天津市2005-2020年中考物理真题分类汇编专题：22电热综合计算含解析

天津市2005-2020年中考物理真题分类汇编专题：22电热综合计算含解析

1 专题 22 电热综合计算 1.（2005 天津，31）质量为 2kg，温度为 15℃的水，当吸收了 1.68×105J 的热量后，温度升高到 多少摄氏度[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]？ 【答案】35℃ 【解析】由 tcmQ  ，知 ℃℃ 202102.4 J1068.1 3 5   cm Qt ，即温度升高了 20℃； 温度升高到 ℃℃℃ 3520150  ttt 2.（2006 天津，31）质量为 500 g 的铁锅中放有 3 kg 的水，把它们从 15℃加热到 85℃，吸收了多 少热量?[c 铁=0.46×103 J／(kg·℃)，c 水=4.2×103 J／(kg·℃)] 【答案】8.981×105J 【解析】Q=c铁m铁(t2-t1)+c水m水(t2-t1) =0.46×103 J／(kg·℃)×0.5 kg×70 ℃+4.2×103 J／(kg·℃)×3 kg×70 ℃ =8.981×105J 3.（2007天津，31）把质量为2kg，温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少焦耳？ [铝的比热容为0.88×103 J／(kg·℃)] 【答案】1.232×105J 【解析】Q=c 铝 m 铝(t-t0)=0.88×103 J／(kg·℃)×2kg×(100℃-30℃)=1.232×105J 4.（2008 天津，24）已知铝的比热容是 0.88×103J/（kg·℃)．它表示质量是 l kg 的铝块温度升 高 1℃时吸收吸收的热量为．依据上述比热容的物理意义．请计算：把质量为 5 kg、温度为 20℃的铝块 加热剑 100℃．铝块吸收的热量是多少? 【答案】0.88×103 J；3.52×105J 【解析】比热容的物理意义为单位质量的某物体温度升高 1℃时所吸收的热量； Q=c 铝 m 铝(t-t0)=0.88×103 J／(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=3.52×105J。 5.（2009 天津，22）炎热夏天，小丽将装有 0.6kg 水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室，待水降温后饮用。 水由 35℃降至 5℃过程中放出的热量为多少？［水的比热容 c=4.2×103J/（kg·℃）］ 【答案】7.56×104J 【解析】Q放=cm(t0-t)=4.2×103×0.6×(35-5)J=7.56×104J 6.（2010 天津，22）质量 100kg 的热水，温度从 80℃降低到 20℃，放出的热量是多少?(c 水=4.2×103J 2 ／(kg·℃)。 【答案】2.52×107J 【解析】Q放=cm(t0-t)=4.2×103×100×(80-20)J=2.52×107J 7.（2011 天津，22）小丽家电热淋浴器的额定功率为 2000W，水箱最多可容纳 50kg 水，注满水的 淋浴器连续正常加热 40min，淋浴器上温度示数由 22℃上升到 42℃。水的比热容 c=4.2×103J/（kg·℃）， 求： （1）此 过程中水箱中的水吸收的热量； （2）该电热淋浴器加热时的热效率。 【答案】（1）4.2×106J；（2）87.5% 【解析】（1）水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×50×(42-22)J=4.2×106J； （2）加热水消耗的电能（总能量）：W=Pt=2000W×40×60s=4.8×106J； 电热淋浴器加热时的热效率：η=Q吸/W=4.2×106J/4.8×106J=87.5%。 8.（2012 天津，22）如图所示，烧瓶中装有 0.3kg 煤油，电阻丝的阻值为 10Ω，闭合开关．调节 滑动变阻器滑片，当电流表的示数为 2A 时通电 5min，煤油的温度由 20℃升高到 30℃．[c 煤油=2.1×103J/ （kg·℃）] 求：（1）煤油吸收的热量；（2）电阻丝加热煤油的效率． 【答案】（1）6300J；（2）52.5% 【解析】 煤油吸收的热量为：Q 吸=c 煤油 m（t﹣t0）=2.1×103J/（kg•℃）×0.3kg×（30℃﹣20℃）=6300J。 电流通过电阻丝放出的热量为：Q=I2Rt=（2A）2×10Ω×300s=1.2×104J， 则电阻丝加热煤油的效率为：η=Q 吸/Q=6300J/1.2×104J=52.5%。 3 9.（2013 天津，22）图中为“热的快”的结构示意图，其内部电热丝的阻值为 48.4Ω，将它接在 220V 家庭电路中，在一个标准大气压下降保温瓶中的水烧开。已知瓶中水的质量为 2kg，初温为 20℃， 水的比热容为 4.2×103J/（kg·℃）。在此过程中，若不计热量损失， 求：（1）水吸收的热量；（2）需要加热的时间。 【答案】（1）6.72×105J；（2）672s 【解析】（1）水吸收的热量 Q 吸=c 水 m（t-t0）=4.2×103×2×（100-20）=6.72×105J。 （2）需要加热的时间 t=W/P=Q 吸/(U2/R)= Q 吸 R /U2=6.72×105×48.4/ 2202=672s。 10.（2014 天津，20）小华家额定功率为 2000W 的电热淋浴器，装满 30kg 水后连续正常加热 35min．水 的温度由 20℃升高到 50℃．已知 c 水=4.2×103J/（kg•℃），求： （1）加热过程中水吸收的热量； （2）此过程电热淋浴器的热效率． 【答案】（1）3.78×106J；（2）90% 【解析】（1）水吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（50℃﹣20℃）=3.78×106J； （2）消耗的电能：W=Pt=2000W×35×60s=4.2×106J， 此过程电热淋浴器的热效率：η=Q 吸/W×100%=3.78×106J/4.2×106J×100%=90%． 11.（2015 天津，20）小华用电能表测量家中电热淋浴器的热效率，他将家中其他用电器与电源断 开，仅让淋浴器工作，把淋浴器内质量为 50kg，初温为 20℃的水加热到 50℃，加热前后电能表示数如 图所示，已知 c 水=4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）水吸收的热量 4 （2）电热淋浴器的热效率 【答案】（1）6.3×106J；（2）87.5% 【解析】（1）水吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）=6.3×106J； （2）消耗的电能：W=2kW•h=7.2×106J 电热淋浴器的热效率η=Q 吸/W×100%=6.3×106J/7.2×106J×100%=87.5% 12.（2016 天津，20）有一额定功率为 2000W 的电热水器，内装 20kg 的水，通电后持续正常加热 25min，水的温度从 20℃升高到 50℃，已知 C 水=4.2×103J/(kg·℃),求： （1）水吸收的热量； （2）电热水器的热效率。 【答案】（1）2.52×106J；（2）84% 【解析】（1）水吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（50℃﹣20℃）=2.52×106J； （2）消耗的电能：W=Pt=2000W×25×60s=3×106J 电热淋浴器的热效率η=Q 吸/W×100%=2.52×106J/3×106J×100%=84% 13.（2017 天津，20）某电热水器的铭牌如下表所示，现将冰箱装满水，电热水器正常工作时，把 水从 20°C 加热到 60°C．已知 c 水=4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失，求： （1）水吸收的热量； （2）加热所需要的时间． 型号 ××× 额定电压 220V 加热功率 2000W 频率 50Hz 水箱容量 50kg 【答案】（1）8.4×106J；（2）4200s 【解析】（1）使水温由 20℃升高到 60℃，水需要吸收热量为： Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）=8.4×106J． （2）不计热量损失，电热丝所产生热量的全部被水吸收， 5 由 Q 放=Q 吸且 W=Pt 得： s42002000W J10×8.4 6  P Q P Wt 吸 14.（2018 天津，23）图为某电热器的电路原理图，通过将开关 S 置于不同的位置，可以实现“加 热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为 800W 和 40W。 （1）将开关 S 接“1”时，电热器处于 （选填“加热”或“保温”）状态。 （2）电热器在加热状态下正常工作，将 0.5kg 初温为 20℃的水加热到 100℃，需要多长时间？ [水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），假设电能全部转化为水的内能] 【答案】（1）加热；（2）210s 【解析】（1）将开关 S 接“1”时，电路为 R2 的简单电路，电路中电阻最小，根据 R UP 2  可知， 电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以此时电热器处于加热状态。 （2）水吸收的热量： Q 吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）=1.68×105J， 由题意可知，假设电能全部转化为水的内能，则 W=Q 吸=1.68×105J， 由 t WP  知，需要的加热时间： s210800W J10×1.68' 5  加热P Wt 15.（2019 天津，20）某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时，把 1kg 水 从 20℃加热到 100℃用时 7min。已知 c 水=4.2×103J/（kg•℃），求： 型号 XX 额定电压 220V 额定功率 1000W 频率 50Hz （1）水吸收的热量； 6 （2）电热水壶的热效率。 【答案】（1）3.36×105J；（2）80% 【解析】（1）根据 Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J； （2）W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J，故效率η=Q/W=3.36×105J/4.2×105J=80%。 16.（2020 天津，21）小华在天津的家中用电热水壸烧水，将质量为 2kg 的水从 20℃加热到 70℃｡ 已知水的比热容  34.2 10 J kgc   水 ℃ ，求水吸收的热量｡ 【答案】 54.2 10 J 【解析】由 Q cm t 吸 可得水吸收的热量    3 5 0 4.2 10 J kg 2kg (70 20 ) 4.2 10 JQ c m t t         吸 水 水 ℃ ℃ ℃