专题12电与热一、方法指导
该类题型综合多种物理知识点，紧密联系生活实际，立意于新的物理情景，知识跨度大，综合性强，难度高，解题过程中，应结合题中条件，联系对应的物理模型，选择适当的物理知识分析求解。
二、类型解读
通常这种类型的分类是根据力、电和热学之间的结合分类，常见的分类有力热综合(如汽车的运动)、电热综合(如电热器)、电力综合(电动车)等，这种分类方式并不能较全面的概括这种类型的综合题，比如题中出现太阳能、潮汐能等能量形式，学生就不知道如何归类。而且这种分类方式也不能具体指导学生如何解答此类综合题，故本书对初中较复杂的这类综合题做如下分类：
1、基本公式或基本原理的组合。其中包括力学基本公式和原理、电学基本公式、热学基本公式等在某个实际应用的题干中出现，没有相关的联系。
2、能量转化的效率问题。涉及到机械能、电能、热能、太阳能、潮汐能等各种能量相互转化的效率，解题关键是弄清什么能转化成什么能，前者即为总能量，后者为有
??
用的能量，基本的效率公式形式是
W有用W总
W有用?100%?100%??Q总或。只要能根据能
量转换写出效率公式，然后将力学、电学或热学基本公式代入即可解题。
3、利用图象或表格进行综合。此类问题往往利用图象或者表格数据将力学、电学和热学综合在一起，常常会和电学的动态电路相结合增加试题的难度。学生要能在图象或表格中找到物理量之间的数量关系，并且熟练掌握动态电路分析，才能顺利解决这类问题。
考点一：铭牌类
11．（2019?益阳）某居民家安装了一台电热水器，其铭牌标示如下表所示。加满20℃的水后加热至70℃，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），干木材的热值q＝1.2×107J/kg。
（1）水需要吸收多少热量？
（2）电热水器正常工作时至少需要多长时间？
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
××型电热水器
额定加热功率额定电压温度设定范围
容量出厂日期
2400W220V20℃～90℃
40L
加热方式安全等级净重
电加热器防触电保护一类
20kg
整机外形尺寸530mm×400mm×400mm2019年5月15日
【解析】解：
（1）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，20℃的水加热至70℃，则水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J，（2）电热水器正常工作时至少需要消耗的电能：W＝Q吸，由P＝可得，电热水器正常工作时至少需要的时间：t＝＝
＝
＝3500s；
（3）根据Q吸＝14%Q放可知，干木材完全燃烧放出的热量为：Q放＝
＝
＝6×107J；
根据Q放＝mq可知，需要干木柴的质量为：
2m′＝＝＝5kg。
答：（1）水需要吸收8.4×106J热量；
（2）电热水器正常工作时至少需要3500s时间；
（3）如果用干木材替代电热水器烧水，效率为14%，需要5kg干木材。
2．（2018?河南）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与底的加热盘烧水时是通过
相连，防止漏电时对人造成伤害。壶
的方式改变了水的内能。
（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？
额定容量额定电压额定功率频率
2.0L220V2000W50Hz
（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），则该电热水壶的加热效率为多少？（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。
【解析】解：
（1）电冰箱属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。烧水时水吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的；（2）由铭牌可知，电水壶的额定功率为2000W，额定电压为220V，由P＝UI得电水壶正常工作时的电流：
3I＝＝≈9.1A；
﹣
（3）由铭牌可知，电热水壶的最大容量V＝2.0L＝2.0×103m3，电热水壶内装满水，﹣
则水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.0×103m3＝2kg，
水需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣15℃）＝7.14×105J；（3）电水壶正常工作t＝7min＝420s，由p＝得电水壶正常工作7min消耗电能：W＝Pt＝2000W×420s＝8.4×105J；该电热水壶的加热效率η＝
×100%＝
×100%＝85%。
（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。答：（1）地线；热传递；
（2）正常工作时通过电热水壶的电流是9.1A；（3）该电热水壶的加热效率为85%；
（4）如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。3．（2019?绥化）小泽家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息如下。
额定电压额定功率容积
（1）求电热足浴器正常工作时的电阻；
（2）用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃，求水吸收的热量；
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将（2）问中的水从20℃加热到40℃，求这个电热足浴器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该足浴器两端的实际电压（电
220V1210W7L
4热足浴器阻值不随温度变化而变化）。
【解析】解：（1）由P＝R＝
＝
＝40Ω；
得，电热足浴器正常工作时的电阻：
（2）水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；（3）足浴器在额定电压下使用500s消耗的电能：W＝Pt＝1210W×500s＝6.05×105J，电热足浴器的加热效率：η＝×100%＝
×100%≈69.4%；
（4）由图知，电能表上标有3000r/（kW?h），
让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，则足浴器1min消耗的电能：W′＝由W＝U实＝
kW?h×50＝
kW?h＝6×104J，
t得，此时该足浴器两端的实际电压：＝
＝200V。
答：（1）电热足浴器正常工作时的电阻为40Ω；（2）水吸收的热量为4.2×105J；（3）电热足浴器的加热效率为69.4%；（4）此时该足浴器两端的实际电压为200V。
4．（2019?衢州）空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能，其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时，通常向水箱中加水，使吹出的风比无水时凉爽。下表是
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专题12 电、力、热综合专题计算(二)-备战2020年中考物理必考计算精解精练(解析版)
