初中物理探究比热容的实验计算题

某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4．2×10³J/（kg．℃），干木柴的热值为1．2×10⁷J/kg）。求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量。？
（2）水吸收的热量。
（3）铁锅烧水的的效率。
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？

几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R₁和R₂均为电热丝，S₁是自动控制开关．把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：

（1）电热丝R₂的阻值（计算结果保留一位小数）；
（2）这个电饭锅在0---15min内把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率。[c_米饭=4.2×10³J/（kg.℃）]

某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：

（1）电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少？
（2）当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收多少热量？
【c_水=4.2×10³∕(Kg·℃),1L=10^-3m³,气压为一标准大气压，电热水壶吸收的热量忽略不计】
（3）若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需 要 5 分钟，可信吗？请通过计算说明理由。

如图是某品牌家用贮水式电热水器，装满水，其主要参数如表所示．某次加热，水吸收的热量为8.4×10⁴J．已知ρ_水=1.0×10³Kg/m³，c_水=4.2×10³J/（Kg•℃）．
贮水式电热水器

型号	FCD-JTHQB50-Ⅲ	额定电压	220V
容积	50L	额定频率	50Hz
温度设定范围	35℃～75℃	额定功率	1500W

（1）水升高的温度；
（2）正常工作时，如果电热水器的热效率为80%，完成上述加热，需通电多长时间．

如图甲是顺顺家的电饼铛，它的上、下盘可以分别加热，图乙为其内部电路图，R_上、R_下分别为上盘和下盘的加热电阻．当上、下同时加热时电饼铛正常工作的总功率为2200W，且上、下盘的加热功率相等．

（1）当上、下盘同时加热时，电饼铛的工作总电流是多少？
（2）下盘加热电阻是多少欧？
（3）用这个电饼铛上、下盘同时加热牛肉．若将0.5kg，20℃的牛肉加热至100℃，需要多长时间？不计热损失，c_牛肉=3.3×10³J（kg•℃）．

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V  2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R_t作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R₁为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．

（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R₁=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应  （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值．

某电热壶铭牌上标有“220V  1000W”字样，当其正常工作时，把质量为2kg、温度为30℃的水加热到80℃，用时10min【c_水=4.2×10³J/（㎏•℃）】．求加热过程中，
（1）水吸收的热量；
（2）电热水壶烧水过程中消耗的电能；
（3）电热壶烧水的效率．

(4分)根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成．白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温．白炽灯标有100W字样，求：

⑴该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；
⑵若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40℃的茶水加热至90℃．

小明家购置了一台集加热和保温为一体的温热饮水机，其铭牌如下表所示。如图乙所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是分压电阻，R₂是供加热时的电阻丝。分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态；当S断开时处于保温状态。

额定频率	50HZ	环境温度	10℃～38℃
加热功率	2200W	最大容积	1.5L
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃ 5L/h

 
（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最大容积的水从20℃加热到100℃，用时4min，求水吸收的热量是多少，该饮水机加热状态时的效率；[c_水＝4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）如果要使R₂在保温状态时的功率是550W，求R₁的电阻。

前不久中国游客在日本抢购智能马桶盖的消息引发国人热议，其实这款马桶盖为中国杭州生产，如图甲所示．部分参数和加热原理如图乙、丙所示．感应开关S闭合，保温座圈开始加热，再闭合开关S₀洗净装置喷出热水．［ C_水=4.2×10³J/（kg·℃）、ρ_水=1.0×10³kg/m³）］试问：
甲
乙

（1）R₂的阻值是多少？
（2）若洗净装置喷水时将水由20℃加热到40℃，该装置加热的效率是多少？
（3）若保温座圈加热5 min，洗净装置工作1 min，共需要消耗多少J电能？

如下图甲、乙分别是某品牌家用电熨斗的实物图和电路原理图。R₀是定值电阻，R是可变电阻（调温开关）。该电熨斗额定电压为220 V，温度最低时的耗电功率为121 W，温度最高时的耗电功率为484 W。

（1）求R₀的阻值；
（2）用电熨斗汽烫时需要采用最大功率先预热，使质量为1 kg的金属底板的温度从20℃升高到220℃，若金属底板利用电热的效率为80%，求金属底板吸收的热量和预热时间（，计算结果保留整数）；
（3）假定电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差△t关系如图丙所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？

我国太阳能热水器已走进了千家万户．泰安市正常情况下每平方米的面积lh得到的太阳辐射能量平均为3×10⁶J．每天接收太阳能的时间以8h计算热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能．

（1）若王锐家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
（2）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太用能电动车．如图甲是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．王锐同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图乙所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为100Ω．闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1.2kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？

汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注．在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题．[汽油热值为4.6×10⁷ J/kg，汽油密度为0.7×10³ kg/m³，水的比热容为4.2×10³ J/（kg•℃）]
（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.6kg水在冷却系统中温度升高50℃，所吸收的热量是多少？
（2）15L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧40min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率为6×10⁴ W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到0.1%）

近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的    较大的特点．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）（写出计算过程）
（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）
（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为    （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）

如表是小明家电热水壶的铭牌．求：

（1）电热水壶的电阻．
（2）将1kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量．
（3）要放出这些热量，电热水壶正常工作的时间[不计热量损失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．