2013年中考物理 电学压轴题 电力热综合

因此，消费者在选购电热水器时不能掉以轻心，不过也不用太紧张，现在一些大品牌在不断研发，提升“防电墙”的安全性，比如美的推出的安全王系列电热水器就采用了超长防电墙装置，这项技术能够实现电压降至5v，比行业内其他品牌更低，而且还有自动检测电流、自动防护漏电功能，10毫秒内就能发出漏电警报并关闭电源，真正消除漏电危险，即使家里有体质较弱的老人和小孩，这款热水器也能安全使用，消费者可以放心选购。2 如果恒电流充电到额定电压后，保持额定电压一段时间 ＞30min，此时电流基本为零，内阻消耗的电压为零，这时候在恒电流放电，内阻消耗的电压即为ir，除以一倍电流即可。将上述电热取暖器接入电路后，使电路的电压由u1＝210v降为u2＝200v，这一电压减小的原因是因为电热取暖器接入后，通过输电电路的电流增大了(其增大量就等于此时通过电热取暖器的电流)，而这一电流增大又使消耗在输电线路上的电压增加，由于输电线路上消耗的电压与用电器所获得的电压的总和等于电源提供的电压，因此输电线路上消耗的电压增加多少，用电器获得的电压就会减少多少．据此，可得解法如下：。

2、 (2013 包头） 如图 14 所示， 是某种电热饮水机的简化电路。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） ， 阅读该饮水机说明书可知： 热水箱容积 2L， 额定电压 220V， 加热时的功率 400W， 保温时的功率 40W。 求： 试问： ⑴饮水机处于保温状态时温控开关 S0 应处于什么状态？ ⑵R1 和 R2 的电阻值各是多大？ ⑶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） 解： ⑴ S0 是断开状态。 ⑵ 12RUP ＝加 ΩΩ∴121400220221＝＝＝加PUR212RRU+P＝保 ΩΩΩ∴1089＝121402202122－＝－＝保RPUR ⑶ 设加热时间为 t， 则有 吸峰QtP=%80水水水tmctRU=%8012/水水水水tVctRUρ=%8012/ ()ssURtV2/ct2541%80200121201001022100 . 1×102 . 4%803331=××−×××××==−水水水水ρ 3、 （2013 呼和浩特） 如图所示， 直流电动机通过电流做功提升重物， 但在电能转化成机械能的过程中， 有部分电能变成内能。

已知线圈电阻 1. 5Ω ， 电动机正常工作时， 通过线圈电流 2A， 物体质量 540g， 以 1Om/s 匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦。 物体上升 20s 的过程中。 求： (l) 电压表读数； (2) 电流通过线圈产生的热量； (3) 提升物体的有用功； (4) 电动机工 作效率。 （1） 电压表测的是电动机的电压如图是某型号电热水器， 电动机不是纯电阻， 欧姆定律不适用。 P 热=I2R=(2A)2×1. 5Ω =6W P 机械=Fv=mgv=0. 54kg×10N/kg×10m/s=54WP 总=P 热+P 机械=6W+54W=60W 电动机的电压 U=P 总/I=60W/2A=30V （2） 电流通过线圈产生的热量 Q=I2Rt=(2A)2×1. 5Ω ×20s=120J （3） 提升物体的有用功 W 有用=mgh=mgvt=0. 54kg×10N/kg×10m/s×20s=1080J （4） 提升物体的总功 W 总=P 总t=60W×20s=1200J 电动机工 作效率 η =W 有用/W 总=1080J/1200J=90% 4、 （2013 滨州） 某中学学生公寓新安装了 即热式电热水器， 解决了学生日常饮水需要。

图表为该电热水器的部分技术参数。 （1） 该电热水器正常工作时的电流是多少安培？ （2） 该电热水器贮满初温为 20℃的水后， 在一标准大气压下将其烧开， 则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳？ （假设电能全部转化为内3J/(kg· ℃) ） 能, c 水=4. 2×10(3) 忽略温度对电热水器电阻的影响， 若在实际电压为 210V 的工作环境下，该电热水器的实际功率是多少瓦特？ (1) 该电热水器正常工作时的电流 I=P 额/U 额=9680W/220V=44A (2) 热水器贮满水的质量 m=ρ V=1. 0× 103kg/m3× 50×10－3m3=50kg Q 吸=cm△t=4. 2× 103J/(kg· ℃)×50kg× (100℃－20℃) =1. 68× 107 J 因为电能全部转化为内能， 所以消耗电能 W=Q=1. 68× 107 J (3) R=U 额2/P 额=(220V)2/9680W=5Ω ， 忽略温度对电热水器电阻的影响 P 实=U 实2/R=(210V)2/5Ω =8820W 5、（2013 德州） 根据能量守恒定律， 瑞士大学学生设计了 一款灯壶合的“水壶台灯” ， 如图所示， “水壶台灯” 是由玻璃壶、 圆形底座和白炽灯组成． 白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合 （灯泡不直接与水接触）， 可将发光时所产生的热能用于茶水保温． 白炽灯标有 100W字样， 求： （1） 该台灯正常工作半小时时所消耗的电能； （2） 若上述电能的 91%转化为内能， 可将多少千克初温为 40℃的茶水加热至 90℃． 【C 茶水3（J/kg• ℃） ] ． =4. 2× 10（1） 100W 灯正常发光 0. 5h 消耗的电能： W=Pt=0. 1kW× 0. 5h=0. 05kW•h=1. 8× 105J； 5J× 91%=1. 638×10（2） 由题知， Q 吸=W 电× 91%=1. 8×105J， ∵Q 吸=cm△t， 即： 1. 638× 105J=4. 2×103（J/kg• ℃） ×m×（90℃﹣ 40℃） ∴m=0. 78kg． 6、 （2013 咸宁） 如图 23 所示是某型号的电动巡逻车 。

已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的 0. 04 倍， 某次巡逻时人和车总质量为 1. 0×10３kg, 在水平路面上以 15Km/h的速度匀速行驶了 20min。 （g 取 10N/Kg） 求： ⑴巡逻车通过的路程是__________km； ⑵巡逻车在水平 路面上匀速行驶时受到的牵引力是__________N； ⑶若电动机把 80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功， 则此次巡逻电动机消耗了多少电能？ 解： ⑴5 ⑵400⑶牵引力做的功 W=Fs=400N×5×10 电动机消耗的电能3m=2×106J =2. 5×106J 7、 （2013 台州） 有一种电子秤的原理如图， 它主要由三部分构成． 踏板和压力杠杆 ABO ，压力传感器 R （电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻） ， 显示重力大小的仪表（实质是电流表） 。 其中 AO 长 20 厘米， BO 长 5 厘米， 压力传感器 R 的阻值与所受压力的关系如下表所示。 压力 F/牛 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻 R/欧 30 27 24 21 18 15 12 … 踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计， 电源电压为 6 伏． (1) 重 300 牛的学生站在踏板上时， 双脚与踏板的接触面积为 0. 04 2 ， 此时对踏板的压强为多少帕？ 米(2) 电子秤开机后， 没有秤量物体时压力传感器 R 消耗的电功率为多少瓦？ (3) 当重 300 牛的学生站在踏板 上时， 通过压力传感器 R 的电流为________________ 安。

（答案保留两位小数） (4) 电子秤的电池使用较长时间后， 电源电压会降低， 为了保证秤量准确， 则踏板触点 B 应向________________ 方向移动。 (1)P=F/S=G/S=300N/0. 04m2=7. 5× 103Pa (2) 没有秤量物体时压力传感器 R 受到的压力为 0， 查表得 R=30Ω 压力传感器 R 消耗的电功率 P=U2/R=(6V)2/30Ω =1. 2W (3) 当重 300 牛的学生站在踏板 上时, 设 B 处压力为 FB， A 处压力为 FA 图 23 62 10×==80%WJWη机电 由杠杆平衡条件有 FAl A=FBl B , FA× 0. 2m=300N×0. 05m ， 解得 FA=75N 观察表中数据， 发现电阻随压力的增大而均匀减小， 压力每增大 50N， 电阻减小 3 欧， 由此可推出此时 R=25. 5Ω . 此时电流 I=U/R=6V/25. 5Ω =0. 24A (4) 电池使用较长时间后， 电源电压会降低, 电流表示数会减小， 测得的质量偏小。

举个例子：同样烧一壶水，功率2000w的要5分钟烧开，功率1000w的则至少要烧11分钟才能烧开，虽然水吸收热量相同，但一边加热的同时水壶表面还在散热，加热时间越长热量也就越多，如果功率小到一定程度，使加热速度等于散热速度时水就永远也烧不开了。电阻r消耗的功率增大答案d解析当s闭合后，电路的总电阻减小如图是某型号电热水器，副线圈的电流增大，所以通过电阻r的电压增大，r消耗的功率增大，灯泡两端的电压减小，灯l1、l2都不能正常发光，故a错误，d正确。对于功率电子管而言，栅极电阻阻值过大，因为功率电子管工作时温度较高，会由于管内残留气体被电离或栅极受热而发射电子引起逆栅电流，此电流在栅极电阻上产生的压降会使偏压减小，栅极电阻越大这种情况越严重，最终造成屏极电流异常增大，使工作不稳定，破坏了平衡，甚至超过屏极耗散功率而使屏极发红，严重缩短电子管寿命。

当电动起重机以 v=0. lm/s 的恒定速度向上提升重物时， 电路中的电流 I=2Aa (g 取 l0N/kg) (1) 电动机线圈的电阻 R 是多少？ (2) 电动机匀速提升质量 m’ = 200kg 的重物， 电动机的输人功率不变， 提升速度是多少？ （1） P 电=UI=220V× 2A=440W P 机械=Fv=mgv=400kg× 10N/kg×0. lm/s=400W P 热=P 电－P 机械=440W－400W=40W P 热=I2R R=P 热/I2=40/4=10 欧 （2） 因为电动机输入功率不变， 即 P 机械=P’机械=F’ v’ F’ =m’ g=200kg× 10N/kg=2000N v’ =P’机械/F’ =400W/2000N=0. 2m/s 10、 （2013 威海） 图 22 甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图， 其中电源两端的电压为 24V， R0为定值电阻， A 为油量指示表(一只量程为 0～0. 6A 的电流表) ； Rx为压敏电阻（厚度不计） ， 它的上表面受力面积为 10cm2， 其阻值与所受压力的对应关系如图 222， 油箱加满汽油时深度为 0. 4m， 油量指示表的示数在最大3kg/m乙所示． 油箱的横截面积为 20dm值处．（已知： 汽油的密度 ρ =0. 7×103， g 取 10N/kg， 汽油的热值 q＝3. 0×1010J／ m3） ． 请解答下列问题：（1） 当油箱装满汽油时， 压敏电阻 Rx上表面受到的压力是多大？ （2） 当油箱装满汽油时， 定值电阻 R0的阻值是多大？ 当油箱内汽油用完时， 油量指示表的指针指向某一位置， 求此位置所对应的电流值是多少？ （3） 当该车匀速行驶 1h 消耗 10L（1L=1dm3） 汽油时， 汽油完全燃烧放出的热量有 30%转化成汽车的有用功， 则汽车在这段时间的功率是多少？甲 乙 图 22 SA R0 Rx F/N R/Ω产品型号 SWF12P1A—150 额定电压 U/V 电源频率 f/Hz 220 50 额定功率 P/W 1200 容量 V/L 1.2 电源电压 U 电/V 220 壶内水的质量 m/ kg 1 水的初温 t1/℃ 33 水的沸点 t2/℃ 98 水从初温加热至刚沸腾的时间 t/s 250 （1） p =ρ gh =0. 7×103kg/m3×10N/kg×0. 4m =2. 8×103 PaF1=pS= 2. 8×103 Pa×10×10-4m2=2. 8 N（2） 当油箱内装满汽油时， 压敏电阻 Rx上表面受到的压力为 2. 8 N， 根据压敏电阻与所受压力的对应关系， 可得 Rx1=30 Ώ 则 U= I1(R0+Rx1) 即 24V= 0. 6 A×(R0+30 Ώ) 可得 R0=10 Ώ当油箱内汽油用完时， 压敏电阻 Rx上表面受到的压力为零， 根据压敏电阻与所受压力的对应关系， Rx2=290 Ώ 油箱内汽油用完时的电流值 I 2= U/(R0+Rx2) =24V/ (10 Ώ +290 Ώ) =0. 08 A （3） Q 放＝qV＝3. 0×1010Ｊ /m3×10×10-3 m3 =3×108J（4） W 有= Q 放×30% = 3×108J×30% =9×107J P=W 有/t=9×107J/3600s =25000W11、 （2013 龙岩） 表一是某电热水壶的铭牌； 表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据。

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