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1、專題四:熱學(xué)計算
u 重點梳理:1、熱學(xué)基本公式:熱量Q = cmΔt Q吸 = cm(t1- t2)Q放 = cm(t2- t1)
燃料燃燒放熱公式:Q = m q Q = v q 熱效率η= Q有/ Q總×100℅
2、電學(xué)基本公式:歐姆定律I = U / R電功W = U I t = I2 R t = U2 t / R, W = P t電功率P = U I= I2 R=U2 / R , P = W / t焦耳定律Q=I2Rt
××牌電烤箱
額定電壓
220V
額定
功率
高溫?fù)?
1100W
低溫?fù)?
440W
電源頻率
50Hz
典例1:下表為一臺電
2、烤箱的銘牌,其內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲.
求:(1)電烤箱在高溫?fù)跽9ぷ?0min所消耗的電能;
(2)電路中R1的阻值;
(3)電烤箱在低溫?fù)跽9ぷ鲿r,電路中的電流和R1的功率.
圖2
典例2:在如圖2所示的電路中,R2為0~50Ω的變阻器,合上開關(guān)后,V的示數(shù)為6V,A表的示數(shù)為2A,A1的示數(shù)為0.5A,求:(1)電阻R1的阻值;(2)變阻器R2連入電路部分的阻值;(3)如果A表的量程為0~3A,A1表的量程為0~0.6A,為了不使電表損壞,變阻器連入電路的阻值應(yīng)在什么范圍內(nèi)?
典例3: 天然氣灶使用方便、經(jīng)濟環(huán)保.如圖所示,在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓
3、下,天然氣灶將一壺質(zhì)量為3kg、溫度為20℃的水加熱至沸騰,大約需要10min,已知:水的比熱容為4. 2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值為3.5×107J/m3.求:(1)水吸收的熱量;(2)若天然氣完全燃燒放出的熱量60%被水吸收,燒開這壺水需要多少天然氣。
u 歸納總結(jié):計算題要熟記物理公式,認(rèn)真審題,找出已知量和未知量分別利用電學(xué)公式、熱學(xué)公式進(jìn)行計算。對于電學(xué)題分清電路在每個狀態(tài)下的結(jié)構(gòu),即電路的連接方式,滑動變阻器使用的阻值范圍,電壓表、電流表所測定的物理量。當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生改變時,電路的電源電壓和定值電阻阻值—般不隨電路狀態(tài)的改變而改變.抓住以上“不變量”,利用歐姆定律
4、、串并聯(lián)電路特點、電功及電功率的計算公式,焦耳定律公式等求解。要有解題的過程以及相應(yīng)的文字說明。
u 跟蹤訓(xùn)練:
1、如右圖所示,電源電壓和燈泡電阻不變,當(dāng)合上開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2和S3時,電燈R1正常發(fā)光,電壓表示數(shù)為6V;當(dāng)合上開關(guān)S1,S2,斷開S3時,電流表示數(shù)為1A;當(dāng)合上S3,斷開S1、S2時,燈R1的實際功率為其額定功率的1/9,R2消耗的功率為0.6W,求燈L的額定功率和電阻R3的阻值。
2、如圖所示,虛線框內(nèi)有兩個阻值相同的定值電阻和一個開關(guān)S1.當(dāng)開關(guān)S1閉合時,電流表的示數(shù)增加0.2A,電路的總功率增加1.6W.請畫出兩種可能的連接電路圖,
5、并分別計算電源電壓和定值電阻的阻值.
3、(2020?臨沂)如圖甲所示是一種家用調(diào)溫式電熨斗,工作過程中電源電壓恒為220V,電熨斗金屬底板質(zhì)量為500g,圖乙是它的工作電路,發(fā)熱部分由調(diào)溫電阻R和定值電阻R0組成(電阻值均不受溫度影響),調(diào)溫電阻R最大阻值為110Ω,預(yù)熱時電熨斗以最大功率正常工作100s可使金屬底板的溫度從20℃升高到220℃[金屬底板的比熱容為0.44×103J/(kg?℃),假設(shè)電熨斗發(fā)熱體放出的熱量全部被金屬底板吸收],則:
(1)預(yù)熱時金屬底板吸收的熱量是多少?
(2)電熨斗的最大功率是多少?
(3)定值電阻R0的阻值是多大?
(4
6、)電熨斗調(diào)溫過程中,電路中的最小電流是多少?
走近中考:
1、(2020菏澤)如圖甲所示的電路圖,電源電壓6V保持不變,燈L2的電阻是10Ω,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)如圖乙所示.
(1)燈泡L1和L2的連接方式是 聯(lián).
(2)不考慮溫度對燈絲電阻的影響,求:燈L1的阻值和電流表A的示數(shù).
2、(2020德州)在如圖甲所示的電路中,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑片P從a端移動到b端過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示.
求:(1)電路中電流最小時,1min內(nèi)電流通過電阻R做的功;
(2)
7、電源電壓和定值電阻R0;
(3)若電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~3A,為保證電表正常工作,定值電阻R0消耗的功率范圍.
3、(2020?東營)隨著電器化時代的到來,家用電器已廣泛應(yīng)用到我們的生活中.某家庭煲湯用電熱鍋簡化電路如圖所示,電熱鍋額定電壓為220V,R1,R2均為發(fā)熱電阻,其阻值分別為80Ω、404Ω.接通電源,閉合開關(guān)S1、S2,電熱鍋處于“大火”加熱狀態(tài);當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到100℃時,開關(guān)S2自動斷開,開關(guān)S1仍閉合,電熱鍋處于“小火”燉煮狀態(tài).
(1)電熱鍋在額定電壓下,處于“大火”加熱狀態(tài)時,電路中的電流多大?
(2)電熱鍋在額定電壓下,處于“大火”加熱狀態(tài)
8、15分鐘,消耗的電能是多少焦耳?
(3)電熱鍋在額定電壓下,處于“小火”燉煮狀態(tài)時,電功率多大?
(4)為測量電熱鍋的實際電壓,將家中其他用電器全部關(guān)閉,電熱鍋在“大火”加熱狀態(tài)下,觀察到標(biāo)有“2000r/kW?h”字樣的電能表在6分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn),電熱鍋的實際電壓是多少?
4、(2020淄博)如圖所示,小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.5W”的字樣,電源電壓6V保持不變,R2為定值電阻.
(1)開關(guān)S、S1、S2都閉合時,R2消耗的電功率為3W,求R2的阻值;
(2)閉合S,斷開S1、S2,移動滑動變阻器的滑片P使小燈泡正常發(fā)光,求此時滑動變阻器接入電路的電阻值(計算結(jié)果保留整數(shù))
9、.
甲 乙
0.4
0
1
2
0.3
I/A
U/V
0.2
0.1
3
4
R2
S2
L
S
A
R1
P
V
S1
S3
5、(2020青島)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變。小燈泡L標(biāo)有“4V 1.6W”字樣,滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω,定值電阻R2=20Ω,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。求:
(1)小燈泡正常工作時的電阻是多少?
(2)只閉合開關(guān)S、S2和S3,移動滑動變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A時,R2消耗的電功率為1.25 W。此時滑動變阻器R1接入電路中的阻值是多少?
(3)只閉合開關(guān)S和S1,移動滑動變阻器R1的滑片P,小燈泡L的I-U圖象如圖乙所示。在保證各元件安全工作的情況下,滑動變阻器R1允許的取值范圍是多少?
甲
乙
6、(2020臨沂)容量為5.0L的某品牌電熱水壺如圖甲所示,其加熱功率為2kW,保溫功率為121W。簡化電路圖如圖乙所示,s是保溫和加熱的自動轉(zhuǎn)換開關(guān),在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,讓該壺正常工作,將一滿壺初溫為20℃的水燒開。求:
【水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)】
(1)水吸收的熱量。
(2)加熱時間(不計熱量損失)。
(3)電阻R2的阻值。