题目

下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息．经分析得知，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态．为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水从20℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kwh”字样的电能表转盘转过120转（r）．根据以上信息，求： （1）电阻R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）； （2）饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[C水=4.2×103J/（kg·℃）]； （3）饮水机加热时的实际功率； （4）饮水机此加热过程中的热效率．

题型：计算题难度：偏难来源：湖北省中考真题

所属题型：计算题 试题难度系数：偏难

答案

解：（1）当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，此时电路中只有电阻R1，如图1所示；S断开时，饮水机处于保温状态，此时电路中电阻R1和R2串联，如图2所示；

∴电阻R1的阻值为：R1===55Ω （2）∵V=1L=1dm3=1000cm3，ρ=1×103kg/m3=1g/cm3， ∴水的质量为：m=ρV=1g/cm3×1000cm3=1000g=1kg； 又∵C水=4.2×103J/（kg·℃），t=100℃，t0=20℃， ∴水吸收的热量为：Q吸=C水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J． （3）∵每消耗1kwh的电能，电能表的转盘就转过1200r， ∴电能表的转盘转过120r消耗的电能为：W===0.1kwh=3.6×105J， 而t=7.5min=450s， ∴饮水机的实际功率为：P实际===800W． （4）∴饮水机的热效率为： ∵Q吸=3.36×105J，W=3.6×105J， ∴饮水机的热效率为： η==93.3%．

考点梳理

初中二年级物理试题“下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息．经分析得知，”旨在考查同学们对 电功率的计算公式的变形、 热量的计算、 热机的效率、 电功率的计算、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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• 电功率的计算公式的变形
• 热量的计算
• 热机的效率
• 电功率的计算

考点名称：电功率的计算公式的变形

解读电功率的计算公式：
电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。

经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

电功率计算公式变形如下：
I=U/R
U=IR
R=U/I
P=W/T
P=UI
P=U^/R
P=I^R
Q=UIt 物理量 物理公式
电流 定义式I=Q/t 欧姆定律I=U/R 串联电路I=I1=I2 并联电路I=I1+I2
电压 串联电路U=U1+U2 并联电路U=U1=U2
电阻 串联R总=R1+R2 并联R总=R1R2/(R1+R2)

电功率 定义式P=W/t 普适公式P=UI
电功 定义式W=UIt 已知电功率W=Pt 已知电量W=UQ
导体热量 焦耳定律Q=I2Rt
面积 正方形S=a2 长方形S=ab 圆S=π（D/2）2
体积 柱体V=Sh 排液法V固=V2-V1 正方体V=a3 浸没时V排=V物
速度 定义式v=s/t 平均速度v=s总/t总
密度 定义式ρ=m/V
重力 G=mg
浮力 公式法F浮=ρ液gV排 称重法F浮=G-F' 漂浮和悬浮F浮=G 阿基米德原理F浮=G排
产生原因F浮=F向上-F向下 沉底时F浮=G-N
压强 定义式p=F/S 液体内部p=ρgh
功率(机械) 定义式P=W/t 汽车功率P=Fv
功(机械) 定义式W=Fs 总功W总=W有用+W额
杠杆平衡条件 F1l1=F2l2
力 同方向F合=F1+F2 反方向F合=F1-F2 水平桌面上受到物体的压力F=G总 液体、气体的压力F=pS
机械效率 定义式η=W有用/W总 提升重物η=Gh/Fs 水平移动重物η=fs物/Fs
热量 燃料燃烧Q=qm 物体吸放热Q=cmΔt