1、专题03 电能与内能的转化模型1某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V，热水箱容量为1kg。如图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：（1）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；（2）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能与R2的阻值；（3）若将水箱内装满20的水，加热5min温度升高到86。求该电热饮水机的加热效率。c水=4.2103J/(kg)2我国三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，2020年累计发电量超过1千亿度，如果就按1千亿度(kWh)计算，相当于一座年消耗61010kg标准煤的火
2、力发电站所发的电量。（1）假设标准煤的热值为3107J/kg，完全燃烧61010kg标准煤能放出多少热量？（2）以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排7.51010m3的二氧化碳气体，这些气体的质量是多少kg？（通常情况下CO2气体的密度为2kg/m3）（3）请你根据本题中的数据，计算火力发电的效率（用符号E表示电能）？3图甲是某款具有高温、低温两挡的电热饭盒，图乙为其内部简化电路的一部分，R1、R2均是加热电阻，且R23R1。请你解答：（1）在图乙合适的虚线框内分别填入加热电阻R1、R2和导线的元件符号，使开关S接2时电路的电功率为接1时的4倍；（2）若电路中只使用该电热饭盒，加热1k
3、g面条使其温度升高40oC。如图丙所示，电能表的脉冲指示灯闪烁了125次，则这个电热饭盒加热的效率是多少？c面条2.5103J/(kg)4如图甲所示，汽车的玻璃上结了厚厚的一层霜。为此汽车挡风玻璃内安装了可加热的电热丝，通电后可将玻璃升温去霜。如图乙是其简化的电路图，电源电压为12V，R1、R2为加热电阻丝，R2=2.4。电路有加热和保温两个挡位，其加热挡功率为120W。已知汽车后挡风玻璃的质量为10kg，用加热挡给玻璃加热时，1000s可以使玻璃的温度从升高到5。【】求：（1）1000s内玻璃吸收的热量；（2）给玻璃加热过程中，电能转化为玻璃的内能的效率；（3）保温挡的功率。5如图所示为一款
4、电加热鼠标垫，其质量为200g，可以在冬季暖手，也可以伏在桌面暖暖的睡午觉。该鼠标垫标有“220V 50W”，正常工作200秒，可以使鼠标垫的温度由20升高到40。c鼠标垫=2103J/（kg）求：（1）鼠标垫的温度由20升高到40吸收的热量；（2）电加热鼠标垫加热过程中，电能转化为内能的效率；（3）若要使电热鼠标垫正常工作时的总功率降为20W，则需要在鼠标垫内再串联一个多大的加热电阻。6如图电磁炉是种新型炊具，它具有加热快，效率高，节能环保，使用方便等特点，其热效率极高且加热均匀，烹调迅速，节能省电。小华在一次课外活动中，对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了有关数据，如下表：请你就他
5、在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题：观察对象有关记录和相关活动观察电磁炉铭牌U额=220V；P额=1000W观察电能表的铭牌220V10（40）A2000r/（kWh）用电磁炉加热一壶水（水的质量m=2kg，初温t=30）关闭家里其他用电器，只将电磁炉接入电路烧水观察电能表表盘在5min内转了135r，此时用温度计测得的水温为50已知水的比热容为4.2103J/（kg）（1）加热5min，水所吸收的热量？（2）电磁炉工作5min消耗的电能？电能转换为内能的效率？（3）电磁炉的实际功率和实际电压（假设电阻丝的电阻不变）？7下图为某品牌电热水壶，电热水壶铭牌如表，现将一满壶初温为20的水烧
6、开，求：（1）水需要吸收多少热量？（2）烧开这壶水时，记录标有3000r/kWh的电能表转盘转动了600转，电热水壶烧水的热效率？XX牌电热壶额定电压220V额定功率1210W频率50Hz热水壶容量2.0L8王凯同学学习了电功率相关知识后，想通过所学知识测量家中电热水壶的能效情况。他暂时停用家中其他用电器，仅使用电热水壶给水加热至沸腾，加热前、后他分别记录了家用电能表对应的示数情况如图。实验中，壶中装有质量为1 kg，初温为20 的水。求：c水4.2103 J/（kg）（1）水吸收的热量；（2）电热水壶的效率。9冬天，一杯热茶放着很快就会变凉，喝了会很不舒服，某厂家为此专门设计了一款如图甲所示
7、是保温茶座，此保温茶座设定恒温为60的最佳温度，它是专为茶水、咖啡、牛奶等需要热饮特点的饮品而研制的配套用具，是简易杯、牛奶杯、咖啡杯等杯具的最佳保温配套产品。使用时，将杯子底放于保温茶座中间，按下保温茶座侧面的电源开关，电源指示灯亮，保温茶座进入工作状态。图乙是此保温茶座的内部电路图，下表是此保温茶座的技术参数。型号额定电压220V发热板额定功率20W（1）发热板正常工作时的电阻是多少？（2）若指示L规格为“5V，0.02W”，则指示电路的功率为多大？（3）根据测算，茶具在工作时平均每分钟散失的热量相当于50g的水降低2所放出的热量，则每分钟茶具损失多少热量？正常工作时该茶具的热效率是多少？
8、（指示电路消耗的电能忽略不计）10图甲为小阳家的电热水瓶，图乙是其电路原理图，R1和R2为阻值不变的电热丝，R1=44，R2=1166，S1为温控开关，可以实现“加热”和“保温”态的转换。为了测量电热水瓶的实际电功率，小阳找来了一块标有“2000revs/（kWh）”字样的电能表，在电热水瓶中加入1L温度为20C的水后，把它单独通过电能表接入家庭电路中，将水加热到56C，用了3.5min。小阳根据电能表的参数和转盘转数，计算出电热水瓶的实际电功率为900W（水的比热容c水=4.2103J/（kgC）。求：（1）水吸收的热量是多少？（2）电热水瓶正常工作时保温功率是多少？（3）在给水加热的过程中
9、，电能表的转盘转了多少转？（4）电热水瓶的加热效率是多少？11在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示某家用电中药壶，右表是其铭牌，猛火挡额定功率字迹已被磨损；工作电路简化为图乙所示，其中S为挡位开关，、为定值电阻，A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。XX牌电药壶额定电压220V额定功率猛火挡XXXW文火挡200W（1）判断A灯是红灯还是绿灯；（2）求电中药壶文火挡正常工作10min电流做的功；（3）猛火档的额定功率；（4）当把家中的其他用电器都与电源断开，在标准大气压下用猛火挡将1k
10、g的10药液加热至沸腾（药液的沸点与水相同），标有“1200r/kWh”字样的电能表转过150转。求此电中药壶的加热效率。【药液的比热容为4.0103J/（kg）】12如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484，加热挡功率为1200W，已知c水=4.2103J/(kgC)。求：（1）电蒸锅正常工作时保温挡的功率；（2）电蒸锅正常工作时电阻R2的阻值；（3）某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75C需要消耗多少电能？（4）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量电蒸锅的实际加热功
11、率。电能表上标有“1200r/(kWh)”字样，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电蒸锅接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，则电蒸锅的实际加热功率是多大？13小明同学家里新买了一台电热饮水机，该电热饮水机有加热和保温两种功能，铭牌的部分参数如下表所示。经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态；S断开时，饮水机处于保温状态，其工作电路图如图所示。为了测定其加热时的实际功率，小明断开家中其它所有的用电器，只将饮水机接入电路中，闭合开关S，测得热水箱中初温为20的水烧开，共用了7.5min（在标准大气压下），同时观察到家中标有“1200r/kWh”电能表转盘转过120转。根据
12、以上信息。求：（1）热水箱中的水从20烧开所吸收的热量；已知c4.2103J/（kg）（2）饮水机加热时的实际电功率；（3）饮水机加热过程中的热效率。水箱容量1L额定电压220V加热时额定功率880W14养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内水加热。如图是某款养生壶及其铭牌。养生壶正常工作4min，可将一壶1kg、初温为20的水加热至70，求：（1）养生壶正常工作2min所消耗的电能；（2）水从20加热至70吸收的热量；（3）养生壶的加热效率c水=4.2103J/(kg)。型号：CH-M16额定电压：220V频率：50Hz额定功率：1000W容量：1.2L
13、15如图甲是某班的电热饮水机，其简化电路图如图乙所示。它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示。额定电压220V额定功率加热功率2200W保温功率440W容量2.5L（1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20加热至沸腾，水吸收的热量是多少？水的比热容，当地气压为1标准大气压（2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少？（3）饮水机正常加热时，电路中的电流是多少？（4）电热丝R2的阻值是多少？16在物理实践活动中，小青同学为了判断家中电饭锅的加热状态正常工作时
14、电热转化效率是否达到行业规定的标准80%，首先了解电饭锅的结构和功能，说明书如表；接着，用电子秤称出水的质量为0.5kg，通电后调节为加热状态，当水温从20升高到100时，用时210s；在保温状态工作时，断开家中其它用电器，发现家中3000imp/(kWh)的电能表指示灯在60s内闪2次。已知电热丝电阻不随温度变化，水的比热容c4.2103J/(kg)。请你解答：工作状态开关情况额定功率工作电阻加热S1、S2均闭合1000WR0保温只闭合S148.4WR、R0（1）加热过程中水吸收的热量。（2）计算说明该电饭锅的热效率是否达到标准。（3）在虚线框内将电饭锅内部的电路补充完整。（4）保温状态工作时消耗的电能和实际功率。
