第十三章电功和电功率 电热器的多档位问题----2024-2025学年北师大版物理九年级下学期

第十三章电功和电功率 电热器的多档位问题 1．某家用电水壶有加热和保温两种功能。如图是其内部电路的结构简图，、均为加热电阻，且阻值不受温度变化影响，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。，电水壶保温功率为。求： （1）该电水壶的加热功率为多少？ （2）的阻值？ （3）使用该电水壶的加热挡让的水从升高到，过程中热量损失了，则电水壶的加热时间。 2．如图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，电源电压为220V，R1、R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。当电路处于保温状态时，电路的电流为0.5A，其额定加热功率与额定保温功率的比值为11∶1。求： （1）额定保温功率是多大； （2）R2的电阻值多大； （3）小明关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作12min，观察到标有“600r/（kW•h）”字样的电能表转盘转了120转，则小明家的实际电压是多少？ 3．小明妈妈买了一个新的电饭煲，小明从说明书中得知了下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求： 额定电压 220V 额定蒸煮功率 1210W 额定保温功率 110W 频率 50Hz 容积 4L （1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流； （2）电阻R2的阻值； （3）某周末的晚饭时，小明想利用自家电能表（如图乙）测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求家庭电路的实际电压。 4．如图，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为15、45，闭合开关S。计算： （1）当S1闭合、S2接1时，电流表的示数； （2）当S1断开、S2接1时，通电1min，R2产生的热量； （3）电路的最大电功率。 5．小亮家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如表格所示，图甲为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。求： （1）额定加热电流。 （2）R1和R2的阻值各为多少欧？ （3）在用电高峰期，小亮关闭家中其它用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1min，电能表（如图乙所示3000r/kW·h）的圆盘转了25转，则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦？ 型号 MLJY--02 额定电压 220V 额定加热功率 550W 额定保温功率 80W 6．图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V，定值电阻是加热部分，是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时，电热器处于加热挡，通过调节接入电路的阻值来改变的加热功率，其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间，开关S自动接2，电热器处于保温挡。 （1）求以最大功率工作时电路中电流大小； （2）如图乙，电能表上参数“R/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s，与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小； （3）求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。 7．如图甲所示是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为484W，保温功率为44W。R1、R2均为加热电阻丝（假设电阻不变），请解答下列问题： （1）当开关S闭合、S1断开时，该饮水机处于 （填“加热”或“保温”）状态； （2）电阻丝R1的阻值是多少？( ) （3）某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了100次，她家电能表上标有“3000imp/kW·h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压各是多少？( ) 8．如图是某种小型家用电热水器的简化电路图，开关S可根据水温切换成加热和保温两种状态R1、R2都是发热电阻，热水器主要参数如下表。[水的比热容为] （1）在上述加热状态下，正常工作10min将产生多少热量？ （2）水箱中装满初温为25°C的水，加热使水温度升高到45°C，水需要吸收多少热量 （3）R2的阻值为多大？ 额定电压 220V 容积 10L 加热功率 880W 保温功率 100W 9．如图甲所示是小明家使用的电热水壶，可实现加热和保温状态的转换。该电热水壶的最大容量是4L，额定加热功率是1000W，额定保温功率是200W。如图乙所示是小明家安装的电能表。某次电热水壶在加热状态工作7min，能将1kg水从20℃加热到100℃，，c水=4.2×103J/（kg·℃）。请你计算： (1)求水吸收的热量； (2)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫做加热效率，求电热水壶的加热效率； (3)关闭家中其他用电器，只让该电热水壶在加热状态下工作一段时间，电能表转盘转了，则电热水壶消耗的电能为多少？这些消耗的电能能够让电热水壶在保温状态工作多久？ 10．小明家新购置了一款如图甲所示的电烧水器，其内部的简化电路如图乙所示，和是阻值不变的加热电阻，S为温控开关，1、2是开关连接的触点。某次烧水时，只将电烧水器接入的电路中，在加热状态下工作了，就将的水从加热至沸腾（1个标准大气压），同时观察到家里的电能表（如图丙所示）转盘转动了。水沸腾后开关S自动切换到保温状态，已知，，求： （1）电烧水器在加热状态下工作了，水吸收的热量； （2）电烧水器加热水时的效率； （3）电烧水器在保温状态时的电功率。 11．如图甲所示是一款深受消费者认可的家用多功能锅，它能实现高温、中温和低温三种加热功能，如表是它的铭牌，图乙是它的内部电路简图。[c粥=4.0×103J/（kg·℃）] (1)处于低温挡时，电路中电流为多少； (2)求该多功能锅的R1和R2分别是多少； (3)不计热量损失，某次实际使用中温挡将质量为3kg、初温为20℃的一锅粥升至84℃需要25分钟，求此时家庭电路的实际电压。 额定电压 220V 高温额定功率 ？？W 中温额定功率 800W 低温额定功率 160W 12．如图甲是某班的电热饮水机，其简化电路图如图乙所示。它有加热和保温两种工作状态，当S2断开时，饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热功率 2200W 保温功率 440W 容量 2.5L （1）饮水机在加热状态下正常工作，将2kg的水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少?（当地气压为标准大气压） （2）在（1）问加热情况下，饮水机正常工作了420s，消耗了多少电能？加热效率是多少? （3）饮水机正常加热时，电路中的电流是多少？ （4）电热丝R2的阻值是多少？ 13．图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=48.4Ω，R2=484Ω。额定工作电压为220 V。通过开关S、S1可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。在工作时会通过电动机向内部吹风，借助循环风，达到炸锅内部迅速升温的目的。 （1）通过分析说明，开关S1闭合，开关S接a端时档位状态是什么？ （2）若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20 ℃，炸熟至少需要达到170 ℃，求一次炸熟 200g 薯条需要多少时间？[c薯条取3.63×103J/（kg·℃）] 14．养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，如图甲所示，图乙是养生壶的加热水相部分工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置处于保温状态，保温时电加热丝的功率为88W，不考虑温度对电阻的影响，不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯）。求： （1）该养生壶的加热功率； （2）若咖啡的比热容c=4.0×103J/(kg•℃)，该养生壶的加热效率为80%，要将质量为1.5kg的咖啡温度升高55℃，需要加热多长时间； （3）养生壶处于保温状态时电阻R2的阻值。 15．图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝（R1＞R2），单独闭合S1为低温挡、单独闭合S2为中温挡、同时闭合S1、S2为高温挡，其铭牌如表所示，求 （1）低温挡加热时电流的大小； （2）电热丝R2的阻值； （3）已知粥的比热容c粥＝4.0×103J/(kg•℃)，将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到80℃，至少需要多长时间。 加热效率 80% 额定电压 220V 电功率 低温挡 440W 中温挡 880W 高温挡 16．亮亮家经常使用电水壶烧水。电水壶的铭牌和工作电路如图所示，、为阻值未知的电热丝。试问： 额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 880W (1)由电路图可知：当闭合、 时，电水壶处于“高温”档； (2)电水壶使用“低温”档正常工作时电路中的电流 ？ (3)向壶内装2kg温度为的水，电水壶用“高温”档正常工作约90s，水温升高到，这时电水壶的加热效率是多少 ？[已知水的比热容为，电热丝的电阻不随温度变化] 17．如图所示是某电热器装置的简化电路图，开关S2可切换加热和保温两种状态，它的额定电压为U=220V，额定加热功率是P热=1000W，额定保温功率是P温=100W，R1、R2是发热电阻。已知电路电压正常，试完成下列问题： (1)试论证：当开关S1、S2都闭合时，电热器处于加热状态； (2)R2的阻值是多大？ 18．如图是一款电饭锅的电路原理。它具有高温烧煮和保温两挡，通过开关S进行调节。其中R1是电热丝，当接高温烧煮挡时，电路中的功率是1100W；当接保温挡时，电路的总功率是110W，c水=4.2×103J/（kg•℃）。 （1）电热丝R1的电阻多大？ （2）电阻R2的阻值多大？ （3）在标准大气压下，用此电饭锅煮沸2L、20℃的水，不计热损失，至少需要几分钟？（结果保留整数） 19．如图甲是小实家的电水壶，表中是它的部分参数，图乙是它的加热电路的原理图，只有一根用来加热的电热丝R0，为了能够实现多挡加热和保温功能，小实找来了定值电阻R1和R2，将电水壶的加热电路改造成图丙所示电路，使得电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%工作。小实用改造后的电水壶以最大功率将2.2kg的水从15℃加热到45℃，用了5min。（水的比热容为）求： 容积/L 2.5 额定电压/V 220 额定功率/W 1100 （1）水吸收的热量； （2）电水壶以最大功率加热时的效率； （3）R1和R2的阻值。    20．图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1=R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。在正常工作的情况下，试问： 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 200 中温挡功率（W） 400 高温挡功率（W） 容积（L） 1.5 （1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？ （2）高温挡功率是多少？ （3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要多长时间？    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．（1）2000W；（2）975.8Ω ；（3）210s 【详解】解：（1）由图可知，开关接1时，两电阻串联，电路中阻值较大，由可知，电功率较小，为保温挡；开关接2时，电路中只有R2，电路中阻值较小，由可知，电功率较大，为加热挡，则加热功率为 （2）当开关S切换到1时，两电阻串联，此时为保温状态，电路的总电阻 根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值 R1=R总-R2=1000Ω-24.2Ω=975.8Ω （3）水壶要吸收的热量 由于热量损失20%，则消耗的电能 则加热过程需要的时间 答：（1）加热过程需要的时间为2000W； （2）R1的阻值为975.8Ω； （3）加热时间为210s。 2．（1）110W；（2）400Ω；（3）200V 【详解】解：（1）额定保温功率 （2）当S、S1闭合时，电路为R1的简单电路；当S闭合、S1断开时，R1、R2串联；因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由 可知，电路为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电功率最大，电饭煲为加热挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电饭煲为保温挡；由题意可知，额定加热功率 由 可知，加热时电路的电阻为 因为电饭煲加热时，电路为R1的简单电路，所以电热丝R1的阻值 由欧姆定律可知，保温时电路的总电阻 因为电饭煲保温时，R1、R2串联，所以串联电路的电阻特点可知，R2的电阻值 （3）600r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600转，则转盘转了120转消耗的电能 则电饭煲的实际功率 由 可知，小明家的实际电压 答：（1）额定保温功率是110W； （2）R2的电阻值为400Ω； （3）小明家的实际电压是200V。 3．（1）0.5A；（2）400Ω；（3）200V 【详解】解：（1）在保温状态下正常工作时的电流为 （2）保温状态时S2闭合，S1断开，两电阻串联，两电阻串联的总电阻为 当两开关都闭合时，只有R1接入电路，为蒸煮状态， R1的电阻为 电阻R2的阻值为 （3）只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，1min消耗的电能为 电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为 实际电压为 答：（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流为0.5A； （2）电阻R2的阻值为400Ω； （3）家庭电路的实际电压为200V。 4．（1）0.4A；（2）27J；（3）3.2W 【详解】解：（1）当S1闭合、S2接1时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，通过R1的电流 （2）当S1断开、S2接1时，电阻R1和电阻R2串联接入电路，电路中的总电阻 此时电路中的电流 通过电阻R2的电流 电流通过R2产生的热量 （3）当S1闭合、S2接2时，电阻R1和电阻R2并联接入电路，此时电路中的电阻最小，此时电流中的电流最大，最大电流 此时功率最大，最大功率是 答：（1）通过R1的电流是0.4A； （2）电流通过R2产生的热量是27J； （3）电路的最大电功率是3.2W。 5．（1）2.5A；（2）517Ω和88Ω；（3）500W 【详解】解：（1）由表中数据知，浴足盆的额定加热功率550W，根据电功率的计算公式可得，额定加热电流为 （2）由电路图知，S接b时只有R2接入电路中，电路中电阻较小，电源电压一定，由 可知，此时电路的功率较大，为加热状态；S接a时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态。由欧姆定律可得，R2的阻值为 保温状态下，由电功率的计算公式可得总电阻，保温电阻为 则 （3）由图乙可知，电能表上标有3000r/kW·h，3000r/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表的表盘就转过3000r，则表盘转过25转时，浴足盆消耗的电能为 根据电功率的计算公式可得，浴足盆加热的实际电功率为 答：（1）额定加热电流为2.5A； （2）R1和R2的阻值分别为517Ω和88Ω； （3）在用电高峰期，浴足盆加热的实际电功率为500W。 6．（1）5A；（2）3000；（3）详见解析 【详解】解（1）根据题意，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电功率最大，为 故电阻 此时电流为 （2）以最大加热功率1100W工作72s，消耗的电能为 故可得 （3）电热器处于保温挡时，电路电流为 此时R1电功率为 此时电路中总功率为 电路中电能的利用率为 从节能角度分析，可以使用保温效果较好的材料制作加热器的瓶身，同时可以设计动断电的装置，当温度达到一定温度后自动断电，减小电能消耗。 答：（1）以最大功率工作时电路中电流为5A； （2）该数值大小为3000； （3）详见解析。 7．（1）保温；（2）110Ω；（3）400W，200V 【详解】解：（1）当两开关都闭合时，两电阻并联，当开关S闭合、S1断开时，只有R2接入电路，由并联电路电阻越并越小的知识及功率可知，两开关都闭合时，电阻较小，功率较大，处于加热状态；S闭合、S1断开时，电热饮水机的功率较小，处于保温状态。 （2）两电阻并联时为加热状态，因并联电路各支路互不影响、独立工作，所以R1的功率为 电热丝R1的阻值为 （3）加热状态电路的总电阻为 饮水机消耗的电能为 饮水机的实际功率为 实际电压为 答：（1）当开关S闭合、S1断开时，该饮水机处于保温状态； （2）电阻丝R1的阻值是110Ω； （3）饮水机的实际功率是400W，实际电压是200V。 8．（1）5.28×105J；（2）8.4 ×105 J；（3）429Ω 【详解】解：（1）正常工作10min将产生多少热量 （2）电热水器的容积 水的质量 则水吸收的热量 （3）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电热水器处于加热状态。电阻R1的阻值 开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电热水器处于保温状态，总电阻 R2的阻值 答：（1）在上述加热状态下，正常工作10min将产生5.28×105J的热量； （2）水箱中装满初温为25°C的水，加热使水温度升高到45°C，水需要吸收8.4 ×105 J的热量； （3）R2的阻值为429Ω。 9．(1)3.36×105J (2)80% (3)；0.25h 【详解】（1）根据求水吸收的热量 （2）根据求电热水壶的加热效率 （3）电热水壶消耗的电能 这些消耗的电能能够让电热水壶在保温状态工作时间为 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）电烧水器在加热状态下工作了，水吸收的热量 （2）电烧水器加热水时消耗的电能 电烧水器加热水时的效率 （3）电热水器在加热时的功率为 电阻的阻值为 电烧水器在保温状态时电路中的等效电阻为 电烧水器在保温状态时的电功率 答：（1）电烧水器在加热状态下工作了，水吸收的热量； （2）电烧水器加热水时的效率； （3）电烧水器在保温状态时的电功率。 11．(1)0.73A (2)60.5Ω，242Ω (3)176V 【详解】（1）根据P=UI可得，处于低温挡时，电路中电流为 （2）根据串并联特点可知，当开关S1闭合，S2接a时，此时两电阻并联，电路总电阻最小，根据可知，电功率最大，多功能锅处于高温挡；当开关S1断开，S2接b时，两电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，多功能锅处于低温挡；当开关S1闭合，S2接b时，此时电路为R1的简单电路，电路电阻较大，根据可知，电功率较小，多功能锅处于中温挡；所以，R1的阻值为 R1和R2的总电阻为 所以，R2的阻值为 （3）粥吸收的热量为 不计热量损失，消耗的电能为 由可得，此时家庭电路的实际电压为 12．（1）；（2），；（3）；（4） 【详解】解：（1）已知1标准大气压水的沸点为100摄氏度，则水吸收的热量 （2）由可得，消耗的电能为 饮水机加热的效率为 （3）由可知，饮水机正常加热时，电路中的电流 （4）由电路图可知，S1、S2都闭合时，R1和R2并联，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，S1、S2都闭合时，电路的总电阻最小，由可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，电热饮水机处于加热挡，同理可知，只闭合S1时，电热饮水机处于保温挡；因电路的总功率等于电阻功率之和，所以，R2的电功率 由可得，电阻R2的阻值 答：（1）水吸收的热量是； （2）消耗了的电能，加热效率是； （3）饮水机正常加热时，电路中的电流是； （4）电热丝R2的阻值是。 13．（1）中温档；（2）99s 【详解】解：（1）由可得，电源电压不变时，电路中的总电阻越大，功率越小，由电路图可知，当S1断开，S接a端时，此时R1与R2串联接入电路，电路中的总电阻最大，此时电路为低温挡；当S1断开，S接b端时，此时R1与R2并联接入电路，电路中的总电阻最小，此时电路为高温挡；当S1闭合，S2接a端时，此时R1被短路，只有R2接入电路，此时电路中的电阻值居中，故可知此时电路处于中温挡。 （2）由（1）中可知，电路处于高温挡时，电功率为 由题意可知，薯条炸熟至少需要的热量为 则由可得，所需时间为 答：（1）开关S1闭合，开关S接a端时档位状态是中温挡； （2）一次炸熟 200g 薯条需要99s。 14．（1）550W；（2）750s；（3）132Ω 【详解】解：（1）当S拨到左边时，电路中灯A与R1串联，因灯的电阻不计，故电路为R1组成的简单电路，R1两端的电压为电源电压，S拨到右边时，两电阻串联，根据串联电路的电压规律，R1两端的电压小于电源电压，由电功率公式可知，此时S拨到左边时处于加热挡,S拨到右边时为保温挡,所以养生壶的加热功率 （2）1.5kg的咖啡温度升高55℃，咖啡吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.0×103J/(kg•℃)×1.5kg×55℃=3.3×105J 由热效率公式，可知消耗的电能 由电功公式W=Pt得，加热时间 （3）当S拨到右边时，R1和R2串联，此时处于保温挡，根据电功率公式P=I2R可得，电路中的电流 由欧姆定律公式变形可得电路的总电阻 所以电阻R2的阻值 R2=R总-R1=220Ω-88Ω=132Ω 答：（1）该养生壶的加热功率为550W； （2）需要加热750s； （3）电阻R2的阻值为132Ω。 15．（1）2A；（2）55Ω；（3）500s 【详解】解：（1）单独闭合S1为低温挡，只有R1工作，低温挡功率为440W，低温挡加热时电流的大小为 （2）单独闭合S2为中温挡，只有R2工作，中温挡功率为880W，电热丝R2的阻值为 （3）同时闭合S1、S2为高温挡，R1与R2并联，高温挡的功率为 将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到80℃，粥吸收的热量为 需要消耗的电能为 由W=Pt可知，用高温挡加热需要的时间为 答：（1）低温挡加热时电流的大小为2A； （2）电热丝R2的阻值为55Ω； （3）将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到80℃，需要的时间为500s。 16．(1)闭合 (2)4A (3)84.8% 【详解】（1）当闭合、S2闭合时，电路为R1单独串联，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大，因此电水壶处于“高温”档。 （2）据表可知，“低温”档的电功率为880W，由得到，电水壶使用“低温”档正常工作时电路中的电流为 （3）水吸收的热量为 电水壶用“高温”档正常工作约90s，消耗的电能为 电水壶的加热效率为 17．(1)见解析 (2)435.6Ω 【详解】（1）当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路；因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，据可知，当为R1的简单电路时，电路中的电阻最小，电路的电功率最大，电热器处于加热状态；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电路的总功率最小，电热器处于保温状态，所以S1、S2都闭合时，电热器处于加热状态。 （2）由可知，R1的阻值 保温状态下，由得，电路的总电阻 根据电阻串联的特点可知R2的阻值 R2=R-R1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω 18．（1）44Ω；（2）396Ω；（3）10分钟 【详解】解：（1）当S闭合时，电路为只有R1的基本电路，电路的总电阻最小，电饭锅处于高温烧煮挡，由可知，电热丝R1的电阻 （2）开关S断开时，两电阻串联，电路的总电阻最大，电饭锅处于保温挡，则电路的总电阻 因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以 R2=R-R1=440Ω-44Ω=396Ω （3）由可得，水的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg 不计热损失，水吸收的热量即为消耗的电能，则 W=Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J 由可得 答：（1）电热丝R1的电阻44Ω； （2）电阻R2的阻值是396Ω； （3）在标准大气压下，用此电饭锅煮沸2L、20℃的水，不计热损失，至少需要10分钟。 19．（1）；（2）84%；（3）11Ω，33Ω 【详解】解：（1）将2.2kg的水从15℃加热到45℃时，水吸收的热量 （2）电水壶以最大功率加热时，由可得消耗的电能 则电水壶以最大功率加热时的效率 （3）由可得电热丝R0的阻值 改造后电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%工作。由图丙可知，开关都断开时是，三个电阻串联；只闭合S2时，电阻丝R0与电阻R1串联；只闭合S1时，只有电阻丝R0。根据串联电路电阻关系以及欧姆定律可知，三次通过电阻丝R0的电流大小，结合可知，只闭合S2时，电阻丝R0与电阻R1串联，电热丝R0可以以额定功率的64%工作；开关都断开时是，三个电阻串联，电热丝R0可以以额定功率的25%工作。由上述分析可知，由可得 代入数据有 解得：R1=11Ω；同理有 代入数据有 解得：R2=33Ω。 答：（1）水吸收的热量是； （2）电水壶以最大功率加热时的效率是84%； （3）R1的阻值是11Ω，R2的阻值是33Ω。 20．（1）4.41×105J；（2）800W；（3）735s 【详解】解：（1）由题可知，水的体积为 V=1.5L=1.5×10-3m3 水的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg 水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-30℃)=4.41×105J （2）根据分析电路可知，当S1断开，S2接A时，R1、R2串联，为低温档；当S1闭合，S2断开时，只有R1，为中温档；当S1闭合，S2接B时，R1、R2并联，为高温档。因此R1的阻值为 因为R1=R2，根据并联电路电阻的特点，总电阻为 解得R=60.5Ω。则高温档功率 （3）养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，则需要电流做功为 烧开这一壶水的时间 答：（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收热量为4.41×105J； （2）高温挡功率是800W； （3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要735s。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$