2024年中考物理专项提升练习——焦耳定律的综合计算(答案)

11582400106172002024年中考物理专项提升练习——焦耳定律的综合计算
1.如图所示,标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上,开关S闭合后,灯泡L恰能正常发光,电路消耗的总功率为10W。
求:通电1分钟,电流通过电阻R产生的热量。
2.电吹风是现代家庭的常用电器.如图所示是电吹风的电路原理图,R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,某电吹风的主要技术参数如表所示:
额定电压
220V
频率
50Hz
吹热风时功率
800W
吹冷风时功率
80W
(1)当只闭合S1时,电吹风正常工作1min消耗的电能是多少J?
(2)当同时闭合S1、S2时,电吹风正常工作,通过R的电流为多大?(保留一位小数)
(3)当电吹风正常工作并且吹热风时,1min内电流通过R产生的热量是多少J?
3.如图甲所示的滑动变阻器是贺州市初中物理实验操作考查中要用到的仪器之一,小露将一个标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器的A、B、C接线柱,分别与图乙中部分电路图的A′B′C′导线对应连接.已知滑动变阻器的滑片P恰好移到中点,定值电阻R=10Ω,电源电压为6V.
①连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后,闭合开关S,求电路中通过电阻R的电流是多少A,此时电压表的计数是多少V?
②求电阻R的电功率是多少W?
③通电1min后电阻R产生的热量是多少J?
4.第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行,世博会的主题是“城市,让生活更美好”.在场馆和楼房建设工地上,“塔吊”是常见的一种起重设备,如图所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.4Ω.在一次吊起重物时,电动机正常工作20s,把重物吊起20m.
求:
(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机工作过程中,线圈产生的热量.
(3)在该起重设备中,如果这次吊起重物的机械效率为80%,则被吊重物的质量为多少t?
5.如图甲是某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用.图乙是它的原理电路图,R1、R2为电热丝.通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换.有关参数如表.不考虑温度对电阻丝值的影响,请回答下列问题:
产品名称
应用场所
额定功率
额定电压
额定功率
防触电类型
即热式热水龙头
厨房、卫生间
温水2200W
热水3300W
220V
50Hz
I类(最高等级)
(1)开关与1、2接触时,水龙头放出的水是温水还是热水?此时电路中的电流多大?
(2)R2的电阻值多大?
(3)水龙头放热水时,正常工作20s,消耗的电能是多少?若不计热量损失,在此过程中可将多少kg的水从18℃加热到48℃?
6.如图甲所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω,小灯泡的额定电压为6V,它的电流随电压变化的图象如图乙所示.
(1)当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,此时小灯泡恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定功率;
(2)当只闭合开关S2时,此时电流表的示数为0.4A,求电阻R2的阻值,小灯泡的实际功率;
(3)当只闭合开关S2时,通电1min,求电流通过电阻R2产生的热量。
7.如图,甲是一种常见的电热水袋,乙是它的结构示意图,其性能指标如下表所示。已知水的初始温度为15℃,在额定电压下加热10min,温控开关自动断开,指示灯熄灭,请根据信息完成下列问题:
额定电压
额定加热功率
指示灯功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
≤0.2W
1kg
65℃
(1)计算加热电阻的阻值。(结果保留一位小数)
(2)计算水吸收的热量。[c水=4.2×103/(kg·℃)]
(3)计算加热电阻消耗的电能和加热效率。(指示灯消耗的电能不计)
8.云南省地处云贵高原,山区具有丰富的风能资源。某地的风力发电机如图所示,其叶片转动时可以形成一个半径r=20m的圆面。某段时间该地区风速v=5m/s,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。若1s内冲击风力发电机叶片圆面的气流动能为105J。求:(π取3.14)
用电器
额定电压
额定功率
空调
220V
1400W
电磁炉
2000W
电热水器
2000W
冰箱
100W
(1)1s内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积。
(2)该段时间风力发电机的输出功率P1。
(3)试通过计算说明,风力发电机以(2)中的功率工作5h产生的电能能否保证以下用电器同时正常工作10h。
9.如图甲为小亮家新买的电煲锅,它有加热和保温两种功能,图乙是其简化电路,已知电源电压为 U=220V,R1=55Ω,R2=220Ω,c 米饭=4×103J/(kg·℃),请你综合应用所学知识解决下列问题:
(1)当 S 接 b 时,电煲锅处于   状态(选填“加热”或“保温”)
(2)若电煲锅内装有 1kg 米饭,从 12℃ 加热到 100℃,米饭吸收热量多少 J?
(3)若电煲锅的热效率为 80%,加热 1kg 米饭(从12℃ 加热到 100℃),电煲锅消耗的电能是多少 J?
(4)电煲锅的加热功率是多少 W?
(5)若电煲锅的热效率为 80%,加热 1kg 米饭(从甲12℃ 加热到 100℃),需要时间多少 s?
10.如图所示的电路中,电源电压为3V,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6V 3W”,闭合开关S后,电流表的示数为1.25A。(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡的实际功率;
(3)通电1min,电阻R产生的热量。
11.如图所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜:使用时,镜面受热,水蒸气无法液化其上,便于成像,下列表格是该防雾镜的相关数据;经测试获知,在-10℃环境下,使平面镜的平均温度升高到30℃,需使电热膜正常工作400s,求在此过程中:
镜子质量m
1kg
额定电压U
220V
额定功率P
100W
镜面玻璃比热容c
0.75×103J/(kg?℃)
(1)镜面玻璃吸收的热量Q1;
(2)电热膜正常工作产生的热量Q2;
(3)电热膜给平面镜的加热效率η。
12.某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示:
容量
1.5L
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz
(1)电水壶正常工作电流是多大?(结果保留1为小数)
(2)如果电水壶累积工作时间为2小时,则消耗电能为多少kW·h?
(3)该电水壶正常工作时,烧开初温为20℃一壶水需要10min,电水壶的加热效率是多少?(1标准大气压)[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
13.如图所示电路,电源电压恒定,小灯泡L标有“3V 3W”字样(灯丝电阻不随温度变化而变化)。当同时闭合S1和S2时,小灯泡正常发光;闭合S1,断开S2时,电流表示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)同时闭合S1和S2时,通电1min电路产生的总热量。
14.小丽家新买了一台电热水器,下表是该热水器的一些技术参数.现将水箱中装满水,通电后正常工作40min,水温从25℃上升到45℃,在此过程中,[已知水的比热容为4.2 X 103J/(kg·℃)]求:
型号
FED—H50
额定电压
220V
最大水量
50 kg
额定功率
2000W
(1)热水器中电热丝在正常工作时的电阻值:
(2)水吸收的热量:
(3)在额定电压下,要放出这些热量,电热水壶工作的时间.
15.图甲所示为某电暖器的简化原理图,其中R1、R2是两个相同的电热丝,单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V,每个电热丝的额定电压均为220V,现要在某卧室使用该电暖器,卧室的容积为50m3,空气的比热容为1.0×103J/(kg·℃),空气密度为ρ=1.2kg/m3,假设卧室封闭,请根据图像及以上信息解答下列问题:
(1)R1正常工作时的电阻及额定功率是多少?
(2)只闭合S2时,流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
(3)只闭合S1和S3,让电暖器工作15min,产生的热量是多少?
16.如图所示,是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝,S为单刀双掷开关。R1的阻值是88Ω,R2的阻值是352Ω,电源电压是220V。开关S接“1”时,为加热状态;开关S接“2”时,为保温状态。试求:
(1)加热状态时,电路中的电流是多少?
(2)加热状态时,通电5min电流做功是多少?
(3)保温状态时,电路消耗的总功率是多少?
17.如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表是其部分参数,接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1档加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102℃时,开关S自动与a、b断开,与触点c接通,2挡加热器工作,保持锅内温度和压强不变,进入保压状态。现将质量为2.0kg,初温为36℃的混合物质放入压力锅中,接通电路使其正常工作20min,假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热c=4.0×103J/(kg?℃)。
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
求:
①R1、R2的阻值;
②电压力锅加热多少时间后开始保压?
③电压力锅最后2min内消耗的电能。
18.某电吹风的简化电路图如图所示,电源电压为220V,R1、R2是发热电阻丝,M是电动机。开关S1闭合后,当开关S2接1、2时,吹冷风,通过电动机的电流为0.2A;当开关S2接2、3时吹温风,R1的阻值为110Ω;当开关S2接3、4时吹热风,电吹风的总功率为1000W.求:
(1)吹冷风时,电动机的功率是多少?
(2)吹温风时,通过R1的电流是多少?1min电阻R1产生的热量是多少?
(3)吹热风时,2min电流通过电阻R2做了多少功?
19.某电热饮水机,它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如表数据及如图所示的简化电路原理图.
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的功率
400W
保温时的功率
44W
(1)请分析说明温控开关S0断开时,饮水机的状态.
(2)求电阻R1的阻值.
(3)晚上,由于是用电高峰期,该电热饮水机的实验工作电压只有200V,若它的电阻不变,加热效率为80%,则将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×103kg/m3,结果保留一位小数].
答案
1.解:读题可知灯泡电阻,灯泡正常发光时电流, 电路总功率P总=I2RL+R=13A218Ω+R=10W,解得R="72Ω" 电流通过电阻产生热量Q =I2Rt =13A2×72Ω×60s="480J"
2.解:(1)只闭合S,电路只有电动机工作,即P冷=80W.∴消耗电能:W=Pt=80W×60s=4.8×103J.(2)同时闭合S、S1,电路为电动机与电热丝并联,吹热风,∴P总=800W,UR=U=220V.∴电热丝功率:PR=P总﹣PM=800W﹣80W=720W,电热丝电流:IR=PRUR=720W220V≈3.3A.(3)吹热风时,电动机与电热丝并联,∴PR=720W.电热丝消耗的电能全部转化为内能:∴产生热量:Q=W=Pt=720W×60s=4.32×104J.答:(1)当只闭合S时,电吹风正常工作lmin消耗的电能是4.8×104J.(2)当同时闭合S、S1时,电吹风正常工作,通过R的电流为3.3A.(3)吹热风时,1min内电流通过R产生的热量是4.32×104J.
3.①由电路图可知,连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后,定值电阻R与滑动变阻器R′串联,电压表测滑动变阻器中点右边的一半电阻两端的电压.
则总电阻R总=R+R′=10Ω+20Ω=30Ω,
所以,I= UR总 = 6V30Ω =0.2A,
由I= UR 可知电压表示数为U滑′=I× 12 R′=0.2A× 12 ×20Ω=2V;
②R的电功率P=I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W;
③R产生的热量Q=W=Pt=0.4W×60s=24J.
答:①通过电阻R的电流是0.2A,此时电压表的计数是2V;②电阻R的电功率是0.4W;
③通电1min后电阻R产生的热量是24J.
4.(1)解:由于电动机正常工作,消耗的功率等于额定功率,即P=38kw=3.8×104W,工作时间t=20s,
由P= Wt 可得,电动机消耗的电能为:
W=Pt=3.8×104W×20s=7.6×105J.
(2)解:由P=UI可得,电动机正常工作时的电流:
I= PU = 3.8×104W380V =100A,
线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.4Ω×20s=8×104J.
(3)解:电流产生热量消耗的电能W1=Q=8×104J,
电能转化为机械能的总量为
W总=W﹣W1=7.6×105J﹣8×104J=6.8×105J,
因为η= W有用W总 = GhW总 ,
即80%= G×20m6.8×105J ,
解得G=2.72×104N,
所以,重物的质量为:
m= Gg = 2.72×104N10N/kg =2.72×103kg=2.72t.
5.(1)解:开关与1、2接触时,电阻R1单独接入电路,连入电阻较大,由P=U2R可知电功率较小,为低温档,水龙头放出的水是温水,此时电路中的电流:I1=P1U=2200W220V=10A ;
(2)解:开关与2、3接触时,电阻R1、R2并联接入电路,连入电阻较小,由P=U2R可知电功率较大,为高温档,水龙头放出的水是热水,P热水=3300W,由P=UI 得总电流:I2=P2U=3300W220V=15A,R2支路的电流I2=I-I1=15A-10A=5A,由欧姆定律得:R2=UI2=220V5A=44Ω ;
(3)解:水龙头放热水,正常工作20s,消耗的电能:W=P热水t =3300W×20s=6.6×104J;由Q吸=cmΔt 可得:m=Q吸cΔt=6.6×104J4.2×103J/kg?℃×(48℃?18℃)=0.52kg.
6.(1)解:当只闭合开关S1时,将滑动变阻器R1的滑片调到中点,灯泡与滑动变阻器 12R1 串联,因串联电路中各处的电流相等,且此时小灯泡恰好正常发光,所以,由图乙可知,灯泡正常发光时电路中的电流I=IL=0.5A
R1两端的电压 U1=I×12R1=0.5A×12×40Ω=10V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=UL+U1=6V+10V=16V
灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×0.5A=3W
答:电源电压是16V,小灯泡的额定功率是3W;
(2)当只闭合开关S2时,灯泡与R2串联,电流表测电路中的电流,即I′=0.4A,由图乙可知,此时灯泡两端的电压UL′=4V,此时R2两端的电压U2=U﹣UL′=16V﹣4V=12V
电阻R2的阻值 R2=U2I'=12V0.4A=30Ω
小灯泡的实际功率PL′=UL′I′=4V×0.4A=1.6W
答:电阻R2的阻值是30Ω,小灯泡的实际功率是1.6W;
(3)当只闭合开关S2时,通电1min电流通过电阻R2产生的热量Q2=(I′)2R2t=(0.4A)2×30Ω×60s=288J
答:电流通过电阻R2产生的热量是288J。
7.(1)解:由题意可知,电阻R两端的额定电压为220V,额定加热功率为500W,根据公式P=U2R可得,加热电阻的阻值为R=U2P=(220V)2500W=96.8Ω
答:计算加热电阻的阻值为96.8Ω。
(2)解:由题意及图表可得,水吸收的热量为Q吸=c水m水(t1-t2)= 4.2×103/(kg·℃)×1kg×(65℃-15℃)=2.1×105J
答:水吸收的热量为2.1×105J。
(3)解:由题意可知,额定加热功率为500W,加热时间t=10min=600s
所以加热电阻消耗的电能为W=P额t=500W×600s=3×105J
又因为水吸收的热量为2.1×105J,所以该加热电阻的加热效率为η=Q吸W×100%=2.1×105J3×105J×100%=70%
答:加热电阻消耗的电能为3×105J,加热效率为70%。
8.(1)解:1s时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为V0=SL=Svt=vt×πR2=5m/s×1s×3.14×(20m)2=6280m3;
答:1s内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积6280m3。
(2)解:若1s内冲击风力发电机叶片圆面的气流动能为105J,
获得电能W=ηE动=10%×105J=104J;
电功率 P=Wt=104J1s=104W ;
答:该段时间风力发电机的输出功率是104W。
(3)解:工作5h产生的电能W=Pt=104W×5h=10kW×5h=50kW?h;
表格中用电器同时正常工作10h消耗的电能:W'=P总t'=(1400W+2000W+2000W+100W)×10h=5.5kW×10h=55kW?h>W;
故不能保证表中用电器同时正常工作10h。
答:试风力发电机以(2)中的功率工作5h产生的电能不能保证表中用电器同时正常工作10h。
9.(1)保温
(2)米饭吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃-12℃)=3.52×105J;
(3)由η=Q吸W可得,电煲锅消耗的电能:W=Q吸η=3.52×105J80%=4.4×105J;
(4)当S接a时,电煲锅处于加热状态,则电煲锅的加热功率:
P=U2R1=220V255Ω=880W;
(5)由P=Wt可得,需要的加热时间:t′=WP=4.4×105J880W=500s。
10.(1)解:由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路中的电流。
小灯泡的电阻RL= UL2PL=(6V)23W =12Ω
答:小灯泡的电阻是12Ω
(2)解:因并联电路中各支路两端的电压相等,灯泡两端的电压等于电源电压,小灯泡的实际功率 PL′=U2RL=(3V)212Ω=0.75W
答:小灯泡的实际功率是0.75W
(3)解:通过灯泡的电流IL= URL=3V12Ω =0.25A
通过R的电流IR=I-IL=1.25A-0.25A=1A
通电1min,电阻R产生的热量Q=W=UIRt=3V×1A×60s=180J
答:通电1min,电阻R产生的热量是180J
11.(1)解:根据题意,由Q吸=cmΔt可得玻璃吸收的热量为Q1=cmΔt=0.75×103J/(kg?℃)×1kg×[30℃?(?10℃)]=3×104J
答:镜面玻璃吸收的热量为3×104J;
(2)解:根据题意,电热膜正常工作产生的热量为Q2=W=Pt=100W×400s=4×104J
答:电热膜正常工作产生的热量为4×104J
(3)解:由热效率的公式η=Q吸Q放×100%可得电热膜给平面镜的加热效率为η=Q吸Q放×100%=3×104J4×104J×100%=75%
答:电热膜给平面镜的加热效率为75%。
12.(1)解:根据公式P=UI可得,
电水壶正常工作电流:I =PU=1000W220V ≈4.5A;
(2)解:电水壶累积工作时间为2小时,消耗电能为W=Pt=1kW×2h=2kW·h .
(3)解:将电水壶装满后,水的体积:V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3,
根据ρ =mV 可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg,
在一个标准大气压下水的沸点是100℃,则水所需吸收热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J;
该电水壶正常工作10min消耗的电能:W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J,
电水壶的加热效率:η= Q吸W=5.04×105J6×105J =84%.
13.(1)解:由图知,闭合S1和S2时,L与R0并联,小灯泡正常发光,根据并联电路的电压特点可知,电源电压U=UL=3V
答:电源电压为3V;
(2)解:当闭合S1,断开S2时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,由欧姆定律可得R0的阻值R0=UI0=3V0.3A=10Ω
答:定值电阻R0的阻值为10Ω;
(3)解:闭合S1和S2时,L与R0并联,灯泡正常发光,由P=UI可得,此时通过灯泡的电流IL=PLUL=3W3V=1A
此时干路中的电流I=IL+I0=1A+0.3A=1.3A
通电1min电路产生的总热量Q=W=UIt=3V×1.3A×60s=234J
答:同时闭合S1和S2时,通电1min电路产生的总热量为234J。
14.(1)解:热水器中电热丝在正常工作时的电阻值为:R=U2P=220V22000W=24.2Ω;
(2) 水吸收的热量为:Q吸=cm(t-t0)= 4.2 X 103J/(kg·℃)×50kg×(45℃-25℃)=4.2×106J;
(3)解:由题意知,热水器消耗的电能W=Q吸=4.2×106J;
热水器工作的时间为:t=WP=4.2×106J2000W=2100s。
15.(1)解:由图乙可知,R1正常工作时电流为2A,故由P=UI可得,R1正常工作时的额定功率为 P额=U额I额=220V×2A=440W
则由欧姆定律可得,R1正常工作时的电阻为 R1=R2=U额I额=220V2A=110Ω
答:每个电热丝正常工作时的电阻为110Ω,额定功率是440W
(2)解:由电路图可知,只闭合S2时,两个电热丝串联,由于两个电热丝相同,所以它们分得的电压相同,各为110V,由乙图可知,此时流过电热丝的电流为1.5A,此时电暖器消耗的总功率为 P1=UI1=220V×1.5A=330W
答:只闭合S2时,流过电热丝的电流为1.5A,此时电暖器消耗的总功率为330W;
(3)解:由电路图可知,只闭合S1和S3,电路中两个电热丝并联,总功率为P总=2P额=2×440W=880W
由W=Pt可得,让电暖器工作15min,产生的热量为 Q放=W=P总t=880W×15×60s=7.92×105J
答:产生的热量是7.92×105J。
16.(1)解:当开关S接“1”时,为加热状态,此时电路中只有R1工作 I=UR1=220V88Ω=2.5A
答:加热状态时,电路中的电流是2.5A
(2)解:加热状态时,通电5min电流做功
W=Q=I2R1t=(2.5A)2×88Ω×5×60s=1.65×105J
答:加热状态时,通电5min电流做功是1.65×105J
(3)解:开关S接“2”时,为保温状态,此时R1、R2串联
电路总电阻 R=R1+R2=88Ω+352Ω=440Ω
电路消耗的总功率 P=(U)2R=(220V)2440Ω=110W
答:保温状态时,电路消耗的总功率是110W。
17.解:①由题意可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭锅处于1档加热状态;开关S自动与a、b断开并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于2档加热状态,因电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,1档加热时,R1消耗的电功率:P1=P加热1﹣P加热2=550W﹣110W=440W,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P= U2R 可得,R1、R2的阻值分别为:
R1= U2P加热1=(220)2440W =110Ω,R2= U2P加热2=(220)2110W =440Ω;
②当锅内混合物质温度达到102℃时,开始保压,
则混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.0×103J/(kg?℃)×2kg×(102℃﹣36℃)=5.28×105J,
因加热器产生的热量全部被混合物质吸收,
所以,由W=Q吸=Pt可得,从加热到保压的时间:
t′= Q吸P加热1 = 5.28×105J550W =960s=16min;
③由于电压力锅正常工作时间为20min,所以电压力锅最后2min处于保压状态,
则消耗的电能:W=P加热2t″=110W×2×60s=1.32×104J。
答:①R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω;②电压力锅加热16min后开始保压;③电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J。
18.(1)解:U=220V,I电=0.2A,
P电=UI电=220V×0.2A=44W。
答:吹冷风时,电动机的功率是44W
(2)解:S2接2、3时吹温风时,电路中电动机和电阻R1并联,
U1=U=220V,
又因为R1=110Ω,
通过R1的电流I1=U1R1=220V110Ω=2A。
1min电阻R1产生的热量Q=I12R1t=(2A)2×110Ω×60s=2.64×104J;
答:吹温风时,通过R1的电流是2A;1min电阻R1产生的热量是2.64×104J
(3)解:当开关接3、4时,电动机、电阻R1和电阻R2并联,
P1=U1I1=220V×2A=440W,
由P=P机+P1+P2得
P2=P?P机?P1=1000W?44W?440W=516W,
2min电流通过电阻R2做功W=P2t2=516W×2×60s=6.192×104J
答:吹热风时,2min电流通过电阻R2做了6.192×104J的功。
19.解:(1)S0断开时,只有R2连入电路,则P2=U2R2;S0闭合时R1和R2并联,则总功率为P′=P1+P2=U2R1+U2R2;所以,P′>P2,即当S0断开时电热饮水机处于保温状态;(2)由表格可知:P保温=40W,P加热=400W,由于电热饮水机处于加热时R1和R2并联,则P1=P加热﹣P保温=400W﹣40W=360W,根据P=U2R得:R1=U2P1=220V2360W≈134.4Ω;(3)已知正常工作时的加热功率为P加热=400W,根据P=U2R得:加热时电路的总电阻R==121Ω,则实验工作电压只有200V,电热水器的实际加热功率P实=≈330.6W,水满热水箱时水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,则水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×105J,需要消耗的电能W==6.3×105J,加热时间t=?≈1905.6s.答:(1)温控开关S0断开时,饮水机处于保温状态.(2)电阻R1的阻值为为134.4Ω.(3)将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要1905.6s

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