初中物理探究比热容的实验计算题

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？

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？

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．则：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则该热水器的效率是多少？

图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其电加热的额定功率为1500W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A 为水位指示表（由量程为0~0.6A 电流表改成），R₀阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。

（1）热水器正常加热时，电热丝电阻多大？（结果保留一位小数）
（2）阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[设电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]
（3）当水位指示表指示储水箱水深为0.2m 时，探测电路中的电流多大？

如图是家用电热壶及铭牌，水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）．求：

（1）电热壶正常工作时的电阻。
（2）电热壶正常工作3min，放出的热量是多少？
（3）如果电热壶正常工作3min放出的热量全部被水吸收，能否把1kg水从20℃加热到100℃？

某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3×10⁷J/kg．求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．

卖火柴的小女孩在严寒里只能靠点火柴取暖，一根火柴的质量约0.065g，火柴的热值平均为1.2×10⁷J/kg．
求：（1）一根火柴完全燃烧所释放出的热量为多少？
（2）一根火柴完全燃烧能使1m³空气温度升高多少摄氏度？
[已知空气的密度为1.3kg/m³；比热容为1×10³J/（kg•℃）]．

如图，所示是一款多功能洗衣机的简化电路图。此款洗衣机额定电压220V,它有两个档位，当开关置于位置1 时（电路接入R₁和R₂）为加热状态，消耗功率为2400W ；当开关置于位置2时（电路接入R₂和电动机M）为保湿洗涤状态。已知电阻R₁的阻值为22Ω，水的比热容为c_水＝4.2×10³J /( kg·℃）。

（1）在洗衣机内加人质量为20kg 、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量；
（2）求R₂的阻值；
（3）已知洗衣机在保湿洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W ，求此时通过电路的总电流为多少？

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。下表为小军家小汽车的相关数据：

水箱装满水后总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10^-2m^2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是          能源。
（2）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整。

（3）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的        较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，求水吸收的热量。（c_水=4.2×10³J/（kg℃））
（4）该车静止在水平地面上时，求对地面的压强。（g=10N/kg）
（5）假若该车在水平路面上以40 kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5 kg，求小汽车发动机的效率。（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

如图所示是一种电压力锅简易原理图,A为密闭锅体,锅盖面积为400cm²。R₁为工作时的加热电阻,L为指示灯,其电阻为20Ω,R₂为保温电阻,S₁为电源开关,S₂为压力开关，闭合S₁后，电路通过R₁对电力压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a断开，并与 b点接通，起到控压控温的目的，此时保温电路的总功率为20W。

表一 水的沸点T与气体压强p 的关系
T/℃	100	105	110	112	114	116	118	120
p/kpa	101	121	143	154	163	175	187	199

 

表二 电压力锅的铭牌
额定电压	加热功率	压强设定值
220 V	1000W	175kpa

 
（1）当锅内121kpa时，锅内气体对锅盖的压力是多少？
（2）保温电阻R₂的阻值多大？
（3）已知锅内水的质量为m，初温为T₀、比热容为c，为了求出电压锅从开始加热到锅气压到设定值时的效率，只要测出闭合开关S₁到电路中        的时间为t，就可推导出效率的表达式η=           （用已知量表示）

某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m³（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），天然气的热值为3.2×10⁷J/m³.求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。

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．

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？

网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某物理小组设计了如图模型。设此模型杯内胆中封存着300g水，此时室温20℃；现向杯中倒入100℃开水，摇一摇，热平衡后杯内水温迅速降至52℃。(忽略整个过程中内胆及空间的热损失)。

求：（1）封存的水吸收的热量？
（2）杯中倒入水的质量为多少？
（3）迅速将杯内水倒掉，迅速将200g室温的煤油倒入该杯，热平衡后，煤油的温度可升至多少？（煤油的比热容为水的一半）

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•℃）]．