浙教版科学中考复习优中选优-物理-第35节-电热器和焦耳定律
试卷更新日期：2024-03-12 类型：一轮复习
一、填空题
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1. 某同学观察到12月底他家电能表如图所示，电能表是测量的仪表。该同学观察到当他家里只有一台电热水器工作时，这个电能表上的转盘在3min内转过了300转，则这台热水器的实际功率是W。
2. 小明为宠物保温箱设计了一个电加热器，其内部电路如图所示，S为旋转型开关，通过旋转开关S，可实现从低温到中温、高温的转换，保温箱及加热器的部分参数如表所示，保温箱内空气温度从10℃升高到32℃需要吸收的热量至少需要加热秒。
物理量
参数
加热器
工作电压
220V
中温挡功率
110W
低温挡功率
44 W
电阻R3
440Ω
加热效率η
80%
保温箱
空气质量m
1.5 kg
空气比热容c
0.8×103 J/(kg·℃)
二、单选题
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3. (2022·自贡)小王随父母去自贡江姐故里进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为60000 mAh，充电电压为5V，充电时剩余电量为0，于是她关闭家中其他用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（ ）
A、120r B、200r C、300r D、1000 r4. 如图所示为多档位加热器的电路图，电热丝的电阻小于电热丝的电阻。同时闭合和 ， 经过相同时间后，对电路的分析正确的是（ ）
A、两端的电压大于两端的电压 B、流过的电流小于流过的电流 C、产生热量大于产生热量 D、与串联，处于保温档5. 现有“9V6W”的灯泡L和“9V3W”的灯泡L2 ， 将它们分别如图甲、乙方式接入电路中，电源1和电源⒉两端电压均为9V。不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A、乙图中两灯均能正常发光 B、乙图中两灯功率之比PL1：PL2为2：1 C、甲图中，灯L1和L2中的电流之比IL1：IL2为2：1 D、乙图中，灯L1和L2两端的电压之比UL1：UL2为2：16. 超导是一种零电阻现象，用超导材料输送电能，可减少由于电阻引起的电能损耗。常温超导已成科研最高目标，最新研究己实现15贮超导(需要267GP的压力)，有了新突破。下列关系式可以解释超导减少电能损耗的是（ ）A、I= B、W=UIt C、P= D、Q=I2Rt7. 2023年的植树节，我国利用无人机在沙漠地区播撒植物种子。如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。若质量m＝2kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s末无人机离地高度h＝50m，整个运动过程中电动机提供升力F＝24N，所受空气阻力f大小不变，且无人机动能增加量ΔE＝25J。已知动力系统的电动机工作电压U＝25V，电流I＝3A。下列说法不正确的是（ ）
A、无人机在上升过程中做加速运动 B、20s内电动机输出的机械能（升力所做的功）为1200J C、所受空气阻力f为4N D、该电动机的线圈电阻约为1.7Ω8. 下列各图都是课本上的实验示意图，关于各实验的解释正确的是（ ）
A、甲图所示的实验中，两个电阻丝串联的目的是为了控制通过它们的电流、通电时间相同 B、乙图实验可以说明：物体的动能大小与高度有关。在其它条件相同时，高度越高，物体的动能越大 C、丙图所示实验中，若弹簧测力计沿斜面拉动物体匀速直线运动，弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力 D、丁图所示实验可以说明做功可以改变物体的内能，气体对外做功时，管内气体内能增大9. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A、R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大 B、电源电压为12V C、R1的电功率变化范围是1.2～10.8W D、电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J10. 小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（ ）
A、探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化 B、探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化 C、装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球 D、装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球三、实验探究题
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11. 用图甲电路研究电热与电流的关系，若要比较不同设定电流值时的电热多少，调节电流大小过程中，电热丝已经开始加热，因而会影响实验的准确性。为解决这一问题，小明设计图乙电路进行研究。图中电路包括调试电路和实验电路，R1和R2是阻值都为20欧的电热丝，R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路，使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下：
①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度；
②将开关S与“1”连接，调节滑动变阻器，直至电流表示数为0.2安；
③将开关S拨至“2”，使R2工作50秒，断开开关S，测量并记录 ▲ ；
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安，重复上述步骤。记录相关
数据，并计算每次升高的温度（可反映电热的多少），整理、I2的数据如图丙：
(1)、将步骤③补充完整；(2)、在答题纸图丙中画出与的关系图像；(3)、小科想改变电热丝阻值，用上述实验中设定的电流值，继续研究电热与电流的关系：保持R1不变，将R2更换为30欧的电热丝，重复上述步骤。他的做法是否合理并说明理由：。12. 科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧，A、B是相同的玻璃管，管内初始液面位置相同。闭合开关，每隔1分钟记录液面上升的高度，多次实验处理结果如图乙。
(1)、除电流表外，本实验中还需要用到的测量工具有 。(2)、实验中通过 （选填“加热时间”或“玻璃管内液面的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。(3)、分析图乙，可得出的结论是 。(4)、小明经过调查发现：常温下，空气的比热容是煤油比热容的二分之一，空气的比热容会随温度的变化而变化。小明建议用空气代替煤油进行实验，装置如图丙。你是否赞同小明的建议并说明理由 。四、解答题
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13. 如图所示是研究“电流产生热量大小跟电阻大小关系”的实验。现两个相同的烧瓶中均装入50克的煤油，两个烧瓶中电阻丝阻值不同，电阻丝甲阻值为5欧，甲乙两个烧瓶中煤油初始温度均为20℃。当闭合开关后，电流表读数为0.8安，经过200秒的时间，观察、记录两个烧瓶中煤油的温度变化。假设电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，电阻丝的阻值不随温度变化，电源电压保持不变，已知煤油的比热容c=2.1×103焦/（千克·℃）。
(1)、若电阻丝乙阻值大于电阻丝甲，你预测“两个烧瓶中煤油的温度变化”的结果是。(2)、请利用实验数据列式计算来验证你的猜想结果：①200秒内，烧瓶甲中电阻丝产生的热量。
②200秒后，烧瓶甲中煤油的温度。（结果保留一位小数）
(3)、若要利用上述实验器材继续研究“电流产生热量大小跟电流大小关系”，在上述实验结束后，接下来实验操作应该是。14. 小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲，R1、R2为发热电阻，且R2=3R1 ， S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关s可实现”关”“低挡”“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)，其高挡功率为440W。
(1)、高挡工作时，电路中的电流为多大？(2)、加湿器处于低挡时的电功率为多大？(3)、加湿器的P-t关系图像如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？15. 如图甲所示某种智能型电饭锅，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
(1)、据图乙可知，温控开关S与触点（选填“1”、“2”或“3”）接触时，电饭锅处于保温状态。(2)、电阻R2＝Ω。(3)、此次煮饭产生的总热量如果用来烧水，其中80%热量被水吸收，则能将初温是20℃的多少质量的水烧开？（在一个标准大气压下，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），计算结果保留1位小数。）16. 科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动，过程如下：[明确问题]科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准：
①工作电压：220V；煮饭模式功率：880W ；保温模式功率：88W；
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
(1)、[方案设计]根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲的方案，图中开关S1 ， S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880W，则发热电阻R1 ， 应选择的阻值为多少欧？(2)、[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙的方案。①工作电路中的发热电阻R，应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度105℃时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V，当电流达到0.03A时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，选用的定值电阻R0阻值应为多少欧？(电磁铁线圈阻值不计)
17. 豆芽发芽需要适宜的温度和湿度，市场上出现的豆芽机一般有在气温不同时自动加温和喷水的功能。具体功能如表：小鹿根据要求设计了图乙所示电路图，电路由控制电路和工作电路组成。工作电路：工作电路电压U=220伏，加温电阻121欧姆、喷水水泵功率为80瓦。
控制电路：电源电压U0=6伏，定值电阻Ro=100欧，热敏电阻Rt放在外壳空气中，其阻值随温度的变化关系见图丙，设定两个电磁铁线圈a和线圈b分别在气温为15℃和30℃时恰好吸住衔铁a和衔铁b。工作电路中，定时开关1控制喷水模式①(每1小时喷水一次)，定时开关2控制喷水模式②(每半小时喷水一次)，两种模式每次喷水持续10分钟。衔铁、线圈、开关和导线的电阻均忽略不计。
气温(运行模式)
加温装置
喷水装置
<15℃(冬季模式)
加温
喷水模式①
15℃-30℃(常规模式)
——
喷水模式
≥30℃(夏季模式)
不加温
喷水模式②
(1)、请在表中补充豆芽机在常规模式运行时加温装置和喷水装置的工作情况、喷水模式。(2)、计算30℃时控制电路中的电流。(3)、计算冬季模式时，工作电路工作一天消耗的电能为多少？18. 图甲是一家用电暖器，有“低温”，“中温”，“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题：××牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡
频率
50Hz
(1)、“低温”挡正常工作时的电阻是多少？(2)、“高温”挡正常工作时的总电流是多少？(3)、若某房间内空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？19. 如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中（如表）。7秒后，电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃，此时，K1、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220伏，电热丝R2的阻值为16.8欧。设定水温/℃
40
55
70
85
100
煮水箱中水的体积/毫升
10
20
30
40
50
冷水箱中水的体积/毫升
40
30
20
10
0
(1)、即热饮水机是利用什么原理使水温升高的。(2)、若加热过程中的能量转化效率为90%，设定取水温度为40℃，则需调节电热丝R1的阻值为多少欧？（c水＝4.2×103J/（kg•℃））(3)、为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85℃的大致位置并简要说明理由？20. 小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。【电路简介】
工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭煲内的电热丝。
控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。
【快煮模式】闭合开关S、S1、S2 ， 电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。
【保温模式】开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃～80℃。
(1)、由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为 分钟。(2)、若R1接入电路的阻值为840欧，R2阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热丝R2消耗的电能为多少焦？(3)、请结合图甲、乙说明开关S2断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。