PAGE1PAGE2綜合05電磁學(xué)和熱學(xué)綜合計(jì)算突破培優(yōu)全國初中物理競賽試題精編一、計(jì)算題1．如圖甲所示是某款3D打印筆，3D打印課程已經(jīng)走進(jìn)了鄭州市的部分中學(xué)。3D打印筆通過加熱，擠出熱熔的塑膠，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的形狀。此打印筆有快慢兩擋，其內(nèi)部簡化電路圖如圖乙所示。將該3D打印筆單獨(dú)接入裝有如圖丙所示電能表的家庭電路中正常工作，快擋打印225秒，電能表指示燈閃爍15次，剛好將30g的塑膠從20℃加熱到270℃。已知該3D打印筆慢擋打印功率為22W，R1、R2是用于發(fā)熱的定值電阻，塑膠的比熱容為。（1）接通電源，3D打印筆能使塑膠熔化，這利用了___________；（2）求3D打印筆快擋打印時(shí)的電功率；（3）求3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率；（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）（4）求R1的阻值。

【答案】（1）電流的熱效應(yīng)；（2）80W；（3）83%；（4）1595Ω【知識點(diǎn)】熱機(jī)效率的計(jì)算、計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、電功率的多擋位問題、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、利用電能表的主要參數(shù)計(jì)算電能【詳解】解：（1）接通電源，3D打印筆通有電流，電流會(huì)產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使使塑膠熔化，這里利用了電流的熱效應(yīng)。（2）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)開關(guān)接1、2時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路中電阻較大；當(dāng)開關(guān)接2、3時(shí)，電路為R2的簡單電路，電路中電阻較小，根據(jù)可知，總電阻越大，功率越小，故開關(guān)接1、2時(shí)為低溫?fù)酰?、3時(shí)為高溫?fù)?。指示燈閃爍15次，3D打印筆消耗的電能為3D打印筆快擋打印時(shí)的電功率為（3）30g的塑膠從20℃加熱到270℃吸收的熱量為由可知，3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率為（4）由可知，當(dāng)開關(guān)接2、3時(shí)，電路為R2的簡單電路，此時(shí)電路中R2的電阻當(dāng)開關(guān)接1、2時(shí)，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以答：（1）電流的熱效應(yīng)。（2）3D打印筆快擋打印時(shí)的電功率為80W；（3）3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率為83%；（4）R1的阻值為1595Ω。2．某創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)了如圖所示的水溫自動(dòng)控制裝置。控制電路中，電壓恒為18V，定值電阻為，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化情況如下表所示。工作電路中，電源電壓恒為220V，發(fā)熱電阻為24.2Ω。發(fā)熱電阻和熱敏電阻均處于水箱中，電磁繼電器線圈電阻忽略不計(jì)。當(dāng)控制電路中的電流為時(shí)，電磁鐵恰好能將銜鐵吸下。溫度10203040506070電阻R/Ω100070045025020010050（1）電磁鐵的工作原理是利用工作的；控制電路通電后，電磁鐵上方為極；（2）發(fā)熱電阻正常工作時(shí)的功率為多少？（3）水箱中水的溫度最高可達(dá)多少攝氏度？（4）若想降低水箱中加熱水的最高溫度，請寫出一種簡便可行的方法?！敬鸢浮侩娏鞯拇判?yīng)N2000W60℃若想降低水箱中加熱水的最高溫度，可以適當(dāng)增大控制電路電源電壓【知識點(diǎn)】電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、含有敏感電阻的動(dòng)態(tài)分析、歐姆定律的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）[1]奧斯特最早發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，即通電導(dǎo)線周圍存在磁場，人們利用此原理制成了電磁鐵。[2]由圖可知，閉合開關(guān)后，電流從電磁鐵下端流入，根據(jù)安培定則，四指順著電流方向，則大拇指向電磁鐵的上端，所以電磁鐵的上端為N極；（2）[3]電路工作時(shí)，銜鐵接上方，發(fā)熱電阻接入電路，加熱功率（3）[4]當(dāng)控制電路中的電流為時(shí)，電磁鐵恰好能將銜鐵吸下，根據(jù)歐姆定律，控制電路中的總電阻熱敏電阻R=R總－R0=300Ω－200Ω=100Ω分析表格可知熱敏電阻100Ω，對應(yīng)溫度為60℃。（4）[5]由表格可知，當(dāng)水溫的最高溫度降低時(shí)，熱敏電阻接入電路的阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，電路總電阻變大，而通過控制電路的電流不變，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路電源電壓增大，由此可知，若要降低浴室中的最高溫度，可適當(dāng)增大控制電路電源電壓。答：（1）電磁鐵的工作原理是利用電流的磁效應(yīng)工作的；控制電路通電后，電磁鐵上方為N極；（2）發(fā)熱電阻正常工作時(shí)的功率為2000W；（3）水箱中水的溫度最高可達(dá)60℃；（4）若想降低水箱中加熱水的最高溫度，可以適當(dāng)增大控制電路電源電壓。3．如圖甲為某一款家用即熱型多擋位電熱水器，內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，R1＜R2（電阻值不變），調(diào)節(jié)開關(guān)時(shí)電熱水器分為低溫、中溫、高溫三擋，功率如丙表。求：額定電壓220V額定功率低溫：2200W中溫：4400W高溫：(1)當(dāng)只有S1閉合時(shí)，電熱水器正常工作時(shí)的電流是多少？(2)R2的阻值是多少？(3)冬天水初溫是12℃，設(shè)定出水溫度為45℃，用高溫?fù)豕ぷ?min，流出熱水的質(zhì)量為多少？[]【答案】(1)20A(2)22Ω(3)20kg【知識點(diǎn)】電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱【詳解】（1）由圖可知，只閉合開關(guān)S1，電路等效為R1接在電源上的簡單電路，由可得，此時(shí)電路消耗的電功率為，只閉合開關(guān)S2，電路等效為R2接在電源上的簡單電路，此時(shí)電路消耗的電功率為，同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，電路為R1、R2并聯(lián)，此時(shí)電路消耗的電功率根據(jù)，所以，，因此，只閉合開關(guān)S2時(shí)，熱水器為低溫?fù)?，功?200W，只閉合開關(guān)S1時(shí)，熱水器為中溫?fù)?，功?400W，同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2時(shí)，熱水器為高溫?fù)?，功率由可得，?dāng)只有S1閉合時(shí)，電熱水器正常工作時(shí)的電流（2）由可得，R2的阻值（3）根據(jù)可得，電熱水高溫?fù)豕ぷ飨牡碾娔懿挥?jì)熱散失，水吸收的熱量由可得，水的質(zhì)量4．小明用家中的刻度尺.電子秤.溫度計(jì).秒表，對標(biāo)有“220V

1500W”字樣的電水壺進(jìn)行了有關(guān)力.電.熱及效率多方面的探究。通過實(shí)測他發(fā)現(xiàn)：壺身和底座的總質(zhì)量是0.8kg，底座面積為。在壺內(nèi)質(zhì)量1.5kg的水后，水面距離壺底部15cm。電水壺通電加熱5min40s后，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開。加熱前后測量水溫溫度計(jì)示數(shù)如圖。【，】請結(jié)合小明收集的信息，解決下列問題：(1)水對壺底的壓強(qiáng)；(2)水壺對水平桌面的壓強(qiáng)；(3)水吸收的熱量；(4)加熱電阻的阻值；（結(jié)果保留一位小數(shù)）(5)忽略指示燈耗電.壺體吸熱及熱量散失，電水壺的加熱效率；(6)事后他發(fā)現(xiàn)壺底部的電熱盤很熱，而傳輸電能的導(dǎo)線卻不怎么熱？請你解釋其中的原因？【答案】(1)1500Pa(2)1150Pa(3)4.725×105J(4)32.27Ω(5)5.1×105J(6)見解析【知識點(diǎn)】計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、液體壓強(qiáng)公式的簡單應(yīng)用、壓強(qiáng)公式的簡單應(yīng)用【詳解】（1）水對壺底的壓強(qiáng)（2）因?yàn)榈孛嫠?，所以壓力壓?qiáng)（3）水吸收的熱量（4）由知道，加熱電阻的阻值（5）忽略指示燈耗電、壺體吸熱及熱量散失，由知道，消耗電能加熱效率（6）導(dǎo)線和電熱盤的電流和通電時(shí)間相同，因?yàn)殡姛岜P的電阻大由焦耳定律可知電熱盤發(fā)熱多。5．某家用速熱式電熱水器的銘牌標(biāo)明：加熱功率，保溫功率，水箱容積；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示：、是水箱中加熱盤內(nèi)的電熱絲，水箱放滿水后閉合開關(guān)開始加熱，當(dāng)水溫升高到40℃時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)切換到保溫狀態(tài)。（1）的阻值是多少？（2）如果熱水器每天平均保溫，則這臺電熱水器正常工作時(shí)每天因保溫要消耗的電能是多少？（3）善于觀察的張林發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只有熱水器工作時(shí)，將一箱冷水加熱，熱水器顯示屏顯示水溫由20℃上升到22℃，同時(shí)電能表（如圖乙）指示燈閃爍了80次，則該電熱水器的效率多大？（，不考慮電阻隨溫度變化）【答案】（1）473Ω；（2）7.2×106J；（3）87.5%【知識點(diǎn)】熱機(jī)效率的計(jì)算、計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、電功率P=W/t的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）當(dāng)開關(guān)閉合，接a時(shí)，電阻絲R1與R2串聯(lián)，總電阻較大，根據(jù)可知，此時(shí)電熱水器處于保溫狀態(tài)，由可得當(dāng)開關(guān)閉合，接b時(shí)，電路中只有電阻絲R2，總電阻較小，根據(jù)可知，此時(shí)電熱水器處于加熱狀態(tài)，由可得則電阻絲R1的阻值R1=R總-R2=484Ω-11Ω=473Ω（2）這臺電熱水器正常工作時(shí)每天因保溫要消耗的電能W保溫=P保溫t=100W×20×3600s=7.2×106J（3）一箱水的質(zhì)量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×25×10-3m3=25kg水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×25kg×(22℃-20℃)=2.1×105J指示燈閃爍了80次，則該電熱水器消耗的電能

該電熱水器的效率答：（1）的阻值是473Ω；（2）這臺電熱水器正常工作時(shí)每天因保溫要消耗的電能是7.2×106J；（3）該電熱水器的效率為87.5%。6．如圖甲所示，是某款自動(dòng)控溫電熱水器的電路圖，熱水的溫度可以設(shè)置。其中控制電路電壓恒為9V，為熱敏電阻，置于水箱中，產(chǎn)生的熱量對水箱中水溫的影響忽略不計(jì)，阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示；為可調(diào)電阻，用來設(shè)定電熱水器的水溫；電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)；當(dāng)通過電磁鐵的電流≧360mA時(shí)，銜鐵被吸合；當(dāng)電磁鐵的電流≦300mA時(shí)，銜鐵被釋放。工作電路中電熱絲均置于水箱中，，保溫功率為880W，在加熱狀態(tài)時(shí)，熱水器的加熱效率為80%。工作過程中，電源電壓均保持不變。（1）的阻值為多大？（2）如果電熱水器儲(chǔ)有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時(shí)，能使水溫升高多少【結(jié)果保留1位小數(shù)】（3）若將的阻值調(diào)為15Ω，則電熱水器中的水溫可以控制在哪個(gè)范圍？（4）為了將熱水器內(nèi)水的溫度調(diào)低一些，應(yīng)對電路進(jìn)行怎樣的調(diào)節(jié)？請寫出你的調(diào)節(jié)辦法（不需要分析理由）【答案】（1）33Ω；（2）25℃；（3）40℃~60℃；（4）見解析【知識點(diǎn)】計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、歐姆定律的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）分析甲圖可知，當(dāng)銜鐵與上方觸點(diǎn)接通時(shí)，電路中只有R3工作，為加熱狀態(tài)；當(dāng)銜鐵與下方觸點(diǎn)接通時(shí)，電路中R3與R4串聯(lián)，一起工作，為保溫狀態(tài)，此時(shí)電路的總電阻R4的阻值為R4=R-R3=55Ω-22Ω=33Ω（2）加熱時(shí)電熱絲R3的功率為電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時(shí)，產(chǎn)生的熱量Q=W=Pt=2200W×3600s=7.92×106J產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，水吸收的熱量Q吸=80%Q=80%×7.92×106J=6.336×106J水升高的溫度（3）當(dāng)通過電磁鐵的電流為360mA=0.36A銜鐵被吸合，電路總電阻R1的阻值R1=R總-R2=25Ω-15Ω=10Ω由圖乙可知，對應(yīng)的水溫為60℃，當(dāng)通過電磁鐵的電流為300mA=0.3A銜鐵被吸合，電路總電阻R1的阻值R′1=R′總-R2=30Ω-15Ω=15Ω由圖乙可知，對應(yīng)的水溫為40℃，電熱水器中的水溫可以控制在40℃~60℃。（4）由圖乙可知，要降低熱水器的設(shè)定溫度，就要增大熱敏電阻的阻值；但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為0.36A，根據(jù)歐姆定律可知，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入的電阻值或增大電源電壓。答：（1）的阻值為33Ω；（2）如果電熱水器儲(chǔ)有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時(shí)，能使水溫升高25℃；（3）若將的阻值調(diào)為15Ω，則電熱水器中的水溫可以控制在40℃~60℃；（4）見解析。7．某太陽能熱水器公司研制出一種新的太陽能、電能兩用熱水器。天氣晴朗時(shí)使用太陽能；在陽光不足時(shí)，用電熱絲輔助加熱。實(shí)物如圖所示，熱水器銘牌如表，求：**牌熱水器型號-18A集熱管數(shù)28支額定頻率50Hz水箱體積100L集熱管管長180cm額定電壓220V防水等級A系統(tǒng)壓強(qiáng)3.0MPa額定功率2200W（1）電熱水器正常工作時(shí)，電熱絲的電阻和電流；（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時(shí)吸收的熱量；（3）若通過完全燃燒天然氣加熱一滿箱水，使其溫度從20℃升高到50℃時(shí)，不考慮熱量的損失，需要多少立方天然氣？（天然氣的熱值為4.0×107J/m3）（4）由于天氣不好，太陽能熱水器只將水加熱到35℃，再用電熱絲輔助加熱，熱水器正常工作4000s，才能將水加到50℃使用，求熱水器的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率？（百分號前保留一位小數(shù)）【答案】（1）22Ω，10A；（2）1.26×107J；（3）0.315m3；（4）71.6%?！局R點(diǎn)】密度公式的簡單應(yīng)用、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、熱值的公式及相關(guān)計(jì)算、熱機(jī)效率的計(jì)算【詳解】解：（1）因?yàn)殡姛崴髡９ぷ?，所以根?jù)可得：電熱水器正常工作時(shí)的電流為由得，熱水器電熱絲的電阻（2）由得，水的質(zhì)量為水吸收太陽的熱量為（3）由題知，所以需要天然氣的體積為=0.315m3（4）水從35℃加熱到50℃吸收的熱量由得，消耗的電能為熱水器的效率為答：（1）電熱絲的電阻22Ω，電流10A；（2）水溫從20℃加熱到50℃時(shí)吸收了1.26×107J的熱量；（3）需要0.315m3的天然氣；（4）熱水器的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率約為71.6%。8．圖甲是公共廁所常用的一種感應(yīng)干手器，洗手后將雙手放在干手器的出風(fēng)口下，干手器就會(huì)自動(dòng)送出溫度適宜的風(fēng)，將手吹干，當(dāng)手離開出風(fēng)口時(shí)，它又會(huì)自動(dòng)停風(fēng)關(guān)機(jī)。圖乙是干手器的簡化電路圖，其中R是加熱電阻絲，M是吹風(fēng)的電動(dòng)機(jī)，S2是溫控開關(guān)，會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)斷開或閉合來控制加熱電阻絲。下表是干手器的部分參數(shù)。額定電壓220V出風(fēng)速度95m/s加熱功率1100W干手時(shí)間8-12s電動(dòng)機(jī)功率550W感應(yīng)距離12cm（1）加熱電阻絲R的阻值多少Ω?（2）熱風(fēng)干手時(shí)，通過感應(yīng)開關(guān)S1的電流是多少A?（3）環(huán)境溫度較高，即溫控開關(guān)S2斷開時(shí)，干手器工作10s消耗的電能是多少J？（4）小明取下干手器中的電阻絲R，用二節(jié)干電池用伏安法測出電阻為4Ω，這是為什么？（5）小明再將該電阻絲R與另一電阻R0串聯(lián)接在某一電池組下，測出總功率為9W，后又將該電阻絲R與R0并聯(lián)接在同一電源下，測出總功率為48W，求該電源電壓（已知該電源電壓為1.5V的整數(shù)倍且R阻值視為定值）?！敬鸢浮浚?）44Ω；（2）7.5A；（3）5500J；（4）見解析（5）12V【知識點(diǎn)】電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）已知電阻絲加熱功率為1100W，加熱電阻絲R的阻值（2）如圖所示，當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電阻R和電動(dòng)機(jī)M并聯(lián)接入電路；電路中的總功率為P=PM+PR=550W+1100W=1650W通過感應(yīng)開關(guān)S1的電流（3）環(huán)境溫度較高，溫控開關(guān)S2斷開，只有電動(dòng)機(jī)工作，干手器工作10s消耗的電能W=PMt=550W×10s=5500J（4）電阻隨溫度的升高而增大，小明取下干手器中的電阻絲R，電阻絲的溫度降低，電阻減小，所以用二節(jié)干電池用伏安法測出電阻為4Ω。（5）將該電阻絲R與另一電阻R0串聯(lián)接在某一電池組下，測出總功率為9W，則①將該電阻絲R與R0并聯(lián)接在同一電源下，測出總功率為48W，則②由①和②得到R0=12Ω，U=12V，U≈7V已知該電源電壓為1.5V的整數(shù)倍，所以電源電壓是12V。答：（1）加熱電阻絲R的阻值44Ω；（2）熱風(fēng)干手時(shí)，通過感應(yīng)開關(guān)S1的電流是7.5A；（3）環(huán)境溫度較高，即溫控開關(guān)S2斷開時(shí)，干手器工作10s消耗的電能是5500J；（4）見解析（5）該電源電壓是12V。9．小華家買了一個(gè)家用電吹風(fēng)及其簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表，電吹風(fēng)在額定電壓下工作，求：熱風(fēng)溫度額定功率熱風(fēng)時(shí)：冷風(fēng)時(shí)：額定電壓質(zhì)量（1）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，正常工作消耗的電能是多少?（2）當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的電阻是多大?（3）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)正常工作，若電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電阻是，則電動(dòng)機(jī)效率為多少?【答案】（1）1.32×104J；（2）55Ω；（3）90%【知識點(diǎn)】電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、焦耳定律的公式及簡單應(yīng)用、熱機(jī)效率的計(jì)算【詳解】解：（1）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，消耗的電能W冷=P冷t=110W×2×60s=1.32×104J（2）電動(dòng)機(jī)與電熱絲并聯(lián)，電吹風(fēng)吹熱風(fēng)，此時(shí)電熱絲的電功率為P電熱絲=P熱-P冷=990W-110W=880W電熱絲的電阻為（3）電吹風(fēng)吹冷風(fēng)，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流電吹風(fēng)吹冷風(fēng)2min產(chǎn)生的熱量為Q=I冷2RMt=(0.5A)2×44Ω×2×60s=1320J產(chǎn)生的機(jī)械能W機(jī)=W-Q=13200J-1320J=11880J所以此時(shí)電吹風(fēng)的效率答：（1）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，正常工作2min消耗的電能是1.32×104J；（2）當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的電阻是55Ω；（3）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)正常工作2min，若電吹風(fēng)內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電阻是44Ω，則電動(dòng)機(jī)效率為90%。10．相比于油炸或者油煎的方式，空氣炸鍋的烹飪方式更好，對于身體健康更有利。如圖1所示是科技小組設(shè)計(jì)的空氣炸鍋理念圖，其原理是利用熱空氣流加熱食物。工作電路圖如圖2所示，工作時(shí)定時(shí)開關(guān)閉合，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開，電熱管停止加熱，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)閉合，電熱管重新開始加熱，循環(huán)工作保障箱內(nèi)溫度為預(yù)設(shè)溫度。在一次焙烤雞翅的過程中，定時(shí)開關(guān)設(shè)定為20分鐘，電熱管正常循環(huán)工作時(shí)，P-t圖像如圖3所示，通過電風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)電流為0.2A。求：（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)，焙烤雞翅過程中消耗的電能？此時(shí)，電風(fēng)扇的電功率是多少？（2）本次烤雞翅共消耗多少電能？（3）電熱管正常工作時(shí)的電阻電阻是多少？本次焙烤的雞翅里面有點(diǎn)“柴”，詢問家長后得知，電熱功率太小加熱時(shí)間太長導(dǎo)致的，科技小組打算將電熱功率調(diào)高到1000W，用替代，的電阻是多大？【答案】（1），44W；（2）；（3）96.8Ω，48.4Ω【知識點(diǎn)】電功的公式及簡單應(yīng)用、電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）由圖2可知兩開關(guān)閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)和電熱管并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓電風(fēng)扇正常工作時(shí)消耗的電能電風(fēng)扇的電功率（2）由圖3可知本次烤雞翅過程中，電熱管工作的時(shí)間由可知，電熱管消耗的電能則本次烤雞翅共消耗的電能（3）由可知，電熱管正常工作時(shí)的電阻將電熱功率調(diào)高到1000W時(shí)，的電阻答：（1）電風(fēng)扇正常工作時(shí)消耗的電能為；電動(dòng)機(jī)的電功率為44W；（2）本次烤雞翅共消耗的電能為；（3）電熱管正常工作時(shí)的電阻電阻是96.8Ω；用替代，的電阻是48.4Ω。11．隨著科技創(chuàng)新教育在全市廣泛開展，市教研室決定籌辦2024年首屆科技節(jié)暨“大科學(xué)”實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新競賽活動(dòng)，某學(xué)?？萍忌鐖F(tuán)積極響應(yīng)，網(wǎng)購了如圖甲所示的3D打印筆，這是一支能在空氣中書寫的筆，似乎與神筆馬良有點(diǎn)接近。3D打印筆通過加熱，擠出熱熔的PLA塑料絲，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的形狀，幫你把二維的畫面變成三維的物體，賦予您無盡的創(chuàng)造力。此打印筆有快慢兩擋，其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，將該3D打印筆單獨(dú)接入裝有如圖丙所示電能表的家庭電路中正常工作?？鞊醮蛴?0s，電能表指示燈閃爍6次，剛好將12g的塑料絲從20℃加熱到260℃。已知該3D打印筆慢擋打印功率為20W，、是用于發(fā)熱的定值電阻，塑料絲的比熱容為。求：（1）3D打印筆快擋打印90s所消耗的電能；（2）3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率；（3）的阻值。【答案】（1）7.2×103J；（2）80%；（3）605Ω【知識點(diǎn)】熱機(jī)效率的計(jì)算、計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱、電功率P=W/t的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）由題意可得快擋打印90s，電能表指示燈閃爍6次，則快擋打印90s所消耗的電能為（2）由題意可得，快擋打印90s時(shí)，塑料吸收的熱量為則3D打印筆快擋打印時(shí)的熱效率為（3）由題意及電路可得，當(dāng)開關(guān)接1、2時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，電路中電阻較大，開關(guān)接2、3時(shí)，電路中R2接入電路，電路中電阻較小，由可得，電阻越大，功率越小，電阻越小，功率越大，則開關(guān)接2、3時(shí)為快擋，有由可得答：（1）消耗的電能為7.2×103J；（2）熱效率為80%；（3）電阻阻值為605Ω。12．小明家的豆?jié){機(jī)的簡化電路如圖所示，銘牌中部分參數(shù)如表所示。豆?jié){機(jī)工作時(shí)加熱器先加熱，待水溫達(dá)到時(shí)溫控開關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)開始打磨且加熱器繼續(xù)加熱，直到產(chǎn)出豆?jié){成品，電源開關(guān)自動(dòng)斷開。小明用初溫的水和少量豆子制作豆?jié){。水和少量豆子的總質(zhì)量為1kg。[水和豆子的比熱容取]（1）求加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流；（2）求溫控開關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量；（3）本次制作豆?jié){共計(jì)用了的時(shí)間，若在溫控開關(guān)閉合前加熱器正常工作生產(chǎn)的熱量被水和豆子吸收，求本次制作豆?jié){共消耗的電能。豆?jié){機(jī)銘牌最大容積V/L2加熱器功率P熱/W880額定電壓U/V220電動(dòng)機(jī)功率P動(dòng)/W1120【答案】（1）4A；（2）1.848×105J；（3）7.44×105J【知識點(diǎn)】熱機(jī)效率的計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、電功率P=W/t的簡單計(jì)算【詳解】解：（1）由P=UI知道，加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流（2）溫控開關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量（3）由知道，在溫控開關(guān)閉合前加熱器正常工作消耗的電能由知道，在溫控開關(guān)閉合前加熱器正常工作的時(shí)間則電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間電動(dòng)機(jī)消耗的電能加熱消耗的總電能則本次制作豆?jié){共消耗的電能答：（1）加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流為4A；（2）溫控開關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量為1.848×105J；（3）本次制作豆?jié){共消耗的電能為7.44×105J。13．如圖甲所示，是物理老師放在辦公室的泡茶機(jī)，其加熱部分的電路簡化結(jié)構(gòu)如圖乙所示。R1、R2和R3均為加熱電阻；改變雙觸點(diǎn)開關(guān)的接觸位置，可以實(shí)現(xiàn)快熱擋、慢熱擋和功率可調(diào)的保溫?fù)豕δ?。其銘牌參?shù)如表格所示。加熱電阻R1的規(guī)格為“605Ω

0.5A”。快熱擋180W慢熱擋？W保溫?fù)?？W~？W（1）求泡茶機(jī)在快熱擋正常工作5min消耗的電能；（2）求加熱電阻R2的阻值；（3）老師查看泡茶機(jī)的說明書，發(fā)現(xiàn)保溫?fù)醯淖畲蠊β屎妥钚」β实谋戎禐?∶2，求電阻R3的阻值?！敬鸢浮浚?）5.4×104J；（2）484Ω；（3）403Ω【知識點(diǎn)】電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算【詳解】解：由可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻最大，功率P最小，是保溫?fù)?，電阻最小，功率P最大，是加熱擋。由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)接1、2時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電阻最小，為快熱擋；當(dāng)開關(guān)接2、3時(shí)，只有R1接入電路，為慢熱擋；當(dāng)開關(guān)接3、4時(shí)，R3與R1串聯(lián)，當(dāng)R1滑動(dòng)時(shí)，功率可調(diào)，為保溫?fù)酢＃?）泡茶機(jī)在快熱擋正常工作的電功率為180W，5min消耗的電能為W=P快t=180W×5×60s=5.4×104J（2）加熱擋的功率為解得R2=484Ω。（3）當(dāng)開關(guān)接3、4時(shí)，R3與R1串聯(lián)，當(dāng)R1滑動(dòng)到最左端時(shí)，保溫功率最大，只有R3接入電路；當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，R1、R3串聯(lián)，保溫功率最小。由于保溫?fù)醯淖畲蠊β屎妥钚」β实谋戎禐?∶2，所以得將R1=605Ω帶入上式，解得R3≈403Ω。答：（1）泡茶機(jī)在快熱擋正常工作5min消耗的電能為5.4×104J；（2）加熱電阻R2的阻值為484Ω；（3）電阻R3的阻值為403Ω。14．如圖甲所示，空氣炸鍋利用熱空氣流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而廣受大眾的認(rèn)可和歡迎。如圖乙所示是某品牌空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220V，定值電阻.和為發(fā)熱體，其中，通過開關(guān)S1的通斷和單刀雙擲開關(guān)S2在A、B間的連接轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)高、中、低三個(gè)檔位的調(diào)節(jié)。已知中溫檔的額定功率為800W。求：（1）當(dāng)開關(guān)S1（選填“斷開”或“閉合”）、S2（選填“接A”或“接B”）時(shí)，空氣炸鍋為低溫?fù)?；?）的阻值；（3）當(dāng)空氣炸鍋處于高溫檔時(shí)，正常工作5min消耗的電能?！敬鸢浮繑嚅_接A【知識點(diǎn)】電功率P=W/t的簡單計(jì)算、電功率P=UI及推導(dǎo)式的簡單計(jì)算、電功