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187181. (2025•西工大附中•六模) 如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中R1的阻值为48.4Ω,R1和R2均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温挡,正常工作时,保温挡功率为110W。[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;
(2)当只有饮水机工作时,将3kg水从10℃加热到100℃,加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示,求饮水机的加热效率η;
(3)为节能减排,相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW?h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮水机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电池?
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共享时间:2025-05-15 难度:4
[考点]
利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,电热的多挡问题,
[答案]
(1)饮水机在保温挡正常工作时的电流为0.5A;
(2)饮水机的加热效率η为90%;
(3)至少要安装太阳能电池的面积为29.1m2
[解析]
解:(1)由P=UI可知,饮水机在保温挡正常工作时的电流:I==0.5A;
(2)水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃﹣10℃)=1.134×106J,
由图乙可知,饮水机消耗的电能:W=1862.59kW•h﹣1862.24kW•h=0.35kW•h=1.26×106J,
饮水机的加热效率:η=×100%=×100%=90%;
(3)当开关S、S1都闭合时,只有R1工作,此时电路的总电阻最小,由P=可知,电路的总功率最大,饮水机处于加热状态,
饮水机的加热功率:P加热=1000W,
饮水机三天消耗的电能:W=P加热t+P保温t=1000×10﹣3kW×3×3h+110×10﹣3kW×3×8h=11.64kW•h;
所以,太阳能电池晴天一天的发电量E=W=11.64kW•h,
由于晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW•h,则至少要安装太阳能电池的面积:S==29.1m2
答:(1)饮水机在保温挡正常工作时的电流为0.5A;
(2)饮水机的加热效率η为90%;
(3)至少要安装太阳能电池的面积为29.1m2
[点评]
本题考查了"利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,电热的多挡问题,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。
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186943. (2025•师大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3三挡之间切换;图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能为E=1.75×105J/(h?m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃.已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(4)在热水器向外供水时,通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃,每个人淋浴用水均为30L,假设热水器内70℃的热水能全部用完,则能满足几个人的淋浴用水?
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项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
共享时间:2025-03-23 难度:2 相似度:1.5
188417. (2023•西工大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3之间切换,如表为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能量为E=1.75×105J/(h•m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
(1)分析电路图乙可知,电阻R1单独工作时,电加热器为         挡。为使热水器更适合北方地区使用,在不改变低温挡功率的前提下,将高温挡功率提升到2200W,只要更换电阻         (选填“R1”或“R2”)就可以实现。
(2)低温挡工作时,电路中的电流是多少?(保留2位小数)
(3)原电路中电阻R2的阻值是多少?
(4)太阳能板当天接收太阳能的时间是多少小时?

 
共享时间:2023-03-21 难度:2 相似度:1.5
187998. (2025•师大附中•九模) 周末小明跟随爸爸去市场挑选热水器。据工作人员介绍,空气源热泵热水器是新一代高“能效比”的热水装置,其工作原理简化为如图所示。如表是一款热泵热水器的部分参数。
额定制热水量 20L/h
额定电压/频率 220V/50Hz
额定输入功率 1200W
(1)通过工作人员介绍,其中参数“20L/h”表示此热水器当进水温度为15℃,出水温度为55℃时,每小时可出热水20L,这些水吸收的热量是多少?[ρ=1.0×103kg/m3
(2)小明查阅资料知道:“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比,请根据已知条件计算该款热水器的能效比n。
(3)现场工作人员还介绍了另一款电加热热水器,如表为该热水器的铭牌,其高温挡的电功率不小心被挡住了。图乙为该电热水器的内部简化电路,已知电源电压为220V,R1、R2为电热丝,S1、S2为挡位开关,S2只能在a、b之间切换。工作人员说此电热水器高温挡产出的热量与热泵热水器相同,若对比热泵热水器和电热水器的高温挡,从能效比的角度看,哪种热水器更加节能?
XX牌热水器
电压 220V
电功率 高温挡  
中温挡 1100W
低温挡 550W
共享时间:2025-06-29 难度:2 相似度:1.5
186897. (2025•师大附中•二模) 如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器(以下简称热水器)。图乙为该热水器电加热部分的原理图,S是控制开关,可以在1、2、3三挡之间切换;图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时,可用电加热器加热,温度达到预设温度时会自动切换到保温状态,为了防止触电,热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因,太阳辐射能为E=1.75×105J/(h?m2)(每小时每平方米辐射的热量),太阳能只将水由20℃加热到了30℃,此时开启电加热器,将水加热到预设温度70℃.已知太阳能板的面积为2m2,水吸收太阳能的效率为60%,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)。供水过程中不计热量损失,请根据以上条件分析计算:
(1)水吸收太阳能的多少。
(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。
(3)电路中电阻R2的阻值。
(4)在热水器向外供水时,通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合,可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃,每个人淋浴用水均为30L,假设热水器内70℃的热水能全部用完,则能满足几个人的淋浴用水?
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项目 参数
电源电压(V) 220
低温挡功率(W) 100
高温挡功率(W) 1200
容积(L) 50
共享时间:2025-03-15 难度:2 相似度:1.5
184225. (2023•铁一中学•九上期末) 德优题库图为一款养生壶,其内部的电路简化图如图所示,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,电阻丝R1、R2的阻值分别为48.4Ω、440Ω。现将壶内1kg的水从20℃加热至50℃,所用时间为140s。请你完成下列内容:水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)
(1)开关S置于        (选填“a”或“b”)位置为加热挡;
(2)加热过程中水吸收的热量;
(3)养生壶的热效率。
共享时间:2023-02-09 难度:2 相似度:1.5
184349. (2023•交大附中•九上期末) 如图1所示,电水壶简化电路图中,R1和R2为发热电阻,S1为总开关,S2为温度开关,有1、2两个触点,控制壶的“加热”和“保温”两挡,表中数据为电水壶的部分工作参数。
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水壶容量 1L
额定电压 220V
加热功率 1100W
电热丝R1阻值 176Ω
(1)S1闭合,S2接1时,电水壶处于        档。
(2)电热丝R2的阻值是多少?电水壶的保温功率是多少?
(3)电水壶中装进1L水正常工作,用温度计测得水温随时间变化的图像,则加热2~4min内水吸收热量是多少?这段时间内电水壶加热效率η1是多少?取ρ=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg?℃)。
(4)电水壶4~6min内的加热效率为η2,根据图像可判断η1       η2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
共享时间:2023-02-03 难度:2 相似度:1.5
184498. (2024•西光中学•九上期中) 德优题库天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,燃烧天然气体积为4.8×10-2m3.已知:水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),天然气的热值为3.5×107J/m3
(1)求水吸收的热量。
(2)天然气完全燃烧放出多少热量
(3)求天然气灶的加热效率?
共享时间:2024-11-30 难度:2 相似度:1.5
28293. (2024•高新一中•九上一月) 如图甲所示是我国自主研发的亚洲第一座100MW熔盐塔式光热电站。该光热电站1.2万面定日镜(定日镜总面积1.4×106m2)和20000吨熔盐组成,它们可以在计算机的精确控制下随着太阳位置变化而变化,使太阳光时刻都能聚集到吸热器上,它的工作原理如图乙所示。在该系统中,吸热器将定日镜所捕捉到的太阳光转化为液态熔盐的内能并存储起来,然后,通过熔盐放热使水变成水蒸气从而推动汽轮发电机组发电。最后,通过高压输电线将电能传输到变电站供广大用户使用。
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(1)若地球表面每平方米面积上接收太阳辐射能的平均功率为1000W,则所有定日镜10min接收的太阳能可以使液态20000吨熔盐温度升高5.25℃,则:
①液态熔盐吸收的热量为多少?[已知液态熔盐比热容为4×103J/(kg•℃)]
②所有定日镜10min接收的太阳能为多少?
③在此过程中的光热转化效率为多少?
(2)该光热发电站一年产出的电能为1.404×1013J。若采用煤发同样多的电,将会有大量二氧化碳气体排出,且每燃烧1吨煤会排放出3吨二氧化碳气体,则该发电站相当于每年减排二氧化碳多少吨?(已知煤电转换效率为40%,煤的热值为3.0×107J/kg。)
共享时间:1970-01-01 难度:4 相似度:1.25
187401. (2025•经开区•一模) 如图所示是小明家一台安装在室外的电辅助壁挂式太阳能的集热器,阴天用电给水加热,天气晴朗时,用太阳能给水加热。水箱安装在室内,其主要参数如表所示。,g=10N/kg。
型号 PJF2﹣100 辅助加热电源 220V~50Hz
水箱容积 100L 采光面积 2.0m2
产水温度 40℃﹣75℃ 辅助电加热功率 1500W
(1)若小明家热水器水箱进水口距离屋顶水池出水口的高度是20m,要将他家空水箱灌满水,那么这些水从出水口流到进水口,水的重力做了多少功?
(2)天气晴朗时,若每平方米面积上在1小时内得到的太阳辐射能平均为2.8×106J。
①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是多少?(结果保留两位小数)
②一箱初温为20℃的水,太阳照射了2h后,天阴了。小明想用40℃的水洗澡,还需要辅助电加热器正常工作多长时间?[太阳能转化为水的内能的效率是45%,辅助电加热器的工作效率为80%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(3)请根据所学物理知识,谈谈在我国北方地区水箱安装在室内的优点。
共享时间:2025-03-07 难度:5 相似度:1.25
184937. (2023•西工大附中•九上期中) 顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃[c=4.2×103J/(kg?℃),q=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
共享时间:2023-11-22 难度:3 相似度:1.17
186919. (2025•师大附中•三模) 德优题库如图所示折叠卡式炉重量轻,燃烧效率高,携带方便,是露营爱好者常选的炉具装备之一。某款折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料,气罐中装有250g丁烷,在炉头处可完全燃烧每秒释放3500J的热量。标准大气压下烧开水壶中初温为25℃,质量为1kg的水用时仅需3分钟。则:(丁烷的热值是q=4.8×107J/kg)
(1)壶中水烧开需要吸收多少热量?
(2)此款卡式炉烧水的热效率是多少?
共享时间:2025-04-14 难度:3 相似度:1.17
184668. (2024•鄠邑区•九上期中) 用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)燃气灶烧水的效率。
共享时间:2024-11-25 难度:3 相似度:1.17
186921. (2025•师大附中•三模) 德优题库“智能光伏温室”是通过太阳能发电为温室提供能源的新系统,其能源系统由太阳能电池板、储能电池及用电设备组成。太阳能电池板的光电转化效率是20%,日均有效光照时间是5h,晴天时的光照强度P0=1kW/m2;LED补光灯每天工作6h(补充光照),其功率为P1=900W;恒温加热器每天工作8h(维持恒温),其功率P2=2.5kW:灌溉水泵每次工作0.5h,消耗电能2.3kW?h,每日运行2次。晴天时,太阳能电池板需同时为当日用电供电,并为储能电池充电,以确保园区能满足至少连续3个阴雨天的用电需求。假设阴雨天光伏电池不工作,园区所需电能全部由储能电池供给,储能电池充电效率为80%、放电效率为90%,不计其他能量损失,则:
(1)该生态园一天的用电量是多少kW?h?(不含给储能电池充电消耗的电能)
(2)储能电池至少需要储存多少kW?h的电能才能满足连续3个阴雨天的用电需求?
(3)太阳能电池板一天需要为园区至少输出多少kW?h的电能才能满足设计要求?
(4)若园区可用屋顶面积为80m2,至少还需要扩建多大面积的地面太阳能电池板?
共享时间:2025-04-14 难度:3 相似度:1.17
187639. (2025•高新三中•三模) 如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒,在标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了0.06m3的天然气;[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]
求:(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶烧水的热效率。
共享时间:2025-04-13 难度:3 相似度:1.17
184593. (2024•西光中学•九上期中) 德优题库天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,消耗了0.048m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),天然气的热值为3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧所放出的热量;
(3)天然气灶的烧水效率;
共享时间:2024-11-20 难度:3 相似度:1.17

dyczwuyn

2025-05-15

初中物理 | | 解答题

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