电热综合计算

1.人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同有关数据如下表

①______________；②______________

（2）LED灯正常工作时的电流是______________A．每天正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为________kW·h，可将______________kg的水从20℃加热到100℃． 

2. 小明的新家想安装一台无水箱式电热水器，这种电热水器当有冷水流过它时，就能达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。已知冷水温度为15℃，淋浴所需热水温度为40℃，电热水器一分钟流出热水的质量约为4Kg，水的比热容为4.2×103J/（Kg·℃）.

(1)将质量为4 Kg温度为15℃的冷水，加热到淋浴所需要的温度，水吸收的热量是多少？

（2）如果不考虑热损失，无箱式热水器的电功率至少多大才能满足淋浴的要求？

（3）小明新家的电路允许通过的最大电流为30A，问他家能不能使用该电热水器？

3. 有一种WSJ-60型号电热壶，其铭牌标志如图所示。现将一满壶20℃的水在额定电压下烧开需时5min,已知外界气压为1标准大气压，水的比热容。=4.2 x 10'J/(kg·℃）。求：

（1)  水吸收的热量。（2）电热壶的效率。

(3）小明发现在用电高峰时烧开一满壶20℃的水需时

6min 3s，那么此时实际电压是多少？

4.电磁炉是一种新型灶具，图9所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问：

(1)电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？

(2)某同学用功率为2000W的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？ 

 5.小亮所在班级的饮水机铭牌如下表所示。他们对饮水机的工作情况进行了与研究，发现当加热内胆里的水温达到90℃时，温控开关就会自动断开，停止加热；当水温降至60℃时，温控开关又会自动打开重新加热，每次加热的时间为t＝4min。

（1）饮水机加热一次消耗的电能W0为多少？

(2)饮水机设计热内胆的好处是每次只加热少量的水，既能使人们在较短的时间内喝上热水，又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据前面的数据，计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg·℃）〕。

(3）某日下午放学时，值日生小刚忘了关掉饮水机，直到第二天进教室后才发现，他为自己不小心浪费了电能而内疚。因为他知道，虽然饮水机是断续工作的，但这一晚上（约12小时）也会浪费不少电能。他经过一定的测量，就估算出了这一个晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方祛，不需具体的数据计算。

6.我们生活的鸡西市，到了冬季，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：

(1)太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(IL=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问?(设电能全部转化为热能)

(3)在上述(2)情况下．加I热器正常工作实际用了3小时．则此热水器的效率为多少?

(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写一条即可)

7.某电热水瓶的铭牌如下表所示。若热水瓶内装满水，在额定电压下工作（外界大气压强为1个标准大气压）。求：

（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？

（2）加热时电热水瓶的电阻多大？

（3）若瓶内20℃的水加热10min正好烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？

（4）请你尝试画出电热水瓶的内部电路图。    

8.冬天，李霞同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，她找来说明书，发现电热毯的电路图如下图所示，电热毯工作时电路要么处于A状态：S1闭合，S2断开，S3接1；要么处于B状态：S1闭合，S2闭合，S3接2。

⑴判断A、B状态分别对应电热毯哪个档，并说明理由；

⑵已知电热毯在220V电压下工作时，低温档工作时消耗的功率是48.4W，高温档工作时电路的总电阻是160Ω，试求R1、R2分别为多少？(已知R1＞R2)？

9.某电热毯只有一个挡位，使用不方便。小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯。已知原电热毯的额定电压为220V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220V 25W”灯泡串联在家庭电路中(如图22所示)，电压表的示数为176V。(电源电压恒为220V，不考虑温度对电阻阻值的影响)

求：(1)原电热毯的额定功率多大?

    (2)为了使改造后的电热毯(如图23所示)在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝?(保留一位小数)

    (3)改造后的电热毯，在低温挡位时工作10min，R0消耗多少电能?

10.培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。图12是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W。（电热丝阻值不随温度变化）请你解答下列问题：

（1）（1分）电热丝是利用电流的______效应工作的。

（2）通过电热丝R的电流为多大？

（3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W。在不改变电源电压和原电热丝的情况下，在箱内串联一段多大阻值的电热丝？

11.冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。

（1）图甲中有定值电阻R2（置于电热毯外部），电热丝R：，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态?并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。

（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说  明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。

（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。

12. 许明家的电吹风内部电路的连接情况如图16所示，有带风叶的小电动机一只，电热丝一段(正常工作时，电阻为80Ω，开关两只(S1、S2)，插头一只，导线若干。  

(1)观察此图，请按电吹风的功能。在下表空格内填出开关对应的状态(填“闭合”或“断开”)

(2)许明在家中断开其它用电器，将电吹风插入插座(电源电压为220V)，当电吹风吹冷风时，测得15min内，他家中的电能表的铝盘转了90转(电能表上标有“3000r／kw·h”)，请你算出该电吹风吹热风时消耗的总功率。

13. CRH2型动车组，最大运营速度为200km／h。

（1）当该动车组用4800kW的牵引功率使列车以50m／s的速度匀速直线行驶时，动车组所受到的阻力f多大？

（2）该动车组的每节车厢上都配有电热水器。在标准大气压下，用它把10kg、20℃的水烧开．电流至少要做多少功？若它工作时的电功率为42kW，至少需要多少时间？

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，求：

(1)热水器中电热丝的电阻：(2)水所吸收的热量(3)热水器的效率． 

    (1)输电线路中的电流多大？    (2)输电线路损失的电功率多大？

    (3)发电机实际输出电压多大？    (4)该柴油发电机工作过程中，每小时消 耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是 多少？（柴油热值是3.3 X 107J/kg)

16. 图21所示的是一种WSH—50型号家用饮水机及铭牌，图22是饮水机的电路图。

（1）在下列空格中填写“亮”或“不亮”

    当温控开关1、2都闭合时，加热管正常工作，红灯           ，绿灯        ；

当水沸腾后，温控开关1、2都断开，加热管不工作，其中R红远远小于R绿，则红灯

               ，绿灯               。

（2）现将质量为0.5Kg，初温20℃的水在标准大气压下烧开需用时6min，请计算水所吸收的热量[水的比热容为4.2×103J/（Kg·℃）].

(3)求饮水机正常工作6min消耗的电能。

（4）比较（2）、（3）的计算结果你能发现什么问题，并解释原因。