初中物理探究比热容的实验试题

如图为某电饭锅的内部电路。R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V  50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处于加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），电饭锅在一个标准大气压下工作。请回答下列问题：

（1）小明将室温下的水和米放入这个电饭锅煮饭，接通电源后却忘了闭合手动开关S₁。请问电饭锅会对锅内的水和米加热吗？为什么？
（2）若将温度为20℃、质量2.5kg的水烧开需要1000s，求电饭锅正常工作时的加热效率。
（3）用电饭锅烧水时，小明发现水沸腾了，但手动开关S₁却没有自动断开，于是小明认为电饭锅坏了。小明的观点对吗？请说明理由。

小杨家新装了电辅式太阳能热水器，如图是内部水箱的结构示意图。R的阻值为30Ω。
S_l是自动温控开关：水温低于20℃时闭合，电阻R开始加热；当水温高于60℃时自动断开。
A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，体积均为500cm³，重力均为9N， 悬挂在水箱顶部的压力传感开关S₂上。当水面下降后S₂受到竖直向下的拉力达到16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当水面上升后拉力小于等于10N时，S₂断开，电动水泵M停止注水。
请计算：（细绳的质量和体积、导线和电阻的体积均忽略）

(1)水箱内有50kg水，夜晚在辅助加热系统正常工作下，10min内共吸收了8.4×10⁵J的热量，求该状态下热水器的能量利用效率。（结果精确到0.1%）
（2）正常情况下水箱中水面最高时，A浸入水中的体积多大？

如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝。小厨宝利用水箱储水，加热一段时间后，拧开水龙头就会有热水流出。其相关参数如下表所示。

产品名称	储水式小厨宝
额定电压	220V	额定功率	1200 W
最高温度	75℃	额定容量	6.0 L

 
（1）小厨宝正常工作时的电阻是多大？（计算结果保留一位小数）
（2）要把满箱水从15℃加热到38℃，需要吸收多少热量？小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间？[c水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）小丽了解到有一种速热式电热水器，额定功率为5 000W，冷水流经速热式电热水器时，很快就可流出达到预设温度的热水。小丽家的电能表允许通过的最大电流为10A，通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器。

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℃？

如图甲为某厂家为解决学生冬天做作业手冷而新推出的一款桌面暖风机，图乙是其简化后的电路原理图，其铭牌上的部分参数如表所示。按照设计标准，假若当时的环境温度为0℃，热风的温度为46℃，则每分钟空气吸收的热量为        J，暖风机内的电动机消耗的电功率为      W，此暖风机的热效率是      。【空气的比热容为1.0×10³J/（kg·℃），空气的密度为1.29kg/m³】

额定电压	额定功率	风速
220V	330W	0.3m^3/min

 

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？

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．

下面关于热现象的说法，正确的是（    ）

A．冰块在熔化时温度不变，内能增加

B．物体温度升高了，则一定是吸收了热量

C．汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小

D．秋天清晨的露珠是水蒸气液化吸热形成的

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。

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？

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？

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．

根据表格中的数据，下列说法正确的是

物质	铝	铁	铜	水	煤油
密度/（kg•m^-3）	2.7×10^3	7.9×10^3	8.9×10^3	1.0×10^3	0.8×10^3
比热容/[J/（kg•℃）]	0.88×10^3	0.46×10^3	0.39×10^3	4.2×10^3	2.1×10^3
长1m、横截面积1mm^2的导线在20℃时的电阻值/Ω	0.027	0.096	0.017	/	/

A．用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量比较多
B．装有煤油和水的两个容器底部受到的液体压强与液体深度的关系可用图象表示（如图所示），其中图线b表示的是煤油

C．将质量相等的铜块和铝块分别拉成粗细相同的铜线和铝线，将它们串联接入电路中，则通过铜线的电流较大
D．用力分别匀速提升体积相同的铁块和铝块，提升的高度之比为3：2，所用的时间之比为5：9，则两次拉力的功率之比为10：79

电炖锅是用电阻通电后发热来加工食物的，为了达到省时节能的目的，它有两个加热功率，并有两个“聪明”开关，一个利用“热敏”材料制成“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热。下图是某品牌电炖锅的一些参数。现将2L初温为20℃的汤水（比热容，密度均与水相同）加入电炖锅中，接通电路使其正常工作，30min分钟后美味的汤水就做好啦。设整个过程中没有能量损失，汤水的质量不变。求:

（1）刚开始加热时，电路中的电流多大？（结果保留一位小数）
（2）当“热控开关”断开时，汤水吸收的热量是多少？
（3）整个过程中一共要消耗多少电能？