2020年中考物理试题分类命题备考方略专题14铭牌类电器计算题含解析

2020年中考物理试题分类命题备考方略专题14铭牌类电器计算题含解析

‎2020年物理试卷分类命题备考方略 专题十四铭牌类电器计算题 ‎★命题诠释 铭牌类电器计算题经常出现在大型计算题中，但也会以选择题和填空题形式出现，属于计算类试题。铭牌类电器计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。‎ 对大型计算题要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。大型计算题的特点是：‎ ‎(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度．它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。‎ ‎(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。‎ ‎(3)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。‎ ‎★题型解密 一、电器设备铭牌 电器设备的铭牌显示的是电器设备工作状态、工作环境和工作过程，给使用者提供了较为全面的信息。电器设备的铭牌上主要标注的内容有：电器设备的额定值（电压、功率、电流等），工作环境，工作过程和使用注意事项。从铭牌给出的数据可以很好的了解此电器设备在工作过程中有关物理量或可以从铭牌中求出所需要的物理量，这就是题干的主要内容。解答时一定要把铭牌给出的数据看清，弄懂。‎ 二、解题方略 ‎1.应用公式类：就是利用铭牌给出的数据，结合所学物理公式，直接进行计算。此类题目只要考生能熟练利用物理知识和规律，解答不难。‎ ‎【典例一】（2019·临沂）图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为，内部等效电路如图乙所示，和是两个电热丝。某次小眀用高温档淋浴时，水的初温是，淋浴头的出水温度为，淋浴共用水．假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[]求：‎ 25‎ ‎（1）电热丝的阻值。‎ ‎（2）该热水器高温档功率。‎ ‎【解析】（1）由图知，两开关同时闭合时，两电阻并联，只闭合时，为的简单电路；‎ 因为并联的总电阻小于其中任一分电阻，根据可知，只闭合时，电阻较大，功率较小，为低温档，电热丝的阻值：；‎ ‎（2）用高温档淋浴时，淋浴共用水，水的质量：‎ ‎；‎ 水从初温升高到吸收的热量：‎ ‎；‎ 由题知，假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，则消耗的电能：‎ ‎；‎ 该热水器高温档功率：。‎ 答：（1）电热丝的阻值为；（2）该热水器高温档功率为。‎ ‎2.工作条件转换类：是在多档位电器相关计算时，利用给出的铭牌信息，电器设备工作在不同条件下的计算类型。此类题目一般给出了两种或多种形式的电路工作状态，只要考生加以区分并利用相关知识进行计算即可。‎ ‎【典例二】（2019·青岛）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中和是阻值不变的发热电阻；下表是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是。‎ 额定电压 额定加热功率 25‎ 额定保温功率 A．只闭合开关，加热器的功率为 ‎ B．开关闭合，由断开到闭合，电路中电流变大，的功率变大 ‎ C．加热器在保温状态下工作，产生的热量 ‎ D．电阻与的阻值之比为 ‎【答案】BC。‎ ‎【解析】A.只闭合开关，两电阻串联，电阻较大，根据知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为，故A错误；‎ B.开关闭合，断开时，两电阻串联，闭合时，电阻被短路，只有电阻工作，电阻减小，根据知，电路的电流增大，的电阻不变，根据知的功率变大，故B正确；‎ C.加热器在保温状态下工作产生的热量：，故C正确；‎ D.因为、，且、，‎ 所以，即：，‎ 解得，故D错误。故选BC。‎ ‎3.综合计算类：是设备铭牌标注的信息除了电器设备和电学物理量以外，还标注有其他信息，并要求利用所需物理知识进行修改计算的题型。解答此类题目，在读懂题干基础上，必须把电学物理知识与其他相关知识相结合（如热量、效率等），找到这两个物理知识的结合点即可。‎ ‎【典例三】（2019·枣庄）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：‎ 额定电压 频率 额定功率 容量 25‎ ‎（1）养生壶正常工作的电阻。‎ ‎（2）若该养生壶的加热效率为，在标准大气压下，将初温是的一壶水烧开，需要多长时间？，‎ ‎（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，电能表的转盘转了，求电养容量生壶的实际功率。‎ ‎【解析】（1）由可得，养生壶正常工作时的电阻：。‎ ‎（2）水的质量：；‎ 水吸收的热量：，‎ 由可得，养生壶消耗的电能：，‎ 由可得，养生壶工作时间：。‎ ‎（3）转盘转动40转消耗电能：，‎ ‎，‎ 电养生壶的实际功率：。‎ 答：（1）养生壶正常工作的电阻为。（2）若该养生壶的加热效率为，在标准大气压下，将初温是的一壶水烧开，需要；（3）电养生壶的实际功率为。‎ ‎★专项突破 一、应用公式类 ‎1.（2018•玉林）如图所示是某款电热水壶及其铭牌的部份参数，当电热水壶正常工作时，求：‎ 额定电压 ‎220V 频率 ‎50Hz 额定功率 ‎1000W 容量 ‎1.5L 25‎ ‎（1）电热水壶的电阻；‎ ‎（2）将一壶水从25℃加热到100℃时，水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg•℃）]；‎ ‎（3）若加热一壶水所需时间为10min，电热水壶的热效率。‎ ‎【解析】（1）由P=可得，电热水壶的电阻：R===48.4Ω；‎ ‎（2）水的体积V=1.5L=1.5×10﹣3m3，‎ 由ρ=得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg，‎ 水吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣25℃）=4.725×105J；‎ ‎（3）电热水壶消耗的电能：W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J，‎ 电热水壶的热效率：η=×100%=×100%=78.75%。‎ 答：（1）电热水壶的电阻48.4Ω；（2）水吸收的热量4.725×105J；（3）电热水壶的热效率78.75%。‎ ‎2．（2018•广安）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）。‎ ‎（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？‎ ‎（2）电阻R2的阻值是多少？‎ ‎（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？‎ 额定电压 ‎220V 频率 ‎50Hz 额定功率 加热 ‎880W 保温 ‎44W 25‎ ‎【解析】（1）由题知，电饭锅正常工作时，在加热状态下功率P=880W，‎ 由P=UI可得总电流：I===4A；‎ ‎（2）当S、S0闭合时，R1和R2并联，电路总电阻较小；当S闭合、S0断开时，电路中只有R2，电路总电阻较大；由P=可知，当S、S0闭合时，电功率较大，为加热档；当S闭合、S0断开时，电功率较小，为保温档；P保温=44W，由P=可得：R2===1100Ω；‎ ‎（3）3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，‎ 则电能表转盘转200r消耗的电能：W=kW•h=kW•h，‎ 电饭锅此时的实际加热功率：P实===0.8kW=800W。‎ 答：（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是4A；（2）电阻R2的阻值是1100Ω；（3）电饭锅此时的实际加热功率是800W。‎ ‎3.（2019·东营）图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝、．主要参数如下表。‎ 项目 参数 额定电压 ‎220‎ 额定功率 ‎1936‎ 额定功率 ‎968‎ 电动机功率 ‎44‎ 适用面积 ‎10‎ ‎（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？‎ ‎（2）正常工作时，求的阻值是多少？‎ ‎（3）实际电压为时，求的实际功率是多少？‎ ‎（4）浴霸正常工作时，使容积为的房间空气温度升高，求室内空气吸收的热量是多少？‎ 25‎ 取，取，不考虑其他因素影响）‎ ‎【解析】（1）开关均闭合时，、和电动机同时工作，电路总功率为：‎ ‎，‎ 由可得，浴霸正常工作时的干路电流：；‎ ‎（2）由可得的阻值为：；‎ ‎（3）由可得的阻值为：，‎ 实际电压为时，的实际功率为：；‎ ‎（4）室内空气的质量为：，‎ 空气吸收的热量为：。‎ 答：（1）开关均闭合，浴霸正常工作时的干路电流是。（2）正常工作时，的阻值是。（3）实际电压为时，的实际功率是。（4）室内空气吸收的热量是。‎ ‎4.（2019·濮阳市中考二模）电蒸锅也叫电蒸笼，是一种在传统的木蒸笼、铝蒸笼、竹蒸笼等基础上开发出来的用电热蒸气原理来直接清蒸各种美食的厨房电器。小万家买了一台电蒸锅如图甲所示，电蒸锅的问题参数如表格所示。（忽略温度对电阻的影响）‎ XX电蒸锅 额定电压 ‎220V 额定功率 ‎1100W 25‎ 额定频率 ‎50Hz 水箱容量 ‎2.5L 蒸笼容量 ‎7.5L 定时时间 ‎60min ‎（1）电蒸锅应使用图乙中______（选填“上”或“下”）面的插座，目的是使电蒸锅的______与大地相连，防止因漏电而造成触电事故。‎ ‎（2）电蒸锅的加热电阻是多少？若某次电路中的实际电压为198V，在此电压下利用定时时间蒸熟食物消耗的电能为多少？‎ ‎（3）如果把满箱初始温度为25℃的水烧开（1标准大气压下），电蒸锅的热效率为90%，所需要的时间是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎【解析】（1）电蒸锅应使用三孔插座，即使用图乙中下面的插座，这样使电蒸锅的外壳与大地相连，防止因漏电而造成触电事故；‎ ‎（2）根据P=得，电蒸锅的加热电阻：R===44Ω；‎ 实际电压为198V，在此电压下利用定时时间蒸熟食物消耗的电能为：‎ W=t==3.2076×106J；‎ ‎（3）根据ρ=知，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg，‎ 水吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=7.875×105J；‎ 根据η=知，消耗的电能：W′===8.75×105J，‎ 根据P=知，所需要的时间：t===795.5s。‎ 故答案为：（1）下；金属外壳；（2）电蒸锅的加热电阻是44Ω；若某次电路中的实际电压为198V，在此电压下利用定时时间蒸熟食物消耗的电能为3.2076×106J；（3）如果把满箱初始温度为25℃的水烧开（1标准大气压下），电蒸锅的热效率为90%，所需要的时间是795.5s。‎ ‎5．（2019·攀枝花市中考模拟5月份）多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg）‎ ‎（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；‎ ‎（2）求R1的阻值；‎ 项目 参数 25‎ 电源电压（V）‎ ‎220‎ 低温档功率（W）‎ ‎275‎ 中温档功率（W）‎ ‎550‎ 高温档功率（W）‎ ‎1100‎ 容积（L）‎ ‎1‎ ‎（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；‎ ‎（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。‎ ‎【解析】（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此状态为高温档；‎ ‎（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，总功率最小，此时为低温档；‎ 当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。‎ 由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1＝＝＝2.5A，‎ 由I＝得，R1的阻值：R1＝＝＝88Ω，‎ ‎（3）由P＝UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：I低＝＝＝1.25A，‎ ‎（4）由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，‎ 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，‎ 由η＝和W＝Pt得，烧开一壶水需要的时间为：t＝＝＝＝420s。‎ 答：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2‎ 25‎ 并联，电路中的总电阻最小，总功率最大；（2）电阻R1的阻值是88Ω；（3）养生壶处于低温档工作时电流为1.25A；（4）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。‎ 二、工作条件转化类 ‎1.（2019·淄博）表为一台饮水机的铭牌，其内部简化电路如图所示，和均为电热丝且阻值不变。‎ 牌饮水机 额定电压 额定功率 加热 保温 加热效率 ‎（1）该饮水机处于加热状态时，正常工作，在1标准大气压下能否把的水从加热至沸腾？‎ ‎（2）保温功率是指断开时电路消耗的总功率。该饮水机正常保温时，实际消耗的电功率是多少？‎ ‎【解析】（1）在1标准大气压下水的沸点为，则把的水从加热至沸腾需要吸收的热量：，‎ 由可得，需要消耗的电能：，‎ 由可得，需要加热的时间：，‎ 所以，该饮水机正常加热不能把1标准大气压下的水从加热至沸腾；‎ ‎（2）由图可知，开关闭合时，电路为的简单电路，电路的总电阻最小，饮水机的功率最大，处于加热状态，由可得，的阻值：，‎ 25‎ 由表格数据可知，该饮水机正常保温时的功率，‎ 由题意可知，开关断开时，与串联，电路的总电阻最大，饮水机的功率最小，处于保温状态，‎ 由可得，此时电路中的电流：，‎ 该饮水机正常保温时，实际消耗的电功率：。‎ 答：（1）该饮水机正常加热不能把1标准大气压下的水从加热至沸腾；（2）该饮水机正常保温时，实际消耗的电功率是。‎ ‎2.（2018·滨州）图甲是一家用电器，有“低温”，“中温”，“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：‎ ‎××牌电暖器 额定电压 ‎220V 额定功率 低温档 ‎550W 中温档 ‎1100W 高温档 频率 ‎50Hz ‎（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？‎ ‎（2）“高温”档正常工作时的总电流是多少？‎ ‎（3）若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃）且保持不变，用该电要器的“高温”档正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？‎ ‎【解析】（1））闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，由P=‎ 25‎ 可求“低温”档正常工作时的电阻是：R1===88Ω；‎ ‎（2）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，P高温=P低温+P中温=550W+1100W=1650W，‎ 根据P=UI可得高温档时正常工作的电流：I===7.5A，‎ ‎（3）电暖器的“高温”档正常工作20分钟，放出的热量：‎ W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J；‎ 空气吸收的热量：Q吸=ηW=50%×1.98×106J=0.99×106J；‎ 由Q吸=cm△t可得，房间的空气温度升高：△t===15℃。‎ 答：（1）“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；（2）“高温”档正常工作时的总电流是7.5A；（3）可使此房间的空气温度升高15℃。‎ ‎3．(2018·遵义)小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：‎ 热风温度 ‎50﹣75℃‎ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 ‎220V 质量 ‎0.5kg ‎（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？‎ ‎（2）电热丝工作时的电阻是多大？‎ ‎（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？‎ ‎【解析】（1）当吹冷风时，只有电动机工作，P1=110W，‎ 由P=UI可得，通过电动机的电流：I1===0.5A；‎ 25‎ ‎（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，‎ 电热丝R2的电功率：P2=P﹣P1=990W﹣110W=880W，‎ 由P=可得，电热丝R2的电阻值：R2===55Ω。‎ ‎（3）30min=1800s内电流通过电动机产生的热量：Q1=I12R1t=（0.5A）2×1Ω×1800s=450J；‎ 答：（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；（2）电热丝工作时的电阻是55Ω；（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是450J。‎ ‎4．（2019·烟台市中考模拟）某品牌智能滚简洗衣机可设定洗涤温度，方便安全，其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现档位转换，旋至1档时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态：旋至2档时R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，主要参数如下表。（C水＝4.2×103J/（kg•℃））‎ ‎（1）洗衣机内注入10L的水，在定电压下连续加热17.5分钟，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？‎ ‎（2）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？‎ ‎（3）R2阻值是多少？‎ ‎【解析】（1）由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg，‎ 水吸收的热量：‎ Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×l03J/（kg•℃）×10kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×l06J，‎ 由P＝可得，洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt＝2400W×17.5×60s＝2.52×106J，‎ 洗衣机加热的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。‎ ‎（2）由电路图可知，当旋钮旋至1档时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，‎ 由P＝UI＝得，电热丝R1的加热功率：P1＝＝＝2200W，‎ 25‎ 电热丝R2的加热功率：P2＝P﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，‎ 洗衣机处于保温洗涤状态时，电热丝R2与电动机并联，‎ 则电热丝R2和电动机的总功率：P总＝P2+P电动＝200W+240W＝440W，‎ 保温洗涤的干路电流：I＝＝＝2A；‎ ‎（3）由P＝可得，电热丝R2的阻值：R2＝＝＝242Ω。‎ 答：（1）此过程中的加热效率是50%；（2）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A；（3）R2阻值是242Ω。‎ ‎5．（2019·白银市靖远县中考二模）自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，我校使用的“碧丽”牌电热水器的参数表以及简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水＝1×103kg/m3，水的比热容C水＝4.2×103J/kg℃）‎ 饮水机参数 热水温度：100℃‎ 热胆容积：11L 加热功率：2200W 保温功率：100W 额定电压：220V 频率：50Hz ‎（1）该电热水器处于正常加热时的电流是多少？‎ ‎（2）电阻丝R1的阻值。‎ ‎（3）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到100℃，需用多长时间？‎ 25‎ ‎【解析】（1）由P＝UI可得，该电热水器处于正常加热时的电流：I加热＝＝＝10A；‎ ‎（2）当S1、S2都闭合时，R1短路，只有R2接入电路，‎ 电路消耗的总功率为P2＝；‎ 当S1断开，S2闭合时，两只电阻串联，‎ 此时电路消耗的总功率为P串＝。‎ 因为P2＞P串，所以P2＝P加热＝2200W，P串＝P保温＝100W。‎ 由P＝可得：R2＝＝＝22Ω，‎ R1+R2＝＝＝484Ω，所以R1＝484Ω﹣22Ω＝462Ω；‎ ‎（3）由ρ＝可得，水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×11×10﹣3m3＝11kg，‎ 水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/kg•℃）×11kg×（100℃﹣20℃）＝3.696×106J，‎ 由η＝可得，消耗的电能为：W＝＝＝4.62×106J，‎ 由P＝可得，加热时间为：t＝＝＝2100s＝35min。‎ 答：（1）该电热水器处于正常加热时的电流是10A；（2）电阻丝R1的阻值为462Ω；（3）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，水温由20℃加热到100℃，需用35min。‎ ‎6.（2019·孝感市中考最后一模）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，R2=96.8Ω，电热锅的部分参数如下表所示。‎ 容积 ‎4L 额定电压 ‎220V 25‎ 加热额定功率 ‎500W 保温额定功率 ‎80W ‎（1）电热锅处于保温档正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？‎ ‎（2）电热锅处于高温档（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？‎ ‎【解析】（1）电热锅处于保温挡正常工作时，因锅内水的温度始终不变，所以电热锅保温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-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100℃。‎ 答：（1）该电热锅的散热功率为80W；（2）电热锅处于高温档时10min内消耗的电能为3×105J；水的最终温度是100℃。‎ 三、综合计算类 ‎1．（2019·济宁市邹城市中考一模）如图是某电热暖手宝的主要参数。选用水作为吸热或放热物质，是因为水的较大。（已知水的初温为15℃，c水＝4.2×103J（kg•℃），接通电源正常工作6min时暖手宝处于状态（选填“通电加热”或“自动断电”）。‎ ‎【答案】比热容；通电加热。‎ ‎【解析】（1）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同温度时，水放出的热量多，所以电热暖手宝里面用水作为吸热或放热物质；‎ ‎（2）正常工作6min时暖手宝消耗的电能：W＝Pt＝500W×360s＝1.8×105J；‎ 由Q吸＝cm△t可知水升高的温度：△t＝＝≈42.9℃；‎ 由于初温是15℃，所以此时的末温为15℃+42.9℃＝57.9℃，小于65℃，故此时处于通电加热状态。‎ 25‎ 故答案为：比热容；通电加热。‎ ‎2．（2018·潍坊）如图所示是一种常见的封闭电热水袋，其性能参数如表中所示。已知电热水袋加热效率为80%，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1.0×103kg/m3．将袋内20℃的水加热到自动断电，求：‎ ‎（1）袋内水吸收的热量；‎ ‎（2）需要的加热时间。‎ 额定电压 额定加热功率 ‎220V ‎400W 袋内充水 自动断电温度 ‎1.0L ‎60℃‎ ‎【解析】（1）由ρ=可得袋内水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.0×103=1kg，‎ 袋内水吸收的热量：Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃﹣20℃）=1.68×105J；‎ ‎（2）由η=可得消耗电能：W===2.1×105J，‎ 由P=可得，需要的加热时间：t===525s。‎ 答：（1）袋内水吸收的热量为1.68×105J；（2）需要的加热时间为525s。‎ ‎3．（2018•泸州）如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：‎ 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYP﹣P11S ‎220V 电机功率 加热功率 保温功率 ‎180W ‎1000W ‎242W 25‎ ‎（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量？[设该浆的比热容为4.0×103J/（kg•℃）]‎ ‎（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？‎ ‎（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为多大？‎ ‎【解析】（1）加热该浆需要吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）=4.0×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃﹣40℃）=2.4×105J；‎ ‎（2）由图知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由P=可知，此时电功率较大，为加热档；当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由P=可知，此时电功率较小，为保温档；‎ 由P=可得R1的阻值：R1===48.4Ω；‎ 由P=可得串联时的总电阻：R串===200Ω，‎ 则R2的阻值：R2=R串﹣R1=200Ω﹣48.4Ω=151.6Ω；‎ ‎（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率：P总=180W+1000W=1180W，‎ 正常工作lmin所消耗电能：W=Pt=1180W×60s=70800J。‎ 答：（1）加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收2.4×105J的热量；（2）电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、151.6Ω；（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为70800J。‎ ‎4.（2019·滨州市中考模拟一）某微电脑热水壶具有温度可控、自动抽水等优点，下表是该电热水壶的铭牌。求：‎ ‎（1）电热水壶在额定电压下工作时的电流。‎ ‎（2）电热水壶正常工作7min，能将1kg水从12℃加热到100℃，求电热水壶的热效率。‎ 25‎ ‎【解析】（1）由图可知，电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1100W，‎ 由P＝UI可得，它在额定电压下工作时的电流：I＝＝＝5A；‎ ‎（2）将1kg水从12℃加热到100℃，水吸收的热量：‎ Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J；‎ 电热水壶消耗的电能：W电＝Pt＝1100W×7×60s＝4.62×105J，‎ 电热水壶的效率：η＝×100%＝×100%＝80%。‎ 答：（1）电热水壶在额定电压下工作时的电流是5A；（2）电热水壶的加热效率为80%。‎ ‎5.（2019·烟台）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。、为电热丝，为滑动变阻器，为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。‎ ‎（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？‎ ‎（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻的滑片？‎ ‎（3）工作时的电阻是多大？‎ ‎（4）电热水器处于加热状态时，工作，可使水的温度升高．则该电热水器的效率是多少？‎ 型号 电源 ‎ ‎ 加热功率 保温功率 水容量 25‎ ‎【解析】（1）当绿灯亮时，工作电路中和串联，电路的总电阻最大，由可知，电热水器的功率最小，处于保温状态；‎ ‎（2）当温度升高时，由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小可知，的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电磁铁的磁性变强，衔铁与下触点接触，电热水器处于保温状态，所以，要提高电热水器的保温温度，就应减小控制电路的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片端移动；‎ ‎（3）红灯亮时，工作电路为的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电热水器处于加热状态，由可得，的阻值：；‎ 当绿灯亮时，工作电路中和串联，电热水器的功率最小，处于保温状态，‎ 此时电路的总电阻：，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，工作时的电阻：‎ ‎；‎ ‎（4）水的体积：，‎ 由可得，水的质量：，‎ 水吸收的热量：，‎ 由可得，消耗的电能：，‎ 该电热水器的效率：。‎ 答：（1）当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，保护电阻的滑片向右移动；（3）工作时的电阻是；（4）该电热水器的效率是。‎ 25‎ ‎6.（2019·黔南州中考二模）某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）。求：‎ 型号DSP-19B 电源220V 50Hz 功率 加热时 1200W 保温时  30W 容量2L （1） 保温时通过电热水瓶的电流是多少？‎ ‎（2）加热时电热水瓶的电阻多大？‎ ‎（3）若瓶内20℃的水加热10min正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？‎ ‎（4）请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。‎ ‎【解析】（1）保温时通过电热水瓶的电流为：I=P‎1‎U=‎30W‎220V≈0.14A；‎ （2） 电热水瓶的电阻为：R=U‎2‎P‎2‎=‎(220V‎)‎‎2‎‎1200W≈40.33Ω；‎ ‎（3）瓶内水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg，瓶内水吸收的热量：‎ Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，‎ 消耗的电能：W=P2t=1200W×10×60s=7.2×105J，‎ 热水瓶效率：η=QW=‎6.72×‎10‎‎5‎J‎7.2×‎10‎‎5‎J≈93.3%‎ ‎（4）两个电阻串联，一个开关与电阻并联，或者两个电阻并联，一个开关与电阻串联，电路图如下图，其它合理亦可。‎ 答：（1）保温时通过电热水瓶的电流约为0.14A；（2）加热时电热水瓶的电阻约为40.33Ω；（3）加热时电热水瓶的热效率约为93.3%；（4）电热水瓶的内部电路图如上图所示。‎ ‎7.（2019·随州市中考模拟6月份）‎ 25‎ 如图甲所示是小明家新购买的电热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待电热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘1min转了50圈，能使壶中水的温度从25℃升高到35℃．请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响。求：‎ ‎（1）电热水壶正常工作的电阻；‎ ‎（2）电热水壶中水的温度从25℃升高到35℃吸收的热量；[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（3）此时电路的实际电压。‎ ‎【解析】（1）由P=U‎2‎R得电热水壶正常工作的电阻：R=U额‎2‎P额=‎(220V‎)‎‎2‎‎1210W=40Ω；‎ ‎（2）水的体积V=1L=1×10-3m3，‎ 由ρ=mV得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，‎ 水从25℃升高到35℃吸收的热量：‎ Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（35℃-25℃）=4.2×104J；‎ ‎（3）3000r/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，‎ 则转盘转50r时，电水壶消耗的电能：W=‎50‎‎3000‎kW•h=‎1‎‎60‎kW•h，‎ 电热水壶的实际功率：P实=Wt=‎1‎‎60‎kW⋅h‎1‎‎60‎h=1kW=1000W，‎ 由P=U‎2‎R可得电热水壶两端的实际电压：‎ U实=P实R=‎1000W×40Ω=200V。‎ 答：（1）电热水壶正常工作的电阻为40Ω；（2）电热水壶中水的温度从25℃升高到35℃吸收的热量为4.2×104J；（3）此时电路的实际电压为200V。‎ ‎8.（2019·常德市中考最后一模）目前市场上有一种热水器叫做“空调热水器”，又名“冷气热水器”，顾名思义，就是可同时提供空调制冷和热水供应的热水器。其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器，这种热水器非常节能。其原理与普通的空调相似，如图所示。以下为某种品牌的三种型号“空调热水器”的测定参数（在环境温度20℃，进水温度20℃时测定）：‎ 25‎ 型号 A B C 额定出水温度（℃）‎ ‎50‎ 输出功率（kW）‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2‎ 电源 ‎220V/50Hz 热水产出率（L/h）（△t=30℃）‎ ‎100‎ ‎150‎ ‎200‎ 环境温度范围（℃）‎ ‎-10～50‎ 请根据上表数据计算或分析：‎ ‎（1）A热水器“热水产出率”100Lh，其含义是指此热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水100L；假设传统电热水器消耗的电能全部转化为水的内能，请根据A热水器的热水产出率计算说明“空调热水器”与传统的电热水器谁更节能？（水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃））‎ ‎（2）这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W时，能效比η=Q/W．则A型热水器的能效比为多少？‎ ‎（3）若C型热水器的能效比为4.2，而出水温度只要求达到45℃时，它的实际热水产率会是多少？‎ ‎【解析】（1）水吸收的热量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×107J。‎ 由于传统电热水器消耗的电能全部转化为水的内能，则W1=1.26×107J，‎ ‎“空调热水器”消耗的电能W2=PAt=1kW×1h=1kW•h=3.6×106J，‎ 则W1＞W2，即“空调热水器”与传统的电热水器更节能；‎ ‎（2）A型热水器能效比ηA=Q吸W‎2‎=‎1.26×‎10‎‎7‎J‎3.6×‎10‎‎6‎J=3.5；‎ ‎（3）C型热水器消耗的电能WC=PCt=2kW×1h=2kW•h=7.2×106J，‎ 由能效比η=QW得水吸收的热量：Q吸C=ηWC=4.2×7.2×106J=3.024×107J，‎ 由Q吸=cm（t-t0）得：水的质量m′=Q吸c△t=‎3.024×‎10‎‎7‎J‎4.2×‎10‎‎3‎J/(kg‎⋅‎‎∘‎C)×‎25‎‎∘‎C=288kg，‎ 由ρ=mV得：V′=m'‎ρ=‎288kg‎1.0×‎10‎‎3‎kg/‎m‎3‎=0.288m3=288L。‎ 25‎ 即它的实际热水产率是288L/h。‎ 答：（1）“空调热水器”与传统的电热水器更节能；（2）A型热水器的能效比为3.5；（3）的实际热水产率会是288L/h。‎ ‎9．（2019·辽阳市中考考前最后一卷）养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求：‎ ‎（1）养生壶正常工作时的电阻；‎ ‎（2）若正常工作时，养生壶加热效率为90%，将1kg水从20℃加热到80℃需要多长时间；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]‎ 型号 CH﹣M16‎ 额定电压 ‎220V 频率 ‎50Hz 额定功率 ‎1000W 容量 ‎1.2L ‎（3）用电高峰期，家庭电路电压降为198V，此时养生壶工作的实际电功率是多大？（设养生壶的电阻和加热效率不变）‎ ‎【解析】（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：R＝＝═48.4Ω。‎ ‎（2）水吸收的热量：‎ Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×105J，‎ 由η＝可得，养生壶消耗的电能：W＝＝＝2.8×105J，‎ 由P＝可得，养生壶工作时间：t＝＝＝280s；‎ ‎（3）在用电高峰时，U实际＝198V，设养生壶的电阻和加热效率不变，‎ 此时养生壶工作的实际电功率P实际＝＝＝810W。‎ 25‎ 答：（1）养生壶正常工作时的电阻为48.4Ω；（2）将1kg水从20℃加热到80℃需要280s长时间；（3）此时养生壶工作的实际电功率是810W。‎ 25‎