第十五章 电流做功（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年九年级物理上册热点题型专练（2024北师大北京版）

第十五章 电流做功（综合题30道） 1．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为某最新款手机不仅采用4500mA·h超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。 电池名称 锂离子电池 电压 3.7V 容量 4500mA·h (1)表格中的电池“容量”，可由电流与 （选填“时间”或“电压”）乘积所得，给电池充电的过程，电能转化为 能。 (2)该锂电池充满电后能储存的电能为 J； (3)有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，从线路安全的角度来分析快充线较粗的好处是：充电线尽可能做得粗一些，目的是 （选填“增大”或“减小”）电阻，使充电过程中产生的热量少一些； (4)如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V，600mA”，另一个标注“输出5V，4A”；其中有一个是快速充电器，假设充电效率为90%，充电器将上述电池从零到完全充满消耗的电能为 J，选用快速充电器将上述电池从20%充满需要 min。 2．根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小这一特性，小梅自制一电子温度计，其原理图如图甲。已知电源电压恒为6V，R0为定值电阻，R1为热敏电阻，其阻值R1随温度t变化的规律如图乙。    (1)当环境温度是40℃时，电流表示数为0.2A，求此时R1消耗的电功率 ； (2)若电流表量程为0～0.3A，该温度计能测量的最高温度是 ℃。 3．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动。 【项目】设计并制作发热垫。 【实施】第一步：设计发热垫。小明发现家里有一闲置的旧电炉，铭牌上标有“220V，484W”字样，电炉上盘绕着一根粗细均匀的电阻丝，他们想旧物利用，制作一个可调温的发热坐垫，于是他们将电阻丝拆卸下来，却发现电阻丝已经断成了长度不同的两节和，同学们开始设计电路（两段电阻丝都用上）。 第二步：制作发热垫。将两段电阻丝按照设计好的电路，分别接入电源电压恒为12V的电路中。 【交流】 (1)该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 Ω。 (2)此发热坐垫在最小功率状态下工作5min所产生的热量。（不计热量损失） (3)若想使坐垫的最大功率达到16W。 ①两段电炉丝应采用的连接方式是 联； ②这两段电阻丝的阻值分别是多少 ？ 4．中考备考的小坤坚持每晚复习功课，妈妈为他准备了有加热、保温两挡位功能的电热杯垫（如图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热元件。 USB接口的输出电压 5V 保温功率 5W 加热功率 20W (1)电热杯垫是利用电流的 （选填“热效应”、“磁效应”或“化学效应”）来工作，当开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于 挡位。 (2)求电阻R1的阻值； (3)想要将初温为20℃、质量200g的牛奶加热到40℃，需加热挡正常工作600秒，求加热效率？[已知c牛奶=2.5×103J/（kg·℃）] 5．如图甲所示为一款具有粉碎和高温、低温两挡加热功能的破壁机，其内部电路简化示意图如图乙所示，和为加热电阻，该破壁机的部分参数如表所示。 破壁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 400W 粉碎功率 1100W 1210W (1)破壁机加热时是利用电流的 效应工作的，粉碎营养品时电动机工作的原理是 。 (2)加热电阻阻值为多少？ (3)电动机线圈电阻为，仅粉碎时只有电动机工作，求此时破壁机正常工作消耗的电能和线圈产生的电热？ (4)破壁机处于高温挡正常工作时，将杯子中已经搅碎的1100g营养糊，从20℃加热到100℃用时6分钟，则破壁机高温挡的加热效率为多少？（结果保留至1%） 6．某医院用如图甲所示的压力蒸汽灭菌箱对医疗器械进行消毒灭菌。使用时，将需消毒的器械放入灭菌箱内胆中，电路中的加热电阻把水箱中的水加热成高温水蒸气后充入内胆，对器械消毒。灭菌箱的部分参数如下表，内部电路图如图乙，R1、R2均为加热电阻，阻值不变[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 额定电压 220V 水箱容积 6L 一挡额定加热功率 2200W 工作温度 120℃ 二挡额定加热功率 4000W 额定压强 0.21MPa (1)灭菌箱中的水沸腾时温度能高于100℃以上，是因为工作状态下箱内气压比标准大气压 （选填“大”或“小”）。 (2)灭菌箱用一挡加热正常工作，通过R2的电流是多少 ？ (3)若在水箱中加满20℃的水，并用二挡加热到工作温度，水需要吸收多少热量 ？不考虑热损失，灭菌箱正常工作时加热这些水需要多长时间 ？ (4)若要使二挡额定加热功率变高，应如何对电路进行改进 ？（写出一种即可） 7．小珠做“测定小灯泡的电功率”实验，她将电源（可调节至2V、4V、6V、8V）、待测小灯（额定电压为“5V”或“6V”）、滑动变阻器（标有“10Ω  2A”字样）、电流表和开关串联，并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光。她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时，电压表的指针位置均如图所示。（两次实验过程中，电表均选择了合适的量程） (1)该实验的实验原理是 ； (2)求小灯泡的额定功率。（需写出解答过程） 8．科技小组的同学设计了一款具有高温加热和低温保温两种功能的便携式电热器，其内部有两根阻值相同的电热丝。已知电源电压为12V恒定不变，高温加热时的功率为60W。求： (1)在虚线框内画出电热器的内部电路图； (2)保温时电路中的电流。 9．如图甲所示为多挡位电火锅，如图乙所示为其简化电路原理图，已知R1=440Ω，R2=44Ω。 (1)根据简化电路图分析，可知该电火锅有 个挡位。 (2)开关 ，电火锅处于最低挡，计算此时电火锅的功率。 (3)求电火锅处于最高挡时，工作10min消耗的电能。 10．中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 (1)当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡； (2)将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？ (3)使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？ (4)的阻值是多少？ 11．图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而获得食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，正常工作30min，电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： (1)当闭合开关 时，电路为保温状态；当闭合开关 时，为加热状态。 (2)电路工作中的最小电流。 (3)电阻R1的阻值。 (4)0~30min内电饭煲消耗的电能。 12．“十一”假期，小明家购买了一款如图所示户外分体式燃气炉用于户外野炊，该燃气炉的铭牌显示其功率4500W（指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量）。 (1)气体燃料在常温下是通过 的方式液化存储在储气罐内。使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 (2)燃气炉工作140s放出的热量是多少？ (3)在标准大气压下，用该燃气炉工作140s可将1L水从25℃加热到刚好沸腾，则燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）。 (4)小明查阅炉头说明书得知，燃气炉功率P[单位：千瓦（kW）]与耗气量n[单位：千克时（kg/h）]有下表关系： 功率P/kW 0.75 1.5 3 3.75 5.25 6.75 耗气量n/（） 0.05 0.1 0.2 0.25 0.35 0.45 ①根据上表关系，该气炉以4500W功率工作时，其耗气量为 kg/h。 ②计算该燃气炉所使用燃料的热值是 J/kg。 13．近几年，我国新能源汽车的普及率越来越高。 (1)如图1所示，充电桩为电动汽车的电池充电时，电池相当于电路中的 。 (2)汽车的车机搭载了智能芯片，可以根据用户的语音指令完成指定的操作，说明声音可以传递 。 (3)如图2所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t变化的关系图像。若充电过程的前18min内充电电流不变，充电至18min时充电电压升至500V，则充电至9min时，充电电流为 A，充电电压为 。 14．小强家里买了一款小鸡自动孵化器，在其底部有水槽，通电后，加热器对槽中水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙所示，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热挡 120W 保温挡 22W (1)水槽中热水通过 方式向上方鸡蛋传递热量；将开关S闭合后，当开关S1 时，孵化器处于保温挡。 (2)R2的阻值是多少 ? (3)对孵化器进行测试时，断开其他用电器，仅让孵化器加热5min，使图丙所示电能表的转盘转了27r，请你根据以上数据通过计算，判断当时家庭电路的实际电压等于、大于还是小于220V 。（发热电阻的阻值不随温度改变而改变） 15．全球最大的压缩空气储能项目已并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。该工程就像一个“超级充电宝”，储存电最终能放出电，每年可节约标准煤约。 (1)该项目每年节约的标准煤完全燃烧所释放的热量是 ，小宇家平均每月用电，这些标准煤完全燃烧释放的热量（不计能量损失）可供 万个像小宇这样的家庭用电一个月（精确到以万为单位）。已知每燃烧1kg标准煤会产生2.5kg的二氧化碳，则该项目每年可减排二氧化碳 kg（标准煤的热值为）； (2)假设储存压缩空气的地下盐穴内，气体压强恒为，在向地下盐穴内压入气体的过程中，至少需对气体做 J的功； (3)该项目的能量转换效率为 %； (4)若每户居民家的空调平均总电功率为1500W，该项目每年节约的标准煤完全燃烧释放的能量，可以供20万户居民家的空调工作 h。（忽略能量损失） 16．厨艺最讲究“火候”二字，如1图所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如2图所示，其中、均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温1100 中温880 低温______ (1)当开关断开，单刀多掷开关打到3时，蛋糕机处于 挡（选填“高温”“中温”或“低温”）； (2)该蛋糕机以高温挡正常工作时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），接 （选填“1”“2”或“3”），10min产生的热量是 J； (3)该蛋糕机正常工作时的电阻值 Ω； (4)该蛋糕机低温挡的额定功率是 W。 17．小明同学做“测定小灯泡电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为4.5伏保持不变，滑动变阻器标有“20欧1安”字样，待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接，再把电压表并联在电路中，并将滑片移至某一端。闭合开关，移动滑片，小灯亮度发生改变，在此过程中，电路中电流能达到的最小值为0.24安，且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。 (1)当小明观察到电流表示数为0.30安时，可以判定小灯处于 状态； (2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率。 18．小华家新购的多挡位电火锅的电路原理如图所示， 均为发热电阻，R₃的阻值为44 Ω，其额定电压为220 V，低温挡功率为440 W，中温挡功率为1100 W。旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 (1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，此时发热的电阻为 。 (2)R₁的阻值为多大? (3)在高温挡模式下，向锅内装入2kg温度为25 ℃的水，水温升高到75℃，历时3min 30s，在此加热过程中电火锅的加热效率η是多少?[精确到0.1%，已知 19．如图所示是生活中常用的电吹风电路图，其中电热丝通电时会发热，电动机通电会送风。电吹风有三挡，根据电路图回答 (1)吹冷风，开关应与触点 接触； (2)吹热风，开关应与触点 接触； (3)开关与触点1、2接触，则电吹风 ；（选填“工作”或“不工作”） (4)开关与触点3、4接触，电动机与电热丝 联。 20．某电热器上标有“220V，1000W”的字样，其中 (1)“220V”表示 ，“1000W”表示 。 (2)该电热器正常工作时的电阻是多少Ω？ (3)这个电热器正常工作2小时，消耗多少电能？ (4)把该电热器接在110V电路中的实际电功率是多少？ 21．小宇同学利用身边的器材在家做了以下实践小实验： (1)小宇把口香糖包装铝纸剪成中间细两端宽的铝纸条，铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极，很快发现铝纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图1所示。这是因为铝具有 性，铝纸条中间最细处的电阻较 ，把它的两端直接接入电池正负极，造成 ，电流很大，迅速发热使温度达到纸的着火点而燃烧起来； (2)小宇拿出两根塑料吸管A、B，把A放在瓶盖上，B用纸巾摩擦后靠近A，如图2所示，发现A被吸引而转动，这是由于B摩擦起电后具有 的性质；若A也用纸巾摩擦过，则发现A被排斥而转动，这是由于 ； (3)小宇拿着口香糖包装铝纸在地上摩擦，发现铝纸升温更快，使铝纸的内能增大的方式是 。 22．酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。如图甲是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U=6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如图乙所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为调零后R2的滑片位置保持不变。 (1)在检测中，当交警走近饮酒的司机时，就能闻到酒精味儿，这是 现象，说明了 。 (2)当电压表示数为时，求R1消耗的电功率 。 (3)当电压表示数为时，求R2接入电路中的阻值 。 (4)某次检测中，电流表示数，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾 。 23．小明家里新购置了一台饮水机如图甲所示，可以烧开冷水并将其保温，其铭牌如下表所示。图乙是该饮水机的电路图，是用感温材料制造的温控开关，是供加热的电阻。分析电路图乙可知： 额定频率 环境温度 10℃~38℃ 加热功率 500W 环境湿度 额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃  5L/h (1)当断开时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态； (2)正常工作时该饮水机将热水罐中、35℃的温水加热到95℃，用时。计算该饮水机加热状态时的效率； (3)如果要使饮水机在保温状态时的加热功率是加热状态时的四分之一，则电阻与的比是多少？ 24．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，以手机为例，华为“Mate70pro”不仅采用5500mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充满，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示： 电池名称 锂离子电池 电压 3.7V 容量 5500mAh (1)表格中的电池“容量”是 与通电时间的乘积的结果； (2)电池充满电储存的电能是 J； (3)两个充电器一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 20A”，其中一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。 25．醉酒驾车者要负刑事责任。如图甲是一种酒精浓度检测仪，它的简化电路图如图乙，电源电压恒为12V，是阻值为20Ω的定值电阻，加热电阻丝R恒为12Ω。是酒精气敏电阻，在正常工作时，其阻值随酒精浓度K变化的关系如图丙。则： (1)在交通勘查时，交警打开车门就闻到了浓浓的酒味，从物理学的角度分析，这属于 现象； (2)酒精检测仪在检测前，开关接1处，加热电阻丝R对气敏电阻加热10s，使气敏电阻达到正常工作的灵敏度，求这段时间内电热丝R产生的热量是 ，电路中电流所做的功是 。 (3)加热电阻丝R加热结束后，开关自动转至2处。检测时，电压表示数为4V，请计算出此时呼气酒精浓度K是 ，并根据图丁判断司机属于 （选填“非酒驾”或“酒驾”或“醉驾”）。 26．在图（a）所示电路中，电源电压为12V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。 (1)求电路中电流I。 (2)现要设计一款具有保温、加热功能的暖手宝，且加热、保温时电路消耗的总功率均为最小。小明设计了图（b）、（c）、（d）所示的模拟电路，其中电阻R2的阻值为20Ω。 ①请判断图 所示的电路符合上述要求，并简述理由。 ②求保温时电路消耗的总功率P。 27．电热毯是北方人们常用的取暖电器。 (1)电热毯在工作时，电流通过电热丝 （选填“做功”或“热传递”）产生内能，电流通过电热丝产生的热量与其电阻成 （选填“正比”或“反比”），电热毯中使用的合金丝的电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）与它同种长度和规格的导线的电阻。 (2)自动调温型电热毯带控温元件、通常控温元件使用PTC材料，某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示，当PTC加热丝电阻从10℃升高到30℃的过程中，电阻 ，若加热电阻接到家庭电路中，加热丝温度为30℃时电功率为 W； (3)某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示，当温度达到40℃时，PTC加热丝的温度保持不变，其功率随时间变化的图像最可能的选项是　　　 。 A． B． C． D． 28．小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 （选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 ？ 29．在图示电路中，电源电压保持不变，电压表示数为6伏，电阻R1阻值为6欧。 (1)现在将一个R2接入电路中，若两电表示数都改变，则电压表与电流表的乘积 （选填“变大”、“不变”、“变小”），请画出此时的电路图 ； (2)现在将一个R2接入电路中，若只有一个电表的示数改变，且电压表与电流表的乘积的变化量为4.5瓦，求R2的阻值。 30． 电热壶是家中常用的用电器。如表格所示是小强家中一台电热壶的铭牌，其内部简化电路如图甲所示，S0为温控开关，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响），电路在不同情况下的功率大小如表格所示： 额定电压 220V 额定功率 S、S0闭合 1331W S闭合、S0断开 121W (1)S闭合、S0断开，电热壶正常工作10min内消耗的电能是多少? (2)电热丝 的阻值是多少? (3)某天小强家中只有电热壶在S、S0都闭合状态下单独工作了6min，家里的电能表转盘（如图乙所示）转过330r，则电热壶当时的实际功率是 W；实际电压是 V。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十五章 电流做功（综合题30道） 1．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为某最新款手机不仅采用4500mA·h超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。 电池名称 锂离子电池 电压 3.7V 容量 4500mA·h (1)表格中的电池“容量”，可由电流与 （选填“时间”或“电压”）乘积所得，给电池充电的过程，电能转化为 能。 (2)该锂电池充满电后能储存的电能为 J； (3)有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，从线路安全的角度来分析快充线较粗的好处是：充电线尽可能做得粗一些，目的是 （选填“增大”或“减小”）电阻，使充电过程中产生的热量少一些； (4)如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V，600mA”，另一个标注“输出5V，4A”；其中有一个是快速充电器，假设充电效率为90%，充电器将上述电池从零到完全充满消耗的电能为 J，选用快速充电器将上述电池从20%充满需要 min。 【答案】(1) 时间 化学 (2)59940 (3)减小 (4) 66600 44.4 【详解】（1）[1]已知电池的容量是4500mA•h，mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，所以“容量”是电流与通电时间的乘积。 [2]给电池充电的过程，消耗的是电能，获得的是化学能，电能向化学能转化；在这个过程中电池消耗电能，属于用电器。 （2）该锂电池充满电后能储存的电能 （3）充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得粗一些，目的是增大充电线的横截面积，在其他条件一定时，减小电阻，在电流和通电时间一定时，使充电过程中产生的热量少一些。 （4）[1]两个充电器的充电功率分别为， 由可知，第二个充电器为快速充电器；充满电时储存的电能，假设充电效率为90%，充电器将上述电池从零到完全充满消耗的电能为 [2]将上述电池从20%充满，储存的电能W储ʹ=(1-20%)W储=80%×59940=47952J 充电器消耗的电能为能 选用快速充电器将电池从20%充满需要的时间 2．根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小这一特性，小梅自制一电子温度计，其原理图如图甲。已知电源电压恒为6V，R0为定值电阻，R1为热敏电阻，其阻值R1随温度t变化的规律如图乙。    (1)当环境温度是40℃时，电流表示数为0.2A，求此时R1消耗的电功率 ； (2)若电流表量程为0～0.3A，该温度计能测量的最高温度是 ℃。 【答案】(1)1W (2)90 【详解】（1）由图甲可知，R0和R1串联，电流表测量电路中的电流；由图乙可知，当环境温度为40℃时，R1的阻值为25Ω，电流表示数为0.2A，此时电路中的电流为0.2A，此时R1消耗的电功率为 （2）当环境温度是40℃时，由可知，R1两端的电压为 根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压为 由可知，R0的阻值为 根据电流表量程可知，电路中的最大电流为 由可知，电路中最小总电阻为 根据串联电路的电阻特点可知，R1的最小阻值为 由图乙可知，当R1的阻值为15Ω时，环境温度为90℃，故该温度计能测量的最高温度为90℃。 3．北方进入冬季，天气寒冷，在跨学科实践活动中，小明所在某小组开展了“设计制作发热垫”的项目化学习活动。 【项目】设计并制作发热垫。 【实施】第一步：设计发热垫。小明发现家里有一闲置的旧电炉，铭牌上标有“220V，484W”字样，电炉上盘绕着一根粗细均匀的电阻丝，他们想旧物利用，制作一个可调温的发热坐垫，于是他们将电阻丝拆卸下来，却发现电阻丝已经断成了长度不同的两节和，同学们开始设计电路（两段电阻丝都用上）。 第二步：制作发热垫。将两段电阻丝按照设计好的电路，分别接入电源电压恒为12V的电路中。 【交流】 (1)该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 Ω。 (2)此发热坐垫在最小功率状态下工作5min所产生的热量。（不计热量损失） (3)若想使坐垫的最大功率达到16W。 ①两段电炉丝应采用的连接方式是 联； ②这两段电阻丝的阻值分别是多少 ？ 【答案】(1)100 (2) (3) 并 ， 【详解】（1）根据可得，该闲置旧电炉的电阻丝的阻值为 （2）两段电阻丝由100Ω电阻丝截得，据，U一定，串联时电阻最大，功率最小 5min产生的热量 （3）[1]把电阻并联，会使电阻变小，总功率变大，，若想使坐垫的最大功率达到16W，两电阻只能是并联。 [2]设其中一段电阻丝阻值分别为，则另一段电阻为 当最大功率为16W时， 将带入上式整理得 解得，（因，所以，舍去） 4．中考备考的小坤坚持每晚复习功课，妈妈为他准备了有加热、保温两挡位功能的电热杯垫（如图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热元件。 USB接口的输出电压 5V 保温功率 5W 加热功率 20W (1)电热杯垫是利用电流的 （选填“热效应”、“磁效应”或“化学效应”）来工作，当开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于 挡位。 (2)求电阻R1的阻值； (3)想要将初温为20℃、质量200g的牛奶加热到40℃，需加热挡正常工作600秒，求加热效率？[已知c牛奶=2.5×103J/（kg·℃）] 【答案】(1) 热效应 加热 (2)5Ω (3)83.3% 【详解】（1）[1]电热杯垫是利用电流的热效应工作的，当电流通过灯丝时，电能主要转化为内能。 [2]由电路图可知，和为加热元件。根据，电路总电阻越小，功率越大。当开关S1、S2闭合时，和并联，总电阻最小，此时功率最大，故处于加热档位。 （2）闭合，为的简单电路，此时是保温挡，电阻R1的阻值 （3）消耗的电能          200g的牛奶从20℃加热到40℃，吸收的热量为Q吸=c牛奶m牛奶（t-t01）=2.5×103J/（kg•℃）×0.2kg×（40℃-20℃）=1×104J； 加热效率 5．如图甲所示为一款具有粉碎和高温、低温两挡加热功能的破壁机，其内部电路简化示意图如图乙所示，和为加热电阻，该破壁机的部分参数如表所示。 破壁机部分参数表 额定电压 220V 加热功率 400W 粉碎功率 1100W 1210W (1)破壁机加热时是利用电流的 效应工作的，粉碎营养品时电动机工作的原理是 。 (2)加热电阻阻值为多少？ (3)电动机线圈电阻为，仅粉碎时只有电动机工作，求此时破壁机正常工作消耗的电能和线圈产生的电热？ (4)破壁机处于高温挡正常工作时，将杯子中已经搅碎的1100g营养糊，从20℃加热到100℃用时6分钟，则破壁机高温挡的加热效率为多少？（结果保留至1%） 【答案】(1) 热 通电线圈在磁场中受力转动 (2) (3)， (4)89% 【详解】（1）[1]电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应。破壁机加热时，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 [2]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的。 （2）当开关S1断开，S2、S3均闭合，只有R1接入电路时，电路中的总电阻最小，总功率最大，破壁机处于高温挡，由表格数据可知，高温挡的功率P高=1210W， 由可知，加热电阻的阻值为 （3）仅粉碎时，开关闭合，、均断开，破壁机电动机工作，消耗的电能为 仅粉碎时通过电动机的电流为 仅粉碎时破壁机工作线圈产生的热量为 （4）温度的变化量 营养糊吸收的热量为 消耗的电能为 破壁机高温挡的加热效率为 6．某医院用如图甲所示的压力蒸汽灭菌箱对医疗器械进行消毒灭菌。使用时，将需消毒的器械放入灭菌箱内胆中，电路中的加热电阻把水箱中的水加热成高温水蒸气后充入内胆，对器械消毒。灭菌箱的部分参数如下表，内部电路图如图乙，R1、R2均为加热电阻，阻值不变[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 额定电压 220V 水箱容积 6L 一挡额定加热功率 2200W 工作温度 120℃ 二挡额定加热功率 4000W 额定压强 0.21MPa (1)灭菌箱中的水沸腾时温度能高于100℃以上，是因为工作状态下箱内气压比标准大气压 （选填“大”或“小”）。 (2)灭菌箱用一挡加热正常工作，通过R2的电流是多少 ？ (3)若在水箱中加满20℃的水，并用二挡加热到工作温度，水需要吸收多少热量 ？不考虑热损失，灭菌箱正常工作时加热这些水需要多长时间 ？ (4)若要使二挡额定加热功率变高，应如何对电路进行改进 ？（写出一种即可） 【答案】(1)大 (2)10A (3) 2.52×106J 630s (4)减小的阻值 【详解】（1）标准大气压下水的沸点为100℃，灭菌箱中的水沸腾时温度高于，是因为工作状态下箱内气压比标准大气压大。 （2）由图乙可知，当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，电路中电阻最大，由可知，此时为一挡加热；当S、S1均闭合时，R1与R2并联，电阻最小，由可知，此时为二挡加热。一挡加热时，通过的电流为 （3）[1][2]水的质量 水吸收的热量 不考虑热损失时，电热丝做功 由可知，加热这些水需要的时间为 （4）由可知，要使二挡额定加热功率变大，而一挡额定加热功率不变，则应减小的阻值。 7．小珠做“测定小灯泡的电功率”实验，她将电源（可调节至2V、4V、6V、8V）、待测小灯（额定电压为“5V”或“6V”）、滑动变阻器（标有“10Ω  2A”字样）、电流表和开关串联，并将电压表并联在电路中。小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光。她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光。两次小灯正常发光时，电压表的指针位置均如图所示。（两次实验过程中，电表均选择了合适的量程） (1)该实验的实验原理是 ； (2)求小灯泡的额定功率。（需写出解答过程） 【答案】(1) (2)1.5W 【详解】（1）在“测定小灯泡的电功率”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据P=UI求出小灯泡额定功率，故该实验的实验原理是P=UI。 （2）待测小灯额定电压为5V或6V，为了使灯泡正常发光，电源电压只能为6V或8V；小珠将滑动变阻器的滑片移至一端，闭合开关，小灯恰好正常发光，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，即10Ω；她断开开关，仅调小电源电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，小灯再次正常发光，说明第1次实验电源电压为8V，第2次电源电压为6V；两次小灯正常发光时，电压表的指针位置相同，说明电压表并联在灯泡两端，且电压表选用大量程；由图可知，电压表分度值0.5V，其示数为5V，即灯泡额定电压为5V；在第1次实验中，当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U滑=U1-UL=8V-5V=3V 根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯泡额定电流为 小灯泡额定功率为PL=ULIL=5V×0.3A=1.5W 8．科技小组的同学设计了一款具有高温加热和低温保温两种功能的便携式电热器，其内部有两根阻值相同的电热丝。已知电源电压为12V恒定不变，高温加热时的功率为60W。求： (1)在虚线框内画出电热器的内部电路图； (2)保温时电路中的电流。 【答案】(1)或 (2)见解析 【详解】（1）如果两个电阻并联，当开关闭合时，电路由两电阻并联组成，此时为高温挡；当开关闭合，断开时，电路中只有工作，此时为保温挡，电路图如图 若两个电阻串联，当开关闭合，断开时，电路由两电阻串联组成，此时为保温挡；当开关闭合时，被短接，此时电路中只有工作，此时为高温挡；电路如图 （2） 如上图，当开关闭合时，电路由两电阻并联组成，此时为高温挡，因为两个电阻阻值相同，所以电阻消耗的功率 当开关闭合，断开时，电路中只有工作，此时为保温挡；由得保温时电路中的电流 或： 如上图，当开关闭合时，被短接，此时电路中只有工作，此时为高温挡 由，得 当开关闭合，断开时，电路由两电阻串联组成，此时为保温挡 保温时的电流 9．如图甲所示为多挡位电火锅，如图乙所示为其简化电路原理图，已知R1=440Ω，R2=44Ω。 (1)根据简化电路图分析，可知该电火锅有 个挡位。 (2)开关 ，电火锅处于最低挡，计算此时电火锅的功率。 (3)求电火锅处于最高挡时，工作10min消耗的电能。 【答案】(1)3 (2) S1断开，S2连接触点a 100W，计算见解析 (3)7.26×105J 【详解】（1）当S1闭合，S2连接触点b时，R1和R2并联；当S1断开，S2连接触点b时，为R2的简单电路；当S1断开，S2连接触点a时，R1和R2串联。电压一定时，根据可知，当S1闭合，S2连接触点b时，此时电路中总电阻最小，功率是最大的，为最高挡；当S1断开，S2连接触点b时，为中挡；当S1断开，S2连接触点a时，此时电路中的电阻最大，功率是最小的，为最低挡。故该电火锅有3个挡位。 （2）[1]由（1）分析可知，S1断开，S2连接触点a时，此时两电阻串联接入电路，电路中的电阻最大，功率是最小的，为最低挡。 [2]电火锅最低挡的功率为 （3）由（1）分析可知，当S1闭合，S2连接触点b时，R1和R2并联接入电路，电路中的电阻最小，功率是最大的，为最高挡。此时的功率为 最高挡工作10min消耗的电能为W=P高t=1210W×10×60s=7.26×105J 10．中医药是中华优秀传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙是其工作电路简化的等效电路图，通过开关和的不同状态组合，可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻，其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知：。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡220 (1)当闭合开关，将开关接时，电中药锅使用的是 （选填“低温”“中温”或“高温”）挡； (2)将药液从加热到的过程中，药液吸收的热量是多少？ (3)使用该电中药锅的中温挡正常工作，加热，消耗的电能是多少？ (4)的阻值是多少？ 【答案】(1)高温 (2) (3) (4) 【详解】（1）当闭合开关，将开关接时，定值电阻并联，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡；当断开开关，将开关接时，串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡；则当闭合开关，将开关接时，单独工作，为中温挡。 （2）药液吸收的热量 （3）加热，消耗的电能为 （4）低温挡时，总电阻为 则的阻值 11．图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而获得食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，正常工作30min，电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： (1)当闭合开关 时，电路为保温状态；当闭合开关 时，为加热状态。 (2)电路工作中的最小电流。 (3)电阻R1的阻值。 (4)0~30min内电饭煲消耗的电能。 【答案】(1) S S、S1 (2)0.5A (3)55Ω (4)9.9×105J 【详解】（1）[1][2]由图可知，当只闭合开关S时，只有电阻R2工作，此时电路中的电阻较大，根据可知，电饭煲的功率较小，为保温状态；当闭合开关S、S1时，R1、R2并联，此时电路中的电阻较小，根据可知，为加热状态。 （2）由图丙可知保温功率，此时电路中的电流为工作中的最小电流 （3）R1消耗的电功率 电阻R1的阻值 （4）由图丙可知，该电饭煲正常工作30min过程中 该电饭煲消耗的电能 12．“十一”假期，小明家购买了一款如图所示户外分体式燃气炉用于户外野炊，该燃气炉的铭牌显示其功率4500W（指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量）。 (1)气体燃料在常温下是通过 的方式液化存储在储气罐内。使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 (2)燃气炉工作140s放出的热量是多少？ (3)在标准大气压下，用该燃气炉工作140s可将1L水从25℃加热到刚好沸腾，则燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）。 (4)小明查阅炉头说明书得知，燃气炉功率P[单位：千瓦（kW）]与耗气量n[单位：千克时（kg/h）]有下表关系： 功率P/kW 0.75 1.5 3 3.75 5.25 6.75 耗气量n/（） 0.05 0.1 0.2 0.25 0.35 0.45 ①根据上表关系，该气炉以4500W功率工作时，其耗气量为 kg/h。 ②计算该燃气炉所使用燃料的热值是 J/kg。 【答案】(1) 压缩体积 吸收 (2) (3)50% (4) 0.3 【详解】（1）[1][2]液化的方式有降低温度和压缩体积两种，气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化存储在储气内。汽化是物质由液态变为气态，需要吸收热量，所以使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要吸收热量。 （2）燃气炉工作140s放出的热量 （3）水的质量 一标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量 燃气炉烧水时的效率 （4）[1]①由表中数据可知，功率增大为原来的几倍，耗气量也增大为原来的几倍，因此燃气炉功率P与耗气量n成正比，结合表中数据可知P=4500W=4.5kW 是1.5kW的3倍，则耗气量也是0.1kg/h的3倍，即燃气炉以4500W功率工作时的耗气量为0.1kg/h×3=0.3kg/h [2]②由题意可知，耗气量 燃气炉功率，由Q=mq可知，所使用燃料的热值 13．近几年，我国新能源汽车的普及率越来越高。 (1)如图1所示，充电桩为电动汽车的电池充电时，电池相当于电路中的 。 (2)汽车的车机搭载了智能芯片，可以根据用户的语音指令完成指定的操作，说明声音可以传递 。 (3)如图2所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t变化的关系图像。若充电过程的前18min内充电电流不变，充电至18min时充电电压升至500V，则充电至9min时，充电电流为 A，充电电压为 。 【答案】(1)用电器 (2)信息 (3) 200 400 【详解】（1）充电桩为电动汽车的电池充电时消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程，故电池相当于电路中的用电器。 （2）声音可以传递信息也可以传递能量，智能化芯片可以根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递信息。 （3）[1]充电过程的前18min充电电流不变，可知充电9min时和充电18 min时电流相等，充电18min时充电电压升至500V，由图2可知，充电18min时对应的电功率P=100kW=1×105W 根据P=UI可得第18min时充电电流为 故充电至9min时，充电电流为200A。 [2]由电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像可知，第9min位于0 ~ 18min中间位置，图像是一次函数关系，第9min电功率也应在数值60和100中间，为80kW，根据P=UI可知，第9min充电电压为 14．小强家里买了一款小鸡自动孵化器，在其底部有水槽，通电后，加热器对槽中水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙所示，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如下表所示。 额定电压 220V 额定功率 加热挡 120W 保温挡 22W (1)水槽中热水通过 方式向上方鸡蛋传递热量；将开关S闭合后，当开关S1 时，孵化器处于保温挡。 (2)R2的阻值是多少 ? (3)对孵化器进行测试时，断开其他用电器，仅让孵化器加热5min，使图丙所示电能表的转盘转了27r，请你根据以上数据通过计算，判断当时家庭电路的实际电压等于、大于还是小于220V 。（发热电阻的阻值不随温度改变而改变） 【答案】(1) 热传递 断开 (2) (3)低于 【详解】（1）[1]做功和热传递都可以改变物体的内能。水槽中热水通过热传递的方式向上方鸡蛋传递热量。 [2]将开关S闭合后，当开关S1闭合时，R1与R2并联接入电路，根据可知，孵化器处于加热挡；当开关S1断开时，只有R2接入电路，根据可知，孵化器处于保温挡。 （2）R2的阻值是 （3）图丙所示电能表的转盘转了27r消耗的电能为 加热实际功率为 所以当时家庭电路的实际电压小于220V。 15．全球最大的压缩空气储能项目已并网发电，这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。该工程就像一个“超级充电宝”，储存电最终能放出电，每年可节约标准煤约。 (1)该项目每年节约的标准煤完全燃烧所释放的热量是 ，小宇家平均每月用电，这些标准煤完全燃烧释放的热量（不计能量损失）可供 万个像小宇这样的家庭用电一个月（精确到以万为单位）。已知每燃烧1kg标准煤会产生2.5kg的二氧化碳，则该项目每年可减排二氧化碳 kg（标准煤的热值为）； (2)假设储存压缩空气的地下盐穴内，气体压强恒为，在向地下盐穴内压入气体的过程中，至少需对气体做 J的功； (3)该项目的能量转换效率为 %； (4)若每户居民家的空调平均总电功率为1500W，该项目每年节约的标准煤完全燃烧释放的能量，可以供20万户居民家的空调工作 h。（忽略能量损失） 【答案】(1) (2) (3)72% (4)4166.7h 【详解】（1）[1]该项目每年节约的标准煤完全燃烧所释放的热量是 [2]这些标准煤完全燃烧释放的热量（不计能量损失）,可供像小宇这样的家庭数量 [3]该项目每年可减排二氧化碳的质量 （2）设向地下盐穴压入空气的通道横截面积为S，空气移动的距离为L，则有空气被压入盐穴时受到的压力，在向地下盐穴内压入气体的过程中，需对气体做的功 （3）储存电最终能放出电，该项目的能量转换效率为 （4）若每户居民家的空调平均总电功率为1500W，20万户居民家的空调的总功率 该项目每年节约的标准煤完全燃烧释放的能量，可以供20万户居民家的空调工作的时间 16．厨艺最讲究“火候”二字，如1图所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如2图所示，其中、均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求： 额定电压/V 220 额定功率/W 高温1100 中温880 低温______ (1)当开关断开，单刀多掷开关打到3时，蛋糕机处于 挡（选填“高温”“中温”或“低温”）； (2)该蛋糕机以高温挡正常工作时，开关应 （选填“断开”或“闭合”），接 （选填“1”“2”或“3”），10min产生的热量是 J； (3)该蛋糕机正常工作时的电阻值 Ω； (4)该蛋糕机低温挡的额定功率是 W。 【答案】(1)低温 (2) 闭合 2 (3)220 (4)176 【详解】（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，此时电阻R1、R2串联，此时总电阻最大，根据可知，电路中消耗的电功率最小，由参数表可知，此时蛋糕机处于低温挡。 （2）[1][2]当开关S1闭合，单刀多掷开关S2打到2时，此时电阻R1、R2并联，此时总电阻最小，根据可知，电路中消耗的总功率最大，此时处于高温挡。 [3]蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能，所以蛋糕机以高温挡正常工作10min产生的热量为 （3）分析电路可知，当电阻R1、R2并联时为高温档，功率，电阻R1单独工作时为中温档，功率，则可得R2单独工作时的功率为 由公式得 （4）由以上分析知，电阻R1单独工作时为中温档，功率，则 当电阻R1、R2串联，此时总电阻最大，根据可知，电路中消耗的电功率最小，由参数表可知，蛋糕机处于低温挡，此时总电阻为 则低温档功率为 17．小明同学做“测定小灯泡电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为4.5伏保持不变，滑动变阻器标有“20欧1安”字样，待测小灯标有“0.3安”字样。他先把电源、待测小灯、滑动变阻器、电流表和开关用导线串联连接，再把电压表并联在电路中，并将滑片移至某一端。闭合开关，移动滑片，小灯亮度发生改变，在此过程中，电路中电流能达到的最小值为0.24安，且小灯正常发光时电压表的示数如图所示。 (1)当小明观察到电流表示数为0.30安时，可以判定小灯处于 状态； (2)请根据相关信息计算出小灯的额定功率。 【答案】(1)正常发光 (2)1.14W 【详解】（1）待测小灯标有“0.3A”字样，则小灯泡正常发光时的电流为0.3A，由于电流表与小灯泡串联，电流表测量小灯泡的电流，所以当小明观察到电流表示数为0.30A时，可以判定小灯处于正常发光状态。 （2）若时，电路中的最小电流 电路中电流能达到的最小值 所以为了电路安全，滑动变阻器的阻值没有移到阻值最大端，由于电源电压为4.5V，为了电压表安全，说明此时电压表并联在滑动变阻器两端，且电压表使用的是0~3V量程；由图可知，分度值为0.1V，电压表示数为0.7V，所以小灯正常发光时，滑动变阻器两端电压 则小灯泡的额定电压 所以小灯泡的额定功率 18．小华家新购的多挡位电火锅的电路原理如图所示， 均为发热电阻，R₃的阻值为44 Ω，其额定电压为220 V，低温挡功率为440 W，中温挡功率为1100 W。旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 (1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 触点接触的位置，此时发热的电阻为 。 (2)R₁的阻值为多大? (3)在高温挡模式下，向锅内装入2kg温度为25 ℃的水，水温升高到75℃，历时3min 30s，在此加热过程中电火锅的加热效率η是多少?[精确到0.1%，已知 【答案】(1) 2和3 R₂ (2) (3) 【详解】（1）[1][2]根据功率公式分析，旋转开关S，让其与触点1和2时，串联工作，总功率；旋转开关S，让其与触点2和3时，只有单独工作，功率；易知，。旋转开关S，让其与触点3和4时，并联工作，功率；易知，。故中温挡为让开关与触点2和3时，发热电阻只有。 （2）旋转开关S使其与触点2和3 接触时，电路中只有R₂，为中温挡，所以 旋转开关S使其与触点1和2接触时电火锅处于低温挡，此时R₁与R₂串联， 总电阻 所以 （3）旋转开关S使其与触点3 和4接触时电火锅处于高温挡，此时R₂与R₃并联，高温挡功率为 加热过程中消耗电能 加热过程中锅内水吸收热量 电火锅的加热效率 19．如图所示是生活中常用的电吹风电路图，其中电热丝通电时会发热，电动机通电会送风。电吹风有三挡，根据电路图回答 (1)吹冷风，开关应与触点 接触； (2)吹热风，开关应与触点 接触； (3)开关与触点1、2接触，则电吹风 ；（选填“工作”或“不工作”） (4)开关与触点3、4接触，电动机与电热丝 联。 【答案】(1)2、3 (2)3、4 (3)不工作 (4)并 【详解】（1）要想电吹风吹冷风，应只有电动机工作，开关应与触点2，3接触。 （2）要想电吹风吹热风，需要电动机与电热丝同时工作，开关应与触点3，4接触。 （3）开关应与触点1，2接触时，电动机与电热丝都不工作，电吹风不工作。 （4）开关与触点3、4接触时，有两条电流路径，分别经过电动机与电热丝，则电动机与电热丝并联。 20．某电热器上标有“220V，1000W”的字样，其中 (1)“220V”表示 ，“1000W”表示 。 (2)该电热器正常工作时的电阻是多少Ω？ (3)这个电热器正常工作2小时，消耗多少电能？ (4)把该电热器接在110V电路中的实际电功率是多少？ 【答案】(1) 见详解 见详解 (2) (3) (4)250W 【详解】（1）[1][2]某电热器上标有“220V，1000W”的字样，其中220V表示正常工作时的电压为220V，即额定电压为220V，1000W是指在额定电压下的功率，即电热器的额定功率为1000W。 （2）该电热器正常工作时的电阻是 （3）这个电热器正常工作2小时，消耗的电能为 （4）把该电热器接在110V电路中的实际电功率是 21．小宇同学利用身边的器材在家做了以下实践小实验： (1)小宇把口香糖包装铝纸剪成中间细两端宽的铝纸条，铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极，很快发现铝纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图1所示。这是因为铝具有 性，铝纸条中间最细处的电阻较 ，把它的两端直接接入电池正负极，造成 ，电流很大，迅速发热使温度达到纸的着火点而燃烧起来； (2)小宇拿出两根塑料吸管A、B，把A放在瓶盖上，B用纸巾摩擦后靠近A，如图2所示，发现A被吸引而转动，这是由于B摩擦起电后具有 的性质；若A也用纸巾摩擦过，则发现A被排斥而转动，这是由于 ； (3)小宇拿着口香糖包装铝纸在地上摩擦，发现铝纸升温更快，使铝纸的内能增大的方式是 。 【答案】(1) 导电 大 短路 (2) 吸引轻小物体 同种电荷相互排斥 (3)做功 【详解】（1）[1][2][3]铝是金属，具有导电性，铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极，造成短路，此时电路中的电流会很大，又横截面积越小，电阻越大，故铝纸条中间最细处的电阻较大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，中间较细处会迅速产生大量热量使温度达到铝纸的着火点而燃烧。 （2）[1]塑料吸管B与纸巾摩擦带电，可以吸引轻小物体，因此B吸引吸管A而转动。 [2]如果吸管A也与纸巾摩擦，A也会带电，发现A被排斥，这是因为同种电荷相互排斥的原因。 （3）做功和热传递改变物体的内能，小宇拿着口香糖包装铝纸在地上摩擦，发现铝纸升温更快，使铝纸的内能增大的方式是做功。 22．酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。如图甲是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U=6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如图乙所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为调零后R2的滑片位置保持不变。 (1)在检测中，当交警走近饮酒的司机时，就能闻到酒精味儿，这是 现象，说明了 。 (2)当电压表示数为时，求R1消耗的电功率 。 (3)当电压表示数为时，求R2接入电路中的阻值 。 (4)某次检测中，电流表示数，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾 。 【答案】(1) 扩散 分子在不停地做无规则运动 (2)0.5W (3) (4)此驾驶员属于醉驾 【详解】（1）[1][2]交警闻到酒精气味，是酒精分子扩散到空气中，属于扩散现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。 （2）由电路图可知，气敏电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，由图像可知，气体中酒精含量为时，气敏电阻的阻值，消耗的电功率 （3）此时两端的电压 根据串联电路的分压规律可得 即 解得接入电路中的阻值 （4）某次检测中，电流表示数，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻 由电阻的串联可得，此时气敏电阻，的阻值 由图像可知，时，气体中酒精含量大于80mg/100mL，则此驾驶员属于醉驾。 23．小明家里新购置了一台饮水机如图甲所示，可以烧开冷水并将其保温，其铭牌如下表所示。图乙是该饮水机的电路图，是用感温材料制造的温控开关，是供加热的电阻。分析电路图乙可知： 额定频率 环境温度 10℃~38℃ 加热功率 500W 环境湿度 额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃  5L/h (1)当断开时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态； (2)正常工作时该饮水机将热水罐中、35℃的温水加热到95℃，用时。计算该饮水机加热状态时的效率； (3)如果要使饮水机在保温状态时的加热功率是加热状态时的四分之一，则电阻与的比是多少？ 【答案】(1)保温 (2)84% (3)1∶1 【详解】（1）由题意可知，是供加热的电阻。当S接通时， 短路，电路为的简单电路， 的电压为电源电压，当S断开时，两电阻串联，由串联电路电压的规律，此时的电压小于电源电压；根据，当S接通时，饮水机功率大，处于加热状态，当S断开时处于保温状态。 （2）水吸收的热量 由表中数据可知加热功率为P=500W，由可得，加热5min消耗的电能 该饮水机加热状态时的效率 （3）是供加热的电阻，加热时的功率为……① 保温时，两电阻串联，由欧姆定律和串联电阻的规律，电流的电流为 故保温时饮水机的功率为……② 得 得 24．我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，以手机为例，华为“Mate70pro”不仅采用5500mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充满，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示： 电池名称 锂离子电池 电压 3.7V 容量 5500mAh (1)表格中的电池“容量”是 与通电时间的乘积的结果； (2)电池充满电储存的电能是 J； (3)两个充电器一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 20A”，其中一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。 【答案】(1)电流 (2)73260 (3)814 【详解】（1）电池的容量“5500mAh”，mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，所以“容量”是电流与通电时间的乘积。 （2）根据电流的单位换算可知 根据时间的单位换算可知 当电池充满电时，储存的电能是 （3）标注“输出5V 600mA”的充电器，已知 所以充电功率是 标注“输出5V 20A”的充电器，充电功率是 由于，则P1<P2，所以第二个的充电速度快；由于充电效率η＝90%，所以，充电消耗的电能是 选用快速充电器将电池从零充满需要的时间是 25．醉酒驾车者要负刑事责任。如图甲是一种酒精浓度检测仪，它的简化电路图如图乙，电源电压恒为12V，是阻值为20Ω的定值电阻，加热电阻丝R恒为12Ω。是酒精气敏电阻，在正常工作时，其阻值随酒精浓度K变化的关系如图丙。则： (1)在交通勘查时，交警打开车门就闻到了浓浓的酒味，从物理学的角度分析，这属于 现象； (2)酒精检测仪在检测前，开关接1处，加热电阻丝R对气敏电阻加热10s，使气敏电阻达到正常工作的灵敏度，求这段时间内电热丝R产生的热量是 ，电路中电流所做的功是 。 (3)加热电阻丝R加热结束后，开关自动转至2处。检测时，电压表示数为4V，请计算出此时呼气酒精浓度K是 ，并根据图丁判断司机属于 （选填“非酒驾”或“酒驾”或“醉驾”）。 【答案】(1)扩散 (2) 120J 120J (3) 20×10-3mg/100mL 酒驾 【详解】（1）打开车门就闻到了浓浓的酒味，为扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。 （2）[1][2]开关接1处，电路为加热电热丝的简单电路，则这段时间内电热丝R产生的热量是 此时为纯电阻电路，电流所做功全部用来产热，所以电路中电流所做的功是。 （3）[1][2]开关自动转至2处，电路为R0和R1串联，电压表测R0两端电压，电压表的示数为4V，此时电路中的电流为 电路中的总电阻为 此时气敏电阻R1的阻值为 据丙图可知，此时对应K在20×10-3mg/100mL，此时血液酒精浓度为 该司机属于酒驾。 26．在图（a）所示电路中，电源电压为12V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω。 (1)求电路中电流I。 (2)现要设计一款具有保温、加热功能的暖手宝，且加热、保温时电路消耗的总功率均为最小。小明设计了图（b）、（c）、（d）所示的模拟电路，其中电阻R2的阻值为20Ω。 ①请判断图 所示的电路符合上述要求，并简述理由。 ②求保温时电路消耗的总功率P。 【答案】(1)1.2A (2) c 见解析 4.8W 【详解】（1）如图（a），电路为R1的简单电路，电路中电流 （2）[1][2]如图（b），只闭合开关S1，电路为R1的简单电路，电路中功率，为保温状态；闭合开关S1、S2，两电阻并联，电路的功率为 为加热状态。 如图（c），只闭合开关S1，R1、R2串联，电路中功率 为保温状态；闭合开关S1、S2，R1被短路，电路为R2的简单电路，电路的功率为 为加热状态。 如图（d），只闭合开关S1，R1、R2串联，电路中功率 为保温状态； 闭合开关S1、S2，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路的功率为 为加热状态。 由于电源电压保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，电阻R2的阻值为20Ω，则R1的阻值小于R2的阻值，所以对比以上结果可知，保温状态 加热状态 所以图（c）所示的电路符合上述要求，加热、保温时电路消耗的总功率均为最小。 [3]图（c）保温时，电路消耗的总功率 27．电热毯是北方人们常用的取暖电器。 (1)电热毯在工作时，电流通过电热丝 （选填“做功”或“热传递”）产生内能，电流通过电热丝产生的热量与其电阻成 （选填“正比”或“反比”），电热毯中使用的合金丝的电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）与它同种长度和规格的导线的电阻。 (2)自动调温型电热毯带控温元件、通常控温元件使用PTC材料，某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示，当PTC加热丝电阻从10℃升高到30℃的过程中，电阻 ，若加热电阻接到家庭电路中，加热丝温度为30℃时电功率为 W； (3)某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示，当温度达到40℃时，PTC加热丝的温度保持不变，其功率随时间变化的图像最可能的选项是　　　 。 A． B． C． D． 【答案】(1) 做功 正比 大于 (2) 变小 1210 (3)C 【详解】（1）[1]电热毯在工作时，电流通过电热丝做功产生内能。 [2]由焦耳定律可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生热量越多，电流通过电热丝产生的热量与其电阻成正比。 [3]电热毯中的合金丝和与它串联的导线的电流相同，在相同时间内，合金丝发热而导线不发热，根据Q=I2Rt可知，合金丝的电阻大于导线的电阻。 （2）[1]由图可知，当PTC加热丝电阻从10℃升高到30℃的过程中逐渐变小。 [2]由图可知，当温度为30℃时，电热丝电阻为40Ω，家庭电路电压为220V，故此时加热丝电功率为 （3）根据电阻与温度的关系图像可知，开始时电阻随温度的升高而减小，然后电阻随温度的继续升高而增大，当温度达到40℃时，PTC加热丝的温度保持不变，根据可知，电功率是先增大后减小，最后不变，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 28．小新家有阻值为50Ω的发热电阻R一个、额定电压为220V的小型电动机（带有风扇叶）一个、开关两个和导线若干，他想利用这些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现发热电阻单独工作的情况。 (1)请在下图所示虚线框内的电路图中补画开关和导线，帮小新完成风干机的电路原理图； (2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为原来的，请问： ①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 （选填“串联”或“并联”）； ②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少 ？ 【答案】(1) (2) 串联 【详解】（1）由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，因此发热电阻与电动机并联，一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： （2）[1]根据可知，电阻越大功率越小，电阻越小功率越大，因此要想让发热总功率减小为原来的，根据串并联电路电阻的特点可知，应与原发热电阻串联一个新的发热电阻来增大电路的总电阻。 [2]原发热电阻电功率为 串联后新旧电阻总阻值为 需要购买新电阻阻值为 29．在图示电路中，电源电压保持不变，电压表示数为6伏，电阻R1阻值为6欧。 (1)现在将一个R2接入电路中，若两电表示数都改变，则电压表与电流表的乘积 （选填“变大”、“不变”、“变小”），请画出此时的电路图 ； (2)现在将一个R2接入电路中，若只有一个电表的示数改变，且电压表与电流表的乘积的变化量为4.5瓦，求R2的阻值。 【答案】(1) 变小 (2)8Ω或18Ω 【详解】（1）[1][2]由于将一个R2接入电路中，两电表示数都改变，所以不能将电阻R1与R2并联，否则电压表示数不变；所以将电阻R1与R2串联，不能用电压表测量电阻R1与R2两端的总电压，否则电压表示数不变，故电阻R1与R2串联，电压表测量电阻R1两端电压，电流表测量串联电路中电流；由串联分压特点可知，电压表示数变小；由于电路中总电阻变大，所以电路中电流变小，则电压表与电流表的乘积变小；此时的电路图如下图所示： （2）①将一个R2接入电路中，若只有一个电表的示数改变，则可以将电阻R1与R2并联，电压表示数不变，电流表测量干路中电流，则电压表与电流表的乘积的变化量为电阻R2的电功率 解得 ②将一个R2接入电路中，若只有一个电表的示数改变，则可以将电阻R1与R2串联，电压表测量电阻R1与R2两端的总电压，电压表示数不变，电流表测量串联电路中电流，则电压表与电流表的乘积的变化量为 解得 30． 电热壶是家中常用的用电器。如表格所示是小强家中一台电热壶的铭牌，其内部简化电路如图甲所示，S0为温控开关，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响），电路在不同情况下的功率大小如表格所示： 额定电压 220V 额定功率 S、S0闭合 1331W S闭合、S0断开 121W (1)S闭合、S0断开，电热壶正常工作10min内消耗的电能是多少? (2)电热丝 的阻值是多少? (3)某天小强家中只有电热壶在S、S0都闭合状态下单独工作了6min，家里的电能表转盘（如图乙所示）转过330r，则电热壶当时的实际功率是 W；实际电压是 V。 【答案】(1)7.26×104J (2)40Ω；400Ω (3) 1100 200 【详解】（1）由铭牌数据可知，电热壶的额定电压为220V，开关S闭合、S0断开时，功率P2=121W，则电热壶正常工作10min内消耗的电能为 （2）由图甲知，S闭合、S0断开时仅电热丝R2接入电路，S、S0闭合时，电热丝R1和R2并联。根据可得，电热丝R2的阻值为 电热丝R1和R2并联时电路的总功率P总=1331W，R2的功率为P2=121W，则R1的功率为 根据可得，电热丝R1的阻值为 （3）在S、S0都闭合状态下，电热壶的总电阻为 电能表转盘转过330r，电路消耗的电能为 电热壶此时的实际功率为 根据可得，此时的实际电压为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $