资源,节约经营成本,崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器,每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下,一满箱15℃的水经白天太阳能加热,温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为8.4×107J/kg。求:
(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量?(3分) (2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要多少千克天然气?(2分) 88.(1)4.2×108J (2)5kg
解析:(1)一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ10m=200kg,
1台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃,所吸收的热量为 Q吸=c水m(t2-t1) = 4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(65℃-15℃)=4.2×107J,
那么,10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q总=10Q吸=4.2×108J。 (2)设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量,则
Q总4.2?108JMq=Q总,所以,M =??5kg。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需
q8.4?107J/kg-3
3
水
V=1.0×10kg/m×200×
33
要5千克天然气。
89.(2011年中考·广东湛江卷)2010年12月30日通车的湛徐高速,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时,从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”.
今年“五·一”期间,爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1)汽车静止时对路面的压强;
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(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率;
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
89.(1)2×105Pa (2)2.5×104W (3)2.5×108J;18.12kg
解析:(1)汽车静止时对地面的压力为F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,汽车
F1.8?104N5
静止时对地面的压强为P?2×10Pa。 ??2S0.09m(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W。 (3)全程往返约250km牵引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J, 由??WW?得,全程往返约250km需要汽油的质量为: QmqW2.5?108Jm???18.12kg。
?q30%?4.6?107J/kg答:(1)汽车静止时对在地面的压强2×105Pa.(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率2.5×104W.(3)全程往返约250km牵引力所做的功2.5×108J;全程往返约250km需要汽油的质量为18.12kg.
90.(2011年中考·贵州铜仁卷)如下表及图所示,是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图,该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制)。求:
(1)当开关S闭合,开关S0断开时,饮水机的功率是多大? (2)保温电阻R2的阻值是多少?
(3)若正常工作时,该电热器加热的效率为90%,将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间?(C水=4.2×103J/kg·℃)
90.解析:(1)由图可知,当开关S闭合,开关S0断开时,只有R2工作,饮水机处于保温状态,则它的功率是50W。
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U2(220V)2??988?。 (2)已知保温功率P保=50W,电压U=220V,R2?P保50W(3)满箱水的体积
V=1L=1×10-3m3,满箱水的质量
m?ρV?1.0?103kg/m3?10?3m3?1kg
加热满箱水所需吸收热量是
Q?cm(t?t0)?4.2?103J/(kg?℃)?1kg?(95℃?20℃)?3.15?105J
5电热器放出的总热量 Q总70%?Q?3.15?10J 则Q总?4.5?105J
Q总4.5?105JW???900s 加热所需时间t?P加P加500W答:当开关S闭合,开关S0断开时,饮水机的功率是50W;保温电阻R2的阻值是988欧;加热满热水箱需要时间是900s.
91.(2011年中考·安徽芜湖卷)使用电热水壶烧水,具有便捷、环保等优点。如图是某电热水壶的铭牌。假设电热水壶的电阻保持不变,已知水的比热容为c(kg·℃)。
产品型号:JYK—315 额定电压:220V 频 率:50Hz 额定功率:440W 容 量:0.5L (1)电热水壶的额定电流和电阻分别是多少?
(2)1标准大气压下,将一壶质量为0.5 kg、温度为20℃的水烧开,需要吸收多少热量?
(3)在额定电压下,要放出这些热量,该电热水壶理论上需要工作多长时间? (4)使用时发现:烧开这壶水实际加热时间大于计算出的理论值,请分析原因。 91.(1)2A 110Ω (2)1.68×105J (3)381.82s (4)电流做功产生的热量没有全部被水吸收
解析:(1)额定电流I额?P额U额?水
=4.2×103J/
U220V440W?110?。 ?2A,电阻R?额?I额2A220V(2)Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5 kg×(100℃-20℃)=1.68×105J。 (3)在不计热量损失的情况下即理论上,Q放=Q吸=P额t,可得需要工作的时间是
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