专题59电学与热学综合计算类问题（解析版）_02中考总复习（2026版更新中）_04-物理-中考总复习_2024年中考复习资料_二轮复习

关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用） 第六篇 力热电综合体系必考重难点专题 专题59 电学与热学综合计算类问题 R 1.（ 2023湖南怀化）甲图是一款恒温箱的内部原理电路图，工作电压220V，电热丝 0的阻值为44Ω； R 10Ω R 控制电路电源电压为8V，继电器线圈的电阻 1 ，滑动变阻器（调温电阻） 2的最大阻值为 R R R 130Ω；热敏电阻 3的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。 0和 3均置于恒温箱中，当继电器线圈 中电流达到50mA，继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边，右边工作电路断电停止加热。求： R （1）加热时，经过 0的电流? 60℃ （2）当最高控温设置在 时，滑动变阻器接人电路中的阻值应为多少? 20℃ 60℃ （3）利用恒温箱把1kg的牛奶从 加热到 ，牛奶吸收多少热量?（牛奶的比热容 c2.5103J/ kg℃ （ ）） 20℃ 60℃ （4）把1kg的牛奶从 加热到 需要2min，则该恒温箱的加热效率为多少?（结果精确到0.1%） 5A 60Ω 1105J 75.8% 【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4） R 【解析】（1）如图，恒温箱加热时，经过 0的电流为 U 220V I   5A R 44Ω 0 1关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 R 90Ω （2）如图乙所示，当最高控温设置在60℃时，热敏电阻 3 ，继电器线圈中电流达到50mA，则 图甲中三个电阻串联的总电阻为 U' 8V R   160Ω 总 I' 0.05A 则滑动变阻器接人电路中的阻值应为 R'  R R R 160Ω10Ω90Ω60Ω 2 总 1 3 20℃ 60℃ （3）利用恒温箱把1kg的牛奶从 加热到 ，牛奶吸收多少热量为 Q cmt 2.5103J/(kg℃)1kg60℃20℃1105J 吸 （4）如图甲，恒温箱将牛奶加热这2min需要消耗的电能为 U2 220V2 W UIt  t  260s1.32105J R 44Ω 0 则该恒温箱的加热效率为 Q 1105J = 吸 100% 100%75.8% W 1.32105J R 5A 答：（1）加热时，经过 0的电流为 ； 60℃ 60Ω （2）当最高控温设置在 时，滑动变阻器接人电路中的阻值应为 ； 20℃ 60℃ 1105J （3）恒温箱把1kg的牛奶从 加热到 ，牛奶吸收热量为 ； 75.8% （4）该恒温箱的加热效率为 。 2.（ 2023湖南岳阳）小明同学设计了一款自动控温烧水壶，其电路原理如图甲所示。S 为温控开关，当 1 温度低于98℃时自动闭合，当温度达到100℃时自动断开。电源电压恒为220V，S为总开关。R为水壶 的电热丝，其阻值是44Ω。 （1）求R工作时的电流； （2）求R工作时的电功率； （3）某次烧水过程中，壶的加热效率恒为75%，水的初温为20℃，质量视为不变。从开关S闭合到温控 开关S 第一次断开水吸收的热量为2.64×105J，S 每次断开的时间均为48s。将S 第一次断开时作为计 1 1 1 时起点，作出此后水的温度—时间图像如图乙。求S 第一次断开后220s内电路消耗的总电能。 1 2关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【答案】（1）5A；（2）1100W；（3）35200J 【解析】（1）电源电压恒为220V，水壶的电热丝的阻值是44Ω，则工作时的电流为 U 220V I   5A R 44Ω （2）电热丝电阻的电功率为 P UI 220V5A=1100W （3）根据从开关S闭合到温控开关S 第一次断开水吸收的热量为2.64×105J，可求水的质量为 1 Q 2.64105J 11 m 吸   kg ct 4.2103J/(kg℃)(100-20)℃ 14 当把水从98℃加热至100℃，吸收的热量为 11 Q ' cmt' 4.2103J/(kg℃) kg(10098)℃=6600J 吸 14 则消耗的电能为 Q ' 6600J W  吸  8800J  75% 那么需要加热的时间为 W 8800J t   8s P 1100W 所以当温控开关S 闭合到自动断开，所需要的时间为 1 t' 8s+48s=56s 所以根据计算，可知S 第一次断开后220s内，电路中一共加热4次，由上述计算可知，加热一次需要 1 消耗的电能为8800J，那么该次加热需要消耗的总电能为 W =4W=48800J 35200J 总 3. 如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温 度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动 温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知:水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求： （1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？ 3关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？ （3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少? （4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间的铝质圆 盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少? 【答案】（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW 【解析】（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R 短路，电路为R的简单电路，电路电阻较小， 0 U2 U2 R R 根据P= 可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI= 得，加热电 阻的阻值为 U2 220V2 P R= 加热 = 1000W ==48.4Ω 即加热器的阻值是48.4Ω。 （2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量 Q=W=P t=1000W×10s=10000J 加热 即加热器通电10s产生的热量是10000J。 （3）一满壶水的质量  m= V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg 水吸收的热量 Q =cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J 吸 即水吸收的热量是525000J。 （4）电热水壶消耗的电能 24 600   W= kW h=0.04 kW h 电热水壶的实际功率 4关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 0.04 kWh W 3 h t 60 P= = =0.8 kW 即电路消耗的实际功率是0.8 kW。 4.康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路 R R 的简图， 1、 2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热 c =4.2103J/(kgC)  1.0103kg/m3 功率为1000W，保温功率为44W 。[ 水 ， 水 ]求： 500g (1)把 的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量； (2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间； R (3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻 1的阻值。 【答案】(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω m500g0.5kg 【解析】(1)水的质量为 水需要吸收的热量为 Q =cmtt 4.2103J/(kgC)0.5kg(100C40C)1.26105J 吸 0 (2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为 W Q 1.26105J 吸 W 由P  得，电水壶加热过程需要的时间为 t W 1.26105J t   126s P 1000W 5关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 R (3)当旋钮开关接2时，只有 2接入电路，此时为加热状态 U U2 I  R  由 R ，20℃得 P 已知家庭电路的电压是220V，所以R 的阻值为 2 U2 (220V)2 R   48.4 2 P 1000W R R 当旋钮开关接1时， 1与 2串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为 U2 (220V)2 R   1100 总 P 44W 根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R 的阻值为 1 R  R R 110048.41051.6 1 总 2 5. （2023黑龙江大庆）图甲为某品牌饮水机及其铭牌，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和 保温两个挡位。R、R 均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S 切换到加热挡，当温度 1 2 2 达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c =4.2×103J/（kg·℃）。求： 水 （1）电热丝R 的阻值； 1 （2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量； （3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量。 1 1.26105J 【答案】（1）440Ω；（2） ；（3）2000J U2 P= 【解析】（1）由图乙可知，当开关S 1 闭合，开关S 2 接b时，电路中只有R 2 ，由 R 可知，饮水机处于加 6关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 热状态，则R 的阻值为 2 U2 (220V)2 R  = =44Ω 2 P 1100W 加热 U2 P= 当开关S 1 闭合，开关S 2 接a时，R 1 和R 2 串联，总电阻最大，由 R 可知，饮水机处于保温状态，则此 时电路的总电阻为 U2 (220V)2 R =R +R  = =484Ω 总 1 2 P 100W 保温 则电热丝R 的阻值为 1 R =R -R =484Ω-44Ω=440Ω 1 总 2 Q cmt （2）根据 吸 可得，热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为 Q =cm(t﹣t )=4.2103J/(kg℃)1kg(100℃-70℃)=1.26105J 吸 0 （3）当饮水机处于保温挡工作时，由欧姆定律可得，电路中电流为 U 220V 5 I  = = A R 484Ω 11 总 QI2Rt 根据串联电路的电流特点和 可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为 1 5 Q=I2Rt=( A)2440Ω22s=2000J 1 11 答：（1）电热丝R 的阻值为440Ω； 1 1.26105J （2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为 ； （3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R 产生的热量为2000J。 1 6. 如图为小明家的电压力锅，图是它的铭牌，在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材，加热至 95℃，已 c 3.3103J/kg℃ q 4.4107J/m3 知 食材 ， 天然气 问： （1）电压力锅加热时，电流为______A，电阻为______Ω； （2）此过程中，食材吸热______J；这些热量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量； （3）若该压力锅的加热效率为 80%，此加热过程需要多长时间？ 7关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【答案】 （1） 5 44 （2）6.6×105 0.015 （3） 750s 【解析】（1）由图可知，电压力锅加热功率为1100W，额定电压为220V，由PUI 可得电压力锅加热时 的电流 P 1100W I  加热  5A U 220V 额 U I  由 R 可得电阻 U 220V R  44Ω I 5A （2）食材吸收热量 Q c mt 3.3103J/kg℃2.5kg95℃15℃6.6105J 吸 食材 Q Vq 根据题意，由 放 可得这些热量相当于天然气完全燃烧所需的体积，即 Q Q 6.6105J V  放  吸  0.015m3 q q 4.4107J/m3 天然气 天然气 Q （3）若该压力锅的加热效率为 80%，根据 吸 100%可得加热这些食材所需要的电能 W Q 6.6105J W  吸  8.25105J  80% 由W Pt可得加热过程所需时间 W 8.25105J t   750s P 1100W 加热 答：（1）电压力锅加热时，电流为5A，电阻为44Ω； （2）食材吸热6.6×105J；这些热量相当于完全燃烧0.015m3天然气放出的热量； （3）若该压力锅的加热效率为 80%，此加热过程需要750s。 7. （2023山东潍坊）恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。 8关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 S S为电源开关，通过控制温控开关 1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压 R U 220V， 1、 R 2是电热丝， R 1 440 ，“加热”时恒温箱的电功率 P 加热 550W 。将恒温箱两 S 20C 气孔封闭，闭合开关S， 1置于“加热”挡位，箱内温度从 升至设定的恒温温度，用时130s，该 80% V 2m3 1.3kg/m3 段时间内的加热效率 。恒温箱的容积 ，箱内空气密度 ，箱内空气的比 c1.0103J/kgC 热容 。求： （1）“保温”时恒温箱的电功率； R （2）电热丝 2的阻值； （3）恒温箱的恒温温度。 【答案】（1）110W；（2）110Ω；（3）42℃ 【解析】（1）由图可知，当闭合开关S，温控开关S 置于右边两个触点时，R 和R 并联，根据并联电路的 1 1 2 U2 P  电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由 可知，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡， R 当闭合开关S，温控开关S 置于左边触点时，只有R 工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱 1 1 处于保温挡，“恒温”时恒温箱的电功率为 U2 (220V)2 P   110W 保 R 440Ω 1 （2）由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，则加热挡工作时R 的电功率为 2 P  P P 550W110W 440W 2 加 保 U2 P  由 可知，R 阻值为 R 2 的 9关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 U2 (220V)2 R   110Ω 2 P 440W 2 W （3）由P  可知，恒温箱消耗的电能为 t W  P t' 550W130s71500J 加 Q  加 由 W 可知，恒温箱内气体吸收的热量为 Q W 80%71500J 57200J 加 m  由 V 可知，恒温箱内气体的质量为 mV 1.3kg/m32m3 2.6kg Q cm(tt ) 由 吸 0 可知，恒温箱的恒温温度为 Q 57200J t  吸 t  20℃42℃ cm 0 1.0103J/(kg℃)2.6kg （1）“保温”时恒温箱的电功率为110W； R 110Ω （2）电热丝 2的阻值为 ； （3）恒温箱的恒温温度为42℃。 8. （2023辽宁营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示，S为总开关， S 为自动控制 1 开关， R 和R 为阻值不变的发热电阻，R=840Ω， 加热功率为 1210W，电水壶将质量1kg、初温20℃的 1 2 2 水烧开，加热效率为84%。[c =4.2×103J/(kg∙℃)，标准大气压]求： 水 （1）水吸收的热量； （2） 把水烧开需要多长时间（结果保留整数）； （3）电水壶的保温功率。 10关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【答案】（1）3.36×105J；（2）331s；（3）55W 【解析】 （1）在一个标准大气压下，将1kg、20℃的水烧开即为100℃，温度升高了80℃，则水吸收的热量为 Q cmΔt 4.2103J/kg℃1kg10020℃3.36105J 吸 为 （2）加热器加热过程中将电能转化 内能，加热器加热效率为84%，根据热平衡方程可得 Q W pt 吸 即把水烧开所需时间 Q 3.36105J t  吸  331s P 1210W84％ （3）电源电压为220V，R 和R 为阻值不变的发热电阻，当闭合开关S、S 时，只有电阻R 接入电路，此时 1 2 1 1 为高温档，由公式 W U2 P   t R 可得 U2 220V2 R   40Ω 1 P 1210W 高温 当只闭合开关S时，R 和R 串联，电阻最大，电水壶为保温档，电路中总电阻为 1 2 R = R+R=40Ω+840Ω=880Ω 总 1 2 保温功率为 U2 220V220V P   55W 保温 R 880 总 答：（1）电水壶将质量1kg、初温20℃的水烧开，水吸收的热量3.36×105J； （2）电热水壶把水烧开需要的时间约为331s； （3）电水壶的保温功率为55W。 9. （2023山东东营） 小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮 可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。 （1）电暖器低温挡工作时，开关应处于_____位置（选填“1”“2”或“3”）。 （2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 （3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸收， 求导热油的比热容。 11关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。 【答案】 （1）1 （2） 48.4Ω 2000W （3） 2.1×103J/(kg·℃) （4） 大功率电器要接地线（合理即 可） 【解析】（1）由电路图可知，开关处于1位置时，两个R串联，总电阻为2R，开关处于2位置时，是一个R R U2 P  的简单电路，开关处于3位置时，两个R并联，总电阻为 。根据 可知，当开关处于1位置时， 2 R 为低温挡，当开关处于2位置时，为中温挡，当开关处于3位置时，为高温挡。 U2 P  （2）中温挡时，根据 可知 R U2 (220V)2 R   48.4 P 1000W 中 高温挡功率为 U2 (220V)2 P   2000W 高 R 48.4 2 2 （3）高温挡正常工作5min产生的热量为 Q  P t 2000W560s=6105J 放 高 导热油吸收的热量为 Q Q =84%6105J 5.04105J 吸 放 导热油的比热容为 Q 5.04105J c 吸 = 2.1103J/(kgC) mt 4kg(75C15C) 12关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （4）为了安全，大功率用电器应接地线，以防触电。 10.（2023江苏泰州） 小华查看家中电炖锅的说明书后发现：电炖锅有低温、中温、高温三挡；电阻 R 60.5Ω R 4R 2 ， 1 2，该电炖锅的原理图如图所示。请解答： （1）闭合开关S、S，电炖锅处于______挡； 1 （2）电炖锅高温挡的额定功率为多大？ （3）正常工作时，使用电炖锅高温挡加热10min，可将一锅1.5kg的汤从20℃加热到100℃，电炖锅的 加热效率是多少？（汤的比热容取4×103J/(kg·℃)） 【答案】 （1）低温 （2）1000W （3） 80% 【解析】（1）闭合开关S、S 时，只有电阻R 接入电路；闭合开关S、S 时，只有电阻R 接入电路；闭合开 1 1 2 2 关S、S、S 时，俩电阻并联接入电路，有由并联电路中总电阻小于任一分电阻，此时电路电阻最小；且 1 2 U2 U2 P  P  R=4R，根据 可知闭合开关S、S 时，电路电阻最大，功率最小，为低温挡；根据 可知 1 2 R 1 R 闭合开关S、S、S 时，电路电阻最小，功率最大，为高温挡；闭合开关S、S 时，为中温挡。 1 2 2 （2）已知闭合开关S、S、S 时，为高温挡；且R=4R，则高温挡时电路电阻 1 2 1 2 RR 4R R 4R 4 R  1 2  2 2  2  60.5Ω48.4Ω 高 R R 4R R 5 5 1 2 2 2 故电炖锅高温挡的额定功率 U2 220V2 P   1000W 高 R 48.4Ω 高 W （3）由P  可得，正常工作时，使用电炖锅高温挡加热10min消耗的电能 t W  P t 1000W1060s6105J 高 1.5kg的汤从20℃加热到100℃吸收的热量 Qcmt 4103J/kg℃1.5kg100℃20℃4.8105J 则电炖锅的加热效率 13关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 Q 4.8105J  100% 100%80% W 6105J 11. 某品牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水 器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，R、R 均为加热电阻（温度对电 1 2 阻的影响忽略不计）。（水的比热c=4.2×103J/（kg•℃））求： (1)热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是多少J？ (2)开关S 闭合，S 接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R 的阻值是多少Ω？ 1 2 1 (3)电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要多少s？ 8.4106J 40 【答案】(1) ；(2) ；(3)1000s 【解析】(1)热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量为 Q cmt 4.2103J/kg℃40kg50℃8.4106J 吸 (2)根据 U2 P  慢 R 1 所以电阻R 的阻值是 1 U2 220V2 R   =40 1 P 1210W 慢 (3)当开关S 断开，S 接b点时，电热水器处于保温工作状态，此时 1 2 U2 P  保 R +R 1 2 解得 U2 220V2 R = R  4040 2 P 1 605W 保 当开关S 闭合，S 接a点时，电热水器处于快加热工作状态，此时的加热功率为 1 2 14关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 U2 U2 220V2 220V2 P  +   2420W 快 R R 40Ω 40Ω 1 2 QW  Pt 根据 解得加热时间为 W 2.42106J t   1000s P 2420W 12. 下表是小李家部分用电器的参数。 用电器 额定电压/V 额定功率/W 数量/个 电饭锅 1100 1 电烙铁 220 100 1 节能灯 16 10 (1)表中所有用电器同时正常工作的总功率是多少千瓦？ (2)电饭锅正常工作时的电流是多少？ (3)电烙铁正常工作时的电阻是多少？ (4)小李家有一款电热水壶、加热效率是75%正常工作时，将质量是3.63kg，初温是20℃的水加热至 30℃，需要2.8min。小李在某次烧水时，发现这个电热水壶的实际功率只有1000W，则这次烧水时，小 李家的实际电压是多少？（设电热水壶电阻不受温度影响） 【答案】(1)1.36kW；(2)5A；(3)484Ω；(4)200V 【解析】(1)表中所有用电器同时正常工作的总功率 P =P +P +P =1100W+100W+16W×10=1360W=1.36kW 总 锅 烙 灯 (2)电饭锅正常工作时的电流 P 1100W 锅  =5A I = U 220V 锅 (3)电烙铁正常工作时的电阻 U2 (220V)2 = =484 R 烙 = P 100W 烙 (4)水吸收的热量 Q =cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×3.63kg×(30℃-20℃)=1.5246×105J 吸 电热水壶消耗的电能 15关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 Q 1.5246105J 吸 = =2.0328105J W=  75% 电热水壶的额定功率 W 2.0328105J  =1210W P 额 = t 2.860s 电热水壶的电阻 U 2 (220V)2 额 = =40 R 壶 = P 1210W 额 实际电压 U  P R = 1000W40=200V 实 实 壶 答：(1)表中所有用电器同时正常工作的总功率是1.36千瓦； (2)电饭锅正常工作时的电流是5A； (3)电烙铁正常工作时的电阻是484Ω； (4)小李家的实际电压是200V。 16关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 17