专题4.5 初中力热电综合计算题知识回顾 解决力热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式、物体吸热放热公式、热值公式、热效率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律、热平衡方程等。典例突破 【例题1】（2019苏州）某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为1kg、初温为20的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不计热量损失），（c水=4.2103J/（kg），g=10N/kg）求：（1）装入水后水壶对桌面的压强p；（2）水吸收的热量Q；（3）将水烧开所需时间t。【答案】（1）装入水后水壶对桌面的压强为750Pa；（2）水吸收的热量是3.36105J；（3）电热水壶把这壶水烧开需要336s。【解析】（1）壶内装入质量为1kg的水，重力为：G水=mg=1kg10N/kg=10N，装入水后水壶对桌面的压力：F=10N+5N=15N；装入水后水壶对桌面的压强：p=FS=15N20010-4m2=750Pa；（2）水壶装了质量为1kg，初温为20的水，标准大气压下水的沸点是100，则水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2103J（kg）1kg（100-20）=3.36105J；（3）不计热损失，W=Q吸，由P=WP额定可得电热水壶工作时间：t=WP额定=Q吸P额定=3.36105J1000W=336s。【例题2】图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。某次小眀用高温档淋浴时，水的初温是20，淋浴头的出水温度为40C，淋浴20min共用水100L假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【c水=4.2103J/（kgC）】求：（1）电热丝R1的阻值。（2）该热水器高温档功率。【答案】（1）电热丝R1的阻值为8.8；（2）该热水器高温档功率为7000W。【解析】（1）由图知，两开关同时闭合时，两电阻并联，只闭合S1时，为R1的简单电路；因为并联的总电阻小于其中任一分电阻，根据P=U2R可知，只闭合S1时，电阻较大，功率较小，为低温档，电热丝R1的阻值：R1=U2P低=(220V)25500W=8.8；（2）用高温档淋浴时，淋浴20min共用水100L，水的质量：m=V=1.0103kg/m310010-3m3=100kg；水从初温20升高到40C吸收的热量：Q=cmt=4.2103J/（kgC）100kg（40C-20C）=8.4106J；由题知，假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收，则消耗的电能：W=Q=8.4106J；该热水器高温档功率：P高=Wt=8.4106J2060s=7000W。中考达标训练题 1.（2019陕西省）图甲是一个豆浆机的实物图，豆浆机的中间部位是一个电动机，电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转，从而将原料粉碎打浆；刀片外部是一个环状加热管（电热丝），用来对豆浆加热，该豆浆机的部分参数如表所示。制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行，图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P-t图象。求：额定电压220V频率50Hz电动机输入功率110W加热功率1000W（1） 加热管正常工作时电阻丝的阻值是多少？（2）在811分钟的时间内，设豆浆质量为1.5kg，比热恒为4103J/（kg），加热管产生的热量全被豆浆吸收，到第11分钟时豆浆温度恰好为100，则第8分钟时豆浆温度为多少？（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40，则电动机输出的机械功率是多少？【答案】（1）加热管正常工作时电阻丝的阻值是48.4；（2）第8分钟时豆浆温度为70。（3）豆浆机在粉碎打浆时，电动机的内阻为40，则电动机输出的机械功率是100W。【答案】（1）由P=U2R可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻：R1=U2P1=(220V)21000W=48.4；（2）由P=Wt可得，加热管产生的热量Q=W=Pt=1000W360s=1.8105J，加热管产生的热量全被豆浆吸收，Q吸=W=1.8105J，由Q吸=cm（t-t0）可得，1.8105J=4103J/（kg）1.5kg（100-t0）解得t0=70。（3）电动机转动时，其电流I=P输入U=110W220V=0.5A，热功率为：P热=I2r=（0.5A）240=10W；其输入的电功率为：P入=110W，消耗的电能转化为内能和机械能，故电动机的机械功率为：P出=P入-P热=110W-10W=100W2.（2019大连模拟题）图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2主要参数如下表。项目参数额定电压（V）220R1额定功率（W）1936R2额定功率（W）968电动机功率（W）44适用面积（m2）10（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？（2）正常工作时，求R1的阻值是多少？（3）实际电压为200V时，求R2的实际功率是多少？（4）浴霸正常工作时，使容积为20m3的房间空气温度升高20，求室内空气吸收的热量是多少？（空气取1.2kg/m3，c空气取1.0103J/（kg），不考虑其他因素影响）【答案】（1）开关均闭合，浴霸正常工作时的干路电流是13.4A。（2）正常工作时，R1的阻值是25。（3）实际电压为200V时，R2的实际功率是800W。（4）室内空气吸收的热量是4.8105J。【解析】（1）开关均闭合时，R1、R2和电动机同时工作，电路总功率为：PP1+P2+P31936W+968W+44W2948W，由PUI 可得，浴霸正常工作时的干路电流：I13.4A；（2）由P可得R1的阻值为：R125；（3）由P可得R2的阻值为：R250，实际电压为200V时，R2的实际功率为：P2800W；（4）室内空气的质量为：m空气V1.2kg/m320m324kg， 空气吸收的热量为：Q吸c空气mt1.0103J/（kg）24kg204.8105J。3（2019黑龙江大庆）某电热水壶及其铭牌如图所示，小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率，进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电热水壶装满水，接通电热水壶，测得壶中水温度从25上升到35所用的时间为50s，同时观察到家中“220V10（40）A3200imp/kWh”的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp，水的比热容c4.2103J/（kg）。请结合本次实验记录的数据，回答以下问题：（1）除电子式电能表外，小明还需下列哪些器材完成上述两个测量 （选填器材前面的序号）刻度尺温度计电压表秒表弹簧测力计（2）若小明利用水升温吸热计算消耗的电能，计算出电热水壶的功率和实际功率相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”），主要原因是 。（3）电热水壶的实际功率是 W。（4）电热水壶的加热效率是 。【答案】（1）；（2）消耗的电能不可能完成转化成水的内能；偏小；（3）1800；（4）84%。【解析】（1）根据P，测量该电热水壶的实际功率要测量时间，故用到秒表；根据计算加热效率，在计算Q时要测量温度，故用到温度计；还需完成上述两个测量；（2）若小明利用水升温吸热计算消耗的电能，因消耗的电能不可能完成转化成水的内能，根据P，故计算出电热水壶的功率和实际功率相比偏大。（3）220V10（40）A3200imp/KWh”的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp，则消耗的电能为：W80kWh3.6106J9104J；电热水壶的实际功率是：P1800W（4）由题意知，水的体积为1.8L，水的质量：mV1.0103kg/m31.8103m31.8kg；壶中水温度从25上升到35吸收的热量：Qcmt4.2103J/（kg）1.8kg（3525）7.56104J；电热水壶的加热效率是：100%84%。4（2017东营）进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。下表是这种汽车的主要参数。（g取10N/kg）空车质量800kg每个轮胎与地面接触面积50cm2电池容量44kWh标准承载200kg最大续航（充满电最大行驶路程）200km所受阻力与汽车总重的比值0.09（1）电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是。电动机的工作原理是。（2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？（3）图2是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以速度匀速行驶1分钟的耗电量为0.4kWh，电动机的效率是多少？（4）若某燃油汽车百公里耗油6升，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济？【答案】（1）电能转化为机械能；通电线圈在磁场中受力转动；（2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是5105Pa；（3）电动机的效率是75%；（4）使用电动汽车更经济。【解析】（1）电动机正常工作时，将电能转化为机械能，是利用通电线圈在磁场中受力转动原理工作的；（2）乘客与车的总质量：m=m1+m2=800kg+200kg=1000kg，汽车对水平地面的压力：F=G=mg=1000kg10N/kg=104N，汽车与水平地面的总接触面积：S=4S0=450cm2=200cm2=2102m2，汽车对水平地面的压强：p=5105Pa；（3）由图可知，电动汽车做匀速直线运动，当t1=3s时，s1=60m，则电动汽车行驶的速度：v=20m/s，电动汽车以速度匀速行驶1分钟的路程：s=vt=20m60s=1200m，电动汽车的牵引力：F1=f=0.09G=0.09104N=900N，电动汽车牵引力做的功：W有=F1s=600N1200m=1.08106J，电动汽车发动机的效率：=100%=100%=75%；（4）燃油汽车100km费用：6L5.5元/L=33元，电动汽车100km费用：22kWh0.8元/kWh=17.6元，因为17.6元小于33 元，所以使用电动汽车费用少，更经济。5.（能力题）如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压则：（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少？（2）装满水后，壶中水的质量是多少kg？（1L=110-3m3）（3）将一满壶20的水在1标准大气压下烧开，需要