2.20 電功率、電熱綜合計算1(2019荊門)）如圖為一個電吹風(fēng)的簡易電路，R1、R2為發(fā)熱用的電阻絲，M為帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的電動機，開關(guān)S2上扇形的金屬片可與觸點1、2、3、4接通。只接通S1時，風(fēng)扇吹冷風(fēng)，此時回路中電流為0.1A；在保持S1接通的情況下，轉(zhuǎn)動S2，若使S2與2、3接通，風(fēng)扇吹暖風(fēng)；若使S2與3、4接通，風(fēng)扇吹熱風(fēng)。（1）求吹冷風(fēng)時，電路消耗的電功率；（2）吹暖風(fēng)時，電阻絲的熱功率為吹冷風(fēng)時電吹風(fēng)電功率的5.5倍；吹熱風(fēng)時，電阻絲的熱功率為吹暖風(fēng)時電阻絲熱功率的10倍，求R1、R2的阻值。【答案】（1）22W （2）R1=40 R2360【解析】（1）僅接通S1時，電流全部通過電動機，電路消耗的電功率為P機UI220V0.1A=22W；（2）S2接通2、3時，電動機電壓不變，消耗的電功率P機不變，R1與R2串聯(lián)，電壓為U220V，電阻絲R1與R2的熱功率P1 =5.5 P機 ， 即 =5.5 22W， R1+R2400S2接通3、4時，R2被短路，僅R1發(fā)熱，其熱功率P2= =10 P1 ，即 =10 5.5 22WR1=40 ，R23602（2019本溪）圖甲是具有高溫、低溫兩檔的電熱飯盒，高溫檔電功率為 242W，簡化電路如圖乙所示， R1、R2 均是發(fā)熱電阻，且 R2 的阻值是 R1 的 4 倍。求：（1）R1 和 R2 的阻值是多少？（2）高溫檔加熱 5min，不計熱量損失，可以將 1kg 飯菜升高的溫度是多少？ 飯菜的比熱容取 3 103J/（kg）（3）如果實際電壓是 200V，低溫檔工作時的實際功率是多少？21甲 乙【答案】（1）R1= 200；R2 =800 （2）24.2 （3）40W【解析】（1）開關(guān) S 接 2 時，電路為 R1 的簡單電路，電路的總電阻最小，電路的總功率最大，電熱飯盒處于高溫檔，由 PUI 可得，R1 的阻值：R1 200，則 R2 的阻值：R24R14 200800；（2）高溫檔加熱 5min 消耗的電能：W P 高 t242W 5 60s7.26 104J，不計熱量損失，則飯菜吸收的熱量：Q 吸W7.26 104J，由 Q 吸cm t 可得，1kg 飯菜升高的溫度： t 24.2 ；（3）如果實際電壓是 200V，低溫檔工作時的實際功率：P低實 40W3(2019遼陽)圖甲是兩檔空氣炸鍋，圖乙是其內(nèi)部簡化電路，R1、R2均為發(fā)熱體，將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時，空氣炸鍋處于不同的檔位。已知兩檔空氣炸鍋的高溫檔功率為900W，R2阻值為96.8求：（1）發(fā)熱體R1的阻值是多少？（2）空氣炸鍋一次性可裝入200g牛柳，若將這些牛柳從40加熱到190，牛柳需要吸收多少熱量？【c牛柳3103J/（kg）】（3）不計熱量損失，用高溫檔將200g牛柳從40加熱到190，需要多長時間？【答案】（1）121（2）9104J（3）100s 【解析】（1）由電路圖可知，當(dāng)S置于1位置時，電阻R1、R2并聯(lián)接入電路；當(dāng)S置于2位置時，R1、R2串聯(lián)，因此由P可知，當(dāng)S置于1位置時，功率較大，即空氣炸鍋處于加熱狀態(tài)；當(dāng)S置于2位置時，空氣炸鍋處于保溫狀態(tài)；當(dāng)S置于1位置時，R2的功率P2500W，發(fā)熱體R1的功率：P1900W500W400W；由P可知，R1121。（2）牛柳需要吸收的熱量Q吸cmt3103J/（kg）0.2kg（19040）9104J；（3）不計熱量損失WQ吸9104J；由P可得，用高溫檔牛柳從40加熱到190，需要時間t100s。4.（2019懷化）如圖甲是定值電阻和標(biāo)有“8 V 8 W燈泡L的IU關(guān)系圖象。如圖乙所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器的最大阻值為12 。當(dāng)開關(guān)S、S2閉合, 開關(guān)S1斷開，將滑動變阻器的滑片P滑到b端時，燈泡L的實際功率為1W 。求：（1）燈泡正常發(fā)光10s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量；（2）電源電壓；（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時閉合，調(diào)節(jié)滑片P，求電路消耗的最大功率。【答案】（1）80J （2）8V（3）72W【解析】（1）燈泡正常發(fā)光10s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量：Q=W=P額t= 8 W10s=80J；（2）開關(guān)S、S2閉合, 開關(guān)S1斷開，將滑動變阻器的滑片P滑到b端時，燈泡L的實際功率為1W ，由圖甲可知，此時，小燈泡兩端的電壓UL=2V；電流I=0.5A；則滑動變阻器兩端的電壓U2=IR2=0.5A12 =6V；電源電壓U=UL+U2=2V+6V=8V（3）當(dāng)開關(guān)S、S1、S2同時閉合，調(diào)節(jié)滑片P到a端時，小燈泡達到額定電壓，此時電路消耗的功率最大，燈泡和R1并聯(lián)，由甲圖可計算出R1=10 ；其電功率P1=6.4W電路消耗的最大功率：W=P額+P1=8W+6.4W=14.4W5（2019益陽）洞庭湖區(qū)域盛產(chǎn)水稻，早稻收獲期恰逢長江中下游梅雨季節(jié)。為解決早稻收獲后稻谷霉變問題，某科技小組設(shè)計了一個稻谷烘干機。它的電路圖如圖甲所示，M為電動鼓風(fēng)機，R為濕敏電阻，其阻值能根據(jù)相對濕度（水蒸氣含量）的變化而改變，且能滿足實際需要。R0為10的定值發(fā)熱電阻。（1）若鼓風(fēng)機的額定電壓為220V，額定功率為440W，鼓風(fēng)機正常工作的電流為多大？（2）相對濕度在40%80%范圍內(nèi)時，R的阻值隨相對濕度變化的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)相對濕度為70%時，試求發(fā)熱電阻R0的電功率為多大？【答案】（1）2A；（2）4000W【解析】（1）根據(jù)P=UI變形可求鼓風(fēng)機正常工作的電流；（2）如圖乙所示，當(dāng)相對濕度為70%時，可知R接入電路的電阻，再根據(jù)歐姆定律可求發(fā)熱電阻R0的電流，由P=I2R可求發(fā)熱電阻R0的電功率。解：（1）由P=UI可得，鼓風(fēng)機正常工作的電流：I=2A；（2）由圖甲可知，鼓風(fēng)機與電阻并聯(lián)，電阻R與R0串聯(lián)在同一條支路中，如圖乙所示，當(dāng)相對濕度為70%時，濕敏電阻R的阻值：R=1，電阻R與R0支路中的電流： I=20A，發(fā)熱電阻R0的電功率： P0=I2R0=(20A)210=4000W。6(2019黃岡)某型號電熱水瓶具有加熱、保溫、電動出水及干燒斷電功能。其簡化電路如圖所示。S1是壺底溫控開關(guān)，通常閉合，當(dāng)壺底發(fā)熱盤的溫度達到120自動斷開。S2是壺壁溫控開關(guān)，按下時對水加熱，水燒開后自動斷開，電熱水瓶處于保溫狀態(tài)。S3是電動出水開關(guān)，按下時閉合，電磁泵將水抽出。已知電熱水瓶保溫功率為50W，加熱功率為1000W。（1）電熱水瓶處于保溫狀態(tài)且不抽水時，電路中的電阻是多大？（2）閉合S3，電磁泵兩端電壓為12V。已知R3阻值為200，求電磁泵的電功率。（3）若水燒開后，S2沒有自動斷開，則瓶里的水燒干后，經(jīng)過多長時間，S1才會斷開？已知發(fā)熱盤質(zhì)量為0.5kg，比熱容為0.5103 J/(kg)。設(shè)水燒干瞬間，發(fā)熱盤的溫度為110，不計熱損失。【答案】（1）968 （2）12.48 W （3）2.5s【解析】只閉合開關(guān)S1時，只有電阻R2工作，處于保溫狀態(tài)；只閉合開關(guān)S1和S3時電動機和電阻R3串聯(lián)，電磁泵將水抽出，電動機工作。、根據(jù)P算出電熱水瓶處于保溫狀態(tài)且不抽水時的電阻；、閉合S3時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律算出電阻R3兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律算出電流，由PUI算出電磁泵的電功率；、由Qcmt算出發(fā)熱盤吸收的熱量，瓶里的水燒干后，S2沒有自動斷開（仍然是加熱狀態(tài)），不計熱損失，電流產(chǎn)生的熱量全部被發(fā)熱盤吸收，即WQ放Q吸，由P算出加熱時間。（1）分析電路可知，當(dāng)電熱水瓶處于保溫狀態(tài)且不抽水時，電路中只有R2工作。R2968 （2分）（2）閉合開關(guān)S3，電磁泵與R3串聯(lián)，通過R3的電流為：I31.04 A故電磁泵的功率為P泵U泵I泵U泵I312 V1.04 A12.48 W （2分）（3）不計熱損失，瓶里的水燒干后，電流產(chǎn)生的熱量全部被發(fā)熱盤吸收，即Q電Q盤，P加熱t(yī)cmt，故從水燒干到S斷開，經(jīng)歷的時間為t2.5s （3分）7(2019日照)吳麗設(shè)計了一個內(nèi)有水箱的孵化箱。利用圖甲所示電路，對水箱內(nèi)的水加熱。電路中R是阻值恒為40的發(fā)熱電阻，R0是阻值恒為160的調(diào)控電阻；S為溫控開關(guān)，當(dāng)溫度等于或低于37時閉合，溫度等于或高于42時斷開，使箱內(nèi)溫度維持在37到42之間；額定電壓為220V。請完成下列問題：（1）在額定電壓下，發(fā)熱電阻R工作的最大發(fā)熱功率和最小發(fā)熱功率各為多少瓦特？（2）設(shè)計完成后，吳麗對孵化箱進行了工作測試。從孵化箱溫度剛剛變?yōu)?2開始計時，電路中的電流隨時間變化的圖像如圖乙。.測試時的實際電壓為多少伏特？.工作測試一個小時，電路消耗的電能為多少度？.已知水的比熱容為4.2103J/（kg）。假設(shè)升溫過程中，發(fā)熱電阻發(fā)出的熱量全部被水吸收，不考慮熱量散失，則測試時水箱內(nèi)水的質(zhì)量為多少千克？（本小問結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示）【答案】（1）1210W 242W （2）200V 0.36度 千克【解答】（1）S斷開時兩電阻串聯(lián)，電阻較大，功率較小，較小功率為： P小= =242WS閉合時只有電阻R工作，電阻較小，功率較大，較大功率為：P大= =1210 W（2）.從孵化箱溫度剛剛變?yōu)?2開始計時，此時開關(guān)S斷開，兩電阻串聯(lián)，由圖乙知此時的電流為1A，根據(jù)I=知測試時的實際電壓為：U=I（R+R0）=1A（40+160）=200V；.由圖乙知一個循環(huán)較大功率工作10s，較小功率工作40s，總共50s，工作測試一個小時，總共有=72次循環(huán)，較大功率總共工作10s72=720s=0.2h，較小功率總共工作40s72=2880s=0.8h，實際加熱功率：P=UI=200V5A=1000W=1kW實際保溫功率：P1=UI=200V1A=200W=0.2kW電路消耗的電能：W=Pt1+P1t2=1kW0.2h+0.2kW0.8h=0. 36 kWh；.加熱一次消耗的電能：W=Pt1=1000W10s=10000J，根據(jù)Q=cmt得水的質(zhì)量：m=kg。8(2019臨沂)圖甲是小明家安裝的即熱式熱水器，其具有高、低溫兩檔加熱功能，低溫檔功率為5500W，內(nèi)部等效電路如圖乙所示，R1和R2是兩個電熱絲。某次小眀用高溫檔淋浴時，水的初溫是20，淋浴頭的出水溫度為40C，淋浴20min共用水100L假設(shè)熱水器電熱絲正常工作且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收【c水=4.2103J/（kgC）】求：（1）電熱絲R1的阻值。（2）該熱水器高溫檔功率。【答案】（1）由圖知，兩開關(guān)同時閉合時，兩電阻并聯(lián)，只閉合S1時，為R1的簡單電路；因為并聯(lián)的總電阻小于其中任一分電阻，根據(jù)P=可知，只閉合S1時，電阻較大，功率較小，為低溫檔，電熱絲R1的阻值：R1=8.8；（2）用高溫檔淋浴時，淋浴20min共用水100L，水的質(zhì)量：m=V=1.0103kg/m310010-3m3=100kg；水從初溫20升高到40C吸收的熱量：Q=cmt=4.2103J/（kgC）100kg（40C20C）=8.4106J；由題知，假設(shè)熱水器電熱絲正常工作且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則消耗的電能：W=Q=8.4106J；該熱水器高溫檔功率：P高=7000W。【解析】（1）兩開關(guān)同時閉合時，兩電阻并聯(lián)，只閉合S1時，為R1的簡單電路，根據(jù)并聯(lián)電阻的規(guī)律和P=分析不同檔位電路的連接，根據(jù)R=求解；（2）根據(jù)m=V求出100L水平質(zhì)量，根據(jù)Q=cmt求出水從初溫是20升高淋為40C吸收的熱量；因熱水器電熱絲正常工作且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，根據(jù)P=求出該熱水器高溫檔功率。本題為電熱綜合題，考查并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的電功率公式、密度公式和Q=cmt的運用。9（2019齊齊哈爾）如圖甲是文文同學(xué)家新買的一臺冷暖空調(diào)扇，其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為110，M是電動機。開關(guān)S1閉合后，當(dāng)S2接1、2時吹冷風(fēng)；當(dāng)S2接2、3時吹溫風(fēng)；當(dāng)S2接3、4時吹熱風(fēng)，此時空調(diào)扇的總功率為1100W已知：電源電壓為220V，c冰2.1103J/（kg）。求：（1）吹冷風(fēng)時，在空調(diào)扇內(nèi)加入冰袋會使吹出的風(fēng)溫度變低，若冰袋內(nèi)冰的質(zhì)量為lkg，溫度從16升高到6時，冰從周圍吸收的熱量是多少？（2）吹冷風(fēng)時，電動機正常工作1h消耗的電能為0.11kWh，此時通過電動機的電流是多少？（3）吹熱風(fēng)時，R2的電阻是多少？【答案】（1）2.1104J（2）0.5A（3）88【解析】（1）已知冰的比熱容、質(zhì)量、初溫度和末溫度，利用公式Qcmt得到冰吸收的熱量；（2）開關(guān)S1閉合后，當(dāng)S2接1、2時吹冷風(fēng)，此時只有電動機工作，已知電源電壓、工作時間和消耗的電能，利用公式I得到通過電動機的電流；（3）已知電動機1h消耗的電能，可以得到電動機的功率；已知R1阻值和兩端電壓，可以得到R1的功率；已知吹熱風(fēng)時的總功率和電動機、R1的功率，可以得到R2的功率；已知R2功率和兩端電壓，利用公式R得到R2阻值。解：（1）冰吸收的熱量為：Q吸c冰m冰t2.1103J/（kg）1kg6（16）2.1104J；（2）開關(guān)S1閉合后，當(dāng)S2接1、2時吹冷風(fēng)，此時只有電動機工作，由WUIt可得，通過電動機的電流為：I冷0.5A；（3）電動機的功率為：P電動機0.11kW110W，當(dāng)S2接3、4時吹熱風(fēng)，此時電動機、R1、R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，則R1消耗的功率：P1440W，已知此時空調(diào)扇的總功率為1100W，則消耗R2的功率為：P2PP電動機P11100W110W440W550W，由P可得，R2的阻值為：R288。10(2019鹽城)新型電飯鍋煮飯時采用“高溫”和“低溫”兩種方式交替加熱,其內(nèi)部電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲,S1是溫度自動控制開關(guān).高、低溫?fù)醯念~定功率見下表、煮飯時,閉合開關(guān)S,電飯鍋正常工作30min消耗的電能為044kWh.求：額定電壓220V額定功率低溫檔440W高溫檔1100W(1)煮飯時通過R1的電流；(2)電熱絲R2的電阻；(3)30min內(nèi)R2消耗的電能。【答案】(1)2A (2)73.33 (3)0.22kwh【解析】當(dāng)只閉合S時，只有R1電熱絲發(fā)熱，此時為低溫檔，功率為P低=440W，即R1工作時的功率為P1=440W；當(dāng)S、S1都閉合時，R1與R2并聯(lián)，共同發(fā)熱，為高溫檔，功率為P高=1100W，即R1和R2的總功率為P總=1100W。（1）通過R1的電流為I1=2A（2）電熱絲R2的功率為P2=P高P1=1100W440W= 660W，則R2的電阻為；R2= =73.33（3）電飯鍋正常工作時采用“高溫”和“低溫”兩種方式交替加熱，不管是高溫檔還是低溫檔，R1都工作，則30min內(nèi)R1消耗的電能為W1= P1t=0.44kW0.5h=0.22kwh，因電飯鍋消耗的總電能為0.44 kwh，則R2消耗的電能為W2=WW1=0.44kWh0.22kwh=0.22kwh11.（2019桂林）在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后，小寶對家里新買的號稱“大功率電熱毯”進行了研究。他對電熱毯的工作電路圖進行簡化處理后繪制出了如圖l8所示的等效電路圖并研究。電路安全保護裝置部分小寶由于沒有學(xué)到相關(guān)知識打算以后再研究。按照說明書介紹，電熱毯工作電路等效電源的電壓低于220V。通過旋轉(zhuǎn)電熱毯的開關(guān)，電路可以達到3個檔位。如圖19所示，檔位1：單獨閉合S1；檔位2：同時閉合S1、S2；檔位3：同時閉合S1、S2、S3。小寶根據(jù)說明書提供參數(shù)進行計算后發(fā)現(xiàn)，不考慮燈絲電阻隨溫度變化，當(dāng)電熱毯處于檔位1時，燈泡L的功率為其額定功率的，R2消耗的功率為1W；當(dāng)電熱毯處于檔位3時，燈泡L正常發(fā)光，R1消耗的功率為64W。請你根據(jù)題目所給信息，完成以下問題。(1)當(dāng)電熱毯處于檔位1時，R1、R2、燈泡L一起________聯(lián)工作。當(dāng)電熱毯處于檔位2時，R1、R2、燈泡L中只有________工作。(2)求電熱毯處于檔位1時，燈泡兩端實際電壓與其額定電壓之比(UL/U額)=？(3)求電熱毯處于檔位3時，通電50秒電流通過R2產(chǎn)生的熱量？【答案】（1）串，R2（2）= （3）3200J【解析】(1)當(dāng)電熱毯處于檔位1時，R1、R2、燈泡L一起串聯(lián)工作；當(dāng)電熱毯處于檔位2時 ，只有R2單獨連入電路，因此只有R2工作；當(dāng)電熱毯處于檔位3時，R1、R2、燈泡L一起并聯(lián)工作。（2）由P=得 = = ，因此= （3）當(dāng)電熱毯處于檔位3時，燈泡L正常發(fā)光，說明燈泡的額定電壓與電源電壓相等，即U=U額，由 = 得：= ；當(dāng)電熱毯處于檔位1時，R1、R2、燈泡L串聯(lián)，此時燈泡兩端電壓是電源電壓的，因此R1和R2兩端的電壓和U12=U,則UL=3 U12。由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可得：= =，RL=3(R1+R2)。由電熱毯處于檔位1時，R2消耗的功率為1W，可得P2=()2 R2=1W由電熱毯處于檔位3時，R1消耗的功率為64W，可得P1=64W由可解得R1=R2 因此當(dāng)電熱毯處于檔位3時R1與R2的電功率相等。通電50秒電流通過R2產(chǎn)生的熱量Q=W=Pt=64W50s=3200J12（2019大慶）某電熱水壺及其銘牌如圖所示，小明為了測量該電熱水壺的實際功率和加熱效率，進行了如下實驗：關(guān)掉家里所有用電器，將該電熱水壺裝滿水，接通電熱水壺，測得壺中水溫度從25上升到35所用的時間為50s，同時觀察到家中“220V 10(40)A 3200imp/kWh”的電子式電能表的指示燈閃爍了80imp，水的比熱容c4.2103J/（kg）。請結(jié)合本次實驗記錄的數(shù)據(jù)，回答以下問題：（1）除電子式電能表外，小明還需下列哪些器材完成上述兩個測量 （選填器材前面的序號）刻度尺 溫度計 電壓表 秒表 彈簧測力計（2）若小明利用水升溫吸熱計算消耗的電能，計算出電熱水壺的功率和實際功率相比 （選填“偏大”、“偏小”或“相等”），主要原因是 。（3）電熱水壺的實際功率是 W。產(chǎn)品型號1.8L最大容積額定功率2000W額定頻率50Hz額定電壓220V（4）電熱水壺的加熱效率是 。【答案】（1）（2）消耗的電能不可能完成轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能；偏小（3）1800（4）84%【解析】（1）根據(jù)P，測量該電熱水壺的實際功率要測量時間，故用到秒表；根據(jù)計算加熱效率，在計算Q時要測量溫度，故用到溫度計；還需完成上述兩個測量；（2）若小明利用水升溫吸熱計算消耗的電能，因消耗的電能不可能完成轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能，根據(jù)P，故計算出電熱水壺的功率和實際功率相比偏大。（3）220V10（40）A3200imp/kWh”的電子式電能表的指示燈閃爍了80imp，則消耗的電能為：W80kWh3.6106J9104J；電熱水壺的實際功率是：P1800W（4）由題意知，水的體積為1.8L，水的質(zhì)量：mV1.0103kg/m31.8103m31.8kg；壺中水溫度從25上升到35吸收的熱量：Qcmt4.2103J/（kg）1.8kg（3525）7.56104J；電熱水壺的加熱效率是：100%84%。13（2019七臺河）如圖甲為家用電熱飲水機，圖乙為它的電路原理圖，下表為它的銘牌數(shù)據(jù)。水桶容量20L熱水箱容量1L額定電壓220V加熱功率400W保溫功率44WS1R1R2S2220V甲 乙（1）當(dāng)S1閉合，S2斷開時，電熱飲水機處于 狀態(tài)（填“加熱”或“保溫”），此時電路中的電流是多大？（2）飲水機正常工作時，將熱水箱中的水從20加熱到90，求：水吸收的熱量是多少？（水的比熱容4.2103J/（kg）（3）電熱飲水機正常工作時加熱效率為80%求：將熱水箱中的水從20加熱到90的時間為多少秒？【答案】（1）0.2A（2）2.94105J（3）918.75秒【解析】解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S1閉合，S2斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由PUI可知電路的總功率最小，處于保溫狀態(tài)；根據(jù)PUI知，此時電路中的電流：I保溫0.2A；（2）根據(jù)知，水的質(zhì)量 mV1.0103kg/m3103m31.0kg，水吸收的熱量為Q吸cmt4.2103J/（kg）1.0kg（9020）2.94105J，（3）因為，所以消耗的電能為：W電3.675105J，因為P，所以加熱所需時間為t918.75s。14（2019綏化）小澤家有一新型的電熱足浴器。其銘牌上的部分信息如下。額定電壓220V額定功率1210W容積7L（1）求電熱足浴器正常工作時的電阻；（2）用這個足浴器將5kg的水從20加熱到40，求水吸收的熱量；（3）若此足浴器在額定電壓下使用，需500s才能將（2）問中的水從20加熱到40，求這個電熱足浴器的加熱效率；（計算結(jié)果精確到0.1%）（4）小澤家安裝的電能表如圖所示。某次小澤斷開家中的其它用電器，讓電熱足浴器單獨工作，在1min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過50r，求此時該足浴器兩端的實際電壓。【答案】（1）40（2）4.2105J（3）電熱足浴器的加熱效率為69.4%（4）此時該足浴器兩端的實際電壓為200V【解析】（1）由P得，電熱足浴器正常工作時的電阻：R40；（2）水吸收的熱量：Qcm（tt0）4.2103J/（kg）5kg（4020）4.2105J；（3）足浴器在額定電壓下使用500s消耗的電能：WPt1210W500s6.05105J，電熱足浴器的加熱效率：100%100%69.4%；（4）由圖知，電能表上標(biāo)有3000r/（kWh），讓電熱足浴器單獨工作，在1min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過50r，則足浴器1min消耗的電能：WkWh50kWh6104J，由Wt得，此時該足浴器兩端的實際電壓：U實200V。15（2019隨州）隨州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常選用一些小型電暖器越冬。如圖甲電暖器有“高溫、中溫、低溫”三擋，銘牌見下表（“中溫”擋功率空出），其電路原理如圖乙，S是自我保護開關(guān)，當(dāng)電暖器傾倒時S自動斷開，切斷電源保證安全。當(dāng)S、S1閉合，S2斷開時電暖器為“低溫”擋。（R1R2）XX牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫?fù)?40W中溫檔高溫?fù)?600W頻率50Hz求：（1）R1的阻值；（2）“中溫”擋正常工作時電路中的電流；（3）若室內(nèi)空氣質(zhì)量為50kg，用該電暖器的“高溫”擋正常工作10min，放出熱量的50%被室內(nèi)空氣吸收，那么可使室內(nèi)氣溫升高多少？假設(shè)空氣的比熱容為1.1103J/（kg）【答案】（1）11；（2）5.27A；（3）8.73。【解析】（1）電暖器在低溫檔時，由R可求R1的阻值；（2）高溫檔與低溫檔功率之差是中溫檔功率；已知中溫檔功率和電源電壓，可以得到中溫檔正常工作時的電流；（3）根據(jù)WP高t可求產(chǎn)生的熱量，根據(jù)Q吸W可得空氣吸收的熱量，根據(jù)Q吸cmt可得房間的空氣溫度升高多少。解：（1）閉合開關(guān)S1，R1單獨接入電路，R1R2，根據(jù)P可知電暖氣處于低溫；R1的阻值：R1110；（2）閉合S1為“低溫”擋，R1單獨接入電路；單獨閉合S2為“中溫”擋，“高溫”擋為S1、S2同時閉合，R1、R2并聯(lián)。P中溫P高溫P低溫1600W440W1160W；根據(jù)PUI可得，“中溫檔”正常工作時的電流：I25.27A；（3）因為P，所以電暖器的“高溫”檔正常工作10min，放出的熱量：WP高溫t1600W1060s9.6105J；空氣吸收的熱量：Q吸W50%9.6105J4.8105J，由Q吸cmt可得，房間空氣升高的溫度：t8.73。16（2019孝感）家用電飯鍋中自動開關(guān)一般由感溫鐵氧體組成，將電飯鍋的自動開關(guān)S按下，電飯鍋處于別熱狀態(tài)，當(dāng)感溫鐵氧體溫度達到103時失去磁性，被吸鐵塊由彈簧彈開，使電飯鍋進入保溫狀態(tài)。某家用電飯鍋內(nèi)部電路簡化示意圖如圖甲，某次使用該電飯鍋在220V的電壓下煮飯過程中，通過的電流隨時間變化的圖象如圖乙。（1）當(dāng)鍋內(nèi)溫度為100時，自動開關(guān)S與 （選填“1”或“2”）連接，此時電飯鍋處于 （選填“加熱”或“保溫”）狀態(tài)。（2）該電飯鍋此次工作30分鐘消耗的電能為多少？（3）電阻R1與R2的阻值之比為多少？（4）若要使該電飯鍋的加熱功率提高到1100W，可以給電阻R1并聯(lián)一個阻值為多大的電阻R3？【答案】（1）1；加熱；（2）7.92105J；（3）13；（4）可以給電阻R1并聯(lián)一個阻值為220的電阻R3。【解析】（1）根據(jù)題意可知，溫度為100時（低于103），電飯鍋處于加熱狀態(tài)，開關(guān)S與“1”連接，只有R1連入電路，電路中電阻較小，根據(jù)P可知，此時的電功率較大，為加熱狀態(tài)；（2）電飯鍋此次工作30分鐘消耗的電能：WW1+W2UI1t1+UI2t2220V4A1060s+220V1A2060s7.92105J；（3）開關(guān)接1時，只有R1連入電路，為加熱狀態(tài)，此時的電流I14A；開關(guān)接2時，兩電阻串聯(lián)，為保溫狀態(tài)，此時的電流I21A，則，解得；（4）原來的加熱功率P1UI1220V4A880W，此時該電飯鍋的加熱功率提高到1100W，則并聯(lián)電阻的功率：P3PP11100W880W220W，由P得，并聯(lián)電阻的阻值：R3220。電池名稱鋰離子電池電壓3.7V容量4200mAh17（2019宜昌）我國“華為”公司是當(dāng)今世界通訊領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，在手機及其它通訊設(shè)備的設(shè)計制造方面掌握了諸多高新科技成果。以手機為例，華為“Mate 20 pro”不僅采用4200mAh超大容量電池，并且采用“超級快充”技術(shù)，不到半小時可把電池充達一半以上，極大方便了人們的使用。已知該電池的部分參數(shù)如表所示。（1）表格中的電池“容量”，是哪幾個物理量進行了怎樣運算的結(jié)果？（2）如圖所示的兩個充電器，一個標(biāo)注“輸出5V 600mA”，另一個標(biāo)注“輸出5V 4A”，其中有一個是快速充電器。假設(shè)充電效率為90%，選用快速充電器將電池從零充滿需要多少分鐘？（3）有人發(fā)現(xiàn)，超級快充的充電線比普通手機充電線要粗一些，請你從線路安全的角度來分析為什么有這樣的區(qū)別。【答案】（1）表格中的電池“容量”是電流與時間的乘積；（2）需要51.8min；（3）充電線較粗可以減小電阻，在充電過程中產(chǎn)生的熱量較少。【解析】（1）mA是電流的常用單位，h是時間的常用單位，據(jù)此得到“容量”的含義；（2）已知充電器輸出電壓和電流，可以得到輸出功率，輸出功率越大表示充電越快；已知電池容量、電壓和充電效率，可以得到需要的電能；已知電池電能和充電功率，可以得到充電時間；（3）在材料和長度一定時，橫截面積越大電阻越小；由焦耳定律知，在電流和通電時間一定時，電阻越大產(chǎn)生熱量越多。解：（1）已知電池的容量是“4200mAh”，mA是電流的常用單位，h是時間的常用單位，所以“容量”是電流與通電時間的乘積；（2）兩個充電器的充電功率分別為：P1U1I15V0.6A3W，P2U2I25V4A20W，所以第二個的充電速度快；電池充滿電儲存的電能為：W儲U電池Q3.7V4.2A3600s55944J，已知充電效率為90%，則消耗的電能：W充=62160J；由P=可得，選用快速充電器將電池從零充滿需要的時間：t=3108s51.8min；（3）充電器的充電線有電阻，由焦耳定律知，工作過程中會產(chǎn)生熱量；充電線盡可能做得粗一些，目的是減小電阻，使充電過程中產(chǎn)生的熱量少一些。18（2019宿遷）某電器廠設(shè)計了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，該火鍋產(chǎn)品銘牌和電路圖如圖所示：額定電壓220V額定功率高溫檔中溫檔低溫檔880W440W220W（1）當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接a時，該電火鍋選用______檔工作（選填“高溫”、“中溫”或“低溫”）。（2）當(dāng)電火鍋使用中溫檔正常工作時，電路中電流是多大？接入電路的電熱絲的阻值是多少？（3）用電火鍋高溫檔在額定電壓下燒水7分鐘，電流做了多少功？若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，能使1kg初溫為20的水升高多少（c水=4.2103J/（kg）？【答案】（1）低溫 （2）2A；110 （3）3.696105J；80【解析】（1）由圖知，S1斷開，S2接a端，R1和R2串聯(lián)。根據(jù)P=分析高檔、抵擋；（2）當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接b時，電阻R2單獨接入電路，為中溫檔，根據(jù)I中溫=可求電流，再根據(jù)歐姆定律變形，R2=可求接入電路的電熱絲的阻值；（3）根據(jù)W=P高溫t可求用電火鍋高溫檔在額定電壓下燒水7分鐘，電流做的功；根據(jù)W=Q吸=cmt可求水升高多少。解：（1）由圖知，當(dāng)S1斷開，S2接a端，R1和R2串聯(lián)，此時電路的總電阻最大，由P=可知，此時總功率最小，則該電火鍋選用低溫檔工作；（2）當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接b時，電阻R2單獨接入電路，為中溫檔，此時電路中的電流：I中溫=2A，由歐姆定律可得，接入電路的電熱絲的阻值：R2=110；（3）用電火鍋高溫檔在額定電壓下燒水7分鐘，電流做的功：W=P高溫t=880W760s=369600J=3.696105J，因電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則Q吸=cmt可得水升高的溫度：t=88，因為在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100，且水的初溫為20，所以只能使水升高80。19(2019朝陽)養(yǎng)生壺的原理如圖所示，它有加熱和保溫兩檔。當(dāng)加熱到設(shè)定溫度時，養(yǎng)生壺自動切換為保溫檔。（養(yǎng)生壺的部分參數(shù)如表所示）（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2 （填“閉合”或“斷開”）時，養(yǎng)生壺處于加熱狀態(tài)。（2）在保溫檔正常工作時，求電路中的電流是多少？（3）求R1、R2的阻值。壺的容積1.5L額定電壓220V加熱功率1000W保溫功率44W（4）如果養(yǎng)生壺的效率為70%，那么在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下要將滿壺的水從20加熱至沸騰，請問需要多少分鐘？【答案】（1）閉合；（2）0.2A；（3）R1的阻值為48.4，R2的阻值為1051.6；（4）12min【解析】（1）養(yǎng)生壺處于加熱狀態(tài)時，電路的總功率最大，由PUI可知，電源的電壓一定時，電路的總電阻最小，由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，養(yǎng)生壺處于加熱狀態(tài)；（2）在保溫檔正常工作時，由PUI可得，電路中的電流：I0.2A；（3）養(yǎng)生壺處于加熱狀態(tài)時，電路為R1的簡單電路，則R1的阻值：R148.4，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時，R1與R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，總功率最小，養(yǎng)生壺處于保溫狀態(tài)，由I可得，此時電路中的總電阻：R總1100，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2R總R1110048.41051.6；（4）滿壺水的體積：V1.5L1.5dm31.5103m3，由可得，水的質(zhì)量：mV1.0103kg/m31.5103m31.5kg，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100，則水吸收的熱量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）1.5kg（10020）5.04105J，由100%可得，消耗的電能：W7.2105J，由P可得，需要的加熱時間：t720s12min。20(2019撫順)如圖甲所示是一款加熱杯，可以通過控制開關(guān)實現(xiàn)高、中、低三檔加熱，其簡化電路圖如圖乙所示。R1、R2、R3均為電熱絲，已知R1176加熱杯的部分參數(shù)如表。求：c水4.2103J/（kg），水1.0103kg/m3（1）R2的阻值是多少？（2）加熱杯的低溫檔功率是多少？額定電壓220V高溫檔功率1100W中溫檔功率440W低溫檔功率容量1L（3）若不計熱量損失，加熱杯使用高溫檔加熱，使1L水從12升高到100，需要多長時間？【答案】（1）66（2）220W（3）336s【解析】（1）當(dāng)S接高溫檔觸點時，電路為R3的簡單電路，由PUI可得，R3的阻值：R344，當(dāng)S接中溫檔觸點時，R2、R3串聯(lián)，則此時電路中的總電阻：R總110，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2R總R31104466；（2）當(dāng)S接低溫檔觸點時，R1、R3串聯(lián)，則加熱杯的低溫檔功率：P低220W；（3）滿壺水的體積：V1L1dm31103m3，由可得，水的質(zhì)量：mV1.0103kg/m31103m31kg，水吸收的熱量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）1kg