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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
電學(xué)多檔位計(jì)算題型
1、圖甲是某款電火鍋，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，S1是旋鈕開關(guān)，S2是溫控開關(guān)（當(dāng)鍋體溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)斷開，當(dāng)鍋體溫度低于一定值時(shí)自動(dòng)閉合），R是指示燈的分壓電阻，不起到加熱作用，發(fā)熱管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示，滑片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只能與滑動(dòng)觸頭接觸，0檔為斷開狀態(tài)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ檔是不同功率的檔位，電熱絲被均分為四節(jié)接入電路，其他元件的電阻均忽略不計(jì)。
（1）S1從0檔轉(zhuǎn)到Ⅰ檔開始工作，溫控開關(guān)S2的狀態(tài)是 （選填“斷開”或“閉合”）
（2）加熱時(shí)，鍋內(nèi)水溫逐漸升高，其中改變水的內(nèi)能的方式是 （選填“做功”或“熱傳遞”）。
（3）圖丙中，滑片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)熱管的加熱功率增大，IV檔時(shí)功率最大，則接線柱a、b、c中連入電路的應(yīng)該是 。
（4）已知電火鍋IV檔加熱功率為1000瓦，若電火鍋在Ⅲ檔工作5分鐘，求發(fā)熱管消耗的電能。
【答案】（1）閉合 （2）熱傳遞 （3）b，c （4）1.5×105J
【解析】（1）根據(jù)題意知道，S2是溫控開關(guān)，即當(dāng)鍋體溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)斷開，當(dāng)鍋體溫度低于一定值時(shí)自動(dòng)閉合，所以，S1從0檔轉(zhuǎn)到Ⅰ檔是開始工作，故溫控開關(guān)S2的狀態(tài)應(yīng)是閉合的。
（2）鍋中的水溫度升高，是水吸收了熱量，所以，是通過(guò)熱傳遞增加了水的內(nèi)能。
（3）根據(jù)題意知道，滑片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)熱管的加熱功率增大，且IV檔時(shí)功率最大，由知道，說(shuō)明滑片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，接入電路的電阻減小，由圖知道，滑片與b連接，當(dāng)接線柱b、c中連入電路時(shí)，滿足要求。
（4）由于電熱絲被均分為四節(jié)接入電路，由圖知道，Ⅲ檔長(zhǎng)度是IV檔長(zhǎng)度的2倍，由知道，電火鍋IV檔接入電路的電阻所以Ⅲ檔時(shí)，連入阻值為96.8歐，此時(shí)功率電火鍋在Ⅲ檔工作5分鐘，發(fā)熱管消耗的電能W=Pt=500W×300s=1.5×105J。
2、某電熱敷眼罩如圖甲所示，有高溫、中溫和低溫三個(gè)擋位，圖乙是內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，R1、R2、R3為加熱電阻，其中R1、R2的阻值均為10Ω，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)擋位切換，正常工作時(shí)電壓為5V。
（1）該電熱敷眼罩可以緩解眼部疲勞，它通過(guò)發(fā)熱元件對(duì)眼部加熱，有助于擴(kuò)張血管，增加血流量，進(jìn)而改進(jìn)眼部血液循環(huán)，為眼部組織細(xì)胞的生命活動(dòng)提供更多的 ；
（2）旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至 （選填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）時(shí)，電熱敷眼罩處于高溫?fù)豕ぷ鳎碛墒牵? ；
（3）若旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至de時(shí)，電路中總電流為0.9A，則大小是多少？
（4）旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至cd時(shí)，求電熱敷眼罩的功率。
【答案】（1）氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) （2）de 見解析 （3）12.5Ω （4）2.5W
【解析】（1）電熱敷眼罩通過(guò)加熱眼部，促進(jìn)血液循環(huán)，為眼部組織細(xì)胞提供更多氧氣和養(yǎng)料。氧氣是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生能量的必需物質(zhì)，養(yǎng)料則是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，電熱敷眼罩可以緩解眼部疲勞。
（2）據(jù)乙圖可知，旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至ab時(shí)，電路為斷路，此時(shí)眼罩不工作；旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至bc時(shí)，電路為R1、R2兩電阻串聯(lián)；旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至cd時(shí)，電路為R2一個(gè)電阻單獨(dú)串聯(lián)；旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至de時(shí)，此時(shí)電路為R2、R3兩電阻并聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電阻規(guī)律可知，串聯(lián)電阻最大，并聯(lián)電阻最小，根據(jù)可知，電阻越小，電功率越大，因此當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至de時(shí)，電路為R2、R3兩電阻并聯(lián)時(shí)，電熱敷眼罩處于高溫?fù)豕ぷ鳌?br/>（3）若旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至de時(shí)，電路為R2、R3兩電阻并聯(lián)，此時(shí)R2支路電流為R3支路電流為
則R3的阻值為
（4）旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至cd時(shí)，電路為R2一個(gè)電阻單獨(dú)串聯(lián)，此時(shí)電熱敷眼罩的功率為。
3、如圖所示是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是每當(dāng)水沸騰后能自動(dòng)斷電一段時(shí)間，電熱鍋的部分參數(shù)如表所示。
容積 4.5L
額定電壓 220V
保溫功率 80W
加熱功率 500W
（1）調(diào)節(jié)切換開關(guān)可以使電熱鍋處于關(guān)、高溫、自動(dòng)、保溫四種工作狀態(tài)，則原理圖中的切換開關(guān)連接觸點(diǎn)“ ”時(shí)為保溫?fù)酢?br/>（2）該電熱鍋處于高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，使3L的水溫度升高54℃需要42min，那么電熱鍋的加熱效率為多少？[，]
（3）某同學(xué)想測(cè)試一下銘牌標(biāo)示的加熱功率與實(shí)際使用時(shí)的功率是否相符，其操作與觀察是：只讓這臺(tái)電熱鍋單獨(dú)工作，并讓它始終處在加熱狀態(tài)，用手表計(jì)時(shí)，結(jié)果10分鐘電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了200轉(zhuǎn)（該同學(xué)家中的電能表參數(shù)是）。請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算電熱水器的實(shí)際功率。
【答案】（1）3 （2）54% （3）400W
【解析】（1）由圖提供的信息知R1＞R2，根據(jù)電功率公式可知，當(dāng)電源電壓不變時(shí)，電阻越小，功率越大，所以當(dāng)開關(guān)連接觸點(diǎn)3時(shí)，消耗的電功率最小，處于保溫狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)連接觸點(diǎn)2時(shí)，溫控器能控制電路的自動(dòng)通斷，為自動(dòng)擋；當(dāng)開關(guān)連接觸點(diǎn)1時(shí)，消耗的電功率最大，處于高溫狀態(tài)；原理圖中的切換開關(guān)連接觸點(diǎn)“3”時(shí)為保溫?fù)?。
（2）水的質(zhì)量
水吸收的熱量
加熱功率，工作42min消耗電能
電熱鍋的加熱效率
（3）電路中的電器每消耗的電能,，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000r，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)200r消耗的電能為
電熱鍋的實(shí)際功率。
4、為方便師生飲水，學(xué)校安裝了直飲水機(jī)，如甲圖所示，其工作電路原理如乙圖，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)按“溫、開水選擇開關(guān)”按鈕（斷開或閉合）的狀態(tài)，可以選擇出溫水或開水。該直飲水機(jī)的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1000W。[已知：電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容，水的密度]。分析并計(jì)算：
（1）當(dāng)“溫、開水選擇開關(guān)”斷開時(shí)，飲水機(jī)處于出 （填“溫水”或“開水”）狀態(tài)；
（2）電阻R0的阻值為多大？
（3）現(xiàn)在需要50℃的溫水1000mL，已知水的初溫是20℃，水需要吸收多少熱量？
【答案】（1）溫水 （2）22Ω （3）1.26×105J
【解析】（1）當(dāng)“溫、開水選擇開關(guān)”斷開時(shí)，電路為兩電阻串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，由可知，電功率最小，為溫水狀態(tài)；當(dāng)“溫、開水選擇開關(guān)”閉合時(shí)，電路為R0電阻單獨(dú)串聯(lián)為開水狀態(tài)。
（2）已知開水加熱電功率是2200W，則電阻R0的阻值為
（3）溫水的質(zhì)量為
水需要吸收的熱量為。
5、某電熱水器內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖甲所示，由控制電路和加熱電路組成。加熱電路中電壓為220V， 加熱電阻R1=44Ω，控制電路中電源電壓恒為12V，R0為定值電阻，R1為熱敏電阻（其阻值隨水溫的變化關(guān)系如圖乙所示）；虛線框內(nèi)為電壓檢測(cè)自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到 R0兩端的電壓降到3V時(shí)S2閉合；檢測(cè)到R0兩端電壓升高到6 V時(shí)S2斷開。已知熱水器中水溫降到40℃時(shí)，加熱電路開始加熱；水溫升至某溫度時(shí)，加熱電路停止加熱。求：
（1）開關(guān)S2閉合時(shí)加熱電路的電功率。
（2）定值電阻R0的阻值。
（3）加熱電路停止加熱時(shí)水溫度。
【答案】（1）1100W （2）50Ω （3）80℃
【解析】（1）S2閉合時(shí)加熱電路的電功率
（2）由乙圖知道，水溫40℃時(shí)熱敏電阻的阻值Rt=150Ω，此時(shí)U0=3V，Rt兩端的電壓
由于所以
（3）停止加熱時(shí)R0兩端的電壓U0′=6V，此時(shí)Rt兩端電壓
因?yàn)樗源藭r(shí)熱敏電阻從乙圖知道，此時(shí)對(duì)應(yīng)的水溫為80℃。
6、圖甲為電壓力鍋，其電路圖如圖乙，接通電路后，開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b同時(shí)接通，開始加熱；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到125℃，開關(guān)S自動(dòng)與a、b都斷開，并只與觸點(diǎn)c接通，開始保溫保壓。現(xiàn)將2kg初溫為25℃的水加入電壓力鍋中，接通電路使其正常運(yùn)行，電壓力鍋在工作過(guò)程中電功率隨時(shí)間的變化圖像如丙所示。
（1）求電路中R1的阻值；
（2）計(jì)算加熱過(guò)程消耗的電能；
（3）計(jì)算電壓力鍋從開始運(yùn)行到水溫剛達(dá)125℃時(shí)的效率。【水的比熱容為4.2×103J/（kg·°C）】
【答案】（1）60.5Ω （2）1.2×106J （3）70%
【解析】（1）據(jù)乙圖分析可知，當(dāng)開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b同時(shí)接通時(shí)，電路為兩電阻并聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最小，根據(jù)可知，電功率最大，處于加熱擋位；當(dāng)開關(guān)S自動(dòng)與a、b都斷開，并只與觸點(diǎn)c接通，此時(shí)電路為R2單獨(dú)串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最大，根據(jù)可知，電功率最小，處于保溫?fù)跷唬唤Y(jié)合丙圖可知，加熱擋的功率是1000W，保溫?fù)醯墓β适?00W，可得R1的電功率為：，R1的電阻為：。
（2）加熱過(guò)程消耗的電能為：。
（2）加熱過(guò)程中水吸收的熱量為：，
加熱效率為：。
7、雞蛋仔是許多年輕人喜愛食品，制作雞蛋仔的工具稱之為電餅鐺（如圖甲），上下盤既可以同時(shí)加熱，也可以把上盤掀開，使用下盤單獨(dú)加熱。其工作電路如圖乙，R1與R2為加熱電阻，R3為保溫電阻，閉合總開關(guān)S1，溫控開關(guān)S2接接線柱“2”時(shí)，下盤加熱，如果再閉合開關(guān)，上盤也開始加熱。電餅鐺部分參數(shù)如圖丙。
額定電壓 220V
下盤額定加熱功率 1210W
上盤額定加熱功率 800W
額定保溫功率 330W
額定頻率 50Hz
（1）店員只使用下盤來(lái)制作雞蛋仔，此時(shí)電路中的電流為多少安？
（2）店員用上下盤一起制作雞蛋仔，一次需要5 min，則共計(jì)消耗了多少電能？
（3）當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)接至接線柱“1”，使電餅鐺進(jìn)入保溫狀態(tài)，那么保溫電阻應(yīng)安裝在______處。（選填“A”或“B”）。
【答案】（1）5.5A （2）J （3）A
【解析】(1)由圖知道，閉合總開關(guān)S1，溫控開關(guān)S2接接線柱“2”時(shí)，下盤加熱，由表格數(shù)據(jù)知道，此時(shí)下盤額定加熱功率是1210W，電壓是220V，由知道，此時(shí)電路中的電流
(2)上下盤一起使用時(shí)，電路的總功率
由 知道，一次使用5 min，則共計(jì)消耗電能
(3)由圖知道，保溫電阻應(yīng)安裝在A處時(shí)，不影響上和下盤工作。
8、觀賞魚的養(yǎng)殖對(duì)生存環(huán)境的溫度有較高的要求，小明為此自制了控制水溫恒定的裝置，其電路圖如圖所示。其中：控制電路：電源電壓為6伏、Ra為阻值10歐的定值電阻、Rp為滑動(dòng)變阻器、Rb為放在魚缸水中的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化規(guī)律如表一所示。電磁鐵La和Lb完全相同。閉合S1，當(dāng)經(jīng)過(guò)La的電流Ia與通過(guò)Lb的電流Ib滿足：Ia-Ib>0.1安時(shí)，銜鐵H會(huì)被La吸引使e、f觸點(diǎn)接通，同理Ib-Ia>0.11安時(shí)銜鐵會(huì)被Lb吸引使n、m觸點(diǎn)接通。（假設(shè)電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力不會(huì)隨距離的改變而改變，不考慮銜鐵的重力）工作電路：電源電壓為220伏，R1、R2為兩個(gè)阻值均為1210歐的電熱絲。閉合S2，工作電路在高、低功率下交替工作，使水溫維持在一定的范圍。
表一：熱敏電阻Rb阻值與溫度的關(guān)系
溫度/℃ 電阻/ 0 5 11 17 20 23 25 29
Rb 90 75 57 40 30 20 15 3
（1）若在某次測(cè)試中，工作電路在高功率和低功率模式下各工作了5分鐘，請(qǐng)計(jì)算出本次測(cè)試中工作電路消耗的總電能為多少？
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值為10歐，則此時(shí)水溫維持的范圍是。
【答案】（1）18000W （2）20—25℃
【解析】（1）H左移時(shí)，只有電熱絲R1工作，右移時(shí)，兩個(gè)電熱絲串聯(lián)，電阻較大，由知道，是低溫?fù)酢９ぷ麟娐犯吖β蕰r(shí)，只有電熱絲R1，U=220V，
工作電路低功率時(shí)：電熱絲R1和電熱絲R2串聯(lián)
功率時(shí)間t=5min=5×60s=300s
消耗的電能
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值為10Ω，與Ra=10Ω串聯(lián)，總電阻其電流為
Ia-Ib＞0.1安時(shí)，Ib=0.2A開始動(dòng)作，故此時(shí)根據(jù)表格數(shù)據(jù)知道，此時(shí)的溫度為20℃。
Ib-Ia＞0.1安時(shí)，I'b=0.4A開始動(dòng)作，故此時(shí)根據(jù)表格數(shù)據(jù)知，此時(shí)的溫度為25℃，故可控制范圍20℃～25℃。
答：（1）本次測(cè)試中工作電路消耗的總電能為18000J；
（2）水溫維持的范圍是20℃～25℃。
9、如圖甲所示為某電熱水壺，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示。將它接入家庭電路中，電壓U為220V，正常工作時(shí)加熱電阻R1的阻值為44Ω。
（1）求電熱水壺正常工作時(shí)的電功率。
（2）電熱水壺內(nèi)裝有1.5L的水，通電后使水從20℃加熱到100℃，計(jì)算此過(guò)程中水的內(nèi)能增加量。
（3）現(xiàn)需在電路中再接入一個(gè)指示燈L，要求：閉合開關(guān)S，加熱電阻R1工作的同時(shí)指示燈L亮起，說(shuō)明電熱水壺正在加熱。已知指示燈L的電阻R2阻值為50kΩ。通過(guò)計(jì)算判斷指示燈L能否串聯(lián)接入電路。
【答案】（1）1100W；（2）5.04×105J；（3）指示燈L不能串聯(lián)接入電路
【解析】（1）電熱水壺正常工作時(shí)的電功率
（2）由知道，水的質(zhì)量水吸收的熱量即水的內(nèi)能增加量為5.04×105J。
（3）現(xiàn)需在電路中再接入一個(gè)指示燈L，指示燈L如果與電熱絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)知道，此時(shí)電路中的總電阻
此時(shí)電路中的電流
而電熱絲正常工作時(shí)的電流由于通過(guò)電熱絲的電流遠(yuǎn)小于電熱絲正常工作時(shí)的電流，所以電熱絲不能正常發(fā)熱，故不能串聯(lián)接入。
答：（1）電熱水壺正常工作時(shí)的電功率為1100W；
（2）此過(guò)程中水的內(nèi)能增加量為5.04×105J；
（3）指示燈L不能串聯(lián)接入電路。
10、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一款電熱開水機(jī)，它由水箱模塊和溫控模塊共同組成。
水箱模塊如圖甲所示，由浮球、繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿ABO、連桿BC和活塞組成。冷水從進(jìn)水口進(jìn)入冷水箱，再經(jīng)連通管道進(jìn)入煮水箱。當(dāng)冷水箱水位達(dá)到設(shè)定水位，杠桿呈水平狀態(tài)，活塞剛好堵住進(jìn)水口，停止進(jìn)水，這時(shí)浮球有一半體積浸入水中。煮水箱中的水煮沸后經(jīng)出水管進(jìn)入保溫箱，冷水再補(bǔ)充進(jìn)入煮水箱；冷水箱中水位下降，此時(shí)活塞下降，進(jìn)水口再次進(jìn)水；重復(fù)上述過(guò)程。電路模塊的原理圖如圖乙所示。煮水箱內(nèi)有電熱絲，保溫箱內(nèi)有力敏電阻，當(dāng)保溫箱內(nèi)的水量低于最低水位時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，電磁鐵吸引銜鐵，使開始工作；保溫箱內(nèi)還有熱敏電阻、電熱絲，當(dāng)保溫箱內(nèi)水溫低于時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，電磁鐵吸引銜鐵，電熱絲工作使保溫箱內(nèi)的水溫維持在。電磁鐵線圈的電阻忽略不計(jì)。
（1）若煮水箱內(nèi)的額定煮水功率為1210瓦，求的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠桿ABO質(zhì)量和體積忽略不計(jì)，進(jìn)水口被活塞堵住不能進(jìn)水，此時(shí)連桿BC對(duì)杠桿的壓力為30牛，支點(diǎn)O到浮球球心的距離OA為OB的3倍。求浮球的體積。
（3）控制電路電壓均為10伏，保溫時(shí)，電磁鐵中的電流達(dá)到0.02安，銜鐵被吸合；電流低于0.01安時(shí)，銜鐵被釋放。請(qǐng)?jiān)诖鹁砑埖膱D丙中畫出隨溫度變化的大致圖像，并在縱坐標(biāo)上標(biāo)出溫度分別為和時(shí)的阻值。
【答案】（1）40Ω （2） （3）
【解析】（1）由可知，的阻值
（2）由杠桿平衡條件得，
A點(diǎn)受到的力
由力的平衡條件可知，此時(shí)浮球受到的浮力
由可知，浮球排開水的體積
杠桿呈水平狀態(tài)，時(shí)浮球有一半體積浸入水中，浮球體積
（3）保溫時(shí)，電磁鐵中的電流達(dá)到0.02A，銜鐵被吸合，由歐姆定律可知，90°C時(shí)，熱敏電阻的阻值電流低于0.01A時(shí)，銜鐵被釋放，則95°C時(shí)，熱敏電阻的阻則RT隨溫度變化的大致圖像如圖。
11、圖甲是小明設(shè)計(jì)的孵蛋器模擬電路圖。其控制電路中R0為熱敏電阻，工作電路電源電壓伏，R1、R2均為電熱絲，其中.歐。當(dāng)通過(guò)電磁鐵線圈的電流大于60毫安時(shí)，銜鐵被吸合，小于30毫安時(shí)銜鐵被釋放，從而實(shí)現(xiàn)加熱、保溫兩擋自動(dòng)切換，使雞蛋孵化時(shí)獲得穩(wěn)定適宜的溫度環(huán)境。
（1）根據(jù)孵蛋器的功能，結(jié)合圖甲電路分析，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻R0的阻值大小變化是 ；
（2）已知該孵蛋器的保溫功率為48瓦，求孵蛋器在加熱狀態(tài)時(shí)1分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）為了起到較好的保溫效果，小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的“水床”結(jié)構(gòu)，即在導(dǎo)熱層中裝入一定量的水。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)的理由： 。
【答案】（1）增大 （2） 8640焦 （3）水床可以讓雞蛋受熱均勻
【解析】（1）根據(jù)孵蛋器的功能知道，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，工作電路應(yīng)進(jìn)入保溫狀態(tài)，溫度過(guò)低時(shí)，進(jìn)入加熱狀態(tài)。由圖甲工作電路可知，當(dāng)銜鐵被釋放時(shí)，工作電路中電熱絲R1和R2串聯(lián)，當(dāng)銜鐵被吸合時(shí)，工作電路為R2的簡(jiǎn)單電路，由知道，當(dāng)銜鐵被釋放時(shí)，工作電路的總電阻最大，功率最小，處于保溫狀態(tài)，此時(shí)控制電路中電磁鐵的磁性減弱，通過(guò)它的電流減小，根據(jù)歐姆定律可知控制電路中的電阻增大，即當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻R0的阻值增大。
（2）工作電路處于保溫狀態(tài)時(shí)電路的總電阻為
根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)知道，R2的阻值為
工作電路的加熱功率為
工作電路在加熱狀態(tài)時(shí)1分鐘產(chǎn)生的熱量為
（3）水床可以讓雞蛋受熱均勻；水的比熱容大，放熱降溫慢，有助于保溫。
12、火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式，如圖為某款電火鍋工作電路的原理圖，它有高、中、低三個(gè)加熱檔位，旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時(shí)，低溫檔功率為高溫檔功率的1/5，，。（忽略溫度對(duì)電阻的影響）
（1）開關(guān)置于 接線柱時(shí)，火鍋處于高溫檔。此時(shí)，電火鍋的功率為多少？
（2）電火鍋處于高溫檔正常工作時(shí)，可以在405秒內(nèi)使1kg的水溫度從19℃剛好升高到100℃，求此時(shí)的加熱效率？[水的比熱容]
（3）的阻值是多少歐？
【答案】（1）開關(guān)置于“3和4”接線柱，1000W （2）84％ （3）181.5Ω
【解析】（1）由可知，電路中的電阻越小，電功率越大，火鍋處于的檔位越高，由圖可知，當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最小，則電功率最大，因此開關(guān)置于“3和4”接線柱時(shí)為高溫檔，此時(shí)兩電阻絲的電功率分別為
則電火鍋的功率為
（2）水吸收的熱量
電火鍋消耗的電能為
此時(shí)的加熱效率為
（3）當(dāng)電路中電阻最大時(shí)為保溫檔，此時(shí)開關(guān)置于“1和2”，電路為R2和R3串聯(lián)，已知低溫檔功率為高溫檔功率的1/5，則低溫檔的功率為
電路中的總電阻為
的阻值為。
13、小明家有一款家用空氣炸鍋如圖甲所示，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，工作過(guò)程風(fēng)扇始終轉(zhuǎn)動(dòng)，而發(fā)熱管則通過(guò)溫控開關(guān)有規(guī)律地閉合或斷開，使鍋內(nèi)溫度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。其中電風(fēng)扇功率為，發(fā)熱管電阻為。小明用空氣炸鍋烘焙牛排時(shí)，設(shè)定溫度為180℃，總工作時(shí)間為，溫度傳感器顯示鍋體溫度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。
（1）為使空氣炸鍋能自動(dòng)停止工作，應(yīng)在圖乙電路中的___________（選填“a”或“b”）處串聯(lián)一個(gè)定時(shí)開關(guān)；
（2）空氣炸鍋工作到時(shí)，圖乙電路c點(diǎn)電流為多少？
（3）空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗了多少電能？
【答案】（1）a （2）5.25 A （3）9.9×105J
【解析】（1）由圖甲可知空氣炸鍋工作時(shí)，電風(fēng)扇與發(fā)熱 管并聯(lián)，所以在干路的a點(diǎn)串聯(lián)一個(gè)定時(shí)開關(guān)，在定時(shí)開關(guān)斷開時(shí)能使空氣炸鍋?zhàn)詣?dòng)停止工作。
（2）由圖乙可知，空氣炸鍋工作到12min時(shí)，空氣炸鍋內(nèi)的溫度在上升，表明此時(shí)發(fā)熱管與電風(fēng)扇同時(shí)工作。根據(jù)可得，電風(fēng)扇的電流
由歐姆定律可得，發(fā)熱管中通過(guò)的電流
根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可得，c點(diǎn)電流為
（3）由圖乙可知，在整個(gè)工作過(guò)程中，電風(fēng)扇始終是工作狀態(tài)，工作時(shí)間
電風(fēng)扇消耗的電能由圖乙計(jì)算溫度上升的時(shí)間，即發(fā)熱管的工作時(shí)間根據(jù)歐姆定律和可得，發(fā)熱管消耗的電能
空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗的電能為。
14、如圖甲為市面上的某款電熱毛巾架，額定電壓220V，簡(jiǎn)化的工作電路如圖乙，、為電熱絲。圖丙為該毛巾架在正常工作30分鐘內(nèi)高溫檔和低溫檔電功率的變化情況。
（1）在高溫檔工作時(shí)，毛巾架正常工作電流為多少安？
（2）電熱絲的阻值為多少歐？
（3）小科認(rèn)為乙圖電路不能實(shí)現(xiàn)高、低溫檔電功率自動(dòng)切換功能，于是小科利用電磁繼電器與濕敏電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁的方案。（濕敏電阻的工作原理主要基于濕敏材料對(duì)空氣中水分吸收的能力，這種材料在吸收水分后，其導(dǎo)電性能會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻值的變化。通常情況下，濕敏材料的電阻值與環(huán)境濕度成反比，即濕度越高，電阻值越小。）請(qǐng)根據(jù)電磁鐵的工作原理，分析丁方案是如何實(shí)現(xiàn)高、低溫檔自動(dòng)切換功能的。
【答案】（1）2A （2） （3）見解析
【解析】（1）由丙圖可知，高溫檔工作時(shí)的電功率為440W，則高溫檔工作時(shí)，毛巾架正常工作電流
（2）分析電路圖可知，S1閉合時(shí)，兩電阻串聯(lián)，S1、S2都閉合時(shí)，電路中只有R1，由可知，電路中電阻越大，電功率越小，所以S1、S2都閉合時(shí)，電路中只有R1，為高溫檔，則電熱絲的阻值由丙圖可知，低溫檔工作時(shí)的電功率為80W，S1閉合時(shí)，兩電阻串聯(lián)，為低溫檔，電路中的總電阻
則電熱絲的阻值
（3）分析丁圖可知，濕敏電阻吸收水分后，濕度變高，電阻值變小，則控制電路中的電流增大，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下，觸點(diǎn)K與B相連，工作電路中，R1與R2串聯(lián)，電路中的阻值變大，由可知，電路中電阻越大，電功率越小，為低溫檔；濕敏電阻干燥后，電阻值變大，則控制電路中的電流變小，則電磁鐵的磁性減弱，銜鐵被彈開，觸點(diǎn)K與A相連，工作電路中，只有R1，電路中的阻值變小，由可知，電路中電阻越小，電功率越大，為高溫檔。
15、在學(xué)校創(chuàng)新比賽中，小龍?jiān)O(shè)計(jì)了一個(gè)多檔位電熱水器。其工作電路圖如圖甲所示，R1和R2是兩根電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關(guān)如圖乙所示，內(nèi)有一塊絕緣圓盤，圓盤的邊緣共有10個(gè)金屬觸點(diǎn)（觸點(diǎn)編號(hào)與電路圖對(duì)應(yīng)，編號(hào)相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接）。可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。當(dāng)旋鈕上的頭指向圖中位置D，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端也將3、4兩觸點(diǎn)接通。旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)四擋的加熱功率。他設(shè)計(jì)的四擋加熱功率如下表所示：
溫度擋位 高溫 中溫1 中溫2 低溫
加熱功率/W 1100 660
（1）旋鈕上的箭頭指向D位置時(shí)，電熱水器處于高溫?fù)酰瑑筛姛峤z 。（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）
（2）若四檔加熱功率依次遞增，計(jì)算電熱絲R1和R2的阻值各是多少？
（3）該電熱水器低溫檔時(shí)的加熱功率是多少？
【答案】（1）并聯(lián) （2）73Ω，110Ω （3）264W
【解析】（1）旋鈕上的箭頭指向D位置時(shí)，接線柱1、2相連，3、4相連，電流分別經(jīng)兩個(gè)電阻絲后回到電源的另一極，故兩電阻并聯(lián)，根據(jù)可知，電熱水器處于高溫?fù)酢Ｐo上的箭頭指向C位置時(shí)，接線柱僅3、4相連，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，若四檔加熱功率依次遞增，此為中溫1；旋鈕上的箭頭指向B位置時(shí)，接線柱僅1、2相連，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，此為中溫2；旋鈕上的箭頭指向A位置時(shí)，接線柱僅2、4相連，兩電阻串聯(lián)，為低溫。
（2）根據(jù)表格，中溫1為660W，此時(shí)為R1功率，R1的電阻為
中溫2的功率為
中溫2為R2功率，R2的電阻為
（3）該電熱水器低溫檔時(shí)兩電阻串聯(lián)，加熱功率是。
16、隨著城市新建樓房大多采用封閉式陽(yáng)臺(tái)結(jié)構(gòu)，帶烘干功能的洗衣機(jī)越來(lái)越多地進(jìn)入市民家庭，某項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組了解到一款帶烘干功能的滾筒洗衣機(jī)如圖甲，其洗衣過(guò)程又分“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài)，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，其中電熱絲R1、R2的阻值分別為44Ω和440Ω。
（1）洗衣機(jī)的烘干功能，是利用了電流的 效應(yīng)；
（2）若洗衣過(guò)程中，啟動(dòng)開關(guān)閉合，開關(guān)S位于圖中1位置 （填“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”）過(guò)程，此狀態(tài)下洗衣機(jī)的功率是多少？
（3）若該洗衣機(jī)的脫水功率是300W，某次洗衣時(shí)，脫水時(shí)間為6分鐘，則脫水過(guò)程中消耗的電能是多少？
【答案】（1）熱 （2）加熱水 1210W （3）1.08×105J
【解析】（1）洗衣機(jī)的烘干功能，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用了電流的熱效應(yīng)。
（2）若洗衣過(guò)程中，啟動(dòng)開關(guān)閉合，開關(guān)S位于圖中1位置,兩個(gè)電熱絲并聯(lián)接入電路，則應(yīng)該是處于加熱水過(guò)程，則電功率為
（3）若該洗衣機(jī)的脫水功率是300W，某次洗衣時(shí)，則脫水過(guò)程中消耗的電能是
答：（1）熱；
（2）加熱水，此狀態(tài)下洗衣機(jī)的功率是1210W；
（3）脫水過(guò)程中消耗的電能是1.08×105J。
17、如圖甲所示為具有3D打印功能的3D打印筆。該打印筆通電后，筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化，擠出熱融的塑料，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的狀態(tài)。內(nèi)部加熱電路簡(jiǎn)化后如圖乙所示，R1和R2是相同的PTC發(fā)熱電阻。單個(gè)PTC的電阻與溫度的關(guān)系如表。
溫度/℃ 電阻/Ω
1 120 880
2 250 1210
3 360 2200
（1）有一種熔點(diǎn)較低（為120℃）的鎵基合金打印材料，當(dāng)使用這種材料快速打印時(shí)，開關(guān)S2應(yīng)處于 狀態(tài)；
（2）當(dāng)使用這種鎵基合金打印材料緩慢打印時(shí)，求打印筆通過(guò)電流的大小；
（3）換了熔點(diǎn)為360℃合金打印材料該筆緩慢工作30分鐘，求消耗的電能。
【答案】（1）閉合 （2）0.25A （3）39600J
【解析】（1）當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，電路中兩個(gè)電阻并聯(lián)，電路的總電阻最小，當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí)，只有R1工作，電路的總電阻較大，由知道，并聯(lián)時(shí)的總功率更大，緩慢打印時(shí)功率較低，S2應(yīng)該處于斷開狀態(tài)，快速打印時(shí)，開關(guān)S2應(yīng)處于閉合狀態(tài)。
（2）當(dāng)使用這種鎵基合金打印材料緩慢打印時(shí)，只有R1=880Ω接入電路，此時(shí)的電流
（3）換了熔點(diǎn)為360℃合金打印材料，該筆緩慢工作只有R'1=2200Ω接入電路，30分鐘消耗的電能
答：（1）當(dāng)使用這種材料快速打印時(shí)，開關(guān)S2應(yīng)處于閉合狀態(tài)；
（2）打印筆通過(guò)電流的大小為0.25A；
（3）消耗的電能39600J。
18、如圖所示是一種適合北方冬季使用的電熱加濕器，其工作原理：加濕器水箱中部分水通過(guò)進(jìn)水閥門進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)蒸汽擴(kuò)散裝置噴入空氣中從而提高空氣濕度。下表是小明從產(chǎn)品銘牌上摘錄的電熱加濕器部分參數(shù)，其發(fā)熱電路如右 圖所示，R1、R2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)檔位的轉(zhuǎn)換。
額定電壓 220V
額定最大發(fā)熱功率 400W
水箱容積 4L
適用面積 40～60m2
（1）開關(guān)S在接觸點(diǎn) 時(shí)，電熱加濕器處于最大發(fā)熱狀態(tài)；
（2）R1的阻值為多少？
（3）該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是多少？
【答案】（1）3、4 （2）121Ω （3）200W
【解析】（1）由可知，當(dāng)電路中電阻最小時(shí)，電路中的電功率最大，即處于最大發(fā)熱狀態(tài)，因此開關(guān)S在接觸點(diǎn)3、4時(shí)，電路處于最大發(fā)熱狀態(tài)。
（2）由可知，最大發(fā)熱狀態(tài)時(shí)電路的電阻
因?yàn)樽畲蟀l(fā)熱狀態(tài)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，所以R1的阻值
（3）由題意可知，R2的阻值：，低擋時(shí)，R1、R2串聯(lián)，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，此時(shí)電路的總電阻
則低擋的電功率
答：（1）開關(guān)S在接觸點(diǎn)3、4時(shí)，電熱加濕器處于最大發(fā)熱狀態(tài)；
（2）R1的阻值為121Ω；
（3）該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是200W。
19、圖甲為某型號(hào)空氣凈化器，它在不同檔位工作時(shí)的參數(shù)如下表所示。潔凈空氣量是指1h凈化空氣的體積；能效比是空氣凈化器潔凈空氣量與輸入功率之比，凈化效率等于凈化前后空氣中有害氣體濃度的差與凈化前有害氣體濃度的百分比。
工作檔位 待機(jī) 1擋 2擋 3擋 4擋 5擋 6擋
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
凈化空氣量（m3/h） － 120 240 360 500 610 760
噪音（dB）/聲強(qiáng)級(jí) － 23 32 39 47 49 55
（1）該凈化器接在家庭電路中，在5擋正常工作時(shí)的電流為。
（2）單獨(dú)使用該凈化器20min，規(guī)格為2400imp/（kW·h）的電能表指示燈閃爍36次，請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明該空氣凈化器在哪一檔位工作？
（3）利用氣敏電阻可以檢測(cè)空氣質(zhì)量，如圖乙所示為檢測(cè)電路，定值電阻R0=10Ω，電源電壓恒為28V；如圖丙所示為氣敏電阻阻值隨空氣中有害氣體濃度β的變化曲線。凈化器啟動(dòng)前，檢測(cè)電路中電流表的示數(shù)為0.7A，凈化器正常使用30min后，檢測(cè)電路的電流變?yōu)?.1A，則該空氣凈化器的實(shí)際凈化效率為多少？
【答案】（1）0.55A （2）2擋 （3）95%
【解析】（1）該凈化器接在家庭電路中，在5擋正常工作時(shí)的電流為
（2）規(guī)格為2400imp/（kW·h）的電能表指示燈閃爍36次 ，此時(shí)消耗的電能
此時(shí)的功率為由表中數(shù)據(jù)可知是2擋。
（3）啟動(dòng)前：I=0.7A，U=28V，R0=10Ω，所以
所以R=R總-R0=40Ω-10Ω=30Ω
查表可知β=2.0 gm3；凈化后：I1=0.1A，U=28V，則
所以R1=R總1-R0= 280 Ω-10Ω=270Ω查表得β=0.1 gm3；根據(jù)凈化效率等于凈化前后空氣中有害氣體濃度的差與凈化前有害氣體濃度的百分比；所以凈化效率=（2.0 gm3-0.1 gm3）/2.0 gm3=95%。
20、一臺(tái)儲(chǔ)水式電熱水器的加熱電路如圖甲所示，和均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲，是手動(dòng)開關(guān)，置于電熱水器水箱外部；是溫控開關(guān)，置于電熱水器水箱內(nèi)部，當(dāng)水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)閉合，達(dá)到40℃時(shí)自動(dòng)斷開。圖乙是電熱水器剖面圖，長(zhǎng)時(shí)間使用電熱水器可能導(dǎo)致絕緣部分破損，使電熱水器中的外殼和水帶電，從而造成觸電事故，所以國(guó)家規(guī)定電熱水器須采用接地、漏電保護(hù)器、防電墻等多重保護(hù)措施。電熱水器部分參數(shù)如表所示。
額定電壓/V 220
頻率/Hz 50
保溫功率/W 220
加熱功率/W 1760
水箱容量/L 50
設(shè)定溫度/℃ 40
（1）電熱水器加熱管里電阻絲的電阻要大、熔點(diǎn)要 （填“高”或“低”）。
（2）考慮到用電安全，電熱水器應(yīng)使用 （填“兩孔”或“三孔”）插座，且進(jìn)、出水管口都裝有防電墻。防電墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示，流經(jīng)其中的水沿著內(nèi)部隔片螺旋流動(dòng)。已知粗細(xì)均勻水柱的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。所以與普通水管里的水柱相比，防電墻內(nèi)的水柱更細(xì)更長(zhǎng)，從而使防電墻內(nèi)水的電阻 （填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）求加熱時(shí)通過(guò)電熱絲的電流。
（4）將初溫為20℃的一滿箱水加熱至設(shè)定溫度，熱水器加熱效率為75%，則該過(guò)程需要多少電費(fèi)？[水的比熱容為，，電費(fèi)以0.5元/（）計(jì)算]
【答案】（1）高 （2）三孔 變大 （3）7A （4）0.78元
【解析】（1）熱水器加熱管里電阻絲的電阻要大、熔點(diǎn)要高，避免因?yàn)殡娮杞z加熱過(guò)程中因?yàn)闇囟冗^(guò)高而熔斷。
（2）電熱水器有金屬外殼，為了用電的安全，防止因用電器漏電而發(fā)生觸電事故，其外殼必須要接地，故應(yīng)使用三孔插座；導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長(zhǎng)度和溫度有關(guān)。流經(jīng)防電墻中的水必須沿著內(nèi)部隔片螺旋流動(dòng)，與普通水管相比其中的水柱變得更細(xì)更長(zhǎng)，使水的橫截面積變小，長(zhǎng)度變大，從而使水的電阻變大。
（3）由圖甲可知，當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，根據(jù)題意可知，此時(shí)電熱水器處于加熱狀態(tài)，由表格參數(shù)可知，電熱水器的加熱功率P加熱=1760W當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，只有R1工作，電熱水器處于保溫狀態(tài)，由表格參數(shù)可知，電熱水器的保溫功率P保溫=220W
由于電路中的總功率等于各用電器的電功率之和，則加熱時(shí)R2的電功率P2=P加熱-P保溫=1760W-220W=1540W加熱時(shí)通過(guò)電熱絲R2的電流
（4）滿箱水的質(zhì)量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的熱量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（40℃-20℃）=4.2×106J
電熱水器消耗的電能
該過(guò)程需要的電費(fèi)。
鞏固練習(xí)
1．養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的可以烹飲的容器，其類似于電熱水壺。如圖是某款養(yǎng)生壺加熱部分電路原理圖。已知電源電壓為220V保持不變，加熱電阻絲R1、R2的阻值均為88Ω。通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)S1、S2可以實(shí)現(xiàn)低溫、中溫、高溫三檔的切換。
（1）通過(guò)分析推理判斷：當(dāng)開關(guān)S1、S2分別位于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺處于中溫檔；
（2）當(dāng)養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時(shí)，通電2min該養(yǎng)生壺消耗的電能為多少焦耳？
（3）請(qǐng)計(jì)算出該養(yǎng)生壺處于低溫、中溫、高溫三檔工作時(shí)的電功率大小之比。
【答案】（1）解：當(dāng)S1閉合，S2撥到B時(shí)，R1、R2并聯(lián)；當(dāng)S1斷開，S2撥到A時(shí)，R1、R2串聯(lián)；當(dāng)S1閉合，S2撥到A時(shí)，電阻R1單獨(dú)接入電路。根據(jù)公式可知：電功率越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高。由于并聯(lián)電路的總電阻小于各支路的電阻，串聯(lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，因此，當(dāng)R1、R2并聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，養(yǎng)生壺為高溫?fù)酰划?dāng)R1、R2串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，養(yǎng)生壺為低溫?fù)酰划?dāng)電阻R1單獨(dú)接入電路時(shí)，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)酢Ｒ虼水?dāng)開關(guān)S1閉合，S2撥到A時(shí)，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)酢?br/>答：當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2撥到A時(shí)，養(yǎng)生壺處于中溫?fù)酰?br/>（2）解：當(dāng)養(yǎng)生壺低溫檔時(shí)，S1斷開，S2撥到A，電阻R1、R2串聯(lián)，此時(shí)2min內(nèi)養(yǎng)生壺消耗的電能
答：當(dāng)養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時(shí)，通電2min該養(yǎng)生壺消耗的電能為；
（3）解：當(dāng)S1斷開，S2撥到A時(shí)，R1、R2串聯(lián)，養(yǎng)生壺處于低溫檔，此時(shí)功率
當(dāng)S1閉合，S2撥到A時(shí)，電阻R1單獨(dú)接入電路，養(yǎng)生壺處于中溫檔，此時(shí)功率
當(dāng)S1閉合，S2撥到B時(shí)，R1、R2并聯(lián)，養(yǎng)生壺處于高溫檔，并聯(lián)的總電阻
此時(shí)功率
則該養(yǎng)生壺低溫、中溫、高溫三檔的電功率大小之比為P低∶P中∶P高=275W∶550W∶1100W=1∶2∶4
答：該養(yǎng)生壺處于低溫、中溫、高溫三檔工作時(shí)的電功率大小之比是。
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式，可知在電壓一定時(shí)，總電阻越小，電功率越大，熱量越高；
（2）根據(jù)公式，可求出電能；
（3）根據(jù)公式，可求出電功率及比值。
2．下圖是小明家使用的兩檔電取暖器內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，、為電熱絲，且電阻不變，高溫檔位功率為1100W，低溫檔位功率為440W，家庭電路電壓，求：
（1）電取暖器處于高溫檔位時(shí)電路中的電流；
（2）電路中的阻值；
（3）計(jì)算用低溫檔位取暖兩端的電壓；
（4）若此電取暖器安裝在小明家的客廳里，客廳內(nèi)空氣的質(zhì)量約為80kg，計(jì)算此電取暖器將客廳內(nèi)空氣從10℃加熱到20℃至少需要多長(zhǎng)時(shí)間。【空氣的比熱容取）】
【答案】（1）解：由電功率公式可知，電壓一定時(shí)，電路中的總電阻越小，電路的電功率越大。當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí)，電路中只有R1，電取暖器處于高溫檔，當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電取暖器處于低溫檔。
電取暖器處于高溫檔位時(shí)電路中的電流
答：電取暖器處于高溫檔位時(shí)電路中的電流是；
（2）解：電路中的阻值
答：電路中的阻值是；
（3）解：電取暖器處于低溫檔時(shí)，電路中的電流
低溫檔位取暖兩端的電壓
答：用低溫檔位取暖兩端的電壓；
（4）解：空氣吸收的熱量
客廳內(nèi)空氣從10℃加熱到20℃需要的時(shí)間
答：此電取暖器將客廳內(nèi)空氣從10℃加熱到20℃需要的時(shí)間是。
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式，可求出電流；
（2）根據(jù)公式，可求出電阻；
（3）根據(jù)公式U=IR，可求出電壓；
（4）根據(jù)公式Q吸＝cm（t末-t初）及，可求出加熱時(shí)間。
3．如圖所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心滲透著社會(huì)主義核心價(jià)值觀。小明給爺爺網(wǎng)購(gòu)了一臺(tái)電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖乙所示。足浴器某次正常工作時(shí)，控制面板顯示如圖丙所示（指示燈亮，表示正常工作）。求：
（1）此次加熱時(shí)足浴器的工作電流；（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）若足浴器裝入最大容量、初溫為的水，則當(dāng)水溫達(dá)到控制面板上顯示的溫度時(shí)，則此過(guò)程中水所吸收到熱量為多少？[已知水的比熱容]
（3）若此次加熱過(guò)程耗時(shí)15min，則該足浴器的電熱效率；
（4）加熱后，爺爺換成300W檔位，泡腳20min，間此次加熱和泡腳總共消用多少電能。
【答案】（1）解： 由圖丙（指示燈充表示正常工作）可知，此時(shí)足治器的電功率
此次加熱時(shí)足浴器的工作電流
答：此次加熱時(shí)足浴器的工作電流為2.3A；
（2）解： 足浴器裝入最大容量時(shí)水的體積
由得，水的質(zhì)量
此過(guò)程中水所吸收的熱量
答：足浴器裝入5L、初溫為22℃的水，溫度達(dá)到40℃，吸收熱量為；
（3）解： 電熱足浴器消耗的電能
則該足浴器的電熱效率
答：此加熱過(guò)程耗時(shí)15min，則該足浴器的電熱效率84%；
（4）解： 加熱后，換成300W檔位后足浴器消耗的電能
加熱和泡腳共消耗的電能
答：加熱后，爺爺換成300W檔位，泡腳20min，間此次加熱和泡腳總共消用電能。
【知識(shí)點(diǎn)】比熱容；電功計(jì)算公式的應(yīng)用；電功率與電壓、電流的關(guān)系
【解析】【分析】（1）已知額定電壓220V的額定功率是500W，根據(jù)P=UI的變形公式計(jì)算
（2）利用Q=cm△t進(jìn)行計(jì)算，已知水的初溫22℃，末溫40℃，升高的溫度是18℃。
（3）首先根據(jù)W=Pt計(jì)算消耗的電能，再利用效率公式進(jìn)行計(jì)算
（4）泡腳的功率為300W，利用W=Pt計(jì)算泡腳時(shí)消耗的電能加上加熱時(shí)的電能即可
4．下表為一臺(tái)電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1 和 R2 均為電熱絲（電熱絲的阻值不隨溫度變化）。
××牌電烤箱 　
額定電壓 220V
額定功率 高溫檔 1100W
低溫檔 440W
電源功率 50Hz
（1）當(dāng)開關(guān) S 閉合時(shí)，電烤箱處于高溫檔還是低溫檔？
（2）電烤箱在高溫檔正常工作 30 min 所消耗的電能是多少？
（3）假設(shè)在用電高峰時(shí)，家庭電路實(shí)際電壓為 200 V，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率是多少？（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
【答案】（1）解：由電路圖可知，開關(guān)閉合時(shí)電路為R1的簡(jiǎn)單電路，開關(guān)斷開時(shí)兩電阻串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，電壓一定時(shí)，由P= 可知，開關(guān)S閉合時(shí)，電烤箱的功率最大，處于高溫檔；開關(guān)S斷開時(shí)，電烤箱的功率最小，處于低溫檔。
答：當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電烤箱處于高溫檔
（2）解：電烤箱在高溫檔正常工作30 min所消耗的電能W=P高t=1100×10-3kW× h=0.55kW·h
答：電烤箱在高溫檔正常工作30 min所消耗的電能是0.55kW·h；
（3）解：高溫檔時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，R1的阻值R1= =44Ω
家庭電路實(shí)際電壓為200V時(shí)，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率P高實(shí)= ≈909.09W
答：假設(shè)在用電高峰時(shí)，家庭電路實(shí)際電壓為 200 V，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率是909.09W。
【知識(shí)點(diǎn)】電功的計(jì)算；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）在串聯(lián)電路中，電阻越小，電功率越大；（2）根據(jù)電功率和時(shí)間的乘積計(jì)算消耗的電能；（3）根據(jù)電壓和電功率可以計(jì)算電阻，根據(jù)實(shí)際電壓和電阻計(jì)算實(shí)際電功率的大小。
5．“圍爐煮茶”是近年人們喜愛的“國(guó)風(fēng)”休閑方式之一，其中最離不開的就是土陶罐制作的小火爐如圖甲所示，考慮到安全性和環(huán)保性，不少顧客更愿意選擇電陶爐如圖乙所示。小德同學(xué)發(fā)現(xiàn)其中工作的關(guān)鍵就是一條可拆卸的發(fā)熱電阻絲，在原包裝盒內(nèi)還找到了一條一模一樣的備用電熱絲可剪短，于是他想通過(guò)所學(xué)知識(shí)改裝該電陶爐的加熱擋位。可惜由于食物污漬，已無(wú)法由銘牌得知電熱絲的具體信息。小德關(guān)閉其他用電器，將電陶爐單獨(dú)接入的家庭電路，觀察并記錄家中電能表如圖丙所示的指示燈閃爍情況：分鐘之內(nèi)閃爍了次，求：
（1）該過(guò)程中電熱絲產(chǎn)生的電熱為多少焦耳；
（2）爐腔內(nèi)電熱絲的電阻的大小；
（3）小德同學(xué)想借助備用電阻絲串聯(lián)或并聯(lián)在原爐體內(nèi)部或外部改裝電陶爐的加熱功率，使之與原功率成為不同擋位，且高低擋位功率之比為：，請(qǐng)你從安全性和可實(shí)現(xiàn)性兩個(gè)方面通過(guò)計(jì)算說(shuō)明改裝方案。
【答案】（1）解：根據(jù)焦耳定律可知，電阻絲屬于純電阻電路，產(chǎn)生的電熱Q小等于消耗的電能W，從電能表的參數(shù)和工作情況可知， 600imp/kW·h閃爍10次，所以電熱為
（2）解：該電阻絲工作時(shí)的功率為
則電阻大小為
（3）解：可能的改裝方案有四種，等效電路圖如圖所示
考慮到使用安全，改裝后的發(fā)熱絲在爐腔外的方案②和④不予考慮。
方案①：爐腔內(nèi)總電阻大于R，故發(fā)熱功率低于原發(fā)熱功率 ，因此改裝后該方案只能作為低溫?fù)?由
則腔的電熱絲阻值為
由于電爐絲不能達(dá)到，故該方案舍去。
方案③：爐腔內(nèi)總電阻小于R，故發(fā)熱功率高于原發(fā)熱功率 ，因此改裝后該方案只能作為高溫?fù)?又因?yàn)榇藭r(shí)
故 由
需要并聯(lián)入爐腔的電熱絲
備用電爐絲剪短為原長(zhǎng)度的 即可實(shí)現(xiàn)，該方案可行。
【知識(shí)點(diǎn)】歐姆定律及其應(yīng)用；電能表參數(shù)的理解；電功率與電壓、電流的關(guān)系
【解析】【分析】 首先，根據(jù)電能表參數(shù)和閃爍次數(shù)計(jì)算出消耗的電能，也就得到了電熱絲產(chǎn)生的電熱。然后根據(jù)功率公式計(jì)算出工作時(shí)的功率，再通過(guò)功率和電阻的關(guān)系求出電阻絲的電阻。接著提出了四種可能的改裝方案，考慮到安全因素排除了方案②和④。對(duì)于方案①，分析其電阻和功率情況，發(fā)現(xiàn)不能實(shí)現(xiàn)所需功能而舍去。對(duì)于方案③，詳細(xì)分析其電阻、功率以及具體的計(jì)算過(guò)程，得出該方案可行，即通過(guò)將備用電爐絲剪短一定比例并并聯(lián)入爐腔來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫?fù)酰姛峤z作為低溫?fù)酢?br/>6． 小明家的電熱水器，銘牌參數(shù)如表所示，速熱擋位功率模糊不清。工作電路如圖甲所示，其內(nèi)部有兩個(gè)電熱絲（阻值不變），通過(guò)控制開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)速熱、加熱、保溫三個(gè)功能（速熱功率大于加熱功率）。
額定電壓 220V
速熱 　
加熱 1100W
保溫 100W
容積 60L
（1）計(jì)算的阻值。
（2）在用電高峰期，小明關(guān)閉其他用電器，只讓電熱水器處于速熱擋位工作，觀察如圖乙所示電能表，發(fā)現(xiàn)1.5分鐘內(nèi)脈沖燈閃爍了80次，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)小明家的實(shí)際電壓。
（3）小明調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小區(qū)居民用電是由附近的配電室提供。為研究家庭電路電壓偏低的原因，小明設(shè)計(jì)如圖丙所示的電路進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：用學(xué)生電源模擬配電室；用小燈泡L（3V 0.9W）模擬家庭用電器；由于配電室距離居民樓較遠(yuǎn)，故選用約10m長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線模擬配電室到用戶間的輸電線。連接電路閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)學(xué)生電源輸出電壓為3V，此時(shí)電壓表示數(shù)為2.5V。要使小燈泡L正常工作，應(yīng)將學(xué)生電源的輸出電壓調(diào)到多少？請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，分析解決家庭電路實(shí)際電壓偏低的方法。（忽略溫度對(duì)導(dǎo)線和燈絲電阻的影響）
【答案】（1）解：由圖甲可知，當(dāng)閉合，接1時(shí)，、并聯(lián)；
當(dāng)閉合，接2時(shí)，短路，電路為的簡(jiǎn)單電路；
當(dāng)斷開，接2時(shí)，、串聯(lián)；
根據(jù)，U一定時(shí)，總電阻R越小，電路的電功率P越大，
當(dāng)閉合，接1時(shí)，、并聯(lián)，為速熱擋；
當(dāng)閉合，接2時(shí)，短路，電路為的簡(jiǎn)單電路，為加熱擋；
當(dāng)斷開，接2時(shí)，、串聯(lián)，為保溫?fù)酢?br/>當(dāng)閉合，接2時(shí)，短路，電路為的簡(jiǎn)單電路，為加熱擋，
的阻值為
答：的阻值為44Ω；
（2）解：當(dāng)斷開，接2時(shí)，、串聯(lián)，為保溫?fù)酰?br/>此時(shí)電路的總電阻為
的阻值為
處于速熱擋時(shí)，消耗的電功率為
速熱擋的電功率為
處于速熱擋時(shí)，電路的總電阻為
脈沖燈閃爍了80次，電熱水器速熱擋工作消耗的電能為
電熱水器速熱擋工作的實(shí)際電功率
根據(jù)的實(shí)際電壓
解得
答：小明家的實(shí)際電壓為200V；
（3）解：燈泡的電阻為
電壓表示數(shù)為，電路的電流為
導(dǎo)線與燈泡串聯(lián)，導(dǎo)線分到的電壓為
導(dǎo)線的電阻為
則電路的總電阻為
小燈泡L正常工作時(shí)電路的電流為
則電源電壓為
解決家庭電路實(shí)際電壓偏低有提高配電室輸出電壓、減小輸電線導(dǎo)線電阻（縮短配電室到居民樓距離、增大輸電線橫截面積）等方法。
答：要使小燈泡L正常工作，應(yīng)將學(xué)生電源的輸出電壓調(diào)到3.6V；解決家庭電路實(shí)際電壓偏低有提高配電室輸出電壓、減小輸電線導(dǎo)線電阻（縮短配電室到居民樓距離、增大輸電線橫截面積）等方法。
【知識(shí)點(diǎn)】電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)分析開關(guān)在不同組合狀態(tài)下的電功率大小，進(jìn)而確定對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。當(dāng)S1閉合，S2接2時(shí)，R2短路，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，為加熱檔，據(jù)可求出R1的阻值；
（2）當(dāng)斷開，接2時(shí)，、串聯(lián)，為保溫檔，根據(jù)可求出R1、R2串聯(lián)后的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可求出R2的阻值；
當(dāng)閉合，接1時(shí)，、并聯(lián)，為速熱擋。根據(jù)計(jì)算R2的發(fā)熱功率，根據(jù)計(jì)算速熱檔時(shí)的總功率，根據(jù)計(jì)算此時(shí)的總電阻。
接下來(lái)根據(jù)電能表表盤3200imp/kW h和脈沖燈在1.5min內(nèi)閃爍80次可求出1.5min電熱水器消耗的電能，根據(jù)可求出電熱水器速熱擋的實(shí)際功率，根據(jù)可求出電熱水器速熱擋的實(shí)際電壓；
（3）①已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)可求出燈泡的額定電流和電阻。已知燈泡的實(shí)際電壓，根據(jù)歐姆定律可求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可求出導(dǎo)線兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可求出導(dǎo)線的電阻，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知電路中的電流，根據(jù)U=IR可求出電源電壓；
②根據(jù)前面的分析，結(jié)合生活實(shí)際分析提高配電室電壓的方法。
7．
（1）如圖所示為國(guó)慶70周年閱兵中首次亮相的ZTQ-15式輕型坦克，它能適應(yīng)水網(wǎng)地帶、山地、高原等環(huán)境惡劣地區(qū)作戰(zhàn)。據(jù)網(wǎng)絡(luò)消息，該型坦克重，每條履帶與地面的接觸面積約。求該輕型坦克對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。
（2）小亮家新買了一輛汽車，車上的座椅墊具有電加熱功能，如圖甲所示。通過(guò)觀察和研究，他了解到該座椅墊有“高溫”、“低溫”和“關(guān)”三個(gè)檔位，“高溫”檔功率為，“低溫”檔功率為。該座椅墊加熱部分的電路簡(jiǎn)圖如圖乙所示，電源電壓為，S為檔位切換開關(guān)，和為電熱絲。
當(dāng)座椅墊處于“高溫”檔加熱時(shí)，通過(guò)計(jì)算回答：
①通過(guò)座椅墊的電流是多少安？
②電熱絲的阻值是多少歐？
③座椅墊工作產(chǎn)生的熱量是多少焦？
【答案】（1）解：因?yàn)樘箍嗽谒降孛嫔希栽撦p型坦克對(duì)水平地面的壓力為
履帶與地面的接觸面積
該輕型坦克對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
答：該輕型坦克對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）解：①由公式，得：通過(guò)座椅墊的電流
②由公式，得：電熱絲的阻值
③座椅墊產(chǎn)生的熱量
答：①通過(guò)座椅墊的電流是1.5A；
②電熱絲的阻值是；
③座椅墊工作產(chǎn)生的熱量是。
【知識(shí)點(diǎn)】壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算；焦耳定律的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）利用壓力和受力面積的比值計(jì)算壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)電功率和電壓的比值， 計(jì)算電流；利用電壓和電流的比值計(jì)算電阻；根據(jù)電流、電阻和時(shí)間，可以計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。
8．圖甲是芳芳家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖，下表為其部分技術(shù)參數(shù)．R1、R2為發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2＝3R1，S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”“低擋”“高擋”之間的切換（低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱）。
額定電壓（V） 220
高檔發(fā)熱功率（W） 400
最大注水量（kg） 3
（1）求加濕器處于低擋位置時(shí)的發(fā)熱功率和高檔發(fā)熱功率之比；
（2）某次使用加濕器工作時(shí)，加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量．如圖乙所示是該次使用加濕器工作30min的圖象。
①請(qǐng)計(jì)算加濕器在高擋正常工作時(shí)消耗的電能；
②如果電阻R1在此次高擋加熱時(shí)可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高16℃，那么此時(shí)加熱效率是多少？[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]
（3）一天，芳芳斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中如圖丙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)低檔實(shí)際加熱功率是多少？
【答案】（1）解：由圖甲知道，開關(guān)S接“1、2觸點(diǎn)”時(shí)，電路斷路，為關(guān)；接“2、3觸點(diǎn)”時(shí)兩電阻串聯(lián)，接“3、4觸點(diǎn)”時(shí)只有R1接入電路；電源電壓一定，由知道，接“2、3觸點(diǎn)”時(shí)電阻最大，總功率最小，為低擋；接“3、4觸點(diǎn)”時(shí)電阻最小，總功率最大，為高擋；又因?yàn)镽2=3R1，由知道，加濕器處于低擋位置時(shí)的發(fā)熱功率和高檔發(fā)熱功率之比
答：加濕器處于低擋位置時(shí)的發(fā)熱功率和高檔發(fā)熱功率之比是
（2）解：①由圖乙知道，工作30min時(shí)，其中高擋工作時(shí)間為10min，低擋工作時(shí)間為20min，則在高擋正常工作時(shí)消耗的電能
W高=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
②使用高擋加熱時(shí)，若注水倉(cāng)中冷水的溫度升高16℃，則吸收的熱量
此時(shí)加熱效率是
答：①請(qǐng)計(jì)算加濕器在高擋正常工作時(shí)消耗的電能是2.4×105J；
②此時(shí)加熱效率是83.3%
（3）解：“4000r/（kW h）”的意義為：每消耗1kW h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過(guò)4000r，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)27r時(shí)，加濕器在5分鐘消耗的電能
加濕器在低擋加熱的實(shí)際功率
答：此時(shí)低檔實(shí)際加熱功率是81W。
【知識(shí)點(diǎn)】熱量的計(jì)算；電能表參數(shù)的理解；電功的測(cè)量；電功的計(jì)算；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）利用電壓和電阻，可以計(jì)算電功率大小，再計(jì)算電功率的比值；
（2）利用電功率和時(shí)間的乘積，計(jì)算消耗的電能；利用物體的比熱容、質(zhì)量和溫度差的乘積，計(jì)算熱量；利用熱量和消耗的電能的比值，計(jì)算熱效率；
（3）根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算消耗的電能，利用電能和時(shí)間的比值， 計(jì)算電功率。
9．王瑞同學(xué)學(xué)習(xí)了電功率知識(shí)后，回家觀察家用電器的銘牌，完成實(shí)踐性作業(yè)。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)家里的電燉鍋有保溫、低溫、高溫三檔，可以通過(guò)手機(jī)軟件遠(yuǎn)程切換。查看說(shuō)明書發(fā)現(xiàn)：“保溫功率小于低溫功率；容量；電阻，”。如圖是該電燉鍋的原理圖，湯的比熱容取
（1）閉合S、S1，該款電燉鍋處于　 　檔；理由是　 　。
（2）電燉鍋在保溫檔正常工作時(shí)的電流多大（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？
（3）電燉鍋的低溫檔的額定功率為多大？
（4）額定電壓下，使用電燉鍋“高溫”檔加熱，可將一鍋湯從加熱到，電燉鍋的加熱效率是多少？
【答案】（1）保溫；電路中的總電阻最大，總功率最小
（2）當(dāng)電燉鍋在保溫檔正常工作時(shí)，是R2的簡(jiǎn)單電路，由知道，正常工作時(shí)的電流
答：電燉鍋在保溫檔正常工作時(shí)的電流3.6A；
（3）由知道，電燉鍋的低溫檔的額定功率
答：電燉鍋的低溫檔的額定功率為200W；
（4）電燉鍋為高溫?zé)鯐r(shí)電路的總電阻
使用電燉鍋“高溫”檔加熱的功率
使用電燉鍋“高溫”檔加熱10min，消耗電能
一鍋湯從加熱到，吸收的熱量
電燉鍋“高溫”檔的加熱效率是
答：電燉鍋的加熱效率80%。
【知識(shí)點(diǎn)】熱量的計(jì)算；電阻的并聯(lián)；歐姆定律及其應(yīng)用；電功的計(jì)算
【解析】【解答】（1）由電路圖知道，當(dāng)開關(guān)S、S1和S2都閉合時(shí)，電阻R1、R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，由知道，總功率最大，所以此時(shí)電燉鍋為高溫檔；
當(dāng)閉合S、S1時(shí)，只有電阻R1接入電路，電路中的總電阻最大，由知道，總功率最小，此時(shí)電燉鍋為保溫檔；
當(dāng)閉合S、S2時(shí)，只有電阻R2接入電路，電燉鍋處于低溫檔。
答：（1）閉合S、S1，該款電燉鍋處于低溫檔；理由是電路中的總電阻最大，總功率最小；
【分析】（1）在電路中，串聯(lián)的電阻越多，電功率越小；
（2）根據(jù)電壓和電阻的比值， 計(jì)算電流；
（3）根據(jù)電壓和電阻，可以計(jì)算用電器的電功率；
（4）根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律計(jì)算總電阻；利用電壓和電阻計(jì)算總電功率；電功率和時(shí)間的乘積計(jì)算消耗的電能；根據(jù)物體的比熱容、質(zhì)量和溫度差的乘積計(jì)算熱量；利用物體吸收的熱量和消耗電能的多少，計(jì)算電熱效率。
10．如圖小蕊同學(xué)在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，觀察到生活中的許多電熱器都有多個(gè)擋位，于是他利用電壓恒為10 V的電源和兩個(gè)阻值不同的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來(lái)探究電熱器的多擋位問(wèn)題。已知R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。請(qǐng)計(jì)算：
（1）S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電路中的總電阻；
（2）S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，電路中的總電流；（保留兩位小數(shù)）
（3）S3斷開，S1、S2閉合時(shí)，通電5 min電路消耗的電能。
【答案】（1）解：S2閉合，S1、S3斷開，R1與R2串聯(lián)，電路中的總電阻
答：S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電路中的總電阻為50 Ω
（2）解：S2斷開，S1、S3閉合時(shí)R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻
電路中的總電流
答：S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，電路中的總電流為0.83A；
（3）解：S3斷開，S1、S2閉合時(shí)，R1短路，只有R2連入電路，通電5 min消耗的電能
答：S3斷開，S1、S2閉合時(shí)，通電5 min電路消耗的電能為1000 J。
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）理清開關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí)元件的連接方式及電表的測(cè)量對(duì)象，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律算出電路中的總電阻。
（2）根據(jù)歐姆定律算出通過(guò)R1和R2的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律算出電路中的總電流。
（3）根據(jù)W=t求出消耗的電能。
二、綜合題
11．為了兼顧省電和實(shí)際需要，爺爺挑選了一款有四個(gè)檔位的電熱水器．小明從說(shuō)明書上收集到如下表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和如圖所示的電路原理圖，、為電熱水器中的兩條電熱絲，且．請(qǐng)根據(jù)條件完成下列問(wèn)題：
額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定最高檔加熱功率 1100W
（1）若該熱水器四檔功率由高到低分別為、、、，請(qǐng)說(shuō)明與此對(duì)應(yīng)的電路連接依次是哪個(gè)　 　？（圖“甲、乙、丙、丁”中）
（2）若熱水器在高檔位下正常加熱了半小時(shí)，求消耗了多少度電？
（3）若某個(gè)時(shí)刻該電熱水器最高檔加熱的功率并不是銘牌標(biāo)注的值，而是891W，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這是為什么？（電熱絲電阻的變化忽略不計(jì)）
【答案】（1）丁，甲，丙，乙
（2）解： 由銘牌可知高檔位工作時(shí)，
所以，消耗了0.55度電
（3）解： 高檔位的總電阻為
實(shí)際功率，所以
所以
所以高檔位實(shí)際功率小于額定功率的原因是實(shí)際電壓小于額定電壓。
【知識(shí)點(diǎn)】焦耳定律的應(yīng)用；電流的熱效應(yīng)；電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【解答】（1）根據(jù)公式可知，只有當(dāng)電阻最小，功率最大，檔位越高，由此判斷電阻大小順序是丁，甲，丙，乙，故檔位由高到低的順序是：丁，甲，丙，乙 。
（2）由銘牌可知高檔位工作時(shí)，
所以，消耗了0.55度電。
（3）高檔位的總電阻為
實(shí)際功率，所以
所以
所以高檔位實(shí)際功率小于額定功率的原因是實(shí)際電壓小于額定電壓。
【分析】（1）電阻越小檔位越高，根據(jù)串并聯(lián)電路電阻的規(guī)律判斷電阻大小，從而判斷檔位高低。
（2）根據(jù)公式W=Pt即可求出電能大小。
（3）實(shí)際電壓決定實(shí)際功率大小。
12．小明是家務(wù)小能手，經(jīng)常用掛燙機(jī)尉燙衣服。掛燙機(jī)是通過(guò)電熱絲加熱水箱中的水，產(chǎn)生水蒸氣來(lái)熨燙衣服。它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.2kg，加熱功率有大、小兩個(gè)檔位，其工作原理圖如圖甲所示。其中電熱絲，。
（1）熔斷器在電路中起到　 　作用。
（2）若將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收多少熱量？
（3）掛燙機(jī)在大檔位工作時(shí)的額定功率是多大？
（4）小明是一個(gè)愛思考的孩子，他把電路原理圖改為乙圖，也設(shè)有兩個(gè)檔位。已知熔斷器允許通過(guò)的最大電流為8A，請(qǐng)判斷乙圖電路是否合理，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明原因。
【答案】（1）保護(hù)電路
（2）將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量為
（3）當(dāng)電路中只有工作時(shí)為大檔位，其額定功率為
（4）方法一：電路允許最大總功率為
R1和R2并聯(lián)時(shí)，電路總功率最大
所以不合理。
方法二：R1和R2并聯(lián)時(shí)，R1的電流為
R1的電流為
電路總電流最大為
所以不合理。
【知識(shí)點(diǎn)】熱量的計(jì)算；歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】（1）熔斷器能在電路電流過(guò)大時(shí)自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)電路。
【分析】（1）熔斷器可起到保護(hù)電路的作用；
（2）根據(jù)吸熱公式，可求出水吸收的熱量；
（3）根據(jù)電功率推導(dǎo)公式，可求出掛燙機(jī)在大檔位工作時(shí)的額定功率；
（4）可通過(guò)電功率公式求出總功率，然后將總功率和最大功率作比較確定電路是否合理，也可通過(guò)歐姆定律求出總電流，然后將總電流和最大電流作比較確定電路是否合理。
13．如圖甲所示為一臺(tái)電熱足浴器，圖乙是其內(nèi)部電路工作原理簡(jiǎn)圖，R1、R2均為阻值不變的加熱電阻，電熱足浴器的部分技術(shù)參數(shù)如表，問(wèn)：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
額定電壓 220V
高溫?fù)?660W
中溫?fù)?440W
低溫?fù)?**W
（1）電熱足浴器工作時(shí)是利用了電流的　 　效應(yīng)。
（2）求電熱足浴器低溫?fù)醯念~定功率是多少？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）用電熱足浴器加熱4kg、初溫為20℃的水到45℃時(shí)，水吸收的熱量為多少？
（4）用電熱足浴器的高溫?fù)跫訜嵋欢ㄙ|(zhì)量的水，當(dāng)水溫加熱至45℃后自動(dòng)切斷電源，當(dāng)水溫降至40℃時(shí)，又自動(dòng)接通高溫?fù)跫訜犭娐贰Ｐ×衷谒疁氐谝淮渭訜嶂?5℃時(shí)開始足浴，水溫隨時(shí)間變化的圖象如圖丙所示，共用時(shí)55min，若加熱過(guò)程電熱足浴器正常工作，求這次足浴消耗的電能是多少？（計(jì)算結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示，保留兩位小數(shù)）
【答案】（1）熱效應(yīng)
（2）解：由圖乙可知，當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2接a時(shí)，R1、R2并聯(lián)，當(dāng)S、S1閉合，S2接b時(shí)，只有R1工作，當(dāng)S閉合，S1斷開，S2接b時(shí)，R1、R2串聯(lián)；
根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，當(dāng)開關(guān)S、S1閉合，S2接a時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路中的電阻最小，根據(jù) 可知，電路中的總功率最大，足浴器處于高溫?fù)酰?br/>當(dāng)S閉合，S1斷開，S2接b時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，總功率最小，足浴器處于低溫?fù)酰?br/>當(dāng)S、S1閉合，S2接b時(shí)，只有R1工作，足浴器處于中溫?fù)酰?br/>由 可知，R1的阻值： ；
高溫?fù)鯐r(shí)R2的電功率：P2＝P高溫﹣P中溫＝660W﹣440W＝220W，
由 可知，R2的阻值：
則該足浴器低溫?fù)醯念~定功率：
答：電熱足浴器低溫?fù)醯念~定功率是146.7W；
（3）解：水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（45℃﹣20℃）＝4.2×105J；
答：水吸收的熱量為4.2×105J；
（4）解：由圖丙可知，這次足浴加熱的總時(shí)間：t總＝18min+5min+5min＝28min＝1680s，
由 可知，這次足浴消耗的電能：
答：這次足浴消耗的電能是1.11×106J。
【知識(shí)點(diǎn)】電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【分析】（1）電熱足浴器工作時(shí)是利用了電流的熱效應(yīng)；
（2）根據(jù)公式，可求出功率；
（3）根據(jù)公式 Q吸＝c水m（t﹣t0） ，可求出水吸收的熱量；
（4）根據(jù)公式W=Pt，可求出電能。
14．小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖如圖甲，R1、R2都是發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2=3R1；S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低檔”、“高檔”之間的切換（低檔為小功率加熱，高檔為大功率加熱），其部分技術(shù)參數(shù)如下表．
額定電壓（V） 220
高擋發(fā)熱功率（W） 400
注水倉(cāng)最大注水量（kg） 3
（1）開關(guān)處于圖示位置，電熱加濕器的狀態(tài)是　 　（選填“關(guān)”“低檔”或“高檔”）
（2）求電熱加濕器中R1的阻值　 　；
（3）某次使用加濕器在額定電壓下工作，加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量，其工作30min的功率與時(shí)間圖象如圖乙所示，如果電阻R1在此次高檔加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少℃　 　？[計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
（4）某一天，小明斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低檔加熱，發(fā)現(xiàn)家中3000revs/（kW h）的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率是多少　 　？
【答案】（1）關(guān)
（2）121Ω
（3）19℃
（4）60.75W
【知識(shí)點(diǎn)】熱量的計(jì)算；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】（1）由圖甲可知，開關(guān)S接“1、2”觸點(diǎn)時(shí)，電路斷路，電熱加濕器的狀態(tài)是關(guān)；
（2）由圖甲可知，開關(guān)S接“3、4”觸點(diǎn)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路的總電阻最小，電源的電壓一定，由P= 可知，電熱加濕器的功率最大，處于高檔，則電熱加濕器中R1的阻值：R1= =121Ω；
（3）由圖乙可知，工作30min時(shí)，其中高檔工作時(shí)間為10min，低檔工作時(shí)間為20min，在高檔正常工作時(shí)消耗的電能：W高=P高t高=400W×10×60s＝2.4×105J，如果電阻R1在此次高檔加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，即Q吸=W高=2.4×105J，由Q吸=cmΔt可得，水升高的溫度：Δt= ≈19℃；
（4）因3000revs/（kW h）表示：每消耗1kW h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過(guò)3000r，則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)27r時(shí)，加濕器在400s內(nèi)消耗的電能：W= kW h=0.009kW h=3.24×104J，加濕器在低檔加熱的實(shí)際功率：P低′= =81W，由圖甲可知，開關(guān)S接“2、3”觸點(diǎn)時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電熱加濕器的功率最小，處于低檔，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由P=I2R可得，電路中的電流：I= ，此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率：P2=I2R2=I2×3R1=（ A）2×3×121Ω＝60.75W．
【分析】（1）通過(guò)功率公式可知，電壓一定時(shí)，電路中的電阻越大，電路的功率就越低，電阻越小，電路的功率就越高；
（2）結(jié)合用電器的額定功率和額定電壓，利用功率的變形公式R=U2/P求解用電器的電阻；
（3）求解電流做功，利用公式W=Pt求解，結(jié)合水的質(zhì)量和吸收的熱量，利用比熱容公式求解水溫度的變化量即可；
（4）通過(guò)電能表的表盤可以看出，每消耗一度電轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)3000圈，結(jié)合題目給出的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)求解消耗的電能； 結(jié)合消耗的電能和用電器工作的時(shí)間，利用公式P=W/t求解用電器的功率。
三、實(shí)驗(yàn)與探究題
15． 在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，小夏同學(xué)對(duì)一款家用電吹風(fēng)（如圖甲所示）進(jìn)行了深入探究。
（1）小夏先在購(gòu)物平臺(tái)上查到了這款電吹風(fēng)廣告，你認(rèn)為她對(duì)廣告的理解不合理的是____；
A．“70m/s強(qiáng)勁風(fēng)速”可以加快頭發(fā)上的水蒸發(fā)
B．“電吹風(fēng)配有加粗純銅電線”可以減少導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱損失
C．“恒溫57℃不傷頭發(fā)”，任何情況下吹出氣流的溫度都是57℃
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高溫?fù)鯐r(shí)，電熱絲的功率應(yīng)該大于電動(dòng)機(jī)的功率
（2）小夏觀察電吹風(fēng)及其銘牌，發(fā)現(xiàn)其有兩個(gè)開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)速和溫度的多擋控制。于是她猜想并設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖，你認(rèn)為她設(shè)計(jì)的電路存在什么問(wèn)題；　 　
（3）接著，小夏打開電吹風(fēng)，感覺到電吹風(fēng)在高速冷風(fēng)擋時(shí)風(fēng)力很強(qiáng)勁，猜想此時(shí)的電功率也會(huì)比較大。為了驗(yàn)證猜想，她關(guān)閉家里所有用電器，只將該電吹風(fēng)接入家庭電路中，調(diào)至高速冷風(fēng)檔，通電3min觀察到家里的電能表（如圖丙所示）指示燈閃爍轉(zhuǎn)了9次，通過(guò)計(jì)算測(cè)得高速冷風(fēng)檔的實(shí)際功率為　 　W；
（4）小夏進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該電吹風(fēng)具有過(guò)熱自動(dòng)斷電保護(hù)功能，其內(nèi)部有一個(gè)雙金屬片開關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，雙金屬片開關(guān)自動(dòng)斷開，電吹風(fēng)停止工作，待溫度下降到安全值后又自動(dòng)接通。則雙金屬片開關(guān)應(yīng)安裝____（選填序號(hào)字母）。
A．電動(dòng)機(jī)所在支路 B．電阻絲所在支路 C．電路干路
【答案】（1）C
（2）只有兩個(gè)擋位，實(shí)現(xiàn)不了風(fēng)速和溫度的多擋控制
（3）100
（4）C
【知識(shí)點(diǎn)】電功率的計(jì)算
【解析】【解答】（1）A．“70m/s強(qiáng)勁風(fēng)速”可以使得頭發(fā)上的水表面空氣流動(dòng)加快，水蒸發(fā)加快，故A不符合題意；
B．電吹風(fēng)配有“加粗純銅電線”，可以減小輸電線的電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可以大量減少導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱，故B不符合題意；
C．“恒溫57℃不傷頭發(fā)”，電吹風(fēng)可設(shè)置成恒溫?fù)鯐r(shí)，熱風(fēng)溫度穩(wěn)定適宜，確保吹出氣流的溫度不高于57℃，防止溫度過(guò)高傷害頭發(fā)。故C符合題意；
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高溫?fù)鯐r(shí)，電吹風(fēng)吹出來(lái)的是熱風(fēng)，電熱絲的功率應(yīng)該大于電動(dòng)機(jī)的功率，故D不符合題意。
故選C。
（2）如圖乙所示，當(dāng)只閉合S1時(shí)，電吹風(fēng)吹的是冷風(fēng)；當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，吹的是熱風(fēng)；只有兩個(gè)擋位，實(shí)現(xiàn)不了風(fēng)速和溫度的多擋控制。
（3）電能表上的“1800imp/kW·h”表示的是電路上每消耗1kW·h，電能表轉(zhuǎn)動(dòng)1800轉(zhuǎn)。通電3min觀察到家里的電能表（如圖丙所示）指示燈閃爍轉(zhuǎn)了9次，電吹風(fēng)消耗的電能為
根據(jù)可得，電吹風(fēng)高速冷風(fēng)檔的實(shí)際功率為
（4）由題意可知，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，雙金屬片開關(guān)自動(dòng)斷開，電吹風(fēng)停止工作，則雙金屬片開關(guān)控制整個(gè)電路的通與斷，雙金屬片開關(guān)應(yīng)安裝電路干路上，故C符合題意，AB不符合題意。
故選C。
【分析】（1）A、溫度相同和表面積相同時(shí)，風(fēng)速越大，蒸發(fā)越快；
B、材料和長(zhǎng)度相同時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越小，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知減小輸電線的電阻，可以大量減少導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱；
C、“恒溫57℃不傷頭發(fā)”，電吹風(fēng)設(shè)置成恒溫?fù)鯐r(shí)，熱風(fēng)溫度穩(wěn)定適宜；
D、“最大功率1500～1799W”，使用高速高溫?fù)鯐r(shí)，電熱絲的功率應(yīng)該大于電動(dòng)機(jī)的功率；
（2）電吹風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)速和溫度的多擋控制，圖乙電路存在的問(wèn)題是只有兩擋：冷風(fēng)擋和加熱擋；
（3）電能表上“1800imp/（kW h）”表示每消耗1kW h的電能，電能表閃爍1800次，據(jù)此計(jì)算電吹風(fēng)機(jī)消耗的電能，根據(jù)電功率公式計(jì)算高速冷風(fēng)擋的實(shí)際功率；
（4）由題意可知，雙金屬片開關(guān)可以切斷電路，則雙金屬片開關(guān)應(yīng)安裝電路干路
16．在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)　 　，電流表的量程應(yīng)選0~　 　A；
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整；
（3）閉合開關(guān)前，圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)在　 　（選填“A”或“B”）端；
（4）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙）為　 　V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向　 　（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）小葉同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙的I﹣U圖像，根據(jù)圖像信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是　 　W；
（6）小葉同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表的指針均反偏，最簡(jiǎn)單的解決方法是　 　；
（7）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小葉向老師要了一個(gè)阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丁電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)　 　（選填“1”或“2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為U額=2.5V；
②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)　 　（選填“1”或“2”），保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U1；
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝　 　（用已知量和測(cè)量量表示）。
【答案】（1）斷開；0.6
（2）
（3）A
（4）2.2；B
（5）0.5
（6）將電源正負(fù)極對(duì)換
（7）2；1；
【知識(shí)點(diǎn)】探究用電器的電功率實(shí)驗(yàn)
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電學(xué)多檔位計(jì)算題型
1、圖甲是某款電火鍋，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，S1是旋鈕開關(guān)，S2是溫控開關(guān)（當(dāng)鍋體溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)斷開，當(dāng)鍋體溫度低于一定值時(shí)自動(dòng)閉合），R是指示燈的分壓電阻，不起到加熱作用，發(fā)熱管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示，滑片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只能與滑動(dòng)觸頭接觸，0檔為斷開狀態(tài)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ檔是不同功率的檔位，電熱絲被均分為四節(jié)接入電路，其他元件的電阻均忽略不計(jì)。
（1）S1從0檔轉(zhuǎn)到Ⅰ檔開始工作，溫控開關(guān)S2的狀態(tài)是 （選填“斷開”或“閉合”）
（2）加熱時(shí)，鍋內(nèi)水溫逐漸升高，其中改變水的內(nèi)能的方式是 （選填“做功”或“熱傳遞”）。
（3）圖丙中，滑片順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)熱管的加熱功率增大，IV檔時(shí)功率最大，則接線柱a、b、c中連入電路的應(yīng)該是 。
（4）已知電火鍋IV檔加熱功率為1000瓦，若電火鍋在Ⅲ檔工作5分鐘，求發(fā)熱管消耗的電能。
2、某電熱敷眼罩如圖甲所示，有高溫、中溫和低溫三個(gè)擋位，圖乙是內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，R1、R2、R3為加熱電阻，其中R1、R2的阻值均為10Ω，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)擋位切換，正常工作時(shí)電壓為5V。
（1）該電熱敷眼罩可以緩解眼部疲勞，它通過(guò)發(fā)熱元件對(duì)眼部加熱，有助于擴(kuò)張血管，增加血流量，進(jìn)而改進(jìn)眼部血液循環(huán)，為眼部組織細(xì)胞的生命活動(dòng)提供更多的 ；
（2）旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至 （選填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）時(shí)，電熱敷眼罩處于高溫?fù)豕ぷ鳎碛墒牵? ；
（3）若旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至de時(shí)，電路中總電流為0.9A，則大小是多少？
（4）旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)至cd時(shí)，求電熱敷眼罩的功率。
3、如圖所示是一種煲湯用的電熱鍋工作原理圖，其中溫控器的作用是每當(dāng)水沸騰后能自動(dòng)斷電一段時(shí)間，電熱鍋的部分參數(shù)如表所示。
容積 4.5L
額定電壓 220V
保溫功率 80W
加熱功率 500W
（1）調(diào)節(jié)切換開關(guān)可以使電熱鍋處于關(guān)、高溫、自動(dòng)、保溫四種工作狀態(tài)，則原理圖中的切換開關(guān)連接觸點(diǎn)“ ”時(shí)為保溫?fù)酢?br/>（2）該電熱鍋處于高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，使3L的水溫度升高54℃需要42min，那么電熱鍋的加熱效率為多少？[，]
（3）某同學(xué)想測(cè)試一下銘牌標(biāo)示的加熱功率與實(shí)際使用時(shí)的功率是否相符，其操作與觀察是：只讓這臺(tái)電熱鍋單獨(dú)工作，并讓它始終處在加熱狀態(tài)，用手表計(jì)時(shí)，結(jié)果10分鐘電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了200轉(zhuǎn)（該同學(xué)家中的電能表參數(shù)是）。請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算電熱水器的實(shí)際功率。
4、為方便師生飲水，學(xué)校安裝了直飲水機(jī)，如甲圖所示，其工作電路原理如乙圖，電熱絲R1、R0繞在出水管上，水經(jīng)過(guò)出水管時(shí)被加熱，通過(guò)按“溫、開水選擇開關(guān)”按鈕（斷開或閉合）的狀態(tài)，可以選擇出溫水或開水。該直飲水機(jī)的額定電壓是220V，開水加熱電功率是2200W，溫水加熱電功率是1000W。[已知：電熱絲R1、R0電阻不隨溫度變化，水的比熱容，水的密度]。分析并計(jì)算：
（1）當(dāng)“溫、開水選擇開關(guān)”斷開時(shí)，飲水機(jī)處于出 （填“溫水”或“開水”）狀態(tài)；
（2）電阻R0的阻值為多大？
（3）現(xiàn)在需要50℃的溫水1000mL，已知水的初溫是20℃，水需要吸收多少熱量？
5、某電熱水器內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖甲所示，由控制電路和加熱電路組成。加熱電路中電壓為220V， 加熱電阻R1=44Ω，控制電路中電源電壓恒為12V，R0為定值電阻，R1為熱敏電阻（其阻值隨水溫的變化關(guān)系如圖乙所示）；虛線框內(nèi)為電壓檢測(cè)自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到 R0兩端的電壓降到3V時(shí)S2閉合；檢測(cè)到R0兩端電壓升高到6 V時(shí)S2斷開。已知熱水器中水溫降到40℃時(shí)，加熱電路開始加熱；水溫升至某溫度時(shí)，加熱電路停止加熱。求：
（1）開關(guān)S2閉合時(shí)加熱電路的電功率。
（2）定值電阻R0的阻值。
（3）加熱電路停止加熱時(shí)水溫度。
6、圖甲為電壓力鍋，其電路圖如圖乙，接通電路后，開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b同時(shí)接通，開始加熱；當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到125℃，開關(guān)S自動(dòng)與a、b都斷開，并只與觸點(diǎn)c接通，開始保溫保壓。現(xiàn)將2kg初溫為25℃的水加入電壓力鍋中，接通電路使其正常運(yùn)行，電壓力鍋在工作過(guò)程中電功率隨時(shí)間的變化圖像如丙所示。
（1）求電路中R1的阻值；
（2）計(jì)算加熱過(guò)程消耗的電能；
（3）計(jì)算電壓力鍋從開始運(yùn)行到水溫剛達(dá)125℃時(shí)的效率。【水的比熱容為4.2×103J/（kg·°C）】
7、雞蛋仔是許多年輕人喜愛食品，制作雞蛋仔的工具稱之為電餅鐺（如圖甲），上下盤既可以同時(shí)加熱，也可以把上盤掀開，使用下盤單獨(dú)加熱。其工作電路如圖乙，R1與R2為加熱電阻，R3為保溫電阻，閉合總開關(guān)S1，溫控開關(guān)S2接接線柱“2”時(shí)，下盤加熱，如果再閉合開關(guān)，上盤也開始加熱。電餅鐺部分參數(shù)如圖丙。
額定電壓 220V
下盤額定加熱功率 1210W
上盤額定加熱功率 800W
額定保溫功率 330W
額定頻率 50Hz
（1）店員只使用下盤來(lái)制作雞蛋仔，此時(shí)電路中的電流為多少安？
（2）店員用上下盤一起制作雞蛋仔，一次需要5 min，則共計(jì)消耗了多少電能？
（3）當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)接至接線柱“1”，使電餅鐺進(jìn)入保溫狀態(tài)，那么保溫電阻應(yīng)安裝在______處。（選填“A”或“B”）。
8、觀賞魚的養(yǎng)殖對(duì)生存環(huán)境的溫度有較高的要求，小明為此自制了控制水溫恒定的裝置，其電路圖如圖所示。其中：控制電路：電源電壓為6伏、Ra為阻值10歐的定值電阻、Rp為滑動(dòng)變阻器、Rb為放在魚缸水中的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化規(guī)律如表一所示。電磁鐵La和Lb完全相同。閉合S1，當(dāng)經(jīng)過(guò)La的電流Ia與通過(guò)Lb的電流Ib滿足：Ia-Ib>0.1安時(shí)，銜鐵H會(huì)被La吸引使e、f觸點(diǎn)接通，同理Ib-Ia>0.11安時(shí)銜鐵會(huì)被Lb吸引使n、m觸點(diǎn)接通。（假設(shè)電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力不會(huì)隨距離的改變而改變，不考慮銜鐵的重力）工作電路：電源電壓為220伏，R1、R2為兩個(gè)阻值均為1210歐的電熱絲。閉合S2，工作電路在高、低功率下交替工作，使水溫維持在一定的范圍。
表一：熱敏電阻Rb阻值與溫度的關(guān)系
溫度/℃ 電阻/ 0 5 11 17 20 23 25 29
Rb 90 75 57 40 30 20 15 3
（1）若在某次測(cè)試中，工作電路在高功率和低功率模式下各工作了5分鐘，請(qǐng)計(jì)算出本次測(cè)試中工作電路消耗的總電能為多少？
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值為10歐，則此時(shí)水溫維持的范圍是。
9、如圖甲所示為某電熱水壺，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示。將它接入家庭電路中，電壓U為220V，正常工作時(shí)加熱電阻R1的阻值為44Ω。
（1）求電熱水壺正常工作時(shí)的電功率。
（2）電熱水壺內(nèi)裝有1.5L的水，通電后使水從20℃加熱到100℃，計(jì)算此過(guò)程中水的內(nèi)能增加量。
（3）現(xiàn)需在電路中再接入一個(gè)指示燈L，要求：閉合開關(guān)S，加熱電阻R1工作的同時(shí)指示燈L亮起，說(shuō)明電熱水壺正在加熱。已知指示燈L的電阻R2阻值為50kΩ。通過(guò)計(jì)算判斷指示燈L能否串聯(lián)接入電路。
10、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一款電熱開水機(jī)，它由水箱模塊和溫控模塊共同組成。
水箱模塊如圖甲所示，由浮球、繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿ABO、連桿BC和活塞組成。冷水從進(jìn)水口進(jìn)入冷水箱，再經(jīng)連通管道進(jìn)入煮水箱。當(dāng)冷水箱水位達(dá)到設(shè)定水位，杠桿呈水平狀態(tài)，活塞剛好堵住進(jìn)水口，停止進(jìn)水，這時(shí)浮球有一半體積浸入水中。煮水箱中的水煮沸后經(jīng)出水管進(jìn)入保溫箱，冷水再補(bǔ)充進(jìn)入煮水箱；冷水箱中水位下降，此時(shí)活塞下降，進(jìn)水口再次進(jìn)水；重復(fù)上述過(guò)程。電路模塊的原理圖如圖乙所示。煮水箱內(nèi)有電熱絲，保溫箱內(nèi)有力敏電阻，當(dāng)保溫箱內(nèi)的水量低于最低水位時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，電磁鐵吸引銜鐵，使開始工作；保溫箱內(nèi)還有熱敏電阻、電熱絲，當(dāng)保溫箱內(nèi)水溫低于時(shí)，開關(guān)自動(dòng)閉合，電磁鐵吸引銜鐵，電熱絲工作使保溫箱內(nèi)的水溫維持在。電磁鐵線圈的電阻忽略不計(jì)。
（1）若煮水箱內(nèi)的額定煮水功率為1210瓦，求的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠桿ABO質(zhì)量和體積忽略不計(jì)，進(jìn)水口被活塞堵住不能進(jìn)水，此時(shí)連桿BC對(duì)杠桿的壓力為30牛，支點(diǎn)O到浮球球心的距離OA為OB的3倍。求浮球的體積。
（3）控制電路電壓均為10伏，保溫時(shí)，電磁鐵中的電流達(dá)到0.02安，銜鐵被吸合；電流低于0.01安時(shí)，銜鐵被釋放。請(qǐng)?jiān)诖鹁砑埖膱D丙中畫出隨溫度變化的大致圖像，并在縱坐標(biāo)上標(biāo)出溫度分別為和時(shí)的阻值。
11、圖甲是小明設(shè)計(jì)的孵蛋器模擬電路圖。其控制電路中R0為熱敏電阻，工作電路電源電壓伏，R1、R2均為電熱絲，其中.歐。當(dāng)通過(guò)電磁鐵線圈的電流大于60毫安時(shí)，銜鐵被吸合，小于30毫安時(shí)銜鐵被釋放，從而實(shí)現(xiàn)加熱、保溫兩擋自動(dòng)切換，使雞蛋孵化時(shí)獲得穩(wěn)定適宜的溫度環(huán)境。
（1）根據(jù)孵蛋器的功能，結(jié)合圖甲電路分析，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻R0的阻值大小變化是 ；
（2）已知該孵蛋器的保溫功率為48瓦，求孵蛋器在加熱狀態(tài)時(shí)1分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）為了起到較好的保溫效果，小明設(shè)計(jì)了如圖乙所示的“水床”結(jié)構(gòu)，即在導(dǎo)熱層中裝入一定量的水。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)的理由： 。
12、火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式，如圖為某款電火鍋工作電路的原理圖，它有高、中、低三個(gè)加熱檔位，旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時(shí)，低溫檔功率為高溫檔功率的1/5，，。（忽略溫度對(duì)電阻的影響）
（1）開關(guān)置于 接線柱時(shí)，火鍋處于高溫檔。此時(shí)，電火鍋的功率為多少？
（2）電火鍋處于高溫檔正常工作時(shí)，可以在405秒內(nèi)使1kg的水溫度從19℃剛好升高到100℃，求此時(shí)的加熱效率？[水的比熱容]
（3）的阻值是多少歐？
13、小明家有一款家用空氣炸鍋如圖甲所示，其簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，工作過(guò)程風(fēng)扇始終轉(zhuǎn)動(dòng)，而發(fā)熱管則通過(guò)溫控開關(guān)有規(guī)律地閉合或斷開，使鍋內(nèi)溫度在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。其中電風(fēng)扇功率為，發(fā)熱管電阻為。小明用空氣炸鍋烘焙牛排時(shí)，設(shè)定溫度為180℃，總工作時(shí)間為，溫度傳感器顯示鍋體溫度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖丙所示。
（1）為使空氣炸鍋能自動(dòng)停止工作，應(yīng)在圖乙電路中的___________（選填“a”或“b”）處串聯(lián)一個(gè)定時(shí)開關(guān)；
（2）空氣炸鍋工作到時(shí)，圖乙電路c點(diǎn)電流為多少？
（3）空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗了多少電能？
14、如圖甲為市面上的某款電熱毛巾架，額定電壓220V，簡(jiǎn)化的工作電路如圖乙，、為電熱絲。圖丙為該毛巾架在正常工作30分鐘內(nèi)高溫檔和低溫檔電功率的變化情況。
（1）在高溫檔工作時(shí)，毛巾架正常工作電流為多少安？
（2）電熱絲的阻值為多少歐？
（3）小科認(rèn)為乙圖電路不能實(shí)現(xiàn)高、低溫檔電功率自動(dòng)切換功能，于是小科利用電磁繼電器與濕敏電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁的方案。（濕敏電阻的工作原理主要基于濕敏材料對(duì)空氣中水分吸收的能力，這種材料在吸收水分后，其導(dǎo)電性能會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻值的變化。通常情況下，濕敏材料的電阻值與環(huán)境濕度成反比，即濕度越高，電阻值越小。）請(qǐng)根據(jù)電磁鐵的工作原理，分析丁方案是如何實(shí)現(xiàn)高、低溫檔自動(dòng)切換功能的。
15、在學(xué)校創(chuàng)新比賽中，小龍?jiān)O(shè)計(jì)了一個(gè)多檔位電熱水器。其工作電路圖如圖甲所示，R1和R2是兩根電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關(guān)如圖乙所示，內(nèi)有一塊絕緣圓盤，圓盤的邊緣共有10個(gè)金屬觸點(diǎn)（觸點(diǎn)編號(hào)與電路圖對(duì)應(yīng)，編號(hào)相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接）。可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。當(dāng)旋鈕上的頭指向圖中位置D，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端也將3、4兩觸點(diǎn)接通。旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)四擋的加熱功率。他設(shè)計(jì)的四擋加熱功率如下表所示：
溫度擋位 高溫 中溫1 中溫2 低溫
加熱功率/W 1100 660
（1）旋鈕上的箭頭指向D位置時(shí)，電熱水器處于高溫?fù)酰瑑筛姛峤z 。（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）
（2）若四檔加熱功率依次遞增，計(jì)算電熱絲R1和R2的阻值各是多少？
（3）該電熱水器低溫檔時(shí)的加熱功率是多少？
16、隨著城市新建樓房大多采用封閉式陽(yáng)臺(tái)結(jié)構(gòu)，帶烘干功能的洗衣機(jī)越來(lái)越多地進(jìn)入市民家庭，某項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組了解到一款帶烘干功能的滾筒洗衣機(jī)如圖甲，其洗衣過(guò)程又分“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài)，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，其中電熱絲R1、R2的阻值分別為44Ω和440Ω。
（1）洗衣機(jī)的烘干功能，是利用了電流的 效應(yīng)；
（2）若洗衣過(guò)程中，啟動(dòng)開關(guān)閉合，開關(guān)S位于圖中1位置 （填“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”）過(guò)程，此狀態(tài)下洗衣機(jī)的功率是多少？
（3）若該洗衣機(jī)的脫水功率是300W，某次洗衣時(shí)，脫水時(shí)間為6分鐘，則脫水過(guò)程中消耗的電能是多少？
17、如圖甲所示為具有3D打印功能的3D打印筆。該打印筆通電后，筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化，擠出熱融的塑料，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成穩(wěn)定的狀態(tài)。內(nèi)部加熱電路簡(jiǎn)化后如圖乙所示，R1和R2是相同的PTC發(fā)熱電阻。單個(gè)PTC的電阻與溫度的關(guān)系如表。
溫度/℃ 電阻/Ω
1 120 880
2 250 1210
3 360 2200
（1）有一種熔點(diǎn)較低（為120℃）的鎵基合金打印材料，當(dāng)使用這種材料快速打印時(shí)，開關(guān)S2應(yīng)處于 狀態(tài)；
（2）當(dāng)使用這種鎵基合金打印材料緩慢打印時(shí)，求打印筆通過(guò)電流的大小；
（3）換了熔點(diǎn)為360℃合金打印材料該筆緩慢工作30分鐘，求消耗的電能。
18、如圖所示是一種適合北方冬季使用的電熱加濕器，其工作原理：加濕器水箱中部分水通過(guò)進(jìn)水閥門進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)蒸汽擴(kuò)散裝置噴入空氣中從而提高空氣濕度。下表是小明從產(chǎn)品銘牌上摘錄的電熱加濕器部分參數(shù)，其發(fā)熱電路如右 圖所示，R1、R2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)檔位的轉(zhuǎn)換。
額定電壓 220V
額定最大發(fā)熱功率 400W
水箱容積 4L
適用面積 40～60m2
（1）開關(guān)S在接觸點(diǎn) 時(shí)，電熱加濕器處于最大發(fā)熱狀態(tài)；
（2）R1的阻值為多少？
（3）該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是多少？
19、圖甲為某型號(hào)空氣凈化器，它在不同檔位工作時(shí)的參數(shù)如下表所示。潔凈空氣量是指1h凈化空氣的體積；能效比是空氣凈化器潔凈空氣量與輸入功率之比，凈化效率等于凈化前后空氣中有害氣體濃度的差與凈化前有害氣體濃度的百分比。
工作檔位 待機(jī) 1擋 2擋 3擋 4擋 5擋 6擋
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
凈化空氣量（m3/h） － 120 240 360 500 610 760
噪音（dB）/聲強(qiáng)級(jí) － 23 32 39 47 49 55
（1）該凈化器接在家庭電路中，在5擋正常工作時(shí)的電流為。
（2）單獨(dú)使用該凈化器20min，規(guī)格為2400imp/（kW·h）的電能表指示燈閃爍36次，請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明該空氣凈化器在哪一檔位工作？
（3）利用氣敏電阻可以檢測(cè)空氣質(zhì)量，如圖乙所示為檢測(cè)電路，定值電阻R0=10Ω，電源電壓恒為28V；如圖丙所示為氣敏電阻阻值隨空氣中有害氣體濃度β的變化曲線。凈化器啟動(dòng)前，檢測(cè)電路中電流表的示數(shù)為0.7A，凈化器正常使用30min后，檢測(cè)電路的電流變?yōu)?.1A，則該空氣凈化器的實(shí)際凈化效率為多少？
20、一臺(tái)儲(chǔ)水式電熱水器的加熱電路如圖甲所示，和均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲，是手動(dòng)開關(guān)，置于電熱水器水箱外部；是溫控開關(guān)，置于電熱水器水箱內(nèi)部，當(dāng)水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)閉合，達(dá)到40℃時(shí)自動(dòng)斷開。圖乙是電熱水器剖面圖，長(zhǎng)時(shí)間使用電熱水器可能導(dǎo)致絕緣部分破損，使電熱水器中的外殼和水帶電，從而造成觸電事故，所以國(guó)家規(guī)定電熱水器須采用接地、漏電保護(hù)器、防電墻等多重保護(hù)措施。電熱水器部分參數(shù)如表所示。
額定電壓/V 220
頻率/Hz 50
保溫功率/W 220
加熱功率/W 1760
水箱容量/L 50
設(shè)定溫度/℃ 40
（1）電熱水器加熱管里電阻絲的電阻要大、熔點(diǎn)要 （填“高”或“低”）。
（2）考慮到用電安全，電熱水器應(yīng)使用 （填“兩孔”或“三孔”）插座，且進(jìn)、出水管口都裝有防電墻。防電墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示，流經(jīng)其中的水沿著內(nèi)部隔片螺旋流動(dòng)。已知粗細(xì)均勻水柱的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。所以與普通水管里的水柱相比，防電墻內(nèi)的水柱更細(xì)更長(zhǎng)，從而使防電墻內(nèi)水的電阻 （填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）求加熱時(shí)通過(guò)電熱絲的電流。
（4）將初溫為20℃的一滿箱水加熱至設(shè)定溫度，熱水器加熱效率為75%，則該過(guò)程需要多少電費(fèi)？[水的比熱容為，，電費(fèi)以0.5元/（）計(jì)算]
鞏固練習(xí)
1．養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的可以烹飲的容器，其類似于電熱水壺。如圖是某款養(yǎng)生壺加熱部分電路原理圖。已知電源電壓為220V保持不變，加熱電阻絲R1、R2的阻值均為88Ω。通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)S1、S2可以實(shí)現(xiàn)低溫、中溫、高溫三檔的切換。
（1）通過(guò)分析推理判斷：當(dāng)開關(guān)S1、S2分別位于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺處于中溫檔；
（2）當(dāng)養(yǎng)生壺處于低溫檔工作時(shí)，通電2min該養(yǎng)生壺消耗的電能為多少焦耳？
（3）請(qǐng)計(jì)算出該養(yǎng)生壺處于低溫、中溫、高溫三檔工作時(shí)的電功率大小之比。
2．下圖是小明家使用的兩檔電取暖器內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，、為電熱絲，且電阻不變，高溫檔位功率為1100W，低溫檔位功率為440W，家庭電路電壓，求：
（1）電取暖器處于高溫檔位時(shí)電路中的電流；
（2）電路中的阻值；
（3）計(jì)算用低溫檔位取暖兩端的電壓；
（4）若此電取暖器安裝在小明家的客廳里，客廳內(nèi)空氣的質(zhì)量約為80kg，計(jì)算此電取暖器將客廳內(nèi)空氣從10℃加熱到20℃至少需要多長(zhǎng)時(shí)間。【空氣的比熱容取）】
3．如圖所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心滲透著社會(huì)主義核心價(jià)值觀。小明給爺爺網(wǎng)購(gòu)了一臺(tái)電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖乙所示。足浴器某次正常工作時(shí)，控制面板顯示如圖丙所示（指示燈亮，表示正常工作）。求：
（1）此次加熱時(shí)足浴器的工作電流；（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）若足浴器裝入最大容量、初溫為的水，則當(dāng)水溫達(dá)到控制面板上顯示的溫度時(shí)，則此過(guò)程中水所吸收到熱量為多少？[已知水的比熱容]
（3）若此次加熱過(guò)程耗時(shí)15min，則該足浴器的電熱效率；
（4）加熱后，爺爺換成300W檔位，泡腳20min，間此次加熱和泡腳總共消用多少電能。
4．下表為一臺(tái)電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1 和 R2 均為電熱絲（電熱絲的阻值不隨溫度變化）。
××牌電烤箱 　
額定電壓 220V
額定功率 高溫檔 1100W
低溫檔 440W
電源功率 50Hz
（1）當(dāng)開關(guān) S 閉合時(shí)，電烤箱處于高溫檔還是低溫檔？
（2）電烤箱在高溫檔正常工作 30 min 所消耗的電能是多少？
（3）假設(shè)在用電高峰時(shí)，家庭電路實(shí)際電壓為 200 V，電烤箱在高溫檔的實(shí)際功率是多少？（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
5．“圍爐煮茶”是近年人們喜愛的“國(guó)風(fēng)”休閑方式之一，其中最離不開的就是土陶罐制作的小火爐如圖甲所示，考慮到安全性和環(huán)保性，不少顧客更愿意選擇電陶爐如圖乙所示。小德同學(xué)發(fā)現(xiàn)其中工作的關(guān)鍵就是一條可拆卸的發(fā)熱電阻絲，在原包裝盒內(nèi)還找到了一條一模一樣的備用電熱絲可剪短，于是他想通過(guò)所學(xué)知識(shí)改裝該電陶爐的加熱擋位。可惜由于食物污漬，已無(wú)法由銘牌得知電熱絲的具體信息。小德關(guān)閉其他用電器，將電陶爐單獨(dú)接入的家庭電路，觀察并記錄家中電能表如圖丙所示的指示燈閃爍情況：分鐘之內(nèi)閃爍了次，求：
（1）該過(guò)程中電熱絲產(chǎn)生的電熱為多少焦耳；
（2）爐腔內(nèi)電熱絲的電阻的大小；
（3）小德同學(xué)想借助備用電阻絲串聯(lián)或并聯(lián)在原爐體內(nèi)部或外部改裝電陶爐的加熱功率，使之與原功率成為不同擋位，且高低擋位功率之比為：，請(qǐng)你從安全性和可實(shí)現(xiàn)性兩個(gè)方面通過(guò)計(jì)算說(shuō)明改裝方案。
6． 小明家的電熱水器，銘牌參數(shù)如表所示，速熱擋位功率模糊不清。工作電路如圖甲所示，其內(nèi)部有兩個(gè)電熱絲（阻值不變），通過(guò)控制開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)速熱、加熱、保溫三個(gè)功能（速熱功率大于加熱功率）。
額定電壓 220V
速熱 　
加熱 1100W
保溫 100W
容積 60L
（1）計(jì)算的阻值。
（2）在用電高峰期，小明關(guān)閉其他用電器，只讓電熱水器處于速熱擋位工作，觀察如圖乙所示電能表，發(fā)現(xiàn)1.5分鐘內(nèi)脈沖燈閃爍了80次，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)小明家的實(shí)際電壓。
（3）小明調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小區(qū)居民用電是由附近的配電室提供。為研究家庭電路電壓偏低的原因，小明設(shè)計(jì)如圖丙所示的電路進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：用學(xué)生電源模擬配電室；用小燈泡L（3V 0.9W）模擬家庭用電器；由于配電室距離居民樓較遠(yuǎn)，故選用約10m長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線模擬配電室到用戶間的輸電線。連接電路閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)學(xué)生電源輸出電壓為3V，此時(shí)電壓表示數(shù)為2.5V。要使小燈泡L正常工作，應(yīng)將學(xué)生電源的輸出電壓調(diào)到多少？請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，分析解決家庭電路實(shí)際電壓偏低的方法。（忽略溫度對(duì)導(dǎo)線和燈絲電阻的影響）
7．
（1）如圖所示為國(guó)慶70周年閱兵中首次亮相的ZTQ-15式輕型坦克，它能適應(yīng)水網(wǎng)地帶、山地、高原等環(huán)境惡劣地區(qū)作戰(zhàn)。據(jù)網(wǎng)絡(luò)消息，該型坦克重，每條履帶與地面的接觸面積約。求該輕型坦克對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。
（2）小亮家新買了一輛汽車，車上的座椅墊具有電加熱功能，如圖甲所示。通過(guò)觀察和研究，他了解到該座椅墊有“高溫”、“低溫”和“關(guān)”三個(gè)檔位，“高溫”檔功率為，“低溫”檔功率為。該座椅墊加熱部分的電路簡(jiǎn)圖如圖乙所示，電源電壓為，S為檔位切換開關(guān)，和為電熱絲。
當(dāng)座椅墊處于“高溫”檔加熱時(shí)，通過(guò)計(jì)算回答：
①通過(guò)座椅墊的電流是多少安？
②電熱絲的阻值是多少歐？
③座椅墊工作產(chǎn)生的熱量是多少焦？
8．圖甲是芳芳家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖，下表為其部分技術(shù)參數(shù)．R1、R2為發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2＝3R1，S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”“低擋”“高擋”之間的切換（低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱）。
額定電壓（V） 220
高檔發(fā)熱功率（W） 400
最大注水量（kg） 3
（1）求加濕器處于低擋位置時(shí)的發(fā)熱功率和高檔發(fā)熱功率之比；
（2）某次使用加濕器工作時(shí)，加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量．如圖乙所示是該次使用加濕器工作30min的圖象。
①請(qǐng)計(jì)算加濕器在高擋正常工作時(shí)消耗的電能；
②如果電阻R1在此次高擋加熱時(shí)可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高16℃，那么此時(shí)加熱效率是多少？[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]
（3）一天，芳芳斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中如圖丙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)低檔實(shí)際加熱功率是多少？
9．王瑞同學(xué)學(xué)習(xí)了電功率知識(shí)后，回家觀察家用電器的銘牌，完成實(shí)踐性作業(yè)。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)家里的電燉鍋有保溫、低溫、高溫三檔，可以通過(guò)手機(jī)軟件遠(yuǎn)程切換。查看說(shuō)明書發(fā)現(xiàn)：“保溫功率小于低溫功率；容量；電阻，”。如圖是該電燉鍋的原理圖，湯的比熱容取
（1）閉合S、S1，該款電燉鍋處于　 　檔；理由是　 　。
（2）電燉鍋在保溫檔正常工作時(shí)的電流多大（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）？
（3）電燉鍋的低溫檔的額定功率為多大？
（4）額定電壓下，使用電燉鍋“高溫”檔加熱，可將一鍋湯從加熱到，電燉鍋的加熱效率是多少？
10．如圖小蕊同學(xué)在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，觀察到生活中的許多電熱器都有多個(gè)擋位，于是他利用電壓恒為10 V的電源和兩個(gè)阻值不同的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來(lái)探究電熱器的多擋位問(wèn)題。已知R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。請(qǐng)計(jì)算：
（1）S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電路中的總電阻；
（2）S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，電路中的總電流；（保留兩位小數(shù)）
（3）S3斷開，S1、S2閉合時(shí)，通電5 min電路消耗的電能。
11．為了兼顧省電和實(shí)際需要，爺爺挑選了一款有四個(gè)檔位的電熱水器．小明從說(shuō)明書上收集到如下表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和如圖所示的電路原理圖，、為電熱水器中的兩條電熱絲，且．請(qǐng)根據(jù)條件完成下列問(wèn)題：
額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定最高檔加熱功率 1100W
（1）若該熱水器四檔功率由高到低分別為、、、，請(qǐng)說(shuō)明與此對(duì)應(yīng)的電路連接依次是哪個(gè)　 　？（圖“甲、乙、丙、丁”中）
（2）若熱水器在高檔位下正常加熱了半小時(shí)，求消耗了多少度電？
（3）若某個(gè)時(shí)刻該電熱水器最高檔加熱的功率并不是銘牌標(biāo)注的值，而是891W，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這是為什么？（電熱絲電阻的變化忽略不計(jì)）
12．小明是家務(wù)小能手，經(jīng)常用掛燙機(jī)尉燙衣服。掛燙機(jī)是通過(guò)電熱絲加熱水箱中的水，產(chǎn)生水蒸氣來(lái)熨燙衣服。它的正常工作電壓為220V，水箱最多裝水0.2kg，加熱功率有大、小兩個(gè)檔位，其工作原理圖如圖甲所示。其中電熱絲，。
（1）熔斷器在電路中起到　 　作用。
（2）若將水箱中0.2kg的水從20℃加熱到100℃，水吸收多少熱量？
（3）掛燙機(jī)在大檔位工作時(shí)的額定功率是多大？
（4）小明是一個(gè)愛思考的孩子，他把電路原理圖改為乙圖，也設(shè)有兩個(gè)檔位。已知熔斷器允許通過(guò)的最大電流為8A，請(qǐng)判斷乙圖電路是否合理，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明原因。
13．如圖甲所示為一臺(tái)電熱足浴器，圖乙是其內(nèi)部電路工作原理簡(jiǎn)圖，R1、R2均為阻值不變的加熱電阻，電熱足浴器的部分技術(shù)參數(shù)如表，問(wèn)：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
額定電壓 220V
高溫?fù)?660W
中溫?fù)?440W
低溫?fù)?**W
（1）電熱足浴器工作時(shí)是利用了電流的　 　效應(yīng)。
（2）求電熱足浴器低溫?fù)醯念~定功率是多少？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）用電熱足浴器加熱4kg、初溫為20℃的水到45℃時(shí)，水吸收的熱量為多少？
（4）用電熱足浴器的高溫?fù)跫訜嵋欢ㄙ|(zhì)量的水，當(dāng)水溫加熱至45℃后自動(dòng)切斷電源，當(dāng)水溫降至40℃時(shí)，又自動(dòng)接通高溫?fù)跫訜犭娐贰Ｐ×衷谒疁氐谝淮渭訜嶂?5℃時(shí)開始足浴，水溫隨時(shí)間變化的圖象如圖丙所示，共用時(shí)55min，若加熱過(guò)程電熱足浴器正常工作，求這次足浴消耗的電能是多少？（計(jì)算結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示，保留兩位小數(shù)）
14．小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖如圖甲，R1、R2都是發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2=3R1；S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低檔”、“高檔”之間的切換（低檔為小功率加熱，高檔為大功率加熱），其部分技術(shù)參數(shù)如下表．
額定電壓（V） 220
高擋發(fā)熱功率（W） 400
注水倉(cāng)最大注水量（kg） 3
（1）開關(guān)處于圖示位置，電熱加濕器的狀態(tài)是　 　（選填“關(guān)”“低檔”或“高檔”）
（2）求電熱加濕器中R1的阻值　 　；
（3）某次使用加濕器在額定電壓下工作，加濕器注水倉(cāng)中加注冷水已達(dá)到最大注水量，其工作30min的功率與時(shí)間圖象如圖乙所示，如果電阻R1在此次高檔加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少℃　 　？[計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
（4）某一天，小明斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低檔加熱，發(fā)現(xiàn)家中3000revs/（kW h）的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率是多少　 　？
三、實(shí)驗(yàn)與探究題
15． 在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，小夏同學(xué)對(duì)一款家用電吹風(fēng)（如圖甲所示）進(jìn)行了深入探究。
（1）小夏先在購(gòu)物平臺(tái)上查到了這款電吹風(fēng)廣告，你認(rèn)為她對(duì)廣告的理解不合理的是____；
A．“70m/s強(qiáng)勁風(fēng)速”可以加快頭發(fā)上的水蒸發(fā)
B．“電吹風(fēng)配有加粗純銅電線”可以減少導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱損失
C．“恒溫57℃不傷頭發(fā)”，任何情況下吹出氣流的溫度都是57℃
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高溫?fù)鯐r(shí)，電熱絲的功率應(yīng)該大于電動(dòng)機(jī)的功率
（2）小夏觀察電吹風(fēng)及其銘牌，發(fā)現(xiàn)其有兩個(gè)開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)速和溫度的多擋控制。于是她猜想并設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖，你認(rèn)為她設(shè)計(jì)的電路存在什么問(wèn)題；　 　
（3）接著，小夏打開電吹風(fēng)，感覺到電吹風(fēng)在高速冷風(fēng)擋時(shí)風(fēng)力很強(qiáng)勁，猜想此時(shí)的電功率也會(huì)比較大。為了驗(yàn)證猜想，她關(guān)閉家里所有用電器，只將該電吹風(fēng)接入家庭電路中，調(diào)至高速冷風(fēng)檔，通電3min觀察到家里的電能表（如圖丙所示）指示燈閃爍轉(zhuǎn)了9次，通過(guò)計(jì)算測(cè)得高速冷風(fēng)檔的實(shí)際功率為　 　W；
（4）小夏進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該電吹風(fēng)具有過(guò)熱自動(dòng)斷電保護(hù)功能，其內(nèi)部有一個(gè)雙金屬片開關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，雙金屬片開關(guān)自動(dòng)斷開，電吹風(fēng)停止工作，待溫度下降到安全值后又自動(dòng)接通。則雙金屬片開關(guān)應(yīng)安裝____（選填序號(hào)字母）。
A．電動(dòng)機(jī)所在支路 B．電阻絲所在支路 C．電路干路
16．在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。
（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)　 　，電流表的量程應(yīng)選0~　 　A；
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整；
（3）閉合開關(guān)前，圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)在　 　（選填“A”或“B”）端；
（4）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙）為　 　V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向　 　（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（5）小葉同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙的I﹣U圖像，根據(jù)圖像信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是　 　W；
（6）小葉同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表的指針均反偏，最簡(jiǎn)單的解決方法是　 　；
（7）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小葉向老師要了一個(gè)阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丁電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)　 　（選填“1”或“2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為U額=2.5V；
②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)　 　（選填“1”或“2”），保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U1；
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝　 　（用
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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