电功率、电热的综合计算
专题概述
此类题目通常以电热水壶、饮水机、电热水器、电饭锅、电饭煲、电磁炉(微波炉)等常用家用电器为命题背景，通过用电器铭牌及相关介绍来提供有用信息，结合效率考查电功率、电热以及热量的计算，综合性很强，多以中考压轴题出现．
(1)根据题目的已知条件和待求量，正确选用计算电热的公式，具体如下：Q＝I2Rt＝IUt＝t.
(2)正确理解热量的计算公式Q＝cmΔt，并注意公式各物理量的意义及单位．
(3)认真审题，准确把握题目中的关键词，正确挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系．如根据“电热器放出的热量全部被水吸收”，则有Q＝I2Rt＝IUt＝t＝cmΔt；若已知加热效率η，则电热器放出的热量与水吸收的热量之间的关系有ηQ放＝Q吸．
专题训练
类型1 电热器为载体的电、热综合计算
1．(滨州中考)某中学学生公寓新安装了即热式电热水器，解决了学生日常饮水需要．图表为该电热水器的部分技术参数．
型号
NTF－065
额定功率(W)
9 680
额定电压(V)
220
频率(Hz)
50
容积(L)
50
(1)该电热水器正常工作时的电流是多少安培？
(2)该电热水器贮满初温为20 ℃的水后，在一标准大气压下将其烧开，则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳？[假设电能全部转化为内能，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210 V情况下的工作，该电热水器的实际功率是多少瓦？
2．(东营中考)某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为220 V、最大功率为440 W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110 Ω.电阻值均不受温度影响．
(1)定值电阻R0的阻值是多大？
(2)该电熨斗工作时的最小功率多大？此时通过电路的电流是多大？
(3)假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围．
类型2 电热器档位问题的分析
3．(多选)如图是某家用电热器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)．下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中大小说法正确的是( )
A．甲的连接方式发热功率最小
B．乙的连接方式发热功率最小
C．丙的连接方式发热功率最大
D．丁的连接方式发热功率最大
4．某工厂开发研制了一种高、中、低三档家用电火锅，观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成．改变档位就是改变电热丝连入电路的方式．研究发现：旋动开关，当转换开关在中档位置时，发热功率为600 W，这时只有一个电阻丝连入电路．那么，当转换开关分别处于高、低两档位置时，其发热功率分别为________W和________W.
5．(泰州中考)某型号的电饭锅有两档，其原理如图所示，电阻R1＝44 Ω.当开关S闭合时，电饭锅处于高温档，当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温档，焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍，求：
(1)高温档的功率；
(2)焖饭、保温时电路中的电流；
(3)电阻R2的阻值．
6．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＝605 Ω，R2＝96.8 Ω，电热锅的部分参数如下表所示．
容积
4 L
额定电压
220 V
加热额定功率
500 W
保温额定功率
80 W
(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”)正常工作时，在标准大气压下高温加热2 kg的水，10 min内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75 ℃，则加热10 min后水的最终温度是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
类型3 综合提升
7. “节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要．太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小佳家的太阳能热水器．它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有“220 V 2 000 W”字样的电热管对水加热．
(1)该太阳能热水器的容积为0.12 m3，当水箱装满水时，水的质量是多少？(水的密度为1.0×103 kg/m3)
(2) 该热水器电热管正常工作时的电阻是多大？
(3)利用太阳能将满箱水的温度从25 ℃加热到75 ℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)如用电热管给水加热，加热的效率为84%，则电热管把满箱水的温度从25 ℃加热到75 ℃需要消耗多少电能？这些电能可供“220 V 40 W”的电灯正常工作多长时间？
参考答案
1．(1)电流I＝P/U＝9 680 W/220 V ＝44 A；(2)电能W＝Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×50×10－3 m3×1.0×103 kg/m3×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×107 J；(3)P实∶P额＝U∶U，即P实∶9 680 W＝(210 V)2∶(220 V)2，解得P实＝8 820 W．
2.(1)当调温电阻R＝0时，电熨斗的电功率最大，根据P＝可得：R0＝＝＝110 Ω；(2)当调温电阻R＝110 Ω时，电熨斗的电功率最小，此时通过电路的电流：I＝＝＝1 A，电熨斗的最小电功率：P′＝UI＝220 V×1 A＝220 W；(3)由图乙可知：当电熨斗功率是440 W时，温度最高为200 ℃；当功率是220 W时，温度最低为90 ℃；故电熨斗工作时温度的调节范围为90～200 ℃.
3.BD 4.1 200 300
5.(1)P高温＝＝＝1 100 W；(2)当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温档，保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍，∴P保温＝0.02 P高温＝0.02×1 100 W＝22 W，I总＝＝＝0.1 A；(3)R总＝＝＝2 200 Ω，R2＝R总－R1＝2 200 Ω－44 Ω＝2 156 Ω.
6.(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＝80 W；(2)电热锅10 min内消耗的电能W＝P加t＝500 W×10×60 s＝3×105 J，设水温变化了Δt，根据能量守恒得(P加－P散)t＝cmΔt，代入数据有：(500 W－80 W)×10×60 s＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×Δt，解得：Δt＝30 ℃，t＝t0＋Δt＝105 ℃，由此可知，水最终沸腾，即水的最终温度是100 ℃.
7.(1)m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.12 m3＝1.2×102 kg；(2)R＝U2/P＝(220 V)2/2 000 W＝24.2 Ω；(3)Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 1.2×102 kg×(75－25)℃＝2.52×107 J；(4)Q消＝ Q吸/η＝2.52×107 J/84%＝3.00×107 J，t＝W/P＝ Q消/P＝3.00×107 J/40 W＝7.5×105 s＝208.33 h.
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