2023年中考九年级物理高频考点 专题训练——电功和热量的综合计算
一、单选题
1．下面的说法中不正确的是（ ）
A．标有“220V 40W”字样的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B．标有“36V 60W”字样的灯泡，只有接在36V的电压下，灯泡才能正常发光
C．两盏25W的电灯正常工作10h，耗电0.5kW h
D．1000W的电炉累计正常工作50h，耗电50度
2．下列用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW h的是（ ）
A．空调 B．台灯 C．电视机 D．计算机
3．下列家用电器中，正常工作一小时耗电接近1kW h的是（ ）
A．空调 B．电风扇 C．电视机 D．台灯
4．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中电热水壶中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示，关于电烤箱这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量少
B．正常工作时，电饭锅比电热水壶的功率大
C．正常工作时，通过电饭锅的电流最小
D．在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
5．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值20Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min，电流产生的热量是（ ）
A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J
6．下列用电器工作时主要将电能转化为内能的是（ ）
A．收音机 B．电熨斗 C．电风扇 D．洗衣机
7．李慧同学为了测一只正在煲粥的电饭煲的实际电功率，她关闭了家中其他所有家用电器，这时她家标有“3000revs/（kW h）”字样的电能表的转盘每分钟转过15圈，则这只电饭煲当时的实际电功率为（ ）
A．15W B．200W C．300W D．3000W
8．1千瓦时的电能可供标有“25W”的灯泡正常工作（ ）
A．4小时 B．2.5小时 C．15小时 D．40小时
9．甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下列说法中正确的是（ ）
A．甲的电阻小于乙的电阻
B．两电热杯均正常工作时，相同时间内消耗的电能一样多
C．若将乙接在电压为110V的电路中，它的实际功率为250W
D．若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中，相同时间内甲产生的热量较多
10．夏天电冰箱正常工作一天，电流做功为W，电冰箱向周围空气散热为Q，则（ ）
A．W＜Q B．W＞Q
C．W=Q D．W与Q大小无法判断
11．一度电可以（ ）
A．使25W的电风扇正常工作4h B．使40W的日光灯正常工作25h
C．使100W的电烙铁正常工作1h D．使1000W的电饭锅正常工作10h
12．1kW h的电能可供40W的灯泡正常发光的时间是（ ）
A．100h B．60h C．40h D．25h
二、填空题
13．为了减少煤炭燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将 能转化为内能，小王将质量为5kg、温度为20℃的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了 J的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧 m3的天然气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗 kW h的电能[c水=4.2×103J/（kg ℃），q天然气=1.68×107J/m3]．
14．标有“220V 2000W”的电热水器容量50L，当电热水器装满水时，水温升高1℃吸收的热量是 J；若电热水器的效率为87.5%，电热水器正常工作时水温升高1℃需加热的时间是 min。[水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
15．如图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等，选用水作为吸热或放热物质是因为水的 较大（选填“密度”、“比热容”或“质量”）．使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15℃加热至自动断电，此过程中消耗的电能是 J，所需要的加热时间为 s．[c水=4.2×103J/（kg．℃）]．
16．南阳市南召县回龙抽水蓄能电站，是我省第一座抽水蓄能电站．在深夜用电低谷，它用电网过剩的电能把山下水库的水抽到山顶的水库内，白天用电高峰时放水发电，补充电网电能不足，为缓解我省电网的调峰压力做出了贡献．该蓄能电站的发电总功率为110MW，采用220kV高压进行输电，则高压输电线中的电流为 A．该蓄能电站每天发电5小时，如果一天的发电量由热电转换效率为30%的热电厂来提供，需要消耗 kg煤．（煤的热值q=3.0×107J/kg），该发电站发电机的工作原理是 ．
17．如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座时的用电器的工作电压和所耗电费等信息（插座本身消耗电能由内部电池提供），小明将装有质量为2.4kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上，这时插座屏幕上显示如图乙所示，当水烧开至100℃时，屏幕显示如图丙所示，这段时间内电水壶消耗的电能为 J，实际功率为 W，电水壶烧水的效率为 ．[电费单价：0.5元/（kW h）；c水=4.2×103J/（kg ℃）]
18．小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的 效应工作的，发热元件是一个阻值为1 000 Ω的电阻，接在照明电路中通电100 s产生的热量为 J．她家电能表铭牌上标有“220 V 10(40)A 50 Hz 2 000 r/(kW·h)”字样，她用1 kW的电磁炉(其他用电器都断开)6 min烧开一壶水的过程中，电能表的转盘转 圈．
三、综合题
19．厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于 档（选填“高温”、“中温”或“低温”）；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。
20．电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲所示是一款市场上的产品，图乙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8V，已知电热丝R1阻值为4Ω，电热丝R2阻值为6Ω，开关S3只接a或b。
（1）乙电路中S1闭合、S2断开、S3接a时，加热电路为 （选填“高”、“中”或“低”）温挡；
（2）中温挡功率为多少？
（3）高温挡工作20min，眼罩消耗的电能为多少？
21．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．
22．如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示，请完成下列各题：
额定电压 额定加热功率 指示灯功率 袋内充水 自动断电温度
220V 500W ≤0.2W 1L 55℃
（1）给它通电，当达到断电温度时，水共吸收了2.1×105J的热量，袋内水的初温是多少？（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃））
（2）电热水袋此次在额定电压下通电15分钟指示灯熄灭，则电热水袋发热效率是多少？
23．某电热水器在加热和保温两种状态，其内都简化电路如图甲所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中Rx为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。当开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，控制电路电压为3V，电磁铁电阻忽略不计。当温度t≥80℃时，磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，工作电路进入保温状态。已知R1=44Ω，R2=2156Ω，c水=4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3，求：
（1）热敏电阻Rx的阻值随温度的升高而 ；当工作电路刚好进保温状态时，热敏电阻Rx= Ω。
（2）电热水器处于加热状态5min，工作电路消耗的电能全部用来发热，则电热水器放出的热量为多少？
（3）若通电5min，电热水器能将2.2L的水从25℃加热到55℃，则电水器的加热效率为多少？
（4）如果想让电热水器把水加热至100℃再进入保温状态，应如何改装控制电路，请计算说明。
24．“吃火锅”是人们喜爱的一种饮食方法．火锅里装有2L、60℃的水，要把这些水加热到100℃，求：
（1）水吸收了多少J的热量？[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（2）若由阻值为24.2Ω的电热丝接入家庭电路来加热，使锅内的水由60℃加热到100℃，且电热丝产生热量的80%被水吸收，则电热丝需正常工作多长时间？
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】A
3．【答案】A
4．【答案】C
5．【答案】C
6．【答案】B
7．【答案】C
8．【答案】D
9．【答案】D
10．【答案】A
11．【答案】B
12．【答案】D
13．【答案】化学；1.68×106；0.3；1.4
14．【答案】2.1×105；2
15．【答案】比热容；3×105；600
16．【答案】500；2.2×105；电磁感应现象
17．【答案】1.08×106；1500；84%
18．【答案】热；4840；200
19．【答案】（1）低温
（2）蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能，所以蛋糕机以高温档正常工作10min产生的热量为Q＝W＝Pt＝1100W×10×60s＝660000）J
（3）由题意可知，当R1、R2并联接入电路中时，电路中的总电阻最小，电路中的总电流最大，此时为高温档；当R1单独接入电路中时，电路中的总电阻较小，电路中的电流较大大，此时为中温档；当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻最大，电路中的总电流最小，此时为低温档；
当R1单独接入电路中时，电源电压为U＝220V
电路总的电功率为P中＝880W
根据电功率公式P＝UI可知，中温档时电路中通过R1的电流为
根据公式可得
当当R1、R2并联接入电路中时，因为电源电压不变，根据并联电路中电流的规律可知I总＝I1＋I2
此时为高温档，根据公式P＝UI可知
所以通过电阻R2电流I2＝ I总－I1＝5A－4A=1A
根据公式可得，电阻R2的阻值为
（4）当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻R总= R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω
电路中的电流为
根据电功率公式P＝UI可知，电路的总功率为P＝UI=220V×0.8A=176W
所以低温档的额定功率为176W。
20．【答案】（1）低
（2）S1闭合，S2闭合，S3接a时，为R1的简单电路，为中温挡，则中温挡的功率为
答：中温挡功率为5.76W；
（3）S1闭合，S2闭合，S3接b时，两电阻并联，为高温挡，高温挡工作20min，眼罩消耗的电能为两电阻消耗的电能之和，则有
答：高温挡工作20min，眼罩消耗的电能为11520J。
21．【答案】（1）解：由ρ=可得水的质量为m=ρV=1.0×103Kg/m3×50×10﹣3 m3=50kg；
根据Q=cm△t可得△t===40℃；
答：（1）水升高的温度40℃；
（2）解：根据η=可得消耗的电能为W==1.05×107J，
由P=则t===7×103s．
答：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7×103s．
22．【答案】（1）解：电热水袋中充水的体积：
V=1L=1dm3=1×10﹣3m3，
由ρ= 可得，电热水袋中充水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
由Q吸=cm（t﹣t0）可得，袋内水的初温：
t0=t﹣ =55℃﹣ =5℃
（2）解：由P= 可得，电热水袋在额定电压下通电15min消耗的电能：
W=Pt=500W×15×60s=4.5×105J，
则电热水袋的发热效率：
η= ×100%= ×100%≈46.7%
23．【答案】（1）减小；100
（2）当电热水器处于加热状态时，只有R1连入电路，电热水器处于加热状态5min=5×60s=300s
工作电路消耗的电能全部用来发热，则电热水器放出的热量
答：电热水器处于加热状态5min，工作电路消耗的电能全部用来发热，则电热水器放出的热量为3.3×105J。
（3）2.2L的水的体积V=2.2L=2.2×10﹣3m3
2.2L的水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2.2×10﹣3m3=2.2kg
水吸收的热量Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2.2kg×（55℃﹣25℃）=2.772×105J
则电水器的加热效率
答：若通电5min，电热水器能将2.2L的水从25℃加热到55℃，则电水器的加热效率为84%；
（4）当温度加热至100℃时，由图知道Rx′=80Ω，Rx′＜Rx
由此需要串联一个定值，该定值的阻值为R=Rx﹣Rx′=100Ω﹣80Ω=20Ω
答：如果想让电热水器把水加热至100℃再进入保温状态，应串联一个阻值是20Ω的定值电阻。
24．【答案】（1）解：锅中水的体积V=2L=2×10﹣3m3，
由ρ=得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，
水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（k g℃）×2kg×（100℃﹣60℃）=3.36×105J
答：水吸收的热量是3.36×105J
（2）解：由得，电热丝产生的热量：
电热丝消耗的电能：W电=Q放=4.2×105J，
电热丝的功率：P===2000W
由P=得，工作时间:
答：电热丝需正常工作210s
