中考总复习专题汇编与电热水壶电热水器有关的物理问题 11页

与电热水壶电热水器有关的物理问题 ．某微电脑电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：‎ 产品型号：BH－X22‎ 额定电压：220V 频率：50Hz 加热功率：1200W 容器：1.2L ‎（1）如图所示，小电动机将1.2L的水从桶中提升了0.5m，电动机对水做的功至少是多少？（g取10N/kg）‎ ‎（2）电热水壶在额定电压下工作时的电流．（保留一位小数）‎ ‎（3）电热水壶正常工作时，将1.2L水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（4）若（3）中的加热时间为7min，求电热水壶的热效率．‎ 答案：（1）6J （2）5.5A （3）4.032×105J （4）79.3%‎ ．如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：‎ 额定电压 ‎220V 额定加热功率 ‎2000W 容量 ‎1.5L 频率 ‎50Hz ‎（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少Ω？‎ ‎（2）装满水后，壶中水的质量是多少kg？（‎1L=1×10‎-3m3‎）‎ ‎（3）将一满壶‎20℃‎的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？‎ ‎3.某型号的泡茶壶铭牌如下表，它的额定电压是_________V；壶中装有1kg温度为20℃的水，在标准大气压下将水烧开（泡茶壶有80%的电能被水吸收）至少需要_________J电能。‎ 某型号的泡茶壶 型号：JY---456‎ 额定电压：220V 频率：50Hz 额定功率：1100W 容量：1L 答案：220 4.2×105‎ ‎2.（2014泰安）为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如表所示，该电热杯的电功率是 电压 ‎220V 电流规格 ‎10（20）A 电流频率 ‎50Hz 每千瓦时的转数 ‎3000revs/（kW•h）‎ A．300W B．30W C．150W D．200W 答案：A ‎3.（2014赤峰）一个电水壶工作电路如图所示，其中S是温控开关，R1是电热管，当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处，处于保温状态．请解答以下问题：‎ ‎（1）A、B是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，请你分析A灯为＿＿色；‎ ‎（2）若壶中有1kg水，初温27℃，把这些水加热到97℃，至少消耗多少电能？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]‎ ‎（3）若在加热状态时，加热管的功率为880W，求R1阻值（不计指示灯电阻及温度对电阻值的影响）．‎ R2‎ ‎220V B A S R1‎ 答案：（1）根据公式可知，电路电阻越大，功率越小，所以串联时功率小，两电阻串联时，电路处于保温状态；也就是说开关S打在左侧触点时，电路中只有电阻R1，电路功率较大，所以处于加热状态；则A灯为红灯；（2）水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（97℃﹣27℃）=2.94×105J；∴当电流产生的热量全部被水吸收时消耗的电能最小，即W=2.94×105J．（3）加热时：发热板的电功率P1=880W，由公式可得：电阻 ‎4.小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能，其装置如图所示，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热装置自动停止加热，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，电热水壶的铭牌数据如表：‎ ‎ ‎产品型号 BH-X22‎ 额定电压 ‎220V 频率 ‎50Hz 加热功率 ‎1200W 容量 ‎1.2L ‎（1）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能．‎ ‎（2）电热水壶正常工作时，把1.2L水从20℃加热到100℃用的时间是6min，求电热水壶的热效率． ‎ 答案：（1）10J （2）93.3%‎ ‎5.‎ 图示为居民家中某房间的电路，电灯L与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均发光，此时电路故障可能是 A．插座短路 B．电热壶短路 C．AB间断路 D．CD间断路 火线 零线 地线 A ‎ C ‎ D ‎ B ‎ L ‎ 电热壶 ‎ 答案：D ‎6.一家庭有一铭牌标有“220V 800W”字样的电热水壶，当电路中只有电热水壶工作时，测出10min内电能表的转盘转了60转，已知电能表表盘上标有600r/kW·h，在该过程中下列说法正确的是（多选）‎ A．电热水壶是利用电流的热效应工作的 B．电热水壶正常工作的电阻是60.5Ω C．电热水壶10min消耗的电能是4.8×105J D．电水壶的实际功率是600W 答案：ABD ‎7.暑假里的一天，李红去商店购头电热水壶，售货员给了她一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：‎ 请你根据宣传广告中提供的信息回答、计算：‎ ‎（1）结合你对电热水壶的了解，简要回答为什么要使用三线插头？‎ ‎（2）电热水壶正常工作时的电阻是多少？‎ ‎（3）电热水壶正常工作4min消耗多少电能？‎ ‎（4）西宁地区夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？【西宁地区水的沸点约为92℃，c水=4.2×103J/（kg•℃）】‎ ‎（5）此电热水壶正常工作时的热效率为84%，则实际烧开一壶水需要多长时间？根据计算结果，请你对上述宣传广告中电热水壶“优点”的有关内容作出评价。‎ 答案：（1）使电热水壶的外壳接地，防止壶身漏电时造成触电事故。（2）24.2Ω （3）4.8×105J（4）8.4×105J（5）烧水时间8.3min 电热水壶4min内产生的热量Q=W=4.8×105J，该热量远远小于烧开一壶水所用的热量8.4×106J（或电热水壶烧开一壶水需8.3分钟），所以4分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信.‎ ‎8.‎ 明亮同学在家中有一台微电脑控制的电热水壶如图所示。该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开。明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标识均清晰（如表格所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接通电热水壶控制开关，小电动机开始在额定电压下用5s时间将水从桶中提升了0.8m加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20℃。电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动断开电路停止工作。明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000r/kW·h的电能表在30s内转盘转了50转，（g=10N/kg, ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：‎ ‎（1）小电动机提升水的工作效率；‎ ‎（2）电热水壶的额定加热功率；‎ ‎（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电压下烧水的加热效率为90%，试计算在用电高峰时烧开该壶水所需的时间。‎ 型号 MH-200‎ 额定电压 ‎220V 额定功率 ‎50Hz 额定加热功率 小电动机额定功率 ‎5W 容量 ‎2.0L 答案：（1）64%（2）2000W（3）460.9s ‎ ‎9.小明买了一把电水壶，其样式和铭牌如下：‎ ‎ ‎型号 HX－201306‎ 额定电压 ‎220V 频率 ‎50Hz 额定功率 ‎2000W 容量 ‎2L ‎（1）关于电水壶安全使用的注意事项，下列说法不正确的是＿＿＿＿．‎ A．注水时，水位不超过电水壶的最高水位线 B．要使用三孔插座 C．电水壶工作时，身体不可靠近壶嘴 D．为了清洁卫生，把壶身和底座放进清水中清洗 ‎（2）小明向壶中加入2kg水，电水壶在正常工作时将水烧至沸腾用了7min（1标准大气压下），已知水的初温为20℃，求：‎ ‎①电水壶的电阻？‎ ‎②水吸收的热量？‎ ‎③电水壶烧水的热效率？‎ 答案：（1）D （2）①24.2Ω ②6.72×105J ③80%‎ 电器中考题系列一一电热水器与物理问题 ．某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，在出水口获得所需要的水，在手连续稳定的按压下人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的＿＿＿＿＿＿＿能和＿＿＿＿＿＿＿能。‎ ．如图甲是一电热饮水机，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220V，当开关S接a时电路中的电流为5A；当开关S接b时，电路消耗的电功率为66W。求：‎ ‎（1）R1的阻值；‎ ‎（2）开关S接b时，电路中电流；‎ ‎（3）该饮水机在保温状态工作100s，R2产生的热量。‎ 甲 ‎ ‎乙 S R1‎ ‎220V R2‎ a b ．如图所示是小明家热水器的电路图，己知电热丝R1位于水中，起加热作用，其阻值R1=220Ω，R2起控制作用，R2=198Ω.‎ ‎（1）只闭合S1时，处于保温状态，求保温时的电流？‎ ‎（2）当闭合S2时，处于加热状态，求此时的加热功率？‎ R1‎ R2‎ S2‎ S1‎ ‎220V 水中部分 ．小明家新买了一台电热水器，如表是该热水器的一些技术参数．‎ 型号 FED-H50‎ 额定电压 ‎220V 最大水量 ‎40L 额定功率 ‎2000W 现将水箱中装满水，通电后正常工作30min，水温从20℃上升到40℃，在此过程中[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]，求：‎ ‎（1）电热水器正常工作的电流；‎ ‎（2）电热水器所消耗的电能；‎ ‎（3）水所吸收的热量．‎ ．如图是某品牌家用贮水式电热水器，装满水，其主要参数如表所示．某次加热，水吸收的热量为8.4×106J．已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）．‎ 贮水式电热水器 型号 FCD—JTHQB50—Ⅲ 额定电压 ‎220V 容积 ‎50L 额定频率 ‎50Hz 温度设定范围 ‎35℃～75℃‎ 额定功率 ‎1500W ‎（1）水升高的温度．‎ ‎（2）正常工作时，如果电热水器的热效率为80%，完成上述加热，需通电多长时间．‎ ‎6.如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R1、R2都是加热电阻）．当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kW．[C水=4.2×103J/（kg•℃）]，求：‎ ‎（1）R1的电阻；‎ ‎（2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下 ），水吸收的热量；‎ ‎（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值．‎ 解：（1）S接1时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，电功率最大，饮水机处于加热状态；‎ 由P=可得，R1===8.8Ω；‎ ‎（2）水的体积：V=50L=50dm3=0.05m3，‎ 由ρ=可得，水的质量：‎ m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg，‎ 水吸收的热量：‎ Q吸=cm（t﹣t0）‎ ‎=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（100℃﹣20℃）‎ ‎=1.68×107J；．‎ ‎（3）若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，‎ 则根据W=t得：R=t=×60s=48.4Ω，‎ ‎∵出S接2时，两电阻串联，饮水机处于保温状态；‎ ‎∴R2=R﹣R1=48.4Ω﹣8.8Ω=39.6Ω．‎ 答：（1）R1的电阻为8.8Ω；‎ ‎（2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下 ），水吸收的热量为1.68×107J；‎ ‎（3）为保持水温不变，电阻R2的阻值为39.6Ω．‎ ‎7.图甲是某电热水器的电路图。其中U=3V，R2为可调电阻；R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R3为电阻丝加热器；R1和R3均置于水箱中，继电器线圈电阻忽略不计。当继电器线圈中的电流达到0.04A时，继电器的衔铁会被吸下。‎ 甲 乙 ‎（1）热水器中水的温度升高时，热敏电阻的阻值R1将＿＿（填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎（2）当继电器线圈中的电流达到0.06A，指示灯＿＿＿发光（填“红灯”或“绿灯”），线圈下端M的磁极是＿＿＿极（填“N”或“S”）。‎ ‎（3）如果电热水器储有40kg的水，加热器R3工作1小时产生了4.2×106J的热量，其中有80%被水吸收，则水的温度升高了多少℃？‎ ‎（4）如果将热水器中的最高水温设置为80℃，R2的阻值应该调至多大？‎ 答案：（1）变小 （2）绿灯 S （3）Q水吸=Q放×80%=4.2×106J×80%=3.36×106J Δt=Q水吸/cm=3.36×106J/（4.2×103J·kg-1℃-1×40kg）=20℃ （4）R总=U/I=3V/0.04A=75Ω 查乙图可知当t=80℃ R1=15Ω R2=R总－R1=75Ω－15Ω=60Ω ‎8.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如表数据及如图所示的电路原理图：‎ 热水箱容量 ‎2L 额定电压 ‎220V 加热时的功率 ‎400W 保温时的功率 ‎40W ‎（1）分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？‎ ‎（2）求电阻R2的阻值．‎ ‎（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流．‎ R1‎ R2‎ S0‎ S ‎220V 答案：（1）温控开关S0断开时，只有电阻R2接入电路，此时功率P=U2/R2；温控开关S0合上时，电阻R1和R2并联接入电路，这时电功率为P总=P1＋P2= U2/R1＋U2/R2，因此：开关S0断开时热水器功率小于开关S0闭合时两电阻并联时的总功率，因此开关S0断开时饮水机处于保温状态．（2）1210Ω （3）1.8A ‎9.如图甲为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为电热丝，问：‎ R1‎ S1‎ ‎220V R2‎ S2‎ a b ‎（1）电路在什么情况下处于低温挡？在低温挡正常工作时的额定功率是多少？‎ ‎（2）电路在什么情况下处于中温挡？在中温挡工作10min产生的热量是多少？‎ ‎（3）在高温挡正常工作时额定电路是多少？（结果保留一位小数）‎ ‎××牌热水器 额定电压 ‎220V 额定 电流 高温挡 中温挡 ‎5A 低温挡 ‎2A 电源频率 ‎50Hz 答案：（1）440W （2）6.6×105J （3）8.3A ‎10.如图甲所示是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R1、R2都是加热电阻）。当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保温状态。电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kW。【c水=4.2×103J/（kg•℃）】求：‎ ‎（1）R1的电阻；‎ ‎（2）将水箱装满20℃的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量；‎ ‎（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值。‎ 答案：（1）8.8Ω （2）1.68×107J （3）48.4Ω ‎11.某宾馆的热水器为“快热式电热水器”，为方便客人使用，工作人员在墙上贴出的使用方法如右图所示。该热水器的铭牌如下表所示。‎ ‎（1）图中的字母A、B、C、D、E分别代表热水器的开关或按键，请你按工作人员的提示，选择合理的开关或按键，写出使用该热水器洗浴的操作顺序为：＿＿＿＿＿（用A、B、C、D、E字母表示）。‎ ‎（2）某人使用该热水器洗浴，热水器正常工作，开始与结束洗浴的示数如上图所示。他洗浴过程中消耗的电能是＿＿＿＿kW•h。‎ ‎（3）如果家庭添置这种“快热式热水器”，一定要注意铭牌中的＿＿＿。这种热水器＿＿＿（填“需要”或“不需要”）带有漏电保护器的开关。‎ 答案：（1）DACAD或DACEAD （2）0.85或0.858 （3）额定电流 需要 ‎12.如图甲、乙、丙分别是江涛网购的速热式电热水器实物图、说明书部分参数及等效工作电路图（图中R是给水加热的电阻）．则：‎ ‎（1）该电热水器正常工作时电流是多大？‎ ‎（2）该电热水器正常工作10min消耗的电能是多少？‎ ‎（3）用电高峰时，若此电热水器两端的实际电压仅为200V，它的实际功率为多大？（电热水器的电阻恒定，结果保留一位小数）‎ R ‎220V S 甲 乙 丙 产品名称 快热式电热水器 产品型号 WE-A 额定电压 ‎220V 额定频率 ‎50HZ 额定功率 ‎6.6kW 适用水压 ‎0~0.6MPa 防水等级 IPX4‎ 货 号 答案：（1）30A （2）3.96×106J （3）5454.5W ‎13.如图所示是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同。电热水器功率有高、中、低三档。当S1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W。‎ a R S1‎ 电源 S2‎ b R ‎（1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦？（不必写出推导过程）‎ ‎（2）小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min。求此过程电热水器的效率[水的比热容c =4.2×103J/（kg•℃）]‎ 答案：（1）电热水器的高、中档功率分别是4000W、2000W；（2）此过程电热水器的功率为3500W．‎ ‎14.图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：‎ ‎（1）开关置于2时，水龙头放出的水是___________（选填“冷”、“温”或“热”）水。此时电路中的电流时多大？‎ ‎（2）水龙头放热水时，正常工作60s，消耗的电能是多少？‎ ‎（3）R2的电阻是多大？‎ R1‎ R2‎ ‎220V ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ S 乙 甲 ‎ ‎额定电压 ‎220V 额定功率 温水 ‎2200W 热水 ‎3000W 答案：（1）温 此时电路工作电流10A （2）1.8×105J （3）60.5Ω ‎15.如图甲所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。图乙是它的有关参数。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），试问：‎ ‎（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？并说明理由。‎ ‎（2）R1和R2的电阻值各是多大？‎ ‎（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？（c水=4.2×103J/（kg·m3），ρ水＝1.0×‎103kg/m3,忽略温度对电阻的影响）‎ 甲 电热饮水机 型号：XF-LS22‎ 额定加热功率：1210W 容积：1.5L 额定保温功率：40W 额定电压：220V 额定频率：50Hz 乙 答案：（1）S0是断开状态，R1和R2组成串联电路，电阻变大，由于电源220V保持不变由P=U2/R可知电功率变小，即保温状态。（2）R1=40W，R2=1170W