1、1类型三 电(热)学综合题针对训练1电器铭牌类1. (2017 铁一中模拟)如图所示是一款新上市的全自动馒头机，它安装有扭力发动机和面装置，可以模拟人手揉面，这款馒头机只需一键控制，即可完成混合食材、揉面、成型、发酵、升温、蒸制、焖烧的手工馒头制作全过程，两个小时就能做出安全、放心、松软的“手工馒头” 根据下表所示相关数据，请你完成下列问题：(计算结果保留两位小数)额定电压 加热功率 电机功率220 V 850 W 110 W(1)电动机的工作原理是_；馒头机应该使用_线插头(2)馒头机正常加热时，通过加热电阻的电流是多少？加热电阻的电阻值是多少？通电2 min 加热电阻产生的热量是多少？(3
2、)正常工作时，馒头机混合食材、揉面、成型时电机工作 30 min，发酵、升温、蒸制、焖烧时加热电阻工作 1.5 h；蒸馒头过程共消耗的电能是多少千瓦时？(4)若在用电高峰期使用馒头机，实际电压只有 200 V，计算馒头机的实际加热电功率第 1 题图22. (2017 莲湖区模拟)养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型材料，通过高温把这种材料的电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热小明家买了一把养生壶(图甲)，其铭牌如下表所示第 2 题图型号 HX201504额定电压 220 V频率 50 Hz
3、额定功率 1 210 W小明关闭了家中的其他所有用电器，并在壶中加入初温为 25 的水，6 min 将水烧开(标准大气压下)，求：(1)电能表上的“50 Hz”表示的是_；(2)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了 300 转，此过程中养生壶消耗的电能是多少？(3)如果养生壶的热效率是 87.5%，此过程中水吸收的热量是多少？(4)壶中水的质量是多少？(5)养生壶工作时两端的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)33. (2017 陕西定心卷)如图甲所示为新一代节能光波炉，其加热的能源利用率可高达90%以上，而靠电炉丝加热的电器只有 6070%.光波炉的部分技术参数如图乙所示. c 牛
4、奶2.510 3 J/(kg)， 牛奶 1.010 3 kg/m3(1)光波炉工作时使用的光波属于_波(2)光波炉在微波挡将一盒 250 mL 的牛奶从 10 加热到 60 需要 28 s，则该光波炉在使用微波挡加热牛奶时的效率为多大？(计算结果保留整数)(3)若每天使用该光波炉(微波和光波同时使用)的时间平均为 10 min ，则每个月(按30 天计算)光波炉消耗的电能为多少千瓦时？第 3 题图4二挡位变化的电路图类4. (2017 西安爱知中学模拟)图甲是某一教室的电热饮水机，通过机内温控开关 S 进行自动控制，实现加热和保温两种功能，电路原理图如图乙所示电源电压恒为额定电压220 V，R
5、 2的阻值为 1 012 ，当开关 S 接 a 时电路中的电流为 2.5 A；求：(1)有时水桶内壁会有小水滴，它们是因_(填物态变化的名称)形成的(2)开关 S 接 b 时，正常工作时，电路中电流是多少？(3)正常工作时，该饮水机在保温状态下的功率是多少？(4)在加热状态下，将水箱中 300 mL 的水从 20 加热到 100 ，饮水机至少需要加热多长时间？(小数点后保留两位)第 4 题图5. 图甲是一款多功能洗衣机，图乙是其简化电路图，此款洗衣机额定电压 220 V，它有两个挡位，当开关置于 1 时(电路接入 R1和 R2)为加热状态，消耗功率为 2 400 W；当开关置于 2 时(电路接
6、入 R2和电动机 )为保温洗涤状态，已知电阻 R1的阻值为 22 ，水的比热容为 c 水 4.210 3 J/(kg)5第 5 题图(1)在洗衣机内加入质量为 20 kg、初温为 20 的水，求加热到 70 时水吸收的热量？(2)电阻 R2的阻值是多少？(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为 240 W，求此时通过电路的总电流为多少？6. 如图所示为某电热炉的简化电路图， R1、 R2均为电热丝，电源电压为 220 V 保持不变，当断开开关 S1，S 2接 b 时，电路消耗的总功率为 440 W，当闭合开关 S1，S 2接 b 时，电路消耗的总功率为 1 100 W求：(1)在
7、低温挡工作时的电流；(2)在中温挡工作 5 min 消耗的电能；(3)在高温挡工作时电路消耗的总功率(保留一位小数)第 6 题图67. (2017 西工大附中模拟)学校食堂每天利用电热蒸饭柜(如图甲所示)给我们提供香喷喷的米饭，其额定电压为 220 V，电热蒸饭柜有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图乙所示， R1的电阻为 45 ，加热时的功率为 4 840 W，求：(1)当开关 S_时，电热蒸饭柜为加热状态；(2)R2的电阻；该电热蒸饭柜保温时的电功率；(3)食堂还会用一台小风扇来换气送风，风扇用的电动机线圈电阻为 0.6 ，接在 12 V 的电源上，工作时通过线圈的电流为 0.5 A，电动
8、机会把一部分电能转化为热能，试求电动机的发热功率第 7 题图三铭牌结合电路图类8. 如图甲所示为家用电热饮水机及其铭牌，图乙是它的工作简化电路， R1和 R2都是7发热电阻，其中 S 是温度自动控制开关当温度升高到一定值时，电热饮水机自动切换到保温状态(不计温度对电阻的影响)(1)当开关 S 接 1 时，电热饮水机处于_状态(选填“加热”或“保温”)(2)电热饮水机加热时，电路中的电流是多少？电阻 R1的阻值是多大？(3)电热饮水机保温 11 min，电阻 R1所消耗的电能是多少？第 8 题图9. 图甲是一种恒温调奶器，可以自动调试好加水的奶粉，然后加热到最适合宝宝饮用的温度 40 ，还可以自
9、动保温，特别适合夜间使用图乙是调奶器的相关参数表及电路简图( R1、 R2为电热丝，S 为双触点自动开关)求：第 9 题图型号：HY101M加热功率：500 W8电源：220 V 50 Hz保温功率：16 W(1)调奶器处于保温状态时的工作电流？(结果保留两位小数)(2)电阻 R2的阻值？(3)若把 200 g 调好的奶粉从 20 加热到 40 所用时间为 32 s，则调好的奶粉的比热容是多少？(不计热损失)10. (2017 爱知中学模拟)电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸气扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度下表是某同学设计的电热加
10、湿器部分参数，其发热电路如图所示， R1、 R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4 为触点，S 为旋转型开关，实现关、低、高挡的转换(1)开关接 1、2 为“关” ，那么，开关接_(选填“2、3”或“3、4”)为高温挡(2)若加热前水温为 20 ，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为 2分 48 秒，这个过程中，电热丝产生的热量是多少？电热槽中水的质量是多少千克？不计热损失， c 水 4.210 3 J/(kg)9(3)电阻 R1的阻值是多少？(4)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议第 10 题图11. 如图甲所示为现代科技与传统医学相结合的兼具煎
11、药和保温功能的煎药壶，内部简化电路如图乙所示，部分参数如下表 c 水 4.210 3 J/(kg)第 11 题图最大容量 2 L壶重 1.5 kg与桌面接触面积 50 cm2额定电压 220 V加热功率 1 000 W额定电压 220 V额定最大加热功率 400 W水箱容积 4 L适用面积 4060 m 210保温功率 44 W(1)当开关 S 闭合，S 1断开时，煎药壶处于_(选填“保温”或“加热”)状态(2)将装满水的煎药壶放在桌面上，它对桌面的压强是多少？(3)其加热电阻 R2的阻值是多大？若不计热损耗，煎药壶将满壶的水从 30 加热到90 ，需要多长时间？12. 如图甲所示是某型号电烤
12、箱的简化电路图，S 1是定时开关，S 2是功率选择开关，R1与 R2是两个电热管，此电烤箱有高温和低温两个挡位，功率分别为 1 320 W 和 880 W.甲乙第 12 题图(1)某电热水壶的铭牌如图乙所示，若用一移动插座同时为该电烤箱和电热水壶供电，插座的规格和价位如下表所示，则应选择规格为_的移动插座；规格 250 V，5 A 250 V，10 A 250 V，20 A价位 10 元 /个 20 元 /个 30 元 /个额定电压 220 V额定功率 1 100 W频率 50 Hz容量 5 L11(2)R2的阻值是多少？当功率选择开关 S2闭合，定时开关 S1设定时间为 10 min，通过插
13、头的电流是多大？电路能产生多少热量？(3)以上热量如果被质量为 4 kg、温度为 20 水完全吸收，温度可以升高到多少？c 水 4.210 3 J/(kg)，结果保留整数13. 如图所示是某型号电压力锅的简化工作电路图， R0是保温电阻， R1是阻值为 60.5 的主加热电阻， R2是副加热电阻电压力锅煮饭分为“加热升压保压保温”三个阶段接通电源，启动智能控制开关 S，S 自动接到 a，同时 S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达到一定值时，S 1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至一定值时，S 1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S 自动接到 b，进入保温状态该
14、电压力锅铭牌技术参数如下表所示(保压挡额定功率模糊不清)求：第 13 题图某型号电压力锅额定电压 220 V加热升压 1 000 W保压额定功率保温 40 W12电源频率 50 Hz(1)保温时电路中的电流；(2)保压时的额定功率；(3)如果用电压力锅煮一次饭，需要加热升压 15 min，保压 10 min，保温 10 min，请计算这次煮饭共消耗多少 kWh 的电能四电路图结合坐标图像类(2010.34)14. 图甲是同学们测量小灯泡电阻时所绘制的小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像为了研究并联电路的电流特点，他们又将此灯泡接入如图乙所示电源电压保持不变的电路中，闭合开关 S 后小灯泡的实际
15、功率恰为 1 W；再闭合开关 S1后，电流表示数变化了 0.1 A请解答以下问题：第 14 题图(1)由图像可知，灯丝电阻随灯泡两端电压的变化规律是_(2)在乙电路中，定值电阻 R 的阻值是多少？ 此时电路消耗的总功率是多大？(3)1 min 内电阻 R 产生的电热是多少焦耳？1315. 如图甲所示是一个电陶炉，其中猛火功率为 1 210 W，其工作电路如图乙所示，R1为大发热环， R2为小发热环且阻值为 400 ，S 为电源开关，S 0为智能温控开关，自动控制电陶炉在“猛火”与“文火”之间切换图丙是该电陶炉在完成某次“智能煎炒”模式下的发热功率随时间变化的图像求：(1)电陶炉在“智能煎炒”模
16、式下的最大工作电流；(2)电陶炉在“文火”煲汤模式工作 1 min 产生的热量；(3)电陶炉在“智能煎炒”过程中消耗的电能第 15 题图14答案1. (1)通电导体在磁场中受力运动 三 【解析】电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的；为了安全，应将馒头机的外壳与大地相连，应用三线插头解：(2)由 P UI 可知，通过加热电阻的电流是I 3.86 AP热U 850 W220 V由 P UI 可知，加热电阻的电阻值U2RR 56.94 U2P热 （ 220 V） 2850 W通电 2 min 加热电阻产生的热量Q W P 热 t850 W260 s1.0210 5 J(3)共同消耗的电能
17、：W 总 P 热 t 热 P 电 t 电 85010 3 kW1.5 h11010 3 kW h1.33 kWh3060(4)实际加热电功率为：P 热 702.49 W（ 200 V） 256.94 2. (1)该电能表在频率为 50 Hz 的交流电电路中使用解：(2)养生壶消耗的电能为：W 0.1 kWh3.610 5 J300 r3 000 r/（ kWh）(3)由 100%可得，水吸收的热量为：Q吸WQ 吸 W 3.610 5 J87.5%3.1510 5 J15(4)由 Q 吸 cm t 可得，壶中水的质量为：m 1 kgQ吸c水 （ t t0） 3.15 105 J4.2103 J/
18、（ kg ） （ 100 25 ）(5)根据 P 可得： R 40 U2R （ 220 V） 21 210 W实际电功率为： P 实 1 000 WWt 3.6105 J360 s则实际电压为： U 实 200 VP实 R 1 000 W40 3. (1)电磁解：(2)牛奶的体积 V250 mL250 cm 32.510 4 m3由 可知，牛奶的质量为mVm 牛奶 V1.010 3 kg/m32.5104 m30.25 kg牛奶吸收的热量：Q 吸 c 牛奶 m t2.510 3 J/(kg)0.25 kg(60 10 )3.12510 4 J光波炉消耗的电能： W Pt1 200 W28 s3
19、.3610 4 J光波炉在微波挡的效率为： 100% 100%93%Q吸W 3.125104 J3.36104 J(3)P 总 P 微波 P 光波 1 200 W800 W2 000 W2 kW一个月光波炉消耗的电能为： W 总 P 总 t2 kW 30 h10 kWh10604. (1)液化 【解析】水桶内壁有小水滴，是由于在温度较高时，部分水会汽化变成水蒸气，遇到桶壁变冷时，水蒸气又液化变成液态的小水滴解：(2)当 S 接 a 时，只有 R1接入电路中，所以 R1的电阻是R1 88 UI1 220 V2.5 A当 S 接 b 时， R1和 R2串联接入电路中，总电阻是：R R1 R288
20、1 012 1 100 电路中的电流是： I 0.2 AUR 220 V1 100 (3)当 S 接 b 时，该饮水机处于保温状态，所以该饮水机在保温状态下的功率是：16P UI 保 UI220 V0.2 A44 W(4)水的质量：m 水 V1.010 3 kg/m3300106 m30.3 kg水吸收的热量： Q 吸 c 水 m(t t0)4.210 3 J/(kg)0.3 kg(100 20 )1.00810 5 J饮水机正常加热时的电功率：P 热 UI1220 V2.5 A550 W饮水机至少需要的加热时间：t 183.27 sWP热 Q吸P热 1.008105 J550 W5. 解：(
21、1)水吸收的热量Q 吸 c 水 m(t t0)4.210 3 J/(kg)20 kg(70 20 )4.210 6 J(2)当开关置于 1 时为加热状态，此时 R1与 R2并联R1的功率 P1 2 200 WU2R1 （ 220 V） 222 电阻 R2的功率为：P2 P P12 400 W2 200 W200 WR2的电阻 R2 242 U2P2 （ 220 V） 2200 W(3)洗衣机在保温洗涤状态时，电动机与 R2并联此时电路总功率 P 总 P2 P 电动机 200 W240 W440 W通过电路的总电流 I 2 AP总U 440 W220 V6. 解：(1)当断开开关 S1，S 2接
22、 b 时， R1与 R2串联，电热炉处于低温挡I 2 AP低U 440 W220 V(2)当闭合开关 S1，S 2接 b 时，电路中只有 R1接入电路，电路处于中温挡，消耗的电能 W P 中 t1 100 W560 s3.310 5 J(3)电热丝 R1的阻值为 R1 44 U2P中 （ 220 V） 21 100 W17当电路处于低温挡时， R1与 R2串联，电路中的总电阻R 串 110 UI 220 V2 A电热丝 R2的阻值为 R2 R 串 R1110 44 66 当开关 S1闭合，S 2接 a 时， R1与 R2并联，电热炉处于高温挡，电路消耗的总功率P 高 1 833.3 WU2R1
23、 U2R2 （ 220 V） 244 （ 220 V） 266 7. (1)闭合 【解析】由电路图可知，开关 S 断开时， R1与 R2串联；开关 S 闭合时，电路为 R2的简单电路因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由 P 可知，当开关 SU2R断开时，电热蒸饭柜功率最小，处于保温状态；当开关 S 闭合时，电热蒸饭柜功率最大，处于加热状态解：(2)电热蒸饭柜处于加热状态时，电路为 R2的简单电路，由 P 可得， R2的电阻：U2RR2 10 U2P加 热 （ 220 V） 24 840 W电热蒸饭柜处于保温状态时， R1与 R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电热蒸饭柜保温时的
24、电功率：P 保温 880 WU2R1 R2 （ 220 V） 245 10 (3)电动机的发热功率：P I2R(0.5 A) 20.6 0.15 W8. (1)保温 【解析】由电路图可知，开关 S 接 1 时 R1与 R2串联，开关 S 接 2 时电路为 R2的简单电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由 P 可知，开关 S 接 1 时，U2R电路中的电阻最大，功率最小，电热饮水机处于保温挡解：(2)已知 P 加热 1 100 W， U 额 220 V由 P UI 可得，电热饮水机加热时，电路中的电流为：I 5 AP加 热U额 1 100 W220 V开关 S 接 2 时，电热饮水机处于加
25、热挡， R2的电阻：18R2 44 U额I 220 V5 A开关接 1 时，电路中的总电阻为：R 总 484 （ 220 V） 2100 W由 R 总 R1 R2可得， R1 R 总 R2484 44 440 (3)电热饮水机保温时的电流为： IU额R总电热饮水机保温 11 min 时，电阻 R1所消耗的电能：W Q I 2R1t( )2R1t( )2440 1160 s610 4 JU额R总 U额R总9. 解：(1)由 PUI 可得，调奶器处于保温状态时的工作电流：I 0.07 AP保 温U 16 W220 V(2)由题意可知，当 S 接“2”时，电路为 R1的简单电路，调奶器处于保温状态；
26、当接“3”时，电路为 R1、R 2并联，调奶器处于加热状态，因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以 R2的电功率：P2 P 加热 P 保温 500 W16 W484 W由 P 可得，电阻 R2的阻值： R2 100 U2R U2P2 （ 220 V） 2484 W(3)由 P 可得，32 s 调奶器消耗的电能：WtW P 加热 t500 W32 s16 000 J不计热损失，调好奶粉吸收的热量：Q 吸 W16 000 J，由 Q 吸 c 奶粉 m(t t0)可得，调好奶粉的比热容：c 奶粉 410 3 J/(kg)Q吸m（ t t0） 16 000 J0.2 kg（ 40 20 ）10.
27、(1)3、4 【解析】开关接 2、3， R1、 R2串联接入电路，此时为低温挡，开关接3、4， R2被短路，只有 R1接入电路，此时为高温挡解：(2)电热丝产生的热量W Pt400 W(26048) s6.7210 4 J根据 W Pt 和 Q 吸 cm(t t0)可得：19不计热量损失， Q 吸 W 可得 4.2103 J/(kg)m(100 20 )6.7210 4 J，解得 m 0.2 kg(3)电热加湿器在高挡时， R2被短路，电路中只有 R1的简单电路，根据 P 可得：U2RR1 121 U2P高 （ 220 V） 2400 W(4)降低电热槽内的气压 【解析】电热加湿器会使需要制冷
28、的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点，达到改进的目的11. (1)保温 【解析】由图示电路图可知，当 S 闭合、S 1断开时，电阻 R1、 R2串联接入电路，电路电阻最大，由 P 可知，此时电路电功率最小，煎药壶处于保温状态U2R解：(2)装水的质量为m 水 水 V 水 1.010 3 kg/m32103 m32 kg对桌面的压力为 F G 总 m 总 g( m 水 m 壶 )g(2 kg1.5 kg)10 N/kg35 N对桌面的压强为 p 710 3 PaFS 35 N5010 4 m2(3)由 P 可知，电阻 R2的阻值：U2RR2 48.4 U2P加 热 （ 220 V） 2
29、1 000 W水吸收的热量： Q c 水 m t4.210 3 J/(kg)2 kg(90 30 )5.0410 5 J不计热损耗时，消耗的电能和水吸收的热量相等，由： Q W Pt 可得，加热时间： t 504 sQP加 热 5.04105 J1 000 W12. (1)250 V，10 A 【解析】电烤箱和电热水壶的最大功率为 P 总 P 电烤箱 P 电水壶1 320 W1 100 W2 420 W第一个插座的最大功率为 P1 U1 I1250 V5 A1 250 W第二个插座的最大功率为 P2 U2 I2250 V10 A2 500 W第三个插座的最大功率为 P3 U3 I3250 V2
30、0 A5 000 W因为 P 总 P2，同时 P 总 P3，由于选用第二种插座时，价格便宜，所以应选择规格为20250 V，10 A 的移动插座解：(2)当开关 S1、 S2都闭合时，电烤箱处于高温挡， R2的电功率为：P 2 P 高温 P 低温 1 320 W880 W440 WR2的电阻为 R2 110 U2P2 （ 220 V） 2440 W通过插头的电流为 I 6 AP高 温U 1 320 W220 V10 min 产生的热量为Q P 高温 t1 320 W1060 s7.9210 5 J(3)由 Q cm(t t0)得，水的末温为：t t0 20 47 20 67 Qc水 m 7.9
31、2105 J4.2103 J/（ kg ） 4 kg13. 解：(1)保温时电路中的电流： I 保温 0.18 AP保 温U 40 W220 V(2)当 S 接 a、S 1闭合时， R1与 R2并联，处于加热升压状态，总额定功率为 1 000 WR1的额定功率： P1 800 WU2R1 （ 220 V） 260.5 当 S 接 a、S 1断开时，处于保压状态P 保压 P2 P 加热 P11 000 W800 W200 W(3)正常煮一次饭共消耗的电能：W W 加热 W 保压 W 保温 P 加热 t 加热 P 保压 t 保压 P 保温 t 保温 1 000 W1560 s200 W1060 s
32、40 W1060 s1.04410 6 J0.29 kWh14. (1)小灯泡的电阻随电压的增大而增大 【解析】由图像可知，灯丝电阻随灯泡两端电压的变化规律是：小灯泡的电阻随电压的增大而增大解：(2)由小灯泡的 UI 图像可知，当电功率为 1 W 时，UL2 V， IL0.5 A，电源电压： U UL2 V闭合开关 S1后，灯泡 L 与电阻 R 并联，由并联电路特点可知，流过电阻 R 的电流IR0.1 A，电阻 R 的阻值为：21R 20 UIR 2 V0.1 A电阻 R 消耗的功率为 PRU RIR2 V0.1 A0.2 W电路消耗的总功率为P 总 P 灯 PR1 W0.2 W1.2 W(3
33、)1 min 内电阻 R 产生的电热为：Q W PRt0.2 W60 s12 J15. 解：(1)电陶炉“猛火”时工作电流最大，由 P UI 得最大电流为 I 5.5 AP猛U 1 210 W220 V(2)方法一：当电陶炉“文火”工作时，只有 R2 连入电路，则“文火”时的电流 I 0.55 AUR2 220 V400 产生热量 Q I 2R2t(0.55 A) 2400 60 s7 260 J方法二：由 P UI 和 I 得UP“文火”时的功率 P 121 WU2R2 （ 220 V） 2400 在纯电阻电路中 Q W Pt121 W60 s7 260 J(3)由题图丙可知，在“智能煎炒”过程中“猛火”工作了 9 min， “文火”工作了 2 min， “猛火”消耗的电能 W1 P 猛 t 猛 1 210 W960 s653 400 J“文火”消耗的电能 W22 Q27 260 J14 520 J消耗总电能W 总 W1 W2653 400 J14 520 J667 920 J
