九年级热电综合专题

热电综合专题A 组1有一种太阳能路灯（电路如图），光控开关S1白天与触点a 接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上，与触点b 接触，给路灯供电。时控开关S2晚上12 点前与触点c 接触，主灯发光，12 点后与触点d 接触，副灯发光。主灯为“24V 15W ”的节能灯，副灯为“24V 10W ”的节能灯，平均每天各工作6 小时。（1）路灯正常工作一天消耗的电能是多少干瓦时？（2）已知太阳能电池板的面积为0.5m2，每平方米平均收集功率为1.5KW ，若太阳光照射10 小时能使路灯正常工作5 天，求太阳能电池板光电转化效率。（3）请举出这种太阳能路灯的两个优点。2你见过戴着面罩或墨镜的工人进行电焊作业吗？电焊是利用电流的热效应产生高温，将焊条熔化，从而使两金属部件焊接在一起。电焊机工作时有很大电流，但不会连续工作，所以导线中会产生迅速变化、时断时续的电流。（1）电焊机输出电压40 V、输出功率2000W，某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，从安全角度考虑，计算说明应选择哪种导线作为电焊机的输出导线？导 线 规 格导线横截面积S/mm2254610安全载流量I/ A28374768（2）焊条熔点为1100，比热容为0.4103J（kg）。假设电流放出的热量全部被焊条吸收并使焊条升温，电焊机工作4s，可使一根质量为20g的焊条全部熔化吗？（3）电焊机工作时会对周围的居民或行人的生活造成一定的影响，请指出其中的两点。3 李杨同学在家里用电加热器(俗称“热得快)给暖瓶中1.5kg的水加热lOmin，水温从20恰好升高到100求： (1)水吸收的热量是多少? (2)李杨家的电能表标着3000rkwh，在这lOmin内电能表的转盘转多少转? 只有这个电加热器工作，且它放出的热量全部被水吸收C水=4.2103J(kg)4一家用电热水器的铭牌如下表示根据铭牌所提供的信息，解答下列问题：(1)为安全起见!该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个? (2)该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大?(3)将该电热水器装满水加热，使水温由20升高到60，水需要吸收多少热量?C水4.2103J(kg)(4)若电热水器正常工作时电热丝所产生热量的80被水吸收，则第(3)问中的加热过程需多少时间?5.在一次课外活动中，小悦同学对家用电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如下表：请你根据小悦同学在活动中获得的有关资料，求借在这段时间内观察对象有关记录研究活动电磁炉的铭牌U额=220V P额=1kw用电磁炉加热一壶水(水的质量为2kg,初温为30.关闭家里其他用电器，只将该电磁炉接入电路烧水，观察电能表表盘在5min内转了150r，此时用温度计测得水的温度为50电能表的铭牌220V 10（40）A50HZ 2000r/kwh（1）水所吸收的热量 （2）电磁炉的实际功率 （3）电磁炉烧水的效率6有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m2，能将接收的太阳能的50转化为水的内能它的电热水器铭牌见下表 (1)晴天时，用太阳能吸热每年6月份，合肥地区向着阳光的地方平均每1m2的面积在1小时内得到的太阳辐射能约为3.2106 J，如果每天接收太阳能的时间以8小时计算，可以将80kg，初温为20的水加热到多少摄氏度?(水的比热容C=4.2103 J(kg) (2)如果遇到雨天用电能加热，在额定电压下工作时，将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需多长时间?(假定所消耗的电能全部转化为水的内能) (3)给合本题，谈谈使用太阳能的优缺点7太阳能是人类能源的宝库，人类早期除了间接利用存贮在化石燃料中的能源外，还设法直接利用太阳能。如图所示，太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置。太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分。（1）储存装置比集热板的位置要高，请你猜想为什么要这样设计？（2）假设家用太阳能热水器的效率在夏天可达50；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26103Jm2s。如果储水箱内的水大约有40kg，集热板接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，请计算，要使水温上升30需要多长时间？（C水4.2103J/(kg.)）8图甲是一种常见的用电器电吹风，它既可以吹热风，又可以吹冷风。（1）图乙是电吹风的电路示意图，图中开关所在的位置（阴影部分）表示触点O与触点1、2同时接通。请你分别在方框a、b中填入合适的元件名称“电热丝”或“电动机”。（2）电吹风的部分参数如下表所示，当电吹风正常吹热风时，通过电热丝的电流及其1min内产生的热量分别为多少？额定电压220V冷风功率120W热风功率1000W电源频率50Hz9小明家买了一个电热水壶，其铭牌如下表所示。额定电压220V额定频率50Hz加热功率1000W保温功能40w最大容量2L环境湿度90%（1）铭牌中“50Hz”的含义是 。（2）小明和小华想测量电热水壶的实际功率。当只有电热水壶工作时，小明发现在3min内脉冲式电能表的指示灯闪了90次（脉冲式电能表表盘上标有“2000imp/kmh”字样，表示指示灯每闪2000次，电路中耗电1 kmh），电热水壶的实际功率是多少？（3）在进行上述测试时，小华在热水壶中装了2L温度为200C的水，测得在3min内壶中的水温升高到了350C。试求这次测试时电热水壶的效率。C水=4.2103J/(kg0C) 10黄冈实验中学为解决教师们的健康饮水问题，新添置了一批台式温热饮水机，其铭牌如下表所示如图13所示是饮水机简化电路的示意图，S是用感温材料制造的温控开关，R。是电阻，凡是供加热的电阻丝分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态；当S断开时，饮水机处于保温状态(c水=4.2103J(kg) (1)在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大? (2)正常工作时，该饮水机将热水罐中0.6kg、18的水加热至93，用时6min用这些数据及题目中的信息，计算该饮水机加热状态时的效率(3)如果要使心在保温状态时的功率是加热状态时的一半，R1与R2的比值是多少? B组11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：保温时通过电热水瓶的电流是多少？加热时电热水瓶的电阻多大？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？请你尝试画出电热水瓶的内部电路图12、热熔胶在室温下为固体，加热到一定程度时变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起。如图甲是热熔胶枪的外形，其内部有2只相同的PTC加热元件，电路如图乙。单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示。扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时倒向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机S同时倒向B、C。(1)松开扳机时为预热状态，当温度为80时，电路中的电流是多少?(2)当温度为180时，胶液有最佳粘性，已知一根胶条的质量为40g，若熔化lkg胶需要吸收6.0105J热量，试计算在正常情况下使用完一根胶条至少要多长时间?(3)试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180附近的道理。13 如图甲所示的是养鸡场的一种电热孵卵器，杨洁同学为该场设计安装了调节温度的旋钮式多档开关，其内部电路简图如图甲所示，两电阻丝阻值Rl = R2 = 242，旋转多档开关的旋钮可以改变a 、b 、c、d 四个接线之间的连接情况，从而使家用电器达到所需温度。图乙给出了其中的五种连接方式。几种长lm ，横截面积lmm2 的金属导线在20 时的电阻值则：(l）图乙中电路连接不正确的是哪一个？（用英文字母表示）并请你说明原因。（2）计算该家用电器正常使用时的最小功率。(3）如果请你选用上表中的材料做电阻线，你将选用何种材料，若电阻线的横截面积为1mm2 ，至少要多长的电阻线？为了缩小电阻线的体积，你打算对材料作何种处理？导线电阻R/导线电阻R/ 铜0.017 钨0.052 铝0.027 锰铜合金0.44 铁0.096 镍铬合金1.1 14如图是我国西部某地区风力发电的外景。该地区空气密度为1.3/m3，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。平均风速（m/s）510152025301s内获得的能量（104J）4812162024（1）若某时间内风速为10 m/s，一台风车工作1小时所产生的电能供10只“220V 100W”灯泡正常工作8h，求这台风车发电的效率。（2）若此地年平均风速为15 m/s，100台这样的风车一年（工作时间按4000h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3107J/）（3）若风速为10 m/s，则1min内有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面？15医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同如图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分电路)电源电压恒为4.5V(1)若对总质量为5kg、初温为15的钢制器械进行消毒，消毒温度须达到115时，器械共吸收多少热量?c钢=0.46103J(kg)(2)压强传感器R1(阻值随所受的压强大小发生变化的可变电阻)置入锅内，其受压面积为2cm2，如果R1表面能承受的最大压力为70N，则锅内允许的最高气压是多少?(3)A1为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表)，当锅内气压不高于1标准大气压时，A1显示气压值都为0，此时R1阻值为200，求：气压表零刻度线应标在电流表Al刻度盘多少毫安处?(4)热敏传感器R2(阻值随温度发生变化的可变电阻)置于锅内，A2为显示温度的仪表(实质是电流表)；R2的电阻与温度的关系如下表所示：温度t80859095100105110115电阻R21201101009080706050当电流表A2示数为60mA时，锅内的温度为多少?16图甲是即热式电热水龙头，图乙是它的原理图，通过旋转手柄带动开关S在A、B、C之间接通对应的电路，从而实现在冷水、温水、热水之间切换。水流经电热丝时，被加热后流出。右表是它的相关技术参数。(1)当它放热水时，开关S应该处于图乙中 （填A、B、C）位置。 (2)求电热丝R2的阻值。(3)如果进水口的水温是4，龙头正常出水时，放出热水的水温最高能达到多少？水的比热容为4.2103J/( Kg) 甲 乙17、甲图是一种即开即可以用热水的电热水龙头，乙图是它的电路原理图。旋转电热水龙头的手柄可带动切换开关在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。电热水龙头的部分参数如丙表所示。额定电压220V额定功率2kW/3.5kW电热效率90%超温保护55（1）开关处于位置1时，放出的水温最高，试求电热丝R1的阻值。（2）当开关处于位置1、进水口的水温接近25时，超温保护器就切断了电路。试估算水龙头每分钟可以放出多少千克的热水？18.如图所示是一种家用蒸汽电熨斗的实物图和铭牌，使用时水箱中的水滴入被加热的底板汽室，迅速汽化产生向下的蒸汽（1）在熨斗水箱中注入0.3kg的水，将它平放在水平桌面上，求：熨斗对衣服的压强（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20升 高到220，温控开关自动断开，已知金属的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46103J/（kg）问蒸汽熨斗预热的过程中金属底板吸收多少热量？（3）汽烫时，水滴入汽室，由于水升温汽化而带走热量，当金属底板温度降到190时，温控开关自动闭合，电熨斗正常工作，当加热到220时，温控开关自动断开，停止加热，如此反复，若蒸汽电熨斗工作情况按如图所示的规律变化时，则12min熨烫一件衣服共消耗多少电能？19.目前市场上卖的一种电动自动车，是用一个电瓶(即蓄电池)来驱动的，已知一电动自动车的规格如下：型号额定电压额定电流最大载重最大时速自重X2004HGx36V5A55kg20kmh20kg(1)当某人满载匀速行驶1小时，克服摩擦做的功是多少?(已知他所受的阻力是车自重的0.04倍) (2)1小时内此车所消耗的电能是多少?(3)此电动车的效率是多少?面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm(4)如果用汽油机驱动它，效率为40，需要多少汽油?(已知汽油的热值是q=4.6107J/kg)面积大小50cmX80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V50Hz额定功率10Wdm2电热膜厚度04mm(5)说说电动自行车的优点：面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm20如图甲所示是浴室防雾镜，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。下表是某型号的浴室防雾镜的相关数据。面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm（1）求防雾镜正常工作时的电流；面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm（2） 经测试，在-10环境下，正常工作2min，可以使平面镜的平均温度升高到30。面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm求电热膜给平面镜的加热效率；玻璃的比热容为0.75103J/（kg）；（3）如乙图所示，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。面积大小50cm80cm总重量2kg玻璃重量1kg额定电压220V/50Hz额定功率10W/dm2电热膜厚度0.4mm