《第十五章電功和電熱》專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)專(zhuān)項(xiàng)一電熱綜合計(jì)算1.一臺(tái)額定功率為2000W的電熱水器,水箱內(nèi)裝有50kg的水,要把這些水從20℃加熱到60℃,熱水器正常工作需要s;若水吸收的熱量全部由燃燒天然氣提供,則需要完全燃燒m3的天然氣[不計(jì)能量損失,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然氣=4.2×107J/m3].

2.電腦的中央處理器(CPU)只有半張撲克牌大小,工作時(shí)發(fā)熱量大,常采用散熱片與風(fēng)扇組合冷卻.某電腦CPU的功率為100W,其中發(fā)熱功率占8%,銅質(zhì)散熱片的質(zhì)量是1.2kg.若工作半小時(shí),CPU消耗電能J,產(chǎn)生熱量J,這些熱量可使散熱片溫度升高℃.[c銅=0.39×103J/(kg·℃),結(jié)果保留一位小數(shù)]

3.如圖是某家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖,溫控開(kāi)關(guān)S可根據(jù)水溫自動(dòng)切換加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2是發(fā)熱電阻.電熱水器主要參數(shù)如下表.[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](1)開(kāi)關(guān)S跳至觸點(diǎn)位置時(shí),電熱水器進(jìn)入保溫狀態(tài).水箱內(nèi)裝滿水時(shí),水的質(zhì)量為kg.

(2)R2的阻值為多大?(3)水箱中裝滿初溫為25℃的水,加熱使溫度升高到55℃,水需要吸收多少熱量?(4)在上述加熱狀態(tài)下,電熱水器正常工作了35min,需消耗多少電能?加熱效率是多少?4.如圖甲所示是某型號(hào)的浴室防霧鏡,其背面粘貼有等大的電熱膜,使用時(shí)鏡面受熱,水蒸氣無(wú)法凝結(jié)其上,便于成像,該防霧鏡的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示.(1)防霧鏡正常工作時(shí)的電流是多少?(2)經(jīng)測(cè)試,在-5℃環(huán)境下工作500s使平面鏡的平均溫度升高了40℃,電熱膜給平面鏡的加熱效率η是多少?[玻璃的比熱容為0.75×103J/(kg·℃)](3)如圖乙所示,小明給防霧鏡電路連接了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R,能使電熱膜的功率在原功率的25%~100%之間變化,以滿足不同季節(jié)使用的需要,求R的最大阻值.5.小明將廢舊電熱器上規(guī)格為“220V968W”的完好電熱絲R0拆下,用于科技小組制作電烘箱,設(shè)計(jì)電路如圖-1所示.經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),當(dāng)選用的電阻R1的阻值為5Ω時(shí),剛好滿足箱體內(nèi)烘干功率的要求.(不考慮溫度對(duì)電阻的影響)(1)電熱絲R0的阻值是多少?(2)整個(gè)電路工作時(shí)的電流是多少?整個(gè)電路工作1h產(chǎn)生的熱量是多少?(3)圖-1電路工作時(shí)存在著電能沒(méi)有被充分利用的不足.在保證箱體內(nèi)烘干功率及R0不變的情況下,請(qǐng)你針對(duì)電路中的不足進(jìn)行改進(jìn),在圖-2中將改進(jìn)后的電路圖補(bǔ)充完整,并在圖中標(biāo)出相關(guān)電阻的阻值.(此問(wèn)不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)專(zhuān)項(xiàng)二家庭電路作圖與故障分析1.如圖所示,請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將插座、電燈和開(kāi)關(guān)分別接入電路.2.用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖中的拉線開(kāi)關(guān)、電燈、熔斷器和插座接入家庭電路中.要求:符合安全用電原則;熔斷器控制插座;拉線開(kāi)關(guān)控制電燈.3.一個(gè)房間要安裝2盞“220V40W”的電燈和一個(gè)插座,要求開(kāi)關(guān)S只控制兩盞燈且每盞燈都能正常發(fā)光,請(qǐng)按以上要求將圖中元件用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接起來(lái).4.為判斷如圖所示的家庭電路中白熾燈L1是否短路,將火線上的熔絲斷開(kāi),用另一只完好的白熾燈L2作為“校驗(yàn)燈”接入電路,然后閉合總開(kāi)關(guān),再閉合開(kāi)關(guān)S,即可根據(jù)L2的亮暗作出判斷.請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)畫(huà)一根導(dǎo)線,將L2正確接入電路.5.生活中有一種插線板,在使用中發(fā)現(xiàn):插線板上的指示燈在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)不發(fā)光,三孔插座不能提供工作電壓;而在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)指示燈發(fā)光,三孔插座可以提供工作電壓;如果指示燈損壞,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)三孔插座也能提供工作電壓.根據(jù)上述現(xiàn)象,請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出開(kāi)關(guān)、指示燈、電阻和三孔插座的連接方式,并與電源線接通.6.如圖所示的家庭電路,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)電燈不亮.若原因是圖中打“?”的位置發(fā)生了斷路,則在開(kāi)關(guān)閉合的情況下用測(cè)電筆測(cè)試電路中A點(diǎn)時(shí),測(cè)電筆氖管(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)光.

7.如果家庭電路中發(fā)生短路,會(huì)造成()A.燈泡燒壞B.跳閘或保險(xiǎn)絲熔斷C.燈泡亮度變暗一些D.用電器正常工作8.在如圖所示的家庭電路中,將插頭插入插座,打開(kāi)電視,電視不工作;閉合開(kāi)關(guān),燈泡不亮;保持開(kāi)關(guān)閉合,拔出插頭,將測(cè)電筆分別插入插座兩孔時(shí)氖管均發(fā)光.若電路中只有一處故障,則故障可能是()A.零線上保險(xiǎn)絲燒斷B.火線上保險(xiǎn)絲燒斷C.燈絲燒斷D.插座短路9.現(xiàn)代化的家庭電路不僅讓我們的生活更安全,更給我們帶來(lái)了很大的舒適和便捷.如圖所示是小清家配電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路圖.一天,小清在插座上插上了新買(mǎi)的制冷機(jī)后,開(kāi)關(guān)1“跳閘”了,而其他開(kāi)關(guān)正常.拔掉制冷機(jī)后合上開(kāi)關(guān)1,其他用電器仍正常工作,再次插上后又出現(xiàn)了之前的現(xiàn)象.根據(jù)以上描述,下列說(shuō)法正確的是()A.插座出現(xiàn)了短路現(xiàn)象B.開(kāi)關(guān)2或者開(kāi)關(guān)3可能被短路C.開(kāi)關(guān)4可能斷路D.開(kāi)關(guān)2、3、4允許通過(guò)的最大電流之和遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)1允許通過(guò)的最大電流參考答案專(zhuān)項(xiàng)一電熱綜合計(jì)算1．4.2×1030.22．1.8×1051440030.83．解:(1)b30(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S跳至a觸點(diǎn)位置時(shí),只有電阻R1接入電路,由P=U2R可知,R1=U2P加熱開(kāi)關(guān)S跳至b觸點(diǎn)位置時(shí),兩電阻串聯(lián)P保溫=U2R1+R2,則R2=U2P保溫(3)水吸收的熱量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(55℃-25℃)=3.78×106J.(4)加熱狀態(tài)下,電熱水器正常工作35min需消耗電能W=P加熱t(yī)=2000W×35×60s=4.2×106J,加熱效率η=QW×100%=3.4．解:(1)由P=UI可得,防霧鏡正常工作時(shí)的電流I=PU=80

(2)在-5℃環(huán)境下正常工作500s,平面鏡吸收的熱量Q吸=c玻璃mΔt升=0.75×103J/(kg·℃)×1.2kg×40℃=3.6×104J,正常工作500s,電熱膜產(chǎn)生的熱量Q=W=Pt=80W×500s=4×104J,加熱效率η=Q吸Q×100%=3(3)由P=U2R可得,電熱膜的電阻R電熱膜=U2P=當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的阻值最大時(shí),通過(guò)電熱膜的電流最小,此時(shí)電熱膜的功率最小,結(jié)合題意可知,電熱膜的最小功率為P最小=80W×25%=20W;由P=I2R可得,此時(shí)通過(guò)它的電流:I小=P最小R電熱膜=20由歐姆定律可得,此時(shí)電路中的總電阻R總=UI小=220

則滑動(dòng)變阻器的最大阻值R=R總-R0=1210Ω-605Ω=605Ω.5．解:(1)由P=UI和I=UR得,電阻絲的阻值R0=U額2P(2)整個(gè)電路工作時(shí)的電流I=UR=UR0整個(gè)電路工作1h產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=I2(R0+R1)t=(4A)2×(50Ω+5Ω)×1×3600s=3.168×106J(3)如圖所示.一題多解(1)由P=UI得,電阻絲的額定電流I額=P額U額由I=UR得,