中考总复习专题汇编：与电热水壶电热水器有关的物理问题

2024年中考物理专题复习—电功率多档位问题类型1.电热器的多档位问题根据电功率的公式2UPR可知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大；电阻越大，电功率越小。

阻小温高功率大，阻大温低功率小。

例1.如图所示，电阻R1>R2，电源电压均为U，在相同时间内，图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲，图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙，图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙，图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁，则（）A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁答案：C。

例2.电源电压不变时，在相同的时间内，两电阻串联时总电阻最________，产生的总热量最________，发热功率最________；两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。

如果电热器处于两电阻串联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位；如果电热器处于两电阻并联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位。

答案：大；小；小；小；多；大；低；高。

例3.如图所示是电热水壶的工作电路图，闭合开关S，当电热水壶处于加热状态时，开关S2处于________状态。

若电热水壶在加热状态时的功率为1210W，则电阻R1=________Ω。

如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%，则保温状态下R2的电功率为________W。

答案：闭合；40；108.9。

例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U =220V 不变，两根电热丝的电阻关系为R 1=2R 2，通过旋转扇形开关S ，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W 。

求：（1）R 1和R 2的电阻值。

（2）电热器处于高温挡时的总功率。

2024中考物理真题汇编：电能的计算一．计算题（共15小题）1．（2024•西藏）如图（乙）所示为扎西家两挡位电热水壶的简化电路原理图，S1为温控开关，当水沸腾时会自动断开。

R1和R2为加热定值电阻，R1＝44Ω，保温挡的功率为110W。

求：（1）加热时R1的电功率；（2）在加热挡工作时电路的总电流；（3）某次烧水，电热水壶将水加热至沸腾耗时5min，自动跳转至保温挡工作5min，在这10min内电热水壶消耗的电能。

2．（2024•徐州）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W“字样，R1、R2为定值电阻。

当S 闭合，S1和S2断开时，灯泡L正常发光，L和R1的功率之比为3：1；当开关都闭合时，R1和R2的功率之比为4：1。

求：（1）灯泡L正常发光时的电阻。

（2）开关都闭合时R2的功率。

3．（2024•济南）学校开展了防溺水安全教育后，小华组经过合作探究，设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器，其简化电路如图甲所示。

已知电源电压为6V，报警器由电压表改装，R0是定值电阻，R P是压敏电阻，图乙是压敏电阻阻值R P随水深h变化的图象。

报警器未浸入水中时，R P的阻值为40Ω，电流表示数是0.12A；报警器浸入水下深度h大于等于1m时，报警器报警，当h为1m时，R0两端的电压为1.5V。

通过计算回答：（1）报警器未浸入水中时，R P两端的电压是多少？（2）报警器浸入水下深度h为1m时，通过R P的电流是多少？（3）报警器浸入水下深度h 为1m 时，R P 的电功率是多少？4．（2024•北京）如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，R 1、R 2为阻值一定的电热丝，R 1＝550Ω，R 2＝44Ω，该电热器接入电压为220V 的电路中。

求：（1）低温挡时电路中的电流。

（2）高温挡时电热器的电功率。

5．（2024•潍坊）中国茶文化源远流长。

图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U ＝220V ，R 0、R 1、R 2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R 1＝20.5Ω，R 2＝840Ω，S 为电源开关，通过温控开关S 1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P 加热＝800W ，“加热”效率η＝80%。

专题15电热器及其挡位问题知识一提出问题(1)现有两只电阻R1，R2(R1>R1)，一个电压为U的电源，你可以组装几种出连接方式不同的电路?(2)这些连接方式中电路总电阻分别是多少?关系如何?(3)这些连接方式中电路总功率分别是多少?关系如何?结论:由P=U2/R可知:当U一定时，发热功率P与电阻R成反比，即电阻越大发热功率越小，电阻越小发热功率越大。

知识点二电热器多档问题（1）串联电路的多档问题①短路式:两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。

当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温档:当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温档。

②单刀双掷式:主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接附加电阻。

当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温档:当开关向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温档。

③公式计算:闭合S时，R短路，为高温档:P=U2/Ro闭合S断开时，R、Ro串联，为低温档:i.Ro是发热电阻R是分压电阻时，P低=[U/(R+Ro)]2/Roii.R、Ro都是发热电阻时，P高=U2/(R1+R2)（2）并联电路的多档问题公式计算:i.闭合S1接b S2断开时，低温档:P=U2/（R1+R2）ii.只闭合S₂时，中温档:P=U2/R1iii.闭合S1接a、S₂时，高温档:P=U2/R1+U2/R21.（2023•营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示。

S为总开关，S1为自动控制开关，R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2＝840Ω，加热功率为1210W。

电水壶将质量1kg、＝4.2×103J/（kg•℃），标准大气压]。

求：初温20℃的水烧开，加热效率为84%。

[c水（1）水吸收的热量；（2）把水烧开需要多长时间（结果保留整数）；（3）电水壶的保温功率。

【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；（2）把水烧开需要放出的总热量：Q总=吸=3.36×10584%=4×105J；由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，加热功率为1210W，由公式W＝Pt可得，把水烧开需要的时间：t==总=4×1051210≈331s；（3）由P=2可知，加热状态下R1的阻值：R1=2=(220p21210=40Ω；由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，R1与R2串联，总电阻R总＝R1+R2＝40Ω+840Ω＝880Ω；此时电路中的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态，则电水壶的保温功率为：P′=2总=(220p2880=55W。

电热水壶中的物理问题
（1）力学问题：
①为什么壶身与壶嘴一样高？
答：壶身与壶嘴构成连通器，壶嘴口低了会导致装水量减少．
②为什么底部，常有几个凸凹不平的同心圆圈？
答：铝制水壶的底部有几个凸凹不平的同心圆圈，既可以增大加热时的受热面积又能增强机械强度、防止水壶底部受力过大而变形．
③水烧开时，观察到壶盖被顶起．说出能量转化情况．
答：给水加热过程中，是电能转化为内能；壶盖被顶起过程中，是内能转化为机械能．
④在烧水时，水壶里的水能不能灌得太满?
答:不能，否则水受热膨胀会溢出，可能会引起漏电。

⑤水开了为什么壶盖会跳？
因为壶盖下水蒸气的压力大于壶盖上的大气压力加上壶盖的重力。

⑥为什么提手部分做得稍宽且有花纹？
稍宽是为了减小壶对手的压强，花纹是为了增大接触面的粗糙程度以增大与手之间的摩擦。

（2）电学问题：
①电水壶为什么能烧开水？
答：因为通电后发热体会发热，电能转化为水的内能，使水烧开．
②为什么用电高峰期烧开一壶水所用时间长？
答：用电高峰期电压低，电水壶实际功率小，所以烧开一壶水所用时间要长．
③电水壶为什么要用三角插头？
答：防止金属外壳漏电。

（3）：热学问题
“白气”是如何形成的？
答：是壶中的水蒸气遇到冷空气后液化形成的小水珠．
（4）其他
烧开一壶水实际加热时间大于理论计算时间．你认为产生这种现象的原因是什么？
答：加热过程中热量有散失，电热水壶本身也要吸收热量．。

解：(2)养生壶消耗的电能为：W ＝ kW ·h ＝0.1 kW·h＝3.6×105 J由η ＝Q 吸4.2×103 J/（kg·℃）×（100 ℃－25 ℃） (3)根据 P ＝ 可得：P 额 1 210 W电(热)学综合题 23 个一、电器铭牌类1. 当今市场大部分加热产品的材质为铁、铝、不锈钢等，使用过程中会发生多种二次化 学反应，产生金属离子及有害物质，所以渐渐流行起玻璃电热水壶.玻璃电热水壶是指一种用 于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是采用一种新型的电加热材料， 通过高温把电热膜电子浆料(金属化合物)喷涂在玻璃表面形成面状电阻，在两端制作银电极， 通电后产生热量把壶内的水加热.小明家买了一只养生壶(图甲)，其铭牌如下表所示.小明关 闭了家中的其他所有用电器，并在壶中加入初温为 25 ℃的水，6 min 将水烧开(标准大气压 下)，求：型号额定电压频率额定功率HX ﹣201504220 V50 Hz1 210 W(1)烧水时是通过 方式改变了水的内能.(2)在加热过程中家用电能表(图乙)的转盘转了 300 转，此过程中养生壶消耗的电能为多 少；如果养生壶的热效率是 87.5%，此过程中壶中水的质量是多少[水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)]；(3)不考虑温度对电阻的影响，在此过程中，养生壶两端的实际电压是多少.第 1 题图【答案】(1)热传递300 r3 000 r W×100%可得：水吸收的热量为：Q 吸＝W η ＝3.6×105 J ×87.5%＝3.15×105 JQ 由 Q 吸＝cm Δ t可得：m ＝c Δ吸t ＝3.15×105 J＝1 kgU 2RU 2 （220 V ）2 R ＝ 额＝ ＝40 Ω 又 t ＝6 min ＝360 s实际电功率为：P实＝＝t360s由ρ＝可知，牛奶的质量为m＝ρmQ吸3.125×104JW 3.36×104J4W 3.6×105J＝1000W则实际电压为：U实＝P实R＝1000W×40Ω＝200V2.如图甲所示为新一代节能光波炉，其加热的能源利用率可高达90%以上，而靠电炉丝加热的电器只有60～70%.光波炉的部分技术参数如图乙所示.[c牛奶＝2.5×103 J/(kg·℃)，ρ牛奶＝1.0×103kg/m3](1)光波炉工作时使用的光波属于波.(2)光波炉在微波挡将一盒250mL的牛奶从10℃加热到60℃需要28s，则该光波炉在使用微波挡加热牛奶时的效率为多大？(计算结果保留整数)(3)若每天使用该光波炉(微波和光波同时使用)的时间平均为10min，则每个月(按30天计算)光波炉消耗的电能为多少千瓦时？第2题图【答案】(1)电磁解：(2)牛奶的体积V＝250mL＝250cm3＝2.5×10－4m3V牛奶V＝1.0×103kg/m3×2.5×10－4m3＝0.25kg 牛奶吸收的热量：Q吸＝c牛奶mΔt＝2.5×103J/(kg·℃)×0.25kg×(60℃－10℃)＝3.125×10J 光波炉消耗的电能：W＝Pt＝1200W×28s＝3.36×104J光波炉在微波挡的效率为：η＝×100%＝×100%≈93%(3)P总＝P微波＋P光波＝1200W＋800W＝2000W＝2kW10一个月光波炉消耗的电能为：W总＝P总t＝30×2kW×60h＝10kW·h3.某新款双桶洗衣机的部分技术数据如下表所示.型号参数洗涤脱水额定电压220V220VXXX频率50Hz50Hz功率450W550W求：(1)为了便于洗涤，该洗衣机在洗涤之前会先进水30L，之后把水从20℃加热到60℃以便浸泡衣服，则这一过程水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)把洗衣机洗涤时从正转→停→反转→停的过程记作一次周期性变化(如图所示)，那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗的能量为多少焦耳？70 s W 总 3.24×105 JW 电 3.6×105 J解：(2)正常工作时的电流：I ＝ ＝ ＝2 AP 40 W第 3 题图(3)该洗衣机在 14 min 的洗涤过程中，若洗衣机实际消耗电能为 0.1 度，则该洗衣机洗 涤效率多大？【答案】解：(1)水的质量 m 水＝ρ 水 V 水＝1×103 kg/m 3×30×10－3 m 3＝30 kg水吸收的热量 Q 吸＝c 水 m 水Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(60 ℃－20 ℃)＝ 5.04×106 J(2) 由洗衣机的洗涤工作顺序可知，一次洗衣周期时间为 70 s ，洗涤工作时间为 60 s ， 只有洗涤工作时才消耗能量，所以一次周期性变化所消耗的能量 W ＝P 洗 t ＝450 W×60 s ＝2.7×104 J14×60 s(3)在 14 min 的洗涤时间里，洗衣机一共经历了 ＝12 个洗涤周期，则消耗的能量W 总 ＝12×2.7×104 J ＝3.24×105 J洗涤过程中实际消耗电能W 电＝0.1 度＝0.1 kW·h＝3.6×105 J 所以洗涤效率 η ＝ ×100%＝ ×100%＝90%4. 扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作.一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进 入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能.如图为某品牌扫地机器人，其铭牌参数如下 表所示.第4题图额定电压额定功率 电池类型充电时间工作时间 20 V40 W3 000 mAh4 h100～120 min(1)扫地机器人主要部件是 (选填“电动机”或“发电机”)，其工作原理是： _________________.(2)该扫地机器人正常工作时的电流是多少？(3)该扫地机器人充满电时电池储存电能为多少？这些电能能使机器人正常工作多长时 间？【答案】(1)电动机 通电导体在磁场中受力运动P 40 WU 20 V(3)储存总电能：W ＝UIt ＝20 V×3 A×3 600 s ＝2.16×105 JW 2.16×105 J正常工作时间：t ＝ ＝ ＝5 400 s5. 抽油烟机是一种净化厨房环境的厨房电器.它能将炉灶燃烧的废物和烹饪过程中产生功率223WU220VN 3.6×106J电能表实际转动圈数：n＝×1800r＝33r的对人体有害的油烟迅速抽走，排出室内，减少污染，净化空气，并有防毒、防爆的安全保障作用.下表是某品牌抽油烟机的铭牌.额定电压220V电机输入功率最大照明功率220W1.5W×2第5题图(1)该油烟机只有电机单独正常工作时，通过的电流是多少？(2)电机单独正常工作5min，消耗的电能是多少？(3)小明想检验该抽油烟机是否合格，他观察家里安装的电能表上标有1800r/(kW·h)，关闭家里所有用电器，只让抽油烟机的电机单独工作5min，请你帮他计算，电能表转盘应转多少转该抽油烟机才合格？P220W【答案】解：(1)通过电机的电流：I＝＝＝1A(2)W＝Pt＝220W×5×60s＝6.6×104Jn W(3)根据W＝×3.6×106J知n＝×N6.6×104J3.6×106J若5min内电能表转盘转过33r，则该油烟机合格.6.电蒸锅也叫电蒸笼，是一种在传统的木蒸笼、铝蒸笼、竹蒸笼等基础上开发出来的用电热蒸气原理来直接清蒸各种美食的厨房电器.小万家买了一台电蒸锅如图甲所示，电蒸锅的部分参数如表格所示.(忽略温度对加热电阻的影响)求.第6题图XX电蒸锅额定电压额定功率额定频率水箱容量蒸笼容量定时时间220V1100W50Hz2.5L7.5L60minU2额（220V）2P额1100WR44ΩP额1100W解：(2)由P＝可得，R1＝＝R P加热5000WR1＋R29.68Ω＋10Ω(1)电蒸锅应使用图乙中(选填“上”或“下”)面的插座，目的是使电蒸锅的与大地相连，防止因漏电而造成触电事故.(2)电蒸锅的加热电阻为多少？若某次电路中的实际电压为198V，在此电压下利用定时时间蒸熟食物消耗的电能为多少？(3)如果把满箱初始温度为25℃的水烧开(1标准大气压下)，电蒸锅的热效率为90%，所需要的时间是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】(1)下金属外壳解：(2)电蒸锅的加热电阻R＝＝＝44Ω由于电阻不变，所以当实际电压为198V时，加热电阻仍为44Ω，加热时间等于定时U2（198V）2时间时消耗的电能W＝t＝×60×60s≈3.2×106J(3)水箱装满水时，水的质量是m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.5×10－3m3＝2.5kg此时水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t)＝4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃－25℃)＝7.875×105JQ此时消耗的电能W′＝吸＝η7.875×105J90%＝8.75×105JW′8.75×105J则加热时间t′＝＝≈795.5s二、挡位变化的电路图类7.如图甲所示是家庭常用的电热淋浴器，乙图是其简化电路(R1、R2都是加热电阻).已知电热淋浴器的额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5kW.求：(1)开关接“1”时，电热淋浴器处于状态.(2)R1的电阻；(开关跳转至2位置)若R2＝10Ω，电热淋浴器处于保温状态时消耗的电功率约为多少？(3)将水箱装满加热20min，则需要消耗多少电能？第7题图【答案】(1)加热U2U2（220V）2＝9.68Ω电热淋浴器处于保温状态时，电路中R1与R2串联，消耗的电功率U2（220V）2P＝＝≈2459W(3)加热20min，需要消耗的电能为W＝Pt＝5000W×20×60s＝6×106J8.如图是某款多功能多挡位电火锅的简化电路图，R1和R2为电热丝，R为调温电阻，通过开关S1、S2和温控开关S3的通断可使电火锅在不同挡位下工作，其挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，Q 吸 6.72×105 JW 9.6×105 J 可得 R 总＝＝ P 3 2 000 W I min ＝ ＝ ≈0.5 AS 该挡位Ⅲ功率最大且不可调节.下表是部分铭牌参数.额定电压额定频率挡位Ⅲ功率220 V50 Hz2 000 W第 8 题图(1)当电火锅以最大挡位Ⅲ工作时，开关 S 1、 2 均闭合，温控开关 S 3 应 (选填“闭合”或“断开”).(2)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，将锅内 2 kg 水由 20 ℃加热到沸腾用时 8 min ，该电火锅的效率为多大？[在 1 个标准大气压下，c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)](3)当只闭合开关 S 1 时，电火锅在挡位Ⅰ正常工作. 若 R 2＝100 Ω ，调温电阻 R 0 的最大 阻值为 400 Ω ，计算电热丝 R 1 的电阻值和在挡位Ⅰ工作时的最小电流. (结果保留一位小 数)【答案】(1)闭合【解析】分析电路图可知，当开关 S 1、S 2 均闭合时，R 1 与 R 2 并联，要使电火锅在最U 2大挡位Ⅲ工作，由 P ＝ R 知电路中的电阻应最小，则 R 0 必须短路，即温控开关 S 3 闭合.解：(2)电火锅在最大挡位Ⅲ工作 8 min 消耗的电能 W ＝P 3t ＝2 000 W ×8×60 s ＝9.6×105 J水吸收的热量 Q 吸 ＝ c 水 m Δ t ＝ 4.2 × 103 J/ (kg·℃)×2 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105 J η＝ ×100%＝ ×100%＝70%(3)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，S 1、S 2、S 3 都闭合，R 0 被短路，R 1 与 R 2 并联，则U 2 （220 V ）2＝24.2 Ω根据并联电阻关系知 R 1≈31.9 Ω当电火锅在挡位Ⅰ正常工作时，R 0 与 R 1 串联，且 R 0 阻值最大时，电路中电流最小，则 U 220 V R 1＋R 0 31.9 Ω ＋400 Ω9. 如图甲为某款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机， 挂烫机的正常工作电压为 220 V ，水箱最多装水 1.5 L ，加热功率有高低两个挡位，它的工作电路原理如图乙所示，R 1、 R 2 为阻值相同的发热电阻，0、1、2 为触点，S 2 为旋转开关，实现关、低挡、高挡的转换， 其高挡时的额定功率为 1 210 W.使用时，水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯受热至沸 腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服.由P＝得：R2＝＝R2P1210WR R1＋R240Ω＋40Ω由P＝得：R1＝＝R1P605WWW＝＝＝80000JP1210W第9题图(1)求该挂烫机发热电阻的阻值.(2)求该挂烫机低挡的功率.(3)若将工作电路改为图丙所示电路，且保证加热功率不变，则发热电阻的阻值应为多大？(4)若该挂烫机的加热效率为84%，则将电热杯内0.2kg、20℃的水加热到100℃需要的时间至少是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】解：(1)当处于高挡时，开关S2旋至1、2之间，电路中只有电阻R2工作U2U2（220V）2＝40Ω(2)当处于低挡时，开关S2旋至0、1之间，电路中R1、R2串联接入电路挂烫机低挡的功率为：U2U2（220V）2P＝＝＝＝605W(3)图丙电路处于低挡时，开关S2旋至0、1之间，电路中只有电阻R1工作U2U2（220V）2＝80Ω(4)水吸收的热量为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃－20℃)＝67 200JQ由η＝×100%＝84%得：Q67200J84%84%W80000J由W＝Pt得：t＝＝≈66.1s10.如图甲所示为某电热炉，其工作原理如图乙所示，下表为其铭牌的部分参数(其中高温挡的额定功率模糊不清)，R1、R2均为电热丝(电阻不随温度变化).求：R＝R1＋R2＝＝P低550W中温挡时，R1＝＝P中1100WR总22ΩP P2200W第10题图(1)开关S1断开，开关S2接到b，电热炉处于挡.(2)电热炉高温挡的功率是多少？(3)若电能全部转化为热能，用电热炉将2.2kg的初温为25℃的水加热至沸腾最少需要多长时间(在标准大气压下)？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】(1)低温【解析】①当开关S1闭合，S2接a时，R1与R2并联；②当开关S1闭合，S2接b时，R2被U2短路，电路中只有R1工作；③当开关S1断开，S2接b时，R1与R2串联.根据P＝R可知电压一定时，电阻越小，电路消耗的功率最大，则开关S1断开，开关S2接b时，电热炉处于低温挡.解：(2)低温挡时，U2（220V）2＝88ΩU2（220V）2＝44ΩR2＝88Ω－44Ω＝44Ω该电热炉处于高温挡时，R1、R2并联，总电阻R总＝22ΩU2（220V）2功率P高＝＝＝2200W(3)水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2.2kg×(100℃－25℃)＝6.93×105JW Q 6.93×105J需要时间t＝＝＝＝315s11.如图甲为一种新型热饮咖啡机，图乙是它工作电路的简化图，R1、R2为发热电阻，S为温控开关.其相关参数如表所示.求：第11题图(1)热饮咖啡机是利用原理来工作的，在加热过程中，主要通过方式使咖啡的内能增加.(2)电阻R2的阻值是多少？在加热状态时，通过电路的总电流是多少？(3)若把质量为0.8kg的咖啡从20℃加热到90℃需要6min，该咖啡机的热效率为多R2＝＝P保温40WQ吸2.24×105JW 3.168×105JU＝220V5根据P＝可知R1＝＝R P高温1100W根据P＝可知R总＝＝R P低温440WU220V少？[c咖啡＝4×103J/(kg·℃)]【答案】(1)电流热效应热传递解：(2)由题图可知，当S闭合、S断开时，电路为R2的简单电路，此时热饮咖啡机处于保温状态，由铭牌参数可知R2的阻值为U2（220V）2＝1210Ω热饮咖啡机处于加热状态时，通过电路的总电流为I加热＝P加热880W＝4A(3)咖啡吸收的热量Q吸＝c咖啡m(t－t)＝4×103J/(kg·℃)×0.8kg×(90℃－20℃)＝2.24×10J 咖啡机消耗的电能为W＝P加热t加热＝880W×6×60s＝3.168×105J该咖啡机的热效率η＝×100%＝×100%≈70.7%12.小芳家新买了一台电烤箱，其铭牌参数和内部简化电路如下图所示，R1、R2均为电热丝.第12题图(1)该电烤箱在高温挡烘烤1000s消耗的电能是多少？(2)电路中R1、R2的阻值分别为多少？(3)该电烤箱在低温挡正常工作时，R1消耗的功率是多少？【答案】解：(1)利用高温挡烘烤消耗的电能W＝P高温t＝1100W×1000s＝1.1×106J(2)由题图可知，当开关S1、S2都闭合时，R2被短路，电路中只有R1，此时电烤箱处于高温挡U2U2（220V）2＝44Ω当开关S1闭合、S2断开时，R1和R2串联在电路中，此时电烤箱处于低温挡U2U2（220V）2＝110Ω根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可知R2＝R总－R1＝110Ω－44Ω＝66Ω(3)电烤箱在低温挡工作时，电路中的电流P440WI＝低温＝＝2A解：(2)根据P＝可知，当U一定时，R越小，P越大.所以高温挡工作时S接“2”，R1R1＝＝P11100WU220V此时R1消耗的电功率为P＝I2R1＝(2A)2×44Ω＝176W三、铭牌结合电路图类13.一台电烤箱的铭牌如表所示，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，求：(1)电烤箱是利用原理工作的.(2)电路中R1的阻值；电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率；(3)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能.第13题图【答案】(1)电流的热效应U2RU2仅R1工作，此时功率P1＝1100W.由P1＝得：U2（220V）2＝44Ω低温挡工作时S接“1”，R1、R2串联，此时功率P2＝440W.电路中的电流P440WI＝2＝＝2AR1消耗的功率是P′＝I2R1＝(2A)2×44Ω＝176W(3)电烤箱在高温工作时，功率P1＝1100W，工作时间t＝10min＝600s.电烤箱在高温挡工作10min消耗的电能W＝P1t＝1100W×600s＝6.6×105J14.(8分)如图甲所示为家用电热饮水机及其铭牌，图乙是它的工作简化电路，R1和R2都是发热电阻，其中S是温度自动控制开关.当温度升高到一定值时，电热饮水机自动切换到保温状态.(不计温度对电阻的影响)(1)当开关S接1时，电热饮水机处于状态.(选填“加热”或“保温”)(2)电热饮水机加热时，电路中的电流是多少？电阻R1的阻值是多大？(3)电热饮水机保温11min，电阻R1所消耗的电能是多少？因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由 P ＝ 可知，开关 S 接 1 时，电路中的电阻最大，U 额 220 V 开关 S 接 2 时，电热饮水机处于加热挡，R 2 的电阻：R 2＝ U 额 220 VI 5 A R 总＝ 额 ＝ P 保温100 W 电热饮水机保温 11 min 时，电阻 R 1 所消耗的电能：W ＝Q ＝I ′2R 1t ＝( U 额R 总第 14 题图【答案】(1)保温【解析】由电路图可知，开关 S 接 1 时 R 1 与 R 2 串联，开关 S 接 2 时电路为 R 2 的简单电路，U 2R功率最小，电热饮水机处于保温挡.解：(2)已知 P 加热＝1 100 W ，U 额＝220 V由 P ＝UI 可得，电热饮水机加热时，电路中的电流为：P 1 100 W I ＝ 加热＝ ＝5 A＝ ＝44 Ω开关接 1 时，电路中的总电阻为：U 2 （220 V ）2＝484 Ω由 R 总＝R 1＋R 2 可得，R 1＝R 总－R 2＝484 Ω －44 Ω ＝440 Ω(3)电热饮水机保温时的电流为：I ′＝U 额R 总)2×440 Ω ×11×60 s ＝6×104 J15. 如图甲所示是新型智能电饭锅，它有两个挡位，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡， 其原理图如图乙所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)，图丙是智能电饭锅的部分参数.(1)当电饭锅处于高温烧煮状态时，开关 S 置于 (选填“1”或“2”). (2)保温焖饭时，电路中的电流是多少？R 2 的阻值是多大？(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升 10%，请通过计算具体说明改进措施.U 220 V 所以 R 1＝ ＝ P 高 1 100 W 所以 R 总＝R 1＋R 2＝ ＝P 保温 22 W R 总′＝ ＝P 1 24.2 W R第 15 题图【答案】(1)2【解析】由题图可知，开关 S 置于 2 挡时，只有电阻 R 1 接入电路中，总电阻最小，电流 最大，功率最大.解：(2)当开关接 1 时，处于保温状态，这时两个电阻是串联的，保温焖饭时电路中电流：P 22 W I ＝ 保温＝ ＝0.1 A当开关 S 置于 2 时，只有电阻 R 1 接入电路中，U 2 （220 V ）2＝44 Ω当处于保温状态时，两个电阻是串联的，U 2 （220 V ）2＝2 200 Ω所以 R 2＝R 总－R 1＝2 200 Ω －44 Ω ＝2 156 Ω (3)保温时的功率为：P 保温 ＝22 W当保温焖饭挡的功率提升 10%时，此时的功率应为： P 1＝P 保温(1＋10%)＝22 W×(1＋10%)＝24.2 W所需要的总电阻为：U 2 （220 V ）2 ＝2 000 Ω得出 R 2′＝R 总′－R 1 ＝ 2 000 Ω －44 Ω ＝1 956 Ω 因此，应将 R 2 换成阻值为 1 956 Ω 的电阻.16. 电热式加湿器是根据电流的热效应，将电能转换成热能的原理制成的，电加热管浸 没在电热槽的水中，电热管产生热量时，水沸腾变为水蒸气，从而产生一个适度的湿度环境， 如图甲是一款电热加湿器，其发热电路如图乙所示， 1、R 2 为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4 为触点，S 为旋转型开关，实现低、高挡的转换，设计参数如下表.求：R1＝＝P高400WP低＝R1＋R2121Ω＋121Ω第16题图额定电压额定最大发热功率水箱容积适用面积220V400W4L40～60m2(1)开关接触点3、4时，电热加湿器处于状态.(2)电阻R1的阻值；加湿器在低挡时的发热功率为多少；(3)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为1个标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3min，则电热槽中水的质量是多少[不计热损失，c水＝4.2×103J/(kg·℃)，结果保留两位小数].【答案】(1)加热解：(2)电热加湿器在高挡时，开关旋至3、4触点，R2被短路，电路中只有R1连入，U2由P＝R可得，R1的阻值U2（220V）2＝121Ω由R1、R2为阻值相同的发热电阻可得，R2＝R1＝121Ω当加湿器在低挡时，开关旋至2、3触点，R1与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，低挡时的发热功率：U2（220V）2＝＝200W(3)加热时间最短时，电热槽的发热功率为400W且不考虑热量的损失，由W＝Q吸可得：P高t＝c水m(t－t)，即400W×3×60s＝4.2×103J/(kg·℃)×m×(100℃－20℃)解得：m≈0.21kg17.家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示.根据题目的信息回答下列问题：第17题图电动机的电阻R＝UI′ 1.2A电动机正常工作时的效率：η＝P输出P 4.8W【答案】解：(1)由P＝得，电热丝的电阻PR605W(1)选择开关接(选填“AB”“BC”或“CD”)时，电吹风送冷风.(2)电热丝的电阻为多少？(3)若电动机的内阻为44Ω，则电动机的机械效率为多少？【答案】(1)BC解：(2)由图乙可知，电动机正常工作时的电流I＝0.4A，则P＝UI＝12V×0.4A＝4.8W(3)由图乙可知电动机未转动时的电流I′＝1.2A，由欧姆定律得：12V＝＝10Ω电动机正常工作时的发热功率P热＝I2R＝(0.4A)2×10Ω＝1.6WP输出＝P－P热＝4.8W－1.6W＝3.2W3.2W×100%＝×100%≈66.7%18.小明和妈妈一起去商场选购了一款全自动豆浆机，豆浆机的主要结构如图甲，电路原理图可等效成图乙，其铭牌如图丙.豆浆机正常工作做一次豆浆的过程：通电后0～1min 粉碎打浆，1～5min加热，5～6min再次粉碎打浆，6～10min加热.请你帮小明解决下列问题：第18题图(1)豆浆机正常工作电热丝电阻是多少？(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？(3)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转了50转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)(4)豆浆机在制作豆浆过程中可以将0.8kg的豆浆温度升高40℃，豆浆比热容为4.2×103J/(kg·℃)，该豆浆机加热时的效率是多少？(结果保留两位小数)U2RU2（220V）2R＝＝＝80Ω豆浆机实际功率：P实＝W实9×104Jt3×60sQ吸1.344×105JW12.904×105Jh kW·h＝电热丝阻值为R1＝＝UI14A(2)由题意可知，豆浆机正常工作做一次豆浆，电热丝的工作时间t1＝8min，电动机工作时间t2＝2min，电热丝产生的热量：Q＝W1＝Pt1＝605W×8×60s＝2.904×105J电流做功：W＝P电动机t2＋Q＝100W×2×60s＋2.904×105J＝3.024×105J111(3)豆浆机3min内消耗的电能W实＝2000×50kW·＝4040×3.6×106J＝9×104 J＝＝500W电路实际电压：U实＝P实R＝500W×80Ω＝200V(4)豆浆吸收的热量Q吸＝cm(t－t)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×40℃＝1.344×105 J由(1)可知，豆浆机加热时间t＝8min＝480s消耗电能W1＝2.904×105J加热时的效率η＝×100%＝×100%≈46%四、电路图结合坐标图像类19.电动豆浆机的实物图和简化电路图分别如图甲、乙所示，豆浆机工作过程可简化为单独加热、单独研碎、单独加热三个阶段，电机内阻为2Ω，豆浆机整个制作豆浆的时间为20min，丙图是豆浆机工作过程中电流与时间的关系图像.[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]求：(1)豆浆机的机头主要由一个电热器(电热丝)和一个电动机带动的打浆器构成.制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆的是交替进行的.由此可知，豆浆机中的电动机和电热丝的连接方式是Ｗ.(2)电热丝R1的阻值；电机工作时消耗的电功率；(3)整个制作豆浆过程电流产生的热量能使多少千克的水温度从20℃升高到80℃.第19题图【答案】(1)并联解：(2)单独加热阶段只有R1接入电路，由丙图知此时电路电流为4A，由欧姆定律可知，220V＝55Ω电机只在单独研碎这个阶段工作，由图丙知，这时电路电流I2＝1A，则电机工作时电功率P＝UI2＝220V×1A＝220W(3)整个制作豆浆过程，由丙图知，加热总时间和研碎时间均为10min，即600s，则电Q 总c 水Δ t4.2×103 J/（kg·℃）×60 ℃ 12热丝产生的热量 Q 1＝I 2R 1t 1＝(4 A)2×55 Ω ×600 s ＝5.28×105 J电机产生的热量 Q 2＝I 2R 2t 2＝(1 A)2×2 Ω ×600 s ＝1.2×103 J总共产生的热量 Q 总＝Q 1＋Q 2＝5.28×105 J ＋1.2×103 J ＝5.292×105 J 由 Q 总＝Q 吸＝c 水 m Δ t 得，水的质量5.292×105 Jm ＝ ＝ ＝2.1 kg20. 紫砂锅是新一代保健用锅，现在市面上有紫砂电饭锅、紫砂炖锅等.紫砂锅可以革除 有害人体健康的金属材料和化学涂料，采用优质天然紫砂精工陶制内胆，对人体绝对安全无 害.紫砂锅用于熬、炖、焖、煮、煲等慢火烹调食物，是家庭滋补药膳及食物的最佳用品.紫 砂电饭煲简化电路图如图甲所示，R 1 和 R 2 均为电热丝，S 是自动控制开关，把紫砂电饭煲接 在 220 V 的电路中，用“煮粥”键来煮黑米粥，紫砂电饭煲熬好一次粥工作信息如图乙所示. 求：(1)家庭电路中的电视机、电饭煲等家用电器间的连接方式是 Ｗ.(2)紫砂电饭煲处于保温状态时，通过电阻 R 2 的电流；紫砂电饭煲熬好一次粥，电流做 功是多少焦耳？(3)小明想了解家庭电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到紫砂电 饭煲的电热丝正常工作时，家里标有“2 000 r/(kW·h)”字样的电能表转盘在 3 min 内转了 50 转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)第 20 题图【答案】(1)并联P 200 W 解：(2)紫砂电饭煲处于保温状态时，通过电阻 R 2 的电流为 I 2＝ U ＝220 V ≈0.9 A紫砂电饭煲熬好一次粥，需要的加热时间为 t 1＝10 min ＋5 min ＝15 min ＝900 s 保温时间为 t 2＝5 min ＋10 min ＝15 min ＝900 s由做功公式可知加热时电流做功为 W 1＝P 1t 1＝600 W×900 s ＝5.4×105 J 保温时电流做功为W 2＝P 2t 2＝200 W×900 s ＝1.8×105 J紫砂电饭煲熬好一次粥，电流做功为 W ＝W 1＋W 2＝5.4×105 J ＋1.8×105 J ＝7.2×105 J (3)紫砂电饭煲在 3 min 时间内消耗的电能n2000紫砂电饭煲的实际功率为P＝＝＝500WP1600W图通过发热电阻的电流I＝P热＝≈2.73At冷却＝冷却＝P冷却0.1kWn50W′＝0×3.6×106J＝×3.6×106J＝9×104JW′9×104Jt180sU2（220V）2紫砂电饭煲在加热状态时，电路中的总电阻R＝＝≈81Ω电路的实际电压为U实＝PR＝500W×81Ω≈201V21.干衣机是利用电加热和吹风来使洗好的衣物中的水分快速蒸发的家用电器.图甲为某型号干衣机工作电路的简化图.干衣机一次工作需要依次完成烘干和冷却两个模式，乙是干衣机工作一次功率随时间变化的关系图像.第21题图(1)烘干模式是通过的方式改变了衣服的内能，冷却模式是通过改变衣服周围，从而使洗好的衣物中的水分快速蒸发.(2)若该干衣机在烘干模式下连续正常工作10min，通过发热电阻的电流是多少？发热电阻产生的热量是多少？(计算结果保留两位小数)(3)若干衣机在一次工作中消耗电能0.72kW·h，干衣机此次工作了多长时间？【答案】(1)热传递空气流动的速度解：(2)热风功率是电热丝加热功率和电动机功率的和，因此电热丝加热时的功率P热＝P热风－P冷风＝700W－100W＝600WU220V发热电阻产生的热量Q＝P热t＝600W×10×60s＝3.6×105J(3)完整的烘干模式消耗的电能是：W烘干＝P烘干t烘干＝0.7kW×1h＝0.7kW·h干衣机消耗的电能W＝0.72kW·h>0.7kW·h干衣机冷却模式消耗的电能是：W冷却＝W－W烘干＝0.72kW·h－0.7kW·h＝0.02kW·h 冷却模式已经工作的时间W0.02kW·h＝0.2h＝12min干衣机工作的总时间是t＝t烘干＋t冷却＝60min＋12min＝72min22.如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图.图中电源电压为7.5V并保持不变；定值电阻R的规格是“400Ω15mA”，起保护电路的作用；G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略不计)；R是一种新型电子元件，在压力不超过600N的前提下，图乙是阻值随压力大小的变化关系图像.R ＋R 0 200 Ω ＋400 Ω (3)当电路中的电流为 15mA 时，电路中的总电阻最小，R 总＝＝ I 0 15×10－3 A 0(1)R 0 上允许消耗的最大功率是多少？(2)当压力为 250 N 时，通电 1 min ，该压力测力计消耗的电能是多少？ (3)该测力计的量程是多少？(4)若要增大该测力计的量程，请说出两种改进方法.第 22 题图【答案】解：(1)电阻 R 0 中允许通过的最大电流：I 0＝15 mA ＝0.015 A ，则 R 0 上允许消耗的最大功率：P 0＝U 0I 0＝I 2R 0＝(0.015 A)2×400 Ω ＝0.09 W(2)由图乙可知，当压力为 250 N 时，R ＝200 Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则电路中的电流U 7.5 VI ＝ ＝ ＝0.012 5 A ，则通电 1 min 该压力测力计消耗的电能 W R ＝U R It＝I 2Rt ＝(0.012 5 A)2×200Ω ×60 s ＝1.875 JU 7.5 V＝500 Ω ，则此时电子元件的最小阻值 R 小＝R 总－R 0＝500 Ω －400 Ω ＝100 Ω ，由图乙可知，压力每增大 50 N ，电阻 R 的阻值减小 20 Ω ，即电阻 R 的阻值与压力 F 成反比，设为 R ＝kF ＋b ，将 F ＝0 N 、R ＝300 Ω 和 F ＝50 N 、R ＝280 Ω 代入可得，电子元件的阻值 R 随压力 F 变化的关系式为 R ＝300 Ω －0.4 Ω /N ×F ，则 F ＝750 N － 2.5 Ω /N ×R ，将 R 小＝100 Ω 代入上式，得电子元件所能承受的最大压力为 F 大＝500 N ，所以该测力 计的量程是 0～500 N.(4)要增大该测力计的量程，由 F ＝750 N －2.5 Ω /N×R 知，应增大 R 0 的阻值或减小电 源电压.23. 电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋 6 楼，放学后乘电梯回家. 小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲 所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点 K 与静 触点 A 接触，闭合开关 S ，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点 K 与静触点 B 接触，电 铃发出报警铃声，即使闭合开关 S ，电动机也不工作.在控制电路中，已知电源电压 U ＝6 V ， 保护电阻 R 1＝100 Ω ，电阻式压力传感器(压敏电阻)R 2 的阻值随压力 F 大小变化如图乙所示， 电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计.。

【中考物理】2023年专题训练09—电器的效率的计算2000 W20 kg1. 有一额定功率为的电热水器，内装的水，通电后持续正常加热25 min20∘C50∘C c水=4.2×103 J/(kg⋅∘C)，水的温度从升高到。

已知，求：(1) 水吸收的热量；(2) 电热水器的热效率。

2. “创新”小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。

同学们100 V设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。

如图是加热电路原理图，电源电压，加热R1R2100 Ω电阻与阻值均为，电路低温挡除雾，高温挡除霜。

同学们对电路进行模拟1 min6∘C测试，开启除霜模式加热后视镜，用温度传感器测得其温度升高了。

已知后0.5 kg0.8×103 J/(kg⋅∘C)视镜玻璃质量约，玻璃的比热容约，求：(1) 除霜模式下，电路中的电流。

(2) 除霜模式下，电路的加热效率。

2000 W220 V50 kg30∘C 3. 某电热水器，其额定功率为，额定电压为将储水箱中、50∘C c水=4.2×103 J/(kg⋅∘C)的水加热到，。

(1) 水吸收的热量是多少？50 min(2) 加热这些水电热水器共用了，求此电热水器的发热效率。

50 L4. 小华用电能表测量家中电热水器的电功率和热效率，他将家中其它用电器与总电源断开，仅让电热水器工作。

将热水器注满水后，通过观察液晶屏得知水的温度为30∘C60∘C，一小时后观察水的温度达到了，加热前后电能表示数如图所示，求：(1) 该电热水器的电功率；(2) 该电热水器的热效率。

2000 W30 kg5. 小华家额定功率为的电热淋浴器，水箱装满水后连续正常加热2100 s20∘C50∘C c水=4.2×103 J/(kg⋅∘C)。

水的温度由升高到。

已知，求：(1) 加热过程中水吸收的热量。

(2) 此过程电热淋浴器的热效率。

6. 图甲所示的是一款家用调温电热养生壶，其功率可以在一定范围内调节。

2024年中考物理专题复习—电功率高低温挡题型总结一、简单多挡问题例1.（基础必过）学校教学楼有一个额定电压为220V 的电热水器，如图是其简化了的工作电路图。

已知电阻R 1=22Ω，R 2=220Ω，电源电压保持220V 不变，利用开关S 1、S 2闭合与断开，可实际电热水器的加热和保温功能。

求：（1）开关S 1闭合、S 2断开，电热水器处于________（选填“保温”或“加热“）状态。

（2）电热水器处于保温状态时的功率是多少瓦？（3）电热水器处于加热状态时，经过5min 电流消耗的电能是多少焦？解析：（1）开关S 1闭合、S 2断开时，R 1、R 2的串联电路，电路中的电阻较大，根据2U P R=可知，电热水器的功率较小，处于保温状态。

（2）由2U P R=得，电热水器处于保温状态时的功率为：()2212220V =200W+22+220U P R R ==ΩΩ保（3）开关S 1、S 2都闭合时，电路为R 1的简单电路，电路中的电阻较小，根据2U P R=可知，电热水器的功率较大，处于加热状态，经过5min 电流产生的热量为：()2251220V =560s 6.610J 22U Q W Pt t R ===⨯⨯=⨯Ω例2.（基础必过）某型号的电饭锅有两挡，其原理如图所示，电阻R 1=44Ω。

当开关S 闭合时，电饭锅处于高温挡。

当开关S 断开时，电饭锅处于焖饭、保温挡，焖饭、保温时电饭锅的总功率为高温功率的0.02倍。

求：（1）高温挡的功率；（2）焖饭、保温时电路中的电流；（3）电阻R2的阻值。

解析：（1）当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于高温挡，则高温挡的功率：()221220V=1100W44UPR==Ω高温（2）当开关S断开时，R1与R2串联，电饭锅处于焖饭、保温挡，由题意可知，保温挡的功率：P保温=0.02P高温=0.02×1100W=22W由P=UI可得，电路中的电流：22W=0.1A220VPIU==保保（3）由UIR=可得，保温时电路中的总电阻：220V=22000.1AURI==Ω总保因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2=R总－R1=2200Ω－44Ω=2156Ω例３.（易错必练）某电熨斗的简化电路如图所示，R1、R2为电热丝且阻值保持不变。

初中物理：多档位电热器计算题专项复习(答案)1.XXX需要购买电热水器，经过调查发现有两种款式可供选择：储水箱式和即热式。

储水箱式电热水器的水箱容积为100L，出水水温可调，最高可达60℃，额定电压为220～240V，额定功率分为两档：一档为1.2KW，二档为2.0KW。

即热式电热水器的额定电压为220～240V，出水温度为30～60℃，额定功率为6KW。

如果XXX家的电能表规格是“220V 10(20)A”，经过计算可得即热式电热水器更适合小红家使用。

如果选择储水箱式电热水器以一档功率加热2小时，需耗电多少KWh？这些电能可以将50L初温为10℃的水加热到多少摄氏度？2.图中展示了某电热器的原理简图，它有高温和低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为110Ω、220Ω。

当S1闭合、S2开启时，电热器的功率为多少？当S1和S2都闭合时，电热器的工作电流是多少？当S1和S2都闭合时，电热器处于“高温挡”还是“低温挡”？经过计算可得，电热器在S1闭合、S2开启时的功率为P=U^2/R2=220^2/220=220W，在S1和S2都闭合时的工作电流为I=U/(R1+R2)=220/(110+220)=0.67A。

当S1和S2都闭合时，电热器处于“低温挡”。

3.下表是一台电热水器的铭牌，其中一项内容模糊不清，电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。

根据铭牌，可以得知电热水器的额定电压为220V，额定电流为5A，高温挡为2A，中温挡为模糊不清，低温挡为50Hz。

求低温挡正常工作时的额定功率、中温挡正常工作10分钟产生的热量、高温挡正常工作时的额定电流。

经过计算可得，低温挡正常工作时的额定功率为P=U*I=220*2=440W，中温挡正常工作10分钟产生的热量为Q=P*t=440*10*60=J，高温挡正常工作时的额定电流为I=P/U=2/220=0.01A。

4.电热加湿器的工作原理是：加湿器水箱中的一部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。

与电热水壶电热水器有关的物理问题1．某微电脑电热水壶具有温度可控、自动抽水等优点．下表是该电热水壶的铭牌．求：（1）如图所示，小电动机将1.2L 的水从桶中提升了0.5m ，电动机对水做的功至少是多少？（g 取10N/kg ）（2）电热水壶在额定电压下工作时的电流．（保留一位小数）（3）电热水壶正常工作时，将1.2L 水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？[c 水=4.2×103J/（kg•℃）]（4）若（3）中的加热时间为7min ，求电热水壶的热效率．答案：（1）6J （2）5.5A （3）4.032×105J （4）79.3%2．如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少Ω？（2）装满水后，壶中水的质量是多少kg ？（1L=1×10-3m 3）（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[c 水=4.2×103J/（kg•℃）]（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？3.某型号的泡茶壶铭牌如下表，它的额定电压是_________V ；壶中装有1kg 温度为20℃的水，在标准大气压下将水烧开（泡茶壶有80%的电能被水吸收）至少需要_________J 电能。

答案：4.2×1052.（2019泰安）为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路，观察电能表，发现在1min 内电能表转盘转动15A ．300WB ．30WC ．150WD ．200W 答案：A3.（2019赤峰）一个电水壶工作电路如图所示，其中S 是温控开关，R 1是电热管，当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S 自动切换到另一处，处于保温状态．请解答以下问题：（1）A 、B 是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，请你分析A 灯为＿＿色；（2）若壶中有1kg 水，初温27℃，把这些水加热到97℃，至少消耗多少电能？[c 水=4.2×103J/（kg•℃）]（3）若在加热状态时，加热管的功率为880W ，求R 1阻值（不计指示灯电阻及温度对电阻值的影响）．答案：（1）根据公式RU P 2=可知，电路电阻越大，功率越小，所以串联时功率小，两电阻串联时，电路处于保温状态；也就是说开关S 打在左侧触点时，电路中只有电阻R 1，电路功率较大，所以处于加热状态；则A 灯为红灯；（2）水吸收的热量Q 吸=cm （t ﹣t 0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（97℃﹣27℃）=2.94×105J ；∴当电流产生的热量全部被水吸收时消耗的电能最小，即W =2.94×105J ．（3）加热时：发热板的电功率P 1=880W ，由公式RU P 2=可得：电阻Ω55W 880)V 220(2121===P U R4.小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能，其装置如图所示，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热装置自动停止加热，已知水的比热容c 水=4.2×103J/（kg •℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m 3，g =10N/kg ，电热水壶的铭牌数据如表：（1）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L 水提升0.5m 消耗的电能．（2）电热水壶正常工作时，把1.2L 水从20℃加热到100℃用的时间是6min ，求电热水壶的热效率． 答案：（1）10J （2）93.3% 5.图示为居民家中某房间的电路，电灯L 与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L 仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均发光，此时电路故障可能是A ．插座短路B ．电热壶短路C ．AB 间断路D ．CD 间断路答案：D6.一家庭有一铭牌标有“220V 800W ”字样的电热水壶，当电路中只有电热水壶工作时，测出10min 内电能表的转盘转了60转，已知电能表表盘上标有600r/kW ·h ，在该过程中下列说法正确的是（多选）A ．电热水壶是利用电流的热效应工作的B ．电热水壶正常工作的电阻是60.5ΩC ．电热水壶10min 消耗的电能是4.8×105J D ．电水壶的实际功率是600W 答案：ABD7.暑假里的一天，李红去商店购头电热水壶，售货员给了她一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：请你根据宣传广告中提供的信息回答、计算：（1）结合你对电热水壶的了解，简要回答为什么要使用三线插头？ （2）电热水壶正常工作时的电阻是多少？ （3）电热水壶正常工作4min 消耗多少电能？（4）西宁地区夏季自来水的温度为12℃，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？【西宁地区水的沸点约为92℃，c 水=4.2×103J/（kg •℃）】（5）此电热水壶正常工作时的热效率为84%，则实际烧开一壶水需要多长时间？根据计算结果，请你对上述宣传广告中电热水壶“优点”的有关内容作出评价。

挡位类电热器相关计算典例精讲例如图甲是多功能汤锅，额定电压为220V，内部加热电路如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻，使用时通过控制开关的通断实现加热和保温功能的切换.具体参数如下表所示.挡位加热挡保温挡功率P/W1100220(1)汤锅处于保温挡时温控开关S2应处于________状态；(2)R2的电阻为多少？(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10min 消耗多少度电？(4)在某次使用汤锅炖汤时小明发现汤锅很热，但锅连接的导线几乎不热，请你利用所学的知识解释这一现象.实战演练1.(2021陕西22题)某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态.R1为下盘电热丝.R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2200W.如图为煎烤机的内部简化电路图(不考虑温度对电热丝阻值的影响).(1)按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线.第2题图(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能？(3)电热丝R1的阻值是多大？2.(2023中考压轴题)某同学新买的电热饭盒，图甲是它的内部电路图.R1、R2都是加热电阻(R1＜R2)，R1的阻值为242Ω.开关S可控制“加热”、“保温”或“断开”状态的转换，保温挡的功率是44W.第2题图(1)当开关S接2时，电热饭盒处于________(选填“加热”或“保温”)挡.(2)加热挡的功率.(3)R2的阻值.(4)当开关S接1时，通电10min消耗的电能.(5)在用电高峰期，该同学断开家中其他用电器，只让电热饭盒处于工作状态，1min能使图乙所示的电能表的转盘转过9转，则电热饭盒的实际功率为多少？创新考法3.如图甲所示为学生进行坐位体前屈考试的情景，通过手指推动挡板在刻度尺上移动的距离得出成绩.课后同学们讨论，能不能设计出一个自动显示成绩的仪器，在老师的指导下，同学们利用实验室器材设计了如图乙所示的电路，电源电压为6V，电阻R1为一根长30cm粗细均匀的电阻丝，其阻值与长度的关系如图丙所示，R2的阻值为30Ω.(1)若推板推得越远，显示的示数越大，则应将________(选填“电压”或“电流”)表作为显示器.第3题图(2)挡板在10N力的作用下前进了10cm，则手对挡板做的功为多少？(3)某同学进行测量时，电压表的示数为1.5V，则挡板向左移动了多少？4.如图甲所示为电子体重测量仪的原理，其中金属弹簧上端和滑动变阻器R′(最大值为20Ω)的滑片焊接在一起，下端与电压表的一端及开关连接.R0为保护电阻，其阻值大小为5Ω.重力大小可通过电压表示数来转换，电源的电压为12V.(g取10N/kg)(1)小华双脚站立在平台上，观察电压表的示数为U双，然后抬起一只脚，观察电压表的示数为U单，则U双________(选填“大于”“小于”或“等于”)U单.第4题图(2)已知小华质量为60kg，平台所受压力F与变阻器接入电路的阻值之间的关系如图乙所示，求称量小华体重时，电压表的示数.(3)在称量小红的体重时，电压表示数为8V，则小红的质量是多少kg?挡位类电热器相关计算典例精讲例(1)断开【解析】由I ＝U R 、P ＝UI 得P ＝U 2R可知，当电路中电阻越大时，多功能汤锅的功率越小；则分析电路图可知，当S 1闭合S 2断开时，R 1、R 2串联，为保温挡.解：(2)当S 1、S 2均闭合时，电路为R 2的简单电路，为加热挡；则R 2的阻值R 2＝U 2P 加热＝（220V ）21100W＝44Ω(3)分析图乙可知，当多功能汤锅处于保温挡时电路中的总电阻R 总＝U 2P 保温＝（220V ）2220W＝220Ω由串联电路电阻规律可知R 1的阻值R 1＝R 总－R 2＝220Ω－44Ω＝176Ω分析图丙可知，当S 、S 1闭合时，电路为R 1的简单电路，此时为低温挡；当S 、S 2闭合时，电路为R 2的简单电路，为中温挡；当S 、S 1、S 2均闭合时，R 1、R 2并联，为高温挡；高温挡的功率P 高温＝U 2R 1＋U 2R 2＝（220V ）2176Ω＋（220V ）244Ω＝1375W 多功能汤锅以新高温挡工作10min 消耗的电能W ′＝P 高温t ′＝1375W×10×60s ＝8.25×105J(4)汤锅与导线串联，通过它们的电流相等，锅内发热电阻的阻值比导线阻值大很多，根据Q ＝I 2Rt 可知，发热电阻产生的热量比导线产生的热量多得多，所以与其相连接的导线几乎不热.实战演练1.【思路分析】求解题干信息所用公式(2)煎烤机正常工作时，电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1min 消耗多少电能？煎烤机的最大额定功率为2200W ，R 1和R 2两电热丝阻值相等P ＝UI P ＝W t (3)电热丝R 1的阻值是多大？I ＝U R (1)如答图所示【解析】为了用电安全，控制用电器的开关应接在火线与用电器之间，所以电路连接如答图所示.解：(2)由P ＝UI 可得，煎烤机正常工作时，电路中的最大电流I ＝P U ＝2200W 220V＝10A 由P ＝W t得，煎烤机以最大额定功率工作时，1min 消耗的电能W ＝Pt ＝2200W×1×60s ＝1.32×105J(3)当开关S 1、S 2都闭合时，R 1与R 2并联，煎烤机以最大额定功率工作，由于R 1＝R 2得，P 1＝P 2电热丝R 1的额定功率P 1＝P 2＝2200W 2＝1100W 由P ＝UI 、I ＝U R得电热丝R 1的阻值R 1＝U 2P 1＝（220V ）21100W＝44Ω2.(1)保温【解析】加热电阻R 1＜R 2，由P ＝UI ＝U 2R可得，开关S 接2时，只有R 2接入电路，此时为保温挡；当开关S 接1时，只有R 1接入电路，此时为加热挡.(2)加热挡的功率P 加热＝U 2R 1＝（220V ）2242Ω＝200W (3)由P ＝UI ＝U 2R可得，R 2的阻值R 2＝U 2P 保温＝（220V ）244W＝1100Ω(4)由P ＝W t得，通电10min 消耗的电能W ′＝P 加热t ＝200W×10×60s ＝1.2×105J(5)由图乙可知，消耗的电能W ″＝n ′N ＝9r 3000rkW·h ＝0.003kW·h 则电热饭盒的实际功率P 实＝W ″t ′＝0.003kW·h 160h ＝0.18kW ＝180W 创新考法3.(1)电流解：(2)手对挡板做的功W ＝Fs ＝10N×0.1m ＝1J(3)由串联电路电压特点可知，当电压表示数为1.5V 时，R 2两端的电压U 2＝U －U 1＝6V －1.5V ＝4.5V电路中的电流I ＝U 2R 2＝4.5V 30Ω＝0.15A 此时电阻R 1接入电路中的阻值R 1＝U 1I ＝1.5V 0.15A＝10Ω由图丙可知，此时R 1接入电路中的长度为10cm ，则挡板向左移动了30cm －10cm ＝20cm4.(1)等于解：(2)平台所受压力F ＝G ＝mg ＝60kg×10N/kg ＝600NF ＝600N 时，变阻器接入电路的阻值为15Ω串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则此时电路中的电流I ＝U R 0＋R ′＝12V 5Ω＋15Ω＝0.6A 电压表的示数U R ′＝IR ′＝0.6A×15Ω＝9V(3)在称量小红的体重时，电压表示数为8V ，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，R 0两端的电压U 0＝U －U ′＝12V －8V ＝4V串联电路中各处的电流相等，则U ′R ″＝U 0R 0，即8V R ″＝4V 5Ω解得：R ″＝10Ω由图乙可知，对应的压力即小红的重力为400N由G ＝mg 可得，小红的质量m ′＝G ′g ＝400N 10N/kg ＝40kg。