1、2023年中考物理专题导航讲练系列电热综合图58例1 电磁炉是一种新型灶具，图58所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流即涡流，涡流使锅体铁分子高速无规那么热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问：(1)电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？(2)某同学用功率为2023W的电磁炉，将1初温为25的水加热到100，需要的时间为2分55秒，那么消耗的电
2、能是多少？电磁炉的热效率是多少？(水的比热容为4.2103J/kg) ) 解答：1电磁炉的热效率更高。因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉具向锅体传热的过程，热散失少，所以电磁炉的热效率更高。2消耗的电能W = Pt = 2023W 175s=3.5105 J 水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)= 4.2103J/kg. 1kg(100-25)=3.15105 J 电磁炉的热效率=Q吸/ W=3.15105 J/3.5105 J=90% 答：略。例2 图59所示的是一种WSH50型号家用饮水机及铭牌，图60是饮水机的电路图。 型号：WSH500额定电压：220V额定功率：0.5kW
3、频率：50Hz图59 图601在以下空格中填写“亮或“不亮 当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作，红灯 ，绿灯 ；当水沸腾后，温控开关1、2都断开，加热管不工作，其中R红远远小于R绿，那么红灯 ，绿灯 。2现将质量为0.5Kg，初温20的水在标准大气压下烧开需用时6min，请计算水所吸收的热量水的比热容为4.2103J/kg.(3)求饮水机正常工作6min消耗的电能。4比拟2、3的计算结果你能发现什么问题，并解释原因。解：1亮 不亮 不亮 亮 2Q吸cm(tt0)4.2103J/(kg)0.5kg(10020)1.68105J 3WPt500W360s1.8105J 4从2、3的计算结果发
4、现饮水机正常工作6min消耗的电能大于这段时间饮水机吸收的热量；电能没有全部转化为内能，存在热散失。 答：略。【规律总结】解这类型题要求：1正确分析电路的连接方式；2熟练掌握电功、电热、物体吸热或放热、热效率的计算公式和方法；3注意有些情况是电能全部转化为热能，有些情况不是。针对具体情况选用正确的公式。拓展演练1 小明的新家想安装一台无水箱式电热水器，这种电热水器当有冷水流过它时，就能到达要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。冷水温度为15，淋浴所需热水温度为40，电热水器一分钟流出热水的质量约为4Kg，水的比热容为4.2103J/Kg.(1)将质量为4 Kg温度为15的冷水，加热到淋浴所需要的温
5、度，水吸收的热量是多少？2如果不考虑热损失，无箱式热水器的电功率至少多大才能满足淋浴的要求？3小明新家的电路允许通过的最大电流为30A，问他家能不能使用该电热水器？解：1水吸收的热量Q=cm(t2-t1)=4.2103J/(kg) 4kg25=4.2105J(2)W=QP=W/t=(4.2105J)/60s=7103W(3)电热水器正常工作的电流所以，小明家不宜安装这种热水器。2. “512”坟川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机这种柴油发电 机的工作原理为：以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的局部内容如表所示现在用一台该型号的柴油发电机
6、给灾民临时安置区供电，如以下图发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.510-4m.安置区家用电器的总功率为44kW, 当这些家用电器都正常工作时，求： (1)输电线路中的电流多大？ (2)输电线路损失的电功率多大？ (3)发电机实际输出电压多大？ (4)该柴油发电机工作过程中，每小时消 耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内 能转化为发电机输出电能的效率是多少？柴油热值是3.3 X 107J/kg)答案：3 图61是一个加热、保温电路的一局部。电热丝R1规格为“220V 1100W， 限流电阻R2=506。电路的工作原理是
7、：当温控开关S接a时，电热丝R1接入电路，电路处于加热状态；当到达一定温度时，温控开关S自动从a切换到b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率1100W，保温功率88W (电源电压保持不变，电阻不随温度变化) 。(1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图；(2)某天在使用(1)中已经连接完整的电路时，R1烧毁了。有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价：方案一：用“220V220W电热丝R3、“220V 880W电热丝R4串联替代R1；方案二：用两根都是“220V 550W的电热丝R5并联替代Rl(3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计
8、一个方案，使(2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。 电热丝：符号R6R7R8R9规格220V 500W220V 600W220V 2200W110V 550W数量1123解：1如以下图 2方案一： R3= U2/ P3 =(220V)2/220W=220同理R4= 55 R3、R4串联后:加热时：P串= U2/(R3+R4)=(220V)2/(220+55)=176W1100W保温时：P串=U2/( R3+R4+R2)= (220V)2/(220+55+506)62.0W88W两项都不合题意要求,方案一不可行。方案二： R1=U2/P1=(220V)2/1100W =44，同理R5=
9、 88。两根电热丝R5并联后总电阻值是44，能替代R1，加热时功率为1100W;保温时功率为88W。正常工作时,两项都合要求。但是，当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可以工作。加热时：R5正常工作，P=550W1100W保温时：P= U2/(R2+R5)= (220V)2/(506+88) 81.5W88W断了一根电热丝后，两项都不合要求，而且不能及时发现加以排除。可见方案二不是最正确的。 3设计如下： 将两根“110V 550W电热丝R9串联替代R1理由：一个电热丝的电阻值为R9R9=U2/P=110V2/550W=22 I额=550W/110V=5A I额原=1100W/220V=5A两根电热
10、丝串联后总阻值是44，额定电流也符合要求，接在220V电压下能正常工作，能完全等效替代R1，符合题意要求。其它设计，只要符合题意要求均给分。4 小明家新购置了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示。假设自来水的温度是20，加满水后，小明将温控开关调到如图乙所示的位置。接通电源，加热指示灯亮；到达设定温度时，加热指示灯熄灭。请你帮助小明解答以下问题：贮水式电热水器型号：V50额定容量：50L 额定压强：0.6Mpa额定电压：220V 额定功率：2200W额定频率：50Hz 防水等级： 图62 1加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？(2)电热水器正常工作时，其发热电阻丝中的电
11、流强度为多少？电阻为多少？ (3)假设在晚间用电顶峰时，电路上的实际电压只有198V，热水器加热的效率为80%，从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间？c水4.2103J/(kg.)，不考虑电阻随温度变化5. 在一次课外活动中，小悦同学对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表：观察对象有关记录研究活动电磁炉的铭牌U额=220V P额=1kW用电磁炉加热一壶水；水的质量m=2kg，初温t=30关闭家里其它用电器，只将该电磁炉接入电路烧水，观察电能表，表盘在5min内转了150r，此时用温度计测得水的温度为50。电能表的铭牌220V 1040A50Hz 2023r/kWh水的比热容为，吸热公式为，请你根据小悦同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：1水所吸收的热量；2电磁炉的实际功率；3电磁炉烧水的效率。解：1(J) 2解法一： (h) 得：(KW) 解法二： 3J