第十七章　电流做功与电功率 专题十二　电热效率与挡位型用电器的计算 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“电热效率与挡位型用电器的计算”，通过电热水壶、电热桌垫等实际用电器问题导入，衔接电功率基础，以例题分步解答为支架，帮助学生掌握热量、电能、效率公式及串并联电路挡位分析。 其亮点在于融合科学思维（电路模型建构与推理）和科学态度与责任（生活实例应用），采用“问题驱动-实例解析-公式应用”教学法，小结公式与电路分析步骤，助力学生提升实际问题解决能力，便于教师高效开展教学。

第十七章　电流做功与电功率 专题十二　电热效率与挡位型用电器的计算 电热效率计算 1. （2024·兰州）小亮用电热水壶将质量为1.5 kg、初 温为20 ℃的水加热到80 ℃，在只有电热水壶工作的情 况下，他观察到家中标有“1 200 imp/（kW·h）”的电 能表的指示灯在240 s内闪烁了144次，已知水的比热容 c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。求： （1）水吸收的热量。 解：（1）Q吸＝c水m（t2－t1）＝4.2×103 J/（kg·℃） ×1.5 kg×（80 ℃－20 ℃）＝3.78×105 J。 （2）电热水壶的实际功率。 解：（2）指示灯闪烁144次消耗的电能W＝ kW·h＝ 0.12 kW·h＝0.12×3.6×106 J＝4.32×105 J，t＝240 s， 则电热水壶的实际功率P＝＝＝1 800 W。 （3）电热水壶的工作效率。 解：（3）η＝×100％＝×100％＝87.5％。 2. 小明想知道如图甲所示的电热桌垫的工作原理，查看说 明书后发现：该电热桌垫的质量为0.15 kg，硅胶板的比热 容为2×103 J/（kg·℃），工作电路如图乙所示，由12 V电 源供电，发热部分由R1＝6 Ω，R2＝4 Ω两根电热丝组成， 设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于“1”和“2”、 “2”和“3”、“3”和“4”接线 柱，某次高温模式下工作2 min，桌 垫的温度升高了20 ℃（不考虑温度 的变化对电阻的影响）。求： （1）处于低温挡时，加热时的电路总电流大小。 解：（1）当S置于“2”和“3”时处于低温挡，电路为 R1的简单电路，I低＝＝＝2 A。 （2）高温挡加热时，电路总功率为60 W，整个电路在2 min内消耗的电能。 解：（2）高温挡加热时，整个电路在2 min内消耗的电 能W＝P高t＝60 W×2×60 s＝7.2×103 J。 （3）电热桌垫处于高温模式时的加热效率。（保留3位 有效数字） 解：（3）电热桌垫吸收的热量 Q吸＝cmΔt＝2×103 J/（kg·℃） ×0.15 kg×20 ℃＝6×103 J， 故η＝×100％＝×100％≈83.3％。 挡位型用电器的计算 3. （2023·大连）如图所示是某品牌家用电炒锅的简化 电路，电源电压为220 V，R1、R2是发热电阻，R2的阻值 为88 Ω。开关S接a时为高温挡，高温挡功率 为2 200 W；开关S接b时为低温挡。求： （1）电阻R1的阻值。 解：（1）由电路图可知，当开关接a时，只有R1接入电路 中，此时为高温挡，功率为2 200 W，根据P＝可得， R1＝＝＝22 Ω。 （2）低温挡工作时电路中的电流。 解：（2）开关S接b时为低温挡，R1、R2串联， R总＝R1＋R2＝22 Ω＋88 Ω＝110 Ω，故I＝＝＝2 A。 （3）低温挡工作5 min电流做的功。 解：（3）低温挡工作5 min电流做的功 W＝UIt＝220 V×2 A×5×60 s＝1.32×105 J。 4. （2024·长沙）小明为爷爷设计了一款有速热挡和保 温挡的防寒服，内部电路简化图如图所示。电源两端电 压为6 V，电热丝R1、R2的阻值恒定，R1＝4 Ω。求： （1）只闭合开关S1时，通过R1的电流。 解：（1）只闭合开关S1时，电路为R1的简 单电路，I1＝＝＝1.5 A。 （2）只闭合开关S1时，R1的电功率。 解：（2）只闭合开关S1时，电路为R1的简 单电路，P1＝＝＝9 W。 （3）电源两端电压为6 V时，速热挡的电功率为36 W。 若更换成电压为5 V的电源，则使用速热挡通电10 s产生 的热量。 解：（3）由图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，两个开关都闭合时，两个电阻并联，由P＝可知，此时功率最大，为速热挡。已知电源两端电压为6 V时，由P＝UI可得，干路中的电流I＝＝＝6 A， I2＝I－I1＝6 V－1.5 A＝4.5 A，由欧姆定律 得，R2＝＝＝ Ω， 若更换成电压为5 V的电源，此时电路中的电流 I'＝＋＝＋＝5 A，使用速热挡通电10 s 产生的热量Q＝W＝U'I't＝5 V×5 A×10 s＝250 J。 5. （2024·遂宁）某电热水壶的额定电压为220 V，额定 加热功率为1 000 W，电热丝R在电路中的位置如图所 示。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]求： （1）正常工作时，电热丝的电阻R。 解：（1）由题意可知，R＝＝＝48.4 Ω。 （2）用该电热水壶把质量为1 kg的水从20 ℃加热至 100 ℃，水吸收的热量。 解：（2）Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）× 1 kg×（100 ℃－20 ℃）＝3.36×105 J。 （3）在第（2）问中，电热水壶正常工作，若电热丝产 生的热量80％被水吸收，则该过程所需要的时间。 解：（3）由η＝×100％可知，电热水壶消耗的电能 W＝＝＝4.2×105 J，根据P＝可得，电热水 壶需要的加热时间t＝＝＝420 s。 6. 图甲所示是最大功率为1 000 W的电煎锅，它分为 高、中、低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关， S0为调挡开关，转动S0可将开关置于“1”和“2”、 “2”和“3”、“3”和“4”接线柱。R1、R2和R3均为 发热电阻且阻值相等。求： （1）电煎锅的中挡电功率。 解：（1）S0置于“2”和“3”接线柱时为电煎锅的中 挡，S0置于“3”和“4”接线柱时为电煎锅的高挡， R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等，则R1＝R2＝R3＝ ＝＝48.4 Ω，电煎锅的中挡电功率 P中＝＝＝500 W。 （2）将电煎锅调至中挡煎制食物时， 3 min可将50 g食物从4 ℃加热至 139 ℃，电煎锅加热食物的效率。 [食物的比热容取4.0×103 J/（kg·℃）] 解：（2）食物吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.0×103 J/（kg·℃）×50×10－3 kg×（139 ℃－4 ℃）＝ 2.7×104 J，电煎锅消耗的电能W＝P中t＝500 W×3×60 s＝9×104 J，电煎锅的电热效率 η＝×100％＝×100％＝30％。 $