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187691. (2025•滨河中学•五模) 如图是安装在某学校各楼层的某种即热式节能饮水机的原理图。烧开的水很烫不能立即饮用,即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管紧贴在一起,利用进水管中的自来水给出水管中的开水降温。同时,进水管中的自来水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。

如图所示,当节能饮水机的出水流量为2L/min时,20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出。[c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1×103kg/m3]
(1)该饮水机的热交换套管采用          方式增大了自来水的内能;可供直接饮用的温开水的温度是         ℃。(不计热损失)
(2)1min内加热腔内水吸收的热量是多少?
(3)若电加热器在额定电压下的加热效率为80%,则电加热器的电阻R的阻值是多少?(不考虑温度对电阻影响,结果保留整数)
(4)小西想在不改变R加热功率的情况下增加一个保温挡,要求保温挡的额定功率是加热挡额定功率的五分之一,请你添加一个开关和一个电阻在图丙的虚线框中将改进的电路图补充完整,并在图中标出相关电阻的阻值。(此问不要求写出计算过程,结果保留整数)
共享时间:2025-05-05 难度:5
[考点]
热传递改变物体的内能,利用比热容的公式计算热量,热平衡方程及其应用,串并联电路的设计,电功率多档位问题,电功率的综合计算,
[答案]
(1)热传递;40;
(2)1min内加热腔内水吸收的热量是1.68×105J;
(3)电加热器的电阻R的阻值是14Ω;
(4)见解答图。
[解析]
解:(1)冷热水在饮水机的热交换套管中能量是由热水转移给冷水,因此该饮水机的热交换套管采用是采用热传递方式改变内能;
由题意,20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃,同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,由于不计热损失,根据热平衡方程,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,
由Q=cmΔt可得:cm×(80℃﹣20℃)=cm×(100℃﹣t),
解得:t=40℃;
(2)由饮水机的出水流量为2.0L/min可知,每分钟加热水的体积:V=2.0L=2.0×10﹣3m3
由ρ=可得,水的质量:m′=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg;
水吸收的热量:Q=cm′(t2﹣t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣80℃)=1.68×105J;
由η=×100%可知,电加热器消耗的电能:W==2.1×105J,
由W=UIt=t可知,电加热器的电阻R的阻值:R=t=×60s≈14Ω;
(3)加热挡额定功率:P加热=3500W,
由保温挡的额定功率是加热挡额定功率的五分之一可知,保温挡的额定功率:P保温P加热×3500W=700W,
由P=UI=可知,保温挡时电路中的总电阻:R保温≈69Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时需要在原理电路中串联一只电阻,其阻值:R1=R保温﹣R=69Ω﹣14Ω=55Ω,
为了不改变R加热功率,可以在所增加的电阻两端并联一只开关,当需要加热时将这个开关闭合,如图所示:

答:(1)热传递;40;
(2)1min内加热腔内水吸收的热量是1.68×105J;
(3)电加热器的电阻R的阻值是14Ω;
(4)见解答图。
[点评]
本题考查了"热传递改变物体的内能,利用比热容的公式计算热量,热平衡方程及其应用,串并联电路的设计,电功率多档位问题,电功率的综合计算,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。
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187924. (2025•交大附中•二模) 善于动手动脑的小明研究了汽车座椅加热原理后,计划自制具有加热和保温两挡功能且方便携带的加热坐垫送给爷爷。他在网上购买了电压为5V的电源,两个阻值为2.5Ω的加热电阻片,若干导线和开关。
(1)请你帮助小明设计电路,并画在虚线框内;
(2)求自制加热坐垫的加热和保温功率。
德优题库
共享时间:2025-03-21 难度:3 相似度:1.5
184325. (2023•高新一中•九上期末) 德优题库如图甲为某电热水器水箱内部“水位传感器”的局部电路图,通过测量电路中的电阻大小反映水位。图甲中四个电阻阻值相同,导线上A至H均为裸露的金属触点。图乙是水箱内部的加热电路,有“高温挡”和“低温挡”,由温控开关控制,两发热电阻R1=40Ω、R2=15Ω,阻值不变。
(1)水箱中的水因含有矿物质(不纯净),电阻很小可忽略不计。当水面到达CG时,甲图中CG以下的电阻被水        (填“短路”或“断路”)。若水箱内的实际水位已经下降至DH,但电路反映水是满的,则水位传感器可能故障是图甲中        (填字母)两点之间发生短路。
(2)正常情况下,设定温度后,温控开关闭合,则热水器以        挡工作,此时热水器加热功率是多少瓦?
(3)当温控开关断开时,R2的功率为多少瓦?
共享时间:2023-02-18 难度:2 相似度:1.33
184715. (2024•理工大附中•九上期中) 工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,即把打制成型的刀具放入火炉中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型合金钢制刀具,质量为1kg,在火炉中加热到830℃后,再浸没在10℃的水中冷却,最后与水达到共同温度时,容器中的水温升高到30℃,不计热量散失。求:[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),合金钢的比热容为0.42×103J/(kg?℃)]
(1)刀具浸没在水中放出的热量是多少?
(2)容器中水的质量是多少?
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:1.33
188321. (2024•爱知中学•一模) 某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图甲所示,此时处于空挡位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,实现挡位转换,旋至1挡时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2挡时R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,主要参数如下表。[]
(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程水吸收的热量是多少?
(2)R2阻值是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
(4)由于使用了多年,洗衣机中的电热丝明显氧化,导致加热状态不正常,而保温洗涤的状态正常。为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,小明在家中把洗衣机单独接入家庭电路并调至加热状态,发现电能表1min内闪烁60次,电能表规格如图乙所示,请算出加热状态的实际功率?为了恢复洗衣机机铭牌功率,通过分析数据说出你改进电路从而达到铭牌标准的方案:                    
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压 220V
加热功率 2400W
设定温度范围 30℃~90℃
电动机功率 240W
共享时间:2024-03-15 难度:2 相似度:1.33
187060. (2025•新城区•一模) 德优题库如图是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器高温挡的功率为1100W,低温挡的功率为220W。求:
(1)电热器处于高温挡时,通过电路的电流。
(2)电热丝R2的阻值。
共享时间:2025-03-04 难度:1 相似度:1.17
187640. (2025•高新三中•三模) 德优题库直饮机的电路图如图所示,电热丝R1、R0绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变“温、开水选择开关”的状态,可以选择出温水或开水。该直饮机的额定电压是220V,开水加热电功率是2200W,温水加热电功率是550W。
(1)温、开水选择开关处于        (“断开”或“闭合”)状态时饮水机处于加热状态;
(2)饮水机正常工作,出开水时电热丝中的电流是多少?
(3)电热丝R1的电阻是多少?
(4)现想缩短将水烧开所用的时间,需对直饮机的电路进行改造,请你仅用现有器材设计新的电路图。
共享时间:2025-04-13 难度:1 相似度:1.17
194079. (2024•高新三中•二模) 如图甲是某型号家用电饭煲的原理简图,R1、R2、R3为加热电阻,其中R3=48.4Ω,S为温控开关,该电饭煲有加热、保温功能,按下温控开关S与a、b接触,电饭煲处于加热状态;当达到一定温度时,温控开关S自动跳接到c,使电饭煲处于保温状态,已知该电饭煲的额定加热功率为2000W,额定保温功率为500W。求:德优题库
(1)加热电阻R2的阻值是多少?
(2)某次将该电饭煲插在智能插座上煮饭,煮饭结束时的智能插座显示的信息如图乙,则本次煮饭电饭煲在保温状态下工作时间是多少min?
(3)在制造该型号电饭煲时,由于工人师傅操作失误造成一百台电饭煲不合格,经检测,这台不合格电饭煲的额定加热功率为2000W,额定保温功率为1000W,加热电阻规格同合格电饭煲,请在图丙中补全该台不合格电饭煲的电路简图。(不用写出计算过程)
共享时间:2024-03-20 难度:1 相似度:1.17
184571. (2024•西咸新区•九上期中) 德优题库由于天气寒冷,吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶,如图所示,要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),牛奶的比热容为2.1×103J/(kg?℃),不计热量损失,求:
(1)牛奶需要吸收多少热量?
(2)妈妈至少需要60℃的热水多少千克?
(3)若小明家燃气灶的热效率是25%,妈妈将质量为1kg,温度为10℃的水加热到60℃.需消耗多少千克燃气?(燃气的热值为4.2×107J/kg)
共享时间:2024-11-16 难度:1 相似度:1.17
187016. (2025•长安区•一模) 德优题库某家用电热水器,其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝,R2为滑动变阻器,R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。
型号 电源 加热功率 保温功率 水容量
LELZ20-19 AD220V 50Hz 800W 40W 2kg
(1)由如图可知,闭合开关S时,电磁继电器的上端为        (选填“N”或“S”)极;当电热丝R0和R1同时工作时电热水器处于        (选填“加热”或“保温”)挡。
(2)该电热水器正常工作时,求:
①电热丝R1的阻值;
②若电热水器的加热效率为75%,当它处于加热状态时,使2kg水的温度升高25℃需要多长时间?c=4.2×103J/(kg?℃)]
(3)电热水器工作时,若需要提高其保温温度,可行的措施是        
共享时间:2025-03-08 难度:5 相似度:1.1
193714. (2024•唐南中学•四模) 如图所示,这是智能多功能热菜板,该热菜板有“高温挡”“低温挡”2种加热挡位,其电路原理如图。通过开关S1和S2的不同闭合组合实现2挡加热功能,R1、R2均为阻值恒定的加热电阻,已知“高温挡”的功率为440W,“低温挡”的功率为220W。
德优题库
(1)多功能暖菜板加热菜的过程是通过        (选填“热传递”“做功”)增大食物内能。
(2)电阻R1的阻值是多少?
(3)某次使用时,断开家中其他用电器后,先让热菜板以“高温挡”工作110s,后转“低温挡”工作220s,观察到标有“1800r/(kW?h)”的电能表转盘在这330s内转了40转,则此时热菜板工作的实际电压是多少?
(4)两挡位无法满足实际需求,能否在原电路原理的基础上用原加热电阻R1、R2设计三挡位电路图。(电路图画在虚线框内)
共享时间:2024-04-26 难度:5 相似度:1.1
183801. (2024•高新一中•九上期末) 德优题库如图甲是某多功能电饭锅,具有加热和保温两挡功能(S1为总开关,S2为温控开关),其内部有两个加热电阻丝R1和R2(R1的电阻是40Ω,R2的电阻是202Ω)。某次将3kg初温为20℃的米和水加热到100℃,然后自动转入保温状态。表是电饭锅铭牌上的部分参数,求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0×103J/(kg?℃)]
(1)加热过程中,米和水吸收的热量;
(2)正常加热时,通过电路的电流;
(3)分别计算出电饭锅处于加热挡和保温挡时电路中工作的总电阻R加热和R保温
(4)在乙图虚线框内尝试将电饭锅的电路图补充完整。
容量/kg 3.0
额定电压/V 220
加热功率/W 1210
保温功率/W 200
共享时间:2024-02-07 难度:3 相似度:1
193835. (2024•曲江二中•七模) 图﹣1是自动上水茶吧机,因其方便取水、加热、保温的优点越来越受到人们的青睐。取水时,只要闭合取水开关,水泵在电动机的带动下,就能将水抽到水壶中并装满。电热水壶自动控温的工作电路如图﹣3所示,其部分参数如图﹣4所示。请结合信息解决以下问题。

(1)茶吧机中水泵的工作原理与图﹣2相似,当泵壳里的水被高速旋转的叶轮甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,水在          的作用下,通过进水管进入泵壳。茶吧机处于保温状态时,开关S1闭合,S2         (选填“1和2”“2和3”或“3和4”)。
(2)正常工作时加热电阻R2的阻值是多少?
(3)若水壶装满20℃的水后,一个标准大气压下将水加热到刚好沸腾时,则水吸收的热量是多少?ρ=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)
共享时间:2024-06-07 难度:3 相似度:1
186876. (2025•师大附中•四模) 小明设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图-1,Ra是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示。闭合开关S1、S2,电热坐垫启动高功率工作模式,当通过电磁铁的电流达到0.05A时,衔铁La和Lb同时被吸引,转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04A时,电磁铁无法吸住衔铁La和Lb,La和Lb恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围。
德优题库
热敏电阻Ra的阻值和温度的关系
温度/℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/Ω 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
(1)分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻Ra的阻值       (选填“变大”或“变小”)。
(2)图-1中R1和R2的阻值为1210Ω。电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少?
(3)若高功率工作10min,电热丝放出的热量70%被坐垫吸收,最多可使质量为2kg的坐垫温度升高?【坐垫材料的比热容为0.44×103J/(kg?℃),结果保留到整数】
(4)小明想在原控制电路中再增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
①1000N压力以下,坐垫最高温度不超过45℃;
②人离开后,坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻Rb、Rc、Rd,其阻值随压力变化如图-2。请你在图-3的虚线框中画出你所选择的力敏电阻和Ra的连接方式(不需写出计算过程),并写出500N压力下坐垫的最高温度值是       ℃。(线圈阻值忽略不计)。
共享时间:2025-04-16 难度:3 相似度:1
194176. (2024•铁一中学•四模) 如图甲是一款电火锅,其工作电路图如图乙所示,额定电压为220V,R1是加热管,R2是阻值为40Ω的限流电阻,只有加热管释放的热才能被锅内物体吸收,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡的功率为1210W,【c=4.2×103J/(kg?℃)】求:
德优题库
(1)如图乙,当开关S1、S2都闭合时,电火锅处于        挡(选填“加热”或“保温”);电能表的表盘如图丙所示,该电能表允许接的用电器最大电功率为        W;
(2)加热挡时,电路中的电流;
(3)用该电火锅将5kg水从20℃加热至100℃时,水吸收的热量为多少?
(4)在用电高峰期,家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期,单独让电火锅在加热挡工作3min,图乙中的电能表表盘转了100圈,求用电器两端的实际电压。
共享时间:2024-04-15 难度:3 相似度:1
183661. (2024•西北大附中•九上期末) 德优题库如图甲是某品牌养生壶,该养生壶有加热挡和保温挡两个挡位。其内部简化电路图如图乙。R1和R2均为发热电阻,其部分参数如表所示:
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 1100 W
保温挡 300 W
容量 2L
(1)当开关S1闭合,S2断开时,养生壶处于        挡。
(2)加热挡工作2min消耗的电能是多少?电阻R2的阻值是多少?
(3)若将2L的水从12℃加热到100℃,至少需要加热多长时间?[水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃)]
共享时间:2024-02-04 难度:3 相似度:1

dyczwuyn

2025-05-05

初中物理 | | 解答题

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