小专题：计算题-力热电综合
题型之一：力、热综合
1．（2018·恩施）如图，质量为0.1 kg的铁球从高为2.3 m的斜面顶端下滑后，撞击到水平地面上的金属块，假设撞击时铁球的机械能有20%转化成内能，并全部被铁球自身吸收，整个过程中无摩擦，不计空气阻力，c铁＝0.46×103 J/（kg·℃），g=10N/kg。 （1）求铁球下滑到斜面底端的过程中，重力做功多少？ （2）求铁球升高的温度为多少？
解：
（1）G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N
W＝Gh＝1N×2.3m＝2.3J
（2）铁球的机械能等于最初的重力势能，即W机＝W＝2.3J
Q20%×W机20%×2.3 JΔt＝＝＝＝0.01℃ 3
c铁mc铁m0.46×10 J/（kg·℃）×0.1 kg
2．（2018·宜昌）某款电动汽车以60 km/h的速度匀速行驶了80 km，牵引力720N，耗电18 kW·h。 （1）牵引力所做的功及功率各是多少？ （2）上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形，重量均相同的汽油车，在相同路面上以60 km/h的速度行驶80 km，其效率为25%，需要消耗多少kg汽油？（q汽油＝4.5×107 J/kg）
解：
37
（1）W＝Fs＝720 N×80×10 m＝5.76×10 J
WFs14P＝＝＝Fv＝720N×60×m/s＝1.2×10 W tt3.6
67
（2）W总＝18 kW·h＝18×3.6×10 J＝6.48×10 J
7
W有用5.76×10 Jη＝＝×100%≈88.9% 7
W总6.48×10 J
7
W有用W有用5.76×10 J8
（3）由η＝得，Q放＝＝＝2.304×10 J
Q放25%%
8
Q放2.304×10 J
由Q放＝mq得，m＝＝＝5.12kg 7
q4.5×10 J/kg
1
题型之二：多挡位用电器类（含电热综合）
1．（2018·随州）如图甲，某智能电饭锅，有加热、保温、断电的功能。其内部简化电路如图乙，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。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）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，则能将多少千克初温是20 ℃的水烧开。[在一个标准大气压下，水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），计算结果保留2位小数]
解：
（1）由图乙和图丙可知，
当开关接“1”时是加热，接“2”时是保温，接“3”时是断电， P加热＝0.8 kW＝800 W，P保温＝0.1 kW＝100 W
222UU（220 V）
由P＝UI＝得，R1＝＝＝60.5Ω
RP加热800 W
5
（2）加热时的热量：Q1＝P加热t1＝800 W×10×60 s＝4.8×10 J
4
保温时的热量：Q2＝P保温t2＝100 W×10×60 s＝6×10 J
Q吸545
由η＝得：Q吸＝η（Q1＋Q2）＝80%×（4.8×10 J＋6×10 J）＝4.32×10 J
Q总
5
Q吸4.32×10 J
由Q吸＝cmΔt得，m＝＝≈1.29 kg 3
c水Δt4.2×10 J/（kg·℃）×（100 ℃－20 ℃）
电热丝R2＝220Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），求： （1）高温挡的加热功率；
（2）用低温挡将22 kg水从20 ℃加热到60 ℃需要的时间．
2．（2018·眉山）某电热水器，内部电路结构如图所示。该热水器设有高、中、低三挡，电热丝R1＝50Ω，
解：
（1）当三个开关都闭合时，R1与R2并联，R总最小，此时P总最大，热水器处于高温挡。
2222UU（220 V）（220 V）
所以，P高温＝P1＋P2＝＋＝＋＝968 W＋220 W＝1188 W
R1R250 Ω220 Ω36
（2）Q＝cmΔt＝4.2×10 J/（kg·℃）×22 kg×（60 ℃－20 ℃）＝3.696×10 J
当闭合S、S2时，只有R2连入电路中，电路中R总最大，P总最小，热水器处于低温挡。
22U（220 V）
P低温＝P2＝＝＝220 W
R2220 Ω
由题意知，电热转化效率为84%，所以：Q＝84%P低温t
6
Q3.696×10 J4
所以，t＝＝＝2×10 s
84%×P低温84%×220 W
2
3.（2018·滨州）如图甲，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。闭合S1为“低温”挡。
××牌电暖器 额定电压 低温挡 额定功率 中温挡 高温挡 频率 （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60 kg，空气温度为10 ℃，设空气的比热容为1.1×103 J/（kg·℃），用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min，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？ 解：
UU（220 V）（1）由P＝得，R1＝＝＝88 Ω
RP低550 W
（2）只闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路；只闭合S2为“中温”挡，R2单独接入电路；
S1、S2同时闭合为高温挡，R1、R2并联。则，
高温挡功率：P高＝P低＋P中＝550W＋1100 W＝1650 W
P高1 650 W
根据P＝UI得，I高＝＝＝7.5 A
U220 V
6
（3）W＝P高t＝1 650 W×20×60 s＝1.98×10 J
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Q吸＝ηW＝50%×1.98×10 J＝9.9×10 J
5
Q吸9.9×10 J
由Q吸＝cmΔt可得，Δt＝＝＝15 ℃ 3
cm1.1×10 J/（kg·℃）×60 kg
2
2
2
220 V 550 W 1100 W 50 Hz
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中考物理总复习专题训练：热、力、电计算题(附答案)
