《焦耳定律》计算题专项练习一、计算题（本大题共20小题，共160.0分）1.图甲为雯雯家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能。

图乙是其简化电路。

当S接a时，电煲锅加热；当S接b时，电煲锅保温。

已知：电源电压为220V.R1=55Ω，加热时总功率与保温时总功率的关系为：P加热=5P保温.[c米饭=4×103J/(kg⋅℃)]求：(1)若电煲锅内装有1kg米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收多少热量？(2)电阻R2的阻值为多少？(3)若电煲锅的热效率为80%，加热这些米饭需要多长时间？2.有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg⋅℃)。

求：(1)将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；(2)用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；(3)只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。

3.图甲为一种新型电饭锅，图乙为其简化电路，其中R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关，通过开关的控制，可实现智能化地控制食物在不同时间段的温度．图丙为其在工作的30min内功率随时间变化的图象．已知其高温档的功率为600W，电阻R1=5R2．(1)请写出电饭锅在低温档保温时两个开关的通断状态．(2)求出电饭锅在这30min内产生的热量．4.如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．已知R1、R2是电热丝，R2= 55Ω，温水档的电功率是2.2kW.求：(1)当流出水为温水时，接入电阻的值；(2)当流出水为温水时，该水龙头1min消耗的电能若由燃油燃烧提供，所需燃油的质量；(燃油的热值为4.4×107J/kg)(3)若该水龙头1min能放出约1kg的温水，效率为84%，则温水升高的温度．5.如图是我们家庭用的一种电热饮水机的简化电路图，其参数如表，R1、R2是发热电阻丝．型号：YSJ−66额定电压220V加热功率1000W保温功率44W水箱容积5L频率50Hz1、S2都闭合时，饮水机处于加热状态，求R2的电阻值．(2)当用该饮水机将质量为0.4kg、初温为25℃的水加热至沸腾，所用时间为140s.求：水需要吸收的热量是多少？饮水机正常工作的加热效率为多少？(气压为一个标准大气压)6.养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。

如图是某款养生壶及其铭牌，求：(1)养生壶正常工作时的电阻；(2)若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】(3)用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J，此时养生(设养生壶的电阻和加热效率不变)。

型号CH−M16额定电压220V频率50Hz额定功率1000W容量 1.2L7.电热水壶中装入1.5kg20℃的凉水，通电正常工作6min即被烧开至100℃.已知水的比热容c=4.2×103⋅℃)，请你根据下表和题目所提供的信息．产品型号EL−8952额定电压220V频率50Hz额定功率1500W容量 1.5L求：(1)该过程中水吸收的热量．(2)热水壶烧水这6min消耗的电能．8.每当冬季或阴雨天气，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度、为此人们研制了太阳能、电能两用热水器、大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：XX牌热水器型号V−55额定容积100L额定电压220V额定频率50Hz额定功率1500W防水等级50℃时需要吸收多少热量？(1L= 10−3m3)。

(2)大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？(设电能全部转化为热能)(3)在上述(2)情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？9.用豆浆机制作豆浆的过程是：按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中、经过预热、打浆、加热等程序。

即可制成熟豆浆。

某豆桨机的参数如下表：型号额定电压额定频率打浆功率加(预)热功率容量SYL−624220V50Hz200W1100W2000mL一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共，需完成加工过程，其工作信息如图所示。

请解答下列问题：(1)根据工作信息图可知、从第6min至第9min为第一段加热过程，求这段过程中豆浆吸收的热量是多少？(c豆浆=4.0×103J(kg⋅℃))(2)豆浆机正常工作完成一次豆浆制作，共消耗多少电能？10.图甲是一款紫砂电饭锅，图乙是其简化电路图，部分参数如表所示，R1、R2是电热丝，已知R1的阻值为55Ω.求：(1)将锅内1L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量。

【c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，ρ水=1.0×103kg/m3】(2)电热丝R2的阻值。

(3)若不计热量损失，将2.2kg的粥用高温档加热5min，粥升高的温度。

【取c粥=3额定电压220V电功率高温档1320W 中温档880W 低温档440W11.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎，图乙是某养生壶简化电路图。

(1)求R1的阻值；(2)在标准大气压下，使用高温档将初温是20℃的一壶廾水烧开，求水吸收的热量；(3)若养生壶高温档加热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间。

12.电吹风是现代家庭的常用电器。

如图甲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图乙所示。

(1)当只闭合S1时，电吹风正常工作，通过电动机的电流为多大？(小数点后保留两位)(2)当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，1min内电流通过电热丝R产生的热量是多少？(3)小明家的电能表如图丙所示，当小明家只有电吹风正常工作并且吹热风时，半小时电能表的转盘旋转多少圈？13.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω.当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A.求：(1)通电10s电阻丝R1产生的热量；(2)电源两端的电压。

14.图甲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，水蒸气无法凝结其上，便于成像，该防雾镜的相关数据如表。

镜子质量 1.2kg额定电压220V额定功率88W(2)经测试，在−5℃环境下工作500s使平面镜的平均温度升高了44℃，求电热膜给平面镜的加热效率。

[玻璃的比热容为0.75×103J/(kg⋅℃)](3)如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热膜的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要。

请求出R的最大阻值。

15.水桶容量20L热水箱容量1L额定电压220V加热功率400W保温功率44W(1)当S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于______状态(填“加热”或“保温”)，此时电路中的电流是多大？(2)饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求：水吸收的热量是多少？(水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃))(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求：将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒？16.某直流电动机M的额定电压为20V，工作时的电流I与两端所加的电压U的关系如图(左)所示(OA段为直线，AB段为曲线)。

电动机线圈电阻r恒定。

将电动机按如图(右)所示接入电路，电源电压U=30V恒定，电流表为理想电流表，调节滑动变阻器R使电动机正常工作，试求此时：(1)电动机线圈电阻r。

(2)1min内滑动变阻器上产生的电热Q。

(3)电动机将电能转化为机械能的效率η。

17.现代居家生活中，水族箱已成为室内装饰的一个亮点，某品牌水族箱(如图)的玻璃容器内装有50L水，内置一根“220V100W”的自动温控棒，冬天养热带鱼时，水族箱内水的温度要求控制在26℃～28℃之间(温度棒的水温低于26℃时开始工作，水温达到28℃时自动断开)(1)求水族箱中水的质量；(2)在某次温控中，温控棒正常工作了87.5min，求该次温控棒的温控效率【水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)】(3)若用电高峰时，家庭电路的实际电压仅为217.8V，求此时温控棒的工作电流(温控棒阻值不变)18.如图甲是某型号的电热炉，图乙是其电路结构简图，通过控制档位开关S a、S b可以获得四档加热功率，已知电阻丝R1的阻值为44Ω，不计温度对R1、R2阻值的影响。

(1)当开关S b断开，S a与触点1接通时，求通过开关S a的电流；(2)当开关S b断开，S a与触点2接通时，电热炉对1kg水加热7min，水温升高30℃，求电热丝R2的阻值。

已知消耗的电能有75%被水吸收，水的比热容为4.2×103J/ (k⋅℃)(3)若开关S b闭合时，电热炉的电功率总比S b断开时大，请比较R1、R2阻值的大小关系，并写出分析过程。

19.小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W，水箱最多可容纳50kg水，注满水的淋浴器连续正常加热40min，淋浴器上温度示数由22℃上升到42℃。

C水=4.2×103J/ (kg⋅℃)求：(1)此过程中水箱中水吸收的热量；(2)该电热淋浴器加热时的热效率。

20.我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。

以手机为例，华为“Mate20pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。

已知该电池的部分参数如表所示。

电池名称锂离子电池电压 3.7V容量4200mAh(2)如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V600mA”，另一个标注“输出5V4A”，其中有一个是快速充电器。

假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟？(3)有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。

答案和解析1.【答案】解：(1)米饭吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−12℃)=3.52×105J；(2)由电路图可知，开关S接“b”时，R1、R2串联；开关S接“a”时，电路为R1的简单电路，由P=U2R可知，开关S接“b”时，电煲锅保温，电路中的总电阻：U2=P保温R总①；开关S接“a”时，电煲锅加热，电路中的总电阻：U2=P加热R1②；已知：P加热=5P保温③，根据①②③可得：P保温R总=5P保温R1；所以，R总=5R1=5×55Ω=275Ω；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的电阻值：R2=R总−R1=275Ω−55Ω=220Ω；(3)电煲锅的加热功率为：P加热=U2R1=(220V)255Ω=880W；由η=Q吸W，电煲锅消耗的电能：W=Q吸η=3.52×105J80%=4.4×105J，由P=Wt可得，电煲锅需要的加热时间：t=WP加热=4.4×105J880W=500s。