【尖子生特训】专题12 多档位电热器计算 -2026-2027学年浙教版科学九年级上册

【尖子生特训】专题12 多档位电热器计算 一、综合题 1．如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。 额定电压 220V 热风功率 1000w 冷风功率 22w （1）小宁给家里的猫咪洗完澡，用电吹风帮猫咪吹干毛发后，用手将猫毛顺直，发现毛发相互排斥开来，造成这一现象的原因是　 　。 （2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两档功能，电热丝应该接在图中　 　（选填“A”或“B”）位置。 （3）该电吹风的部分参数如上所示，电吹风吹热风时，通过风扇的电流是多少？电热丝1分钟内产生的热量是多少？ 2．随着生活水平的提高，人们对饮用水的温度也有了新的要求。如图所示为科学兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图，电源电压U=220V，R、R1、R2是用于加热的电热丝， 在热水器容器中倒入常温饮用水后，通过开关S、S1、S2可控制相关电热丝工作，实现四个不同加热挡位的切换，加热挡位和对应的功率如表所示，加热挡位1、2、3、4的功率依次增大，热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关S时，热水器处于加热挡位1的工作状态；开关S、S1、S2全部闭合时，热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容c=4.2× 水的密度 加热挡位 挡位1 挡位2 挡位3 挡位4 加热功率 未知 未知 未知 （1）求电热丝R 的阻值。 （2）求挡位2的加热功率P2。 （3）已知热水器处于挡位3的工作状态时，出水温度为 ，若水的初温为 ，出水0.88L用时105s，求挡位3的工作效率η。 （4）若某款家用插排允许通过的最大电流为16A，分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。 3．如图甲所示为某型号电热加湿器的原理图，如表所示为其部分技术参数。 为发热电阻，且 ，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现关、低温挡、高温挡之间的转换。 额定电压/V 200 高温挡发热功率/W 400 水箱容积/L 3 适用面积 20~40 （1）加湿器在高温挡加热时，开关S应旋转至触点　 　(填“1、2”“2、3”或“3、4”)位置。 （2）求电阻R1的阻值。 （3）求加湿器处于低温挡时的发热功率。 （4）如图乙所示为某次使用加湿器工作30 min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。 4．图甲是两挡电热锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S分别置于1、2两位置时，电热锅处于不同的挡位。已知电热锅的高温挡功率为840W，R2阻值为121Ω。 求： （1）电热锅低温挡功率是多少？ （2）发热体R1的阻值是多少Ω？ （3）该正常工作，用高温挡将锅内420g初温20℃的粥温度升高60℃，至少需要多长时间？[c粥＝4×103J/（kg•℃）]。 5．某兴趣小组想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温挡的暖风机，设计了发热部分的两种电路，如图甲、乙所示。 （1）图甲中，当开关S闭合、S1断开时，R1和R2的连接方式是　 　 ，此时处于　 　 挡工作状态。 （2）若选用图乙所示电路，电源电压为24伏，想要实现发热电阻R3的电功率为120瓦，则选用R3的阻值应为多少？ （3）按图乙电路制作的暖风机高温挡的总功率为200瓦，在高温挡工作600秒，暖风机所消耗的电能是多少？ 6． 某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求： （1）当指示灯亮时，温度控制器处于　 　状态。 （2）指示灯的电阻值。 （3）加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。 （4）温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。 7．图1是一款电热服，衣服里嵌有电热纤维，利用配套的锂电池供电。图2是其简化的工作电路， 为电热纤维，可在低温、中温、高温三档间切换。 （1）小科查阅资料获悉，该锂电池工作时的总反应可以表示为：，此反应中锰元素的化合价从 +4 价变为+3 价，则中锂元素的化合价为　 　 （2）电热服工作的原理是____（填字母）。 A．电流磁效应 B．电流热效应 C．电磁感应 （3）图 2 中阻值为 5 欧，电源输出电压为 5 伏，高温档功率为 15 瓦。 ①求电热服在高温档工作时通过的电流。 ②求电阻。（忽略温度对电阻的影响） 8．如图1为小科家用于食品的烤烙与烹制的电器…电饼铛。它采用双控电路设计，具有多个功能挡位，其额定电压为220V，当上、下盘同时加热时，其总额定功率为1000W。图2为该电饼铛工作的简化电路图，其中 S 为总开关，和为两个温控开关，和分别为上，下两盘的加热电阻，且R1=R2。请回答以下问题： （1）当该电器消耗的电功率最大时，简化电路图中各开关的状态是　 　。 （2）正常工作时，通过的电流是多少？（计算结果保留一位小数） （3）小明妈妈总感觉做晚饭时用电饼铛烙熟一个饼所用的时间，比在其他时段要长。为了探究原因，小明决定利用家中的电能表和手表，测量做晚饭时电饼铛的实际功率。他首先关闭家中其他所有用电器，仅让电饼铛单独工作5分钟，期间观察到电能表指示灯闪烁了225次。 【注：该电能表上标有＂3000 ＂，表示每消耗 的电能，电能表指示灯闪烁3000次。】请结合上述信息，并通过计算来解释烙熟一个饼所用时间变长的原因。 9．小滨家新则进了一台取暖器。如图是其工作电路示意图，其中 R 和是加热器内部的发热体。将加热器接入电压为 220 V 的家庭电路中，闭合开关，当开关 S 先后置于＂ 1 ＂挡和“2”挡时，电流表的示数分别为5A和0.1A。求： （1）房间温度升高时，人体皮肤血管　 　（填“舒张”或“收缩”），以维持体温稳定； （2）的阻值： （3）当开关S置于“2”挡时，加热器工作10分钟消耗的电能， 10．艾灸在中国用于疾病预防和保健已有悠久的历史 （1）艾灸能提高人体对多种病原体的抵抗力，从免疫学角度来看，这属于　 　免疫。 （2）艾草中的某种有效成分为异戊二矫，其分子式为，其中碳元素和氢元素的质量之比为　 　 （3）如图甲所示的艾灸仪，内部加热等效电路如图乙所示，和是两个电热丝。使用时，先用高温挡加热，当温度达到设定温度后，自动调节到低温挡保温并开始进行理疗。 ①图乙中是自动开关，艾灸仪开始进行理疗，的状态是 的 ②若此艾灸仪的额定电压为1V，电路的加热功率和保温功率分别为3和 5 W ，求电热丝的阻值。 11．炫彩 DIY 拼豆深受小朋友喜爱，需要用到拼豆的成型专用熨斗，核心工作原理是利用电流的热效应，将电能转化为内能，通过发热板传递热量，使拼豆表面融化后粘连成型。图甲是某款专用熨斗，其内部简化电路如图乙所示，电源电压恒为220V，R1、R2为定值发热电阻丝，图丙是熨斗工作时电功率与时间的关系图像0~20s为加热熔化阶段，20~45s为保温塑形阶段)。请结合上述原理和信息，完成下列问题： （1）炫彩 DIY 拼豆从固态变为液态的物态变化是　 　，该过程需要　 　(选填“吸热”或“放热”)。 （2）由图像可知，熨斗加热熔化阶段的电功率为440W 求该阶段电路中的电流； （3）求熨斗在本次工作45s时间内消耗的总电能。 12．艾灸仪通过电热丝加热，模拟传统艾灸疗法。其内部电路如图乙所示，和为电热丝。仪器启动时以高温挡加热，当温度达到设定值，自动调节到低温挡保温并开始理疗。 （1）艾灸时人体皮肤局部发红、出汗，此时血管状态为上左图中的　 　。（填字母） （2）艾草中的某种有效成分为龙脑，其分子式为，其中碳元素和氢元素的质量比为　 　。 （3）已知是自动温控开关，仪器启动时，处于　 　状态。（填“闭合”或“断开”） （4）若艾灸仪的额定电压为 12 V ，高温档的加热功率为 18 W ，低温档保温功率为 6 W 。求电热丝的阻值？（写出计算过程） 13．如图1是一种手持的立体绘画工具3D打印笔，通电后，电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物，笔内电机驱动，挤出熔融物，利用打印材料快速固化特性，可以在空中＂画＂出3D实物。如图2为打印笔内部加热电路，和是规格相同的 PTC 发热电阻，电阻大小为。当使用熔点的镓基合金作为打印材料时，要使用低温档进行加热。 请回答： （1）3D打印笔的工作原理是利用电流的　 　。 （2）使用低温档时通过R1的电流是多少。 （3）打印笔在低温档下打印10分钟需要消耗电能多少焦耳。 14．小宁家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为55W，发热管电阻为44Ω。小宁用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为 总工作时间为20min，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。 （1）使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路　 　(选填“a”或“b”)处串联一个定时开关。 （2）空气炸锅工作到12min时，图乙电路c点电流为多少? （3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能? 15． 市面上有一款家用新型无土栽培“气培箱”，植物根部不浸泡在营养液中，而是“悬于”玻璃箱内。底部的超声波雾化仪能将营养水打碎成微小颗粒，直接喷洒在植物根部。 （1）根系不浸水能避免缺氧烂根，保证其进行有氧呼吸。请写出有氧呼吸的文字表达式：　 　。 （2）将该设备移至“天宫空间站”的微重力环境中，在光照均匀的条件下根系的生长方向将变得　 　（选填“依然向下”或“杂乱无章”），这也证明了植物向地形的外界刺激是重力。 （3）为了满足不同时期植物对水分的需求不同，气培箱的超声波雾化系统设计了“弱雾”和“强雾”两个档位，其内部简化工作电路如图2所示，电源提供 24 V 的安全恒定电压，欧和欧。在某特定的培育模式下，气培箱每小时内的运行规律如图3所示。请计算该气培箱在1小时内消耗的总电能为多少焦耳？ 16．随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。 请分析回答： （1）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦? （2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝 R1连入电路的阻值应为多少? 17．小科家购买了一只电中药壶，其铭牌如图甲所示，内部电路简化如图乙。R1、R2为发热电阻，S为旋转开关，a、b、c、d为触点，通过旋转可切换“关”“低温档”“高温档”。正常工作时先使用高温档将中药煮沸，再转用低温档慢熬。 额定电压 220V 容量 1.5L 高温档功率 400W 低温档功率 100W 图甲 （1） 低温档加热时， 开关S应旋转至触点　 　(选填“ab”、“bc”或“cd”) 。 （2）求发热电阻R2的阻值。 （3）某次煎药总用时1.5小时，电功率与加热时间关系如图丙所示，本次煎药共消耗多少电能? 18．中国茶文化源远流长。图甲是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个档位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有1.5千克初温为20℃的水，在标准大气压下，将水加热至沸腾需用时700秒。 额定电压 220V 保温档功率 100W 加热档功率 900W （1）当开关S1、S2均闭合时，煮茶器处于　 　档位。 （2）求电阻R1的阻值。 （3）计算该煮茶器的加热效率。【已知：水的比热容( 19．我市户外公共场所中多处便民饮水机已投入使用，小科对此很感兴趣，自己设计了一款饮水机，其部分结构示意图(如图甲)。 （1）小科应将电加热装置安装在贮水箱的　 　(填“上部”或“下部”)，加热效果更好。 （2）图乙为电加热装置电路简化图，饮水机有加热档和保温档。当开关S1　 　(填“闭合”或“断开”)时，直饮水机处于保温状态。 （3）R1和 均为阻值不变的电热丝， 的阻值为48.4Ω，正常工作时，保温档功率为110W，请求出电阻 的阻值大小(写出计算过程)。 20．龙泉青瓷是入选《人类非物质文化遗产代表作名录》的陶瓷类项目，其主要工序包括制胚、施釉、烧制等环节。 （1）制胚过程中，制胚机器一开动，工匠们便熟练的完成“观察-调整-成型”的连续动作，完成该反射活动的结构基础是　 　； （2）制作青瓷的原料是高岭土，其主要成分是 高温分解反应化学方程式为： 则 X的化学式为　 　； （3）电窑炉是现代陶瓷生产中的常用烧制设备，一般有干燥(低温)、素烧(中温)、烧制(高温)三个档位，简化的工作电路如图所示。若R1、R2都是阻值为 44欧的电阻丝，则素烧1小时消耗的电能是多少? 21．如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，.R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如表。请解答下列问题： 型号 额定电压 打浆装置 电热装置 JYP-P11S 220V 电机功率 加热功率 保温功率 180W 1000W 242W （1）电阻R1的阻值为多大?(2)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量?(设该豆浆的比热容为4.0×103J/（kg·℃） （2）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大? 22．如图甲所示是某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中R1的阻值为48.4Ω，R1和R2均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温挡，正常工作时，保温挡功率为110W。] （1）求饮水机在保温挡正常工作时的电流。 （2）求R2的阻值。 （3）当只有饮水机工作时，将3kg水从10℃ 加热到100℃加热前后，公园安装的数字式电 能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率η。 23．在科技节活动中，小金要设计一个可调节的电暖手宝。现有电压为10伏的学生电源、2个10欧姆的发热电阻、开关、导线若干。 （1）小金设计的下列电路图中，能实现高温、低温两档调节的是　 　。 （2）根据(1)中选择的电路图，计算该暖手宝高温档的电功率。 （3）若暖手宝中水的质量为150g，用高温档工作多长时间才能使水温上升10℃?(水的比热容为 不计热量散失) 24．图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当锅体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合），R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动触头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。 （1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是　 　（选填“断开”或“闭合”） （2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是　 　（选填“做功”或“热传递”）。 （3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，IV档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是　 　。 （4）已知电火锅IV档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。 25．一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。 额定电压 220V 加热功率 1100W 磨豆功率 100W 保温功率 121W （1）当咖啡机处于加热阶段是将电能转化为　 　能。 （2）当S1断开，S2、S3都闭合时，咖啡机处于加热阶段；当S1断开，S2闭合，S3断开时咖啡机处于保温阶段。求R2的阻值大小。(不考虑温度对电阻的影响) （3）某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时0.5分钟，加热用时5分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能? （4）只让咖啡机加热挡工作，2分钟内电能表(表盘如丙图)的指示灯将闪烁　 　次。 26．电热敷眼罩是一种通过发热来缓解眼部疲劳的产品。如图甲是某品牌的电热敷眼罩，它的外壳是一种常用的综合性能良好的工程塑料，内衬采用透气亲肤的绒面材质。该敷眼罩共有高温、中温和低温三个工作挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2、R3的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。 （1）工程塑料具备耐磨、稳定性良好等特性，塑料在物质分类中属于____。 A．金属材料 B．有机合成材料 C．无机非金属材料 （2）当旋转开关转至 cd位置时，电热敷眼罩处于　 　挡工作，此时电路中的电流大小为多少? （3）若将旋转开关转至 de位置，计算电热敷眼罩的电功率为多少? 答案解析部分 1．【答案】（1）同种电荷相互排斥 （2）B （3）解：由 可得，电吹风正常工作时，通过风扇的电流： 由并联电路的特点可知，吹冷风和吹热风时电动机的电功率相同， 由表中数据可知，电热丝的电功率： ， 由 可知，电热丝 1 min 内产生的热量： 。 答：通过风扇的电流是0.1A，电热丝1分钟内产生的热量是58680J。 【知识点】电荷间的相互作用规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功计算公式的应用 【解析】【分析】（1）根据电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； （2）电吹风吹冷风时只有风扇工作，吹热风时风扇和电热丝同时工作； （3）电吹风吹热风时，风扇和电热丝并联，并联电路各支路电压等于电源额定电压，且风扇的功率始终等于冷风功率，根据进行计算分析，已知两档功率，根据并联电路的特点求出电热丝的功率，Q=W=Pt进行计算分析。 【解答】（1）用吹风机吹干毛发后，毛发因摩擦带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，因此毛发会相互排斥开来，故答案为：同种电荷相互排斥。 （2）电吹风吹冷风时只有风扇工作，吹热风时风扇和电热丝同时工作，说明电热丝和风扇并联，开关控制电热丝，故答案为：B。 2．【答案】（1）只闭合开关S，热水器处于挡位1的工作状态，此时只有电热丝R 工作， 根据 知，电热丝R 的电阻R= （2）根据 可知，并联电路总电阻越小，功率越大，当闭合开关 S和 时，电热丝 R和R2并联，此时热水器处于挡位2的工作状态， 电热丝 的功率 加热挡位2的功率 （3）当闭合开关S和 时，电热丝R 和 并联，此时热水器处于挡位3的工作状态，电热丝 的功率 2200 W； 加热挡位 3 的功率 ， 用时105s消耗的电能 ； 水的体积V= ， 水的质量 ； 水温升高80℃-25℃=55℃ 吸收的热量 ； 挡位3工作的效率 （4）挡位4工作时，电热丝R、R1和 并联， 挡位4的加热功率 ； 挡位4工作时的电流 ； 未超过该插排的最大电流，故能实现挡位4的正常工作 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用；电功与热量的综合计算 【解析】【分析】热水器处于挡位1的工作状态，只闭合开关S，此时只有电热丝R 工作； 热水器处于挡位2的工作状态时，当闭合开关 S和 时，电热丝 R和R2并联； 热水器处于挡位3的工作状态时，当闭合开关S和 时，电热丝R 和 并联； 热水器处于挡位4的工作状态时，电热丝R、R1和 并联。 3．【答案】（1）3、4 （2）解：由图乙可知，高温挡功率 ，由 可得， 的阻值 （3）解：R2=3R1，因此低温挡的发热功率为 （4）解：由图乙可知，工作30 min时，高温挡工作10 min，低温挡工作20 min， 消耗的总电能为 【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算 【解析】【分析】（1）分析观察开关接在三个不同位置时电路的连接情况，在电压一定时，只有电阻最小，电功率才能最大； （2）开关接“3、4”时只有R，接入电路，此时加湿器为高挡，由可计算R1的阻值； （3）开关接“2、3”时，两电阻串联，此时加湿器为低挡，根据两电阻的倍数关系，利用可计算低挡位的功率； （4）由图乙可得出加湿器分别在高挡位、低挡位工作的时间，消耗的总电能就等于两部分消耗电能的和。 【解答】（1）由图甲可知，开关S接1、2时，电路开路；接2、3时两电阻串联；接3、4时只有 接入电路。电源电压一定，由 可知，接2、3时电阻最大、功率最小，为低温挡；接3、4时电阻最小、功率最大，为高温挡。 4．【答案】（1）由图乙可知，当开关S置于1时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电热锅处于高温挡； 当开关S置于2时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热锅处于低温挡； 低温挡的功率：P低400W （2）由于电路中的总功率等于各用电器的功率之和，所以高温挡工作时，R1的电功率：P1＝P高﹣P低＝840W﹣400W＝440W， 由P可知，R1的阻值：R1110Ω （3）粥吸收的热量：Q吸＝c粥mΔt＝4×103J/（kg•℃）×420×10﹣3kg×60℃＝1.008×105J， 不计热量损失，电热锅消耗的电能：W＝Q吸＝1.008×105J， 由P可知，至少需要加热的时间：t120s 【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算 【解析】【分析】（1）由图乙可知，当开关S置于1时，R1、R2并联，当开关S置于2时，只有R2工作；根据并联电路的电阻特点和P可知电热锅高温挡和低温挡的电路连接；根据P可求出低温挡的功率； （2）电路中的总功率等于各用电器的功率之和，根据高温挡功率和低温挡功率求出R1的电功率，根据P可求出R1的阻值； （3）根据Q吸＝cmΔt求出粥吸收的热量，不计热量损失，电热锅消耗的电能等于粥吸收的热量，根据P求出至少需要加热的时间。 5．【答案】（1）串联；低温； （2）R3的阻值：R34.8Ω （3）暖风机所消耗的电能：W＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J 【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）由图甲可知，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较小；开关S闭合、S1断开时R1与R2串联，电路的总电阻较大，根据P比较两种情况下电路的总功率关系，从而可知其工作挡位； （2）根据P＝UI求R3的阻值； （3）根据W＝Pt求暖风机所消耗的电能。 【解答】（1）由图甲可知，开关S、S1均闭合时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较小；开关S闭合、S1断开时R1与R2串联，电路的总电阻较大，根据P可知开关S、S1均闭合时，电路消耗的电功率较大，暖风机处于高温挡；开关S闭合、S1断开时，电路消耗的电功率较小，暖风机处于低温挡。 6．【答案】（1）恒温 （2）当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，且串联电路中总电压等于各分电压之和，根据题意知道，此时指示灯两端的电压UL=200V，所以发热电阻两端的电压是 又因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流是， 代入数据解得指示灯的电阻值是：RL =400Ω （3）双金属开关闭合时，指示灯短路，电路为发热电阻的简单电路，则温度控制器所消耗的电功率 （4）由图乙知道，一个周期的时间为180s，恒温时间为150s，加热时间为30s， 则一个周期内温度控制器消耗的电能 【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）电路动态分析与电功率判断：双金属开关闭合时，指示灯被短路，电路只有发热电阻，总电阻小，电源电压不变，由可知总功率大，为加热状态；双金属开关断开时，指示灯与发热电阻串联，总电阻大，总功率小，为恒温状态。 （2）串联电路规律与欧姆定律：串联电路总电压等于各用电器两端电压之和，电流处处相等；欧姆定律 可计算用电器电阻。电源电压 220V，指示灯额定电压 200V，可算出发热电阻分压，结合发热电阻阻值求出电路电流，再求指示灯电阻。 （3）电功率计算：纯电阻电路功率公式，加热时只有发热电阻接入电路，直接代入电源电压和发热电阻阻值计算总功率。 （4）电能计算：W=Pt，先从图像算出一个周期内加热、恒温的时长，算出 1 小时内总加热时间，分别计算加热阶段电能、恒温阶段电能，相加得到总消耗电能。 【解答】（1）双金属开关断开时，指示灯通路发光，此时指示灯与发热电阻串联，电路总电阻大，总功率小，产生热量少，因此温度控制器处于恒温状态； 7．【答案】（1） （2）B （3）解：①根据题意可知， 电热服在高温档工作时通过的电流。 ②根据题意可知，电阻R1的功率为； 则电阻R2工作时的功率为：； 则电阻。 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律）；元素化合价的规则与计算 【解析】【分析】（1） 在化合物中，各元素正负化合价的代数和为0。 （2）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应； （3）①根据计算电热服在高温档工作时通过的电流； ②根据计算电阻R1的功率，根据计算电阻R2工作时的功率，根据计算电阻R2的阻值。 【解答】（1）已知LiMnO2中锰元素为+3价，氧元素化合价为-2价，设锂元素的化合价为x，根据正负化合价代数和为零得到：x + (+3) + 2×(-2) = 0，解得：x=+1。故填：+1。 （2） 电热服工作时将电能转化为内能，利用电流产生热量，该原理是电流的热效应，故选B。 8．【答案】（1）S、、都闭合 （2）总功率等于各用电器功率之和，两个电阻阻值相同，可知功率相同，则 的功率为，经过的电流为。 （3）5分钟消耗的电能为，实际功率为。 实际功率小于额定功率，单位时间内产生的热量小，所以所需要的时间变长。 【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；常用电热器 【解析】【分析】（1）并联电路总电阻小于电路中任何一个电阻，结合判断档位。 （2）根据总功率等于各用电器功率之和，以及P=UI的变式计算电流大小。 （3）根据实际闪烁次数与消耗 的电能时电能表指示灯闪烁次数的比值计算实际消耗的电能，再由计算实际功率，若实际功率偏小，则单位时间内转化为内能减小，所需时间将变长。 【解答】（1）三个开关都闭合时，此时电路为并联电路，总电阻最小，由可知，总功率最大。 9．【答案】（1）舒张 （2）开关与1相连时，R被短路，此时电路中电阻最小，电流最大，为5A，可知的阻值为。 （3）开关接2，电路为串联电路，电阻较大，电流较小，为0.1A， 加热器工作10分钟消耗的电能为。 【知识点】体温的控制；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功计算公式的应用 【解析】【分析】（1）环境温度高，血管舒张，管径变大，管壁变薄，加速散热；环境温度低，血管收缩，管径变细管壁变厚，散热量减少。 （2）并联电路中，支路上没有用电器，会将与之并联的支路短路，根据计算阻值大小。 （3）根据W=UIt计算消耗的电能，注意单位换算。 【解答】（1）外界环境温度升高时，直接散热受到抑制，皮肤血管舒张，血流量增大，体表温度升高，散热量增多。 10．【答案】（1）非特异性 （2）15：2 （3）①断开 ①高温挡时， 闭台，只有 工作，根据 得 ； 保温挡时， 断开， 与 串联，总电阻 ， 根据电阻串联的特点可知电热丝 。 【知识点】人体的免疫功能；欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）免疫分类：人体免疫分为特异性免疫和非特异性免疫。非特异性免疫是生来就有，不针对某一种特定病原体，对多种病原体都有防御作用；特异性免疫是后天形成，只针对某一类特定病原体起作用。艾灸提升人体对多种病原体的抵抗力，无专一靶向性，属于非特异性免疫。 （2）化学式元素质量比计算：化合物中元素质量比 =（该元素相对原子质量 × 原子个数）之比；碳相对原子质量为 12，氢相对原子质量为 1，代入分子式中原子数量即可计算质量比值。 （3） 根据分析开关断开、闭合的状态，并得出电阻阻值。 【解答】(1)特异性免疫只针对特定一种病原体起防御作用，非特异性免疫不区分病原体种类，对多种病原体都能起到抵抗效果。艾灸提升人体对多种病原体的抵抗力，没有专一性，符合非特异性免疫的定义。 故填：非特异性。 (2)异戊二烯分子式，碳元素、氢元素质量比 =（碳相对原子质量 × 碳原子数）：（氢相对原子质量 × 氢原子数）代入数值：(12×5)：(1×8)=60：8，化简后比值为15：2。 故填：15：2。 (3)① 当艾灸仪开始进行理疗时，是保温状态；根据（ U为电源电压，R为电路总电阻），电源电压不变，总电阻越大，功率越小。 当S2断开时，R1与R2串联，总电阻R=R1+R2；当S2闭合时，R2被短路，总电阻R= R1，所以保温时S2是断开的。 故填：断开。 11．【答案】（1）熔化；吸热 （2）该阶段电路中的电流 （3）熨斗在本次工作45s时间内消耗的总电能。 【知识点】熔化与熔化现象；电功计算公式的应用；小灯泡电功率的影响因素 【解析】【分析】（1）物态变化：熔化：由固态转化为液态，熔化吸热；凝固：由液态转化为固态，凝固放热；凝华：由气态转化为固态，凝华放热；升华：由固态转化为气态，升华吸热；汽化：由液态转化为气态，汽化吸热；液化：由气态转化为液态，液化放热。 （2）利用P=UI的变式计算电路中的电流大小。 （3）用W=Pt计算消耗的电能。 【解答】（1）从固态变为液态的物态变化称为熔化。 熔化过程需要吸收热量，因为需要克服分子间的吸引力，使固体变为液体。 12．【答案】（1）C （2） （3）闭合 （4）解：当S2断开时，R1和R2串联，R总=R1+R2， 此时处于低温档，P=6w，U=12V， 当S2闭合时，R2被短路，只有R1接入； 此时处于高温档，P=18w，U=12V； ； 答：R2的阻值为16。 【知识点】心脏和血管；电路的动态分析；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算；有关化学式的计算和推断 【解析】【分析】（1）当人体皮肤温度升高出汗时，为了增加散热，皮肤血管会舒张，管径变大，血流量增加，从而更多的热量可以通过皮肤散发； （2）化合物中各元素的质量比等于各元素原子相对原子质量总和之比； （3）电源电压不变，根据功率公式， 电阻越小总功率越大，对应高温挡； （4）根据，计算出低温档时的总电阻，再计算出高温时的电阻就是R1的电阻，最后得出R2的阻值。 【解答】（1）根据图中信息，A血管收缩，B为正常状态，C为舒张扩张状态，故答案为：C。 （2）碳的相对原子质量取12，氢的相对原子质量取1，则，故答案为：20：3。 （3）仪器启动时以高温挡加热，根据，电阻越小总功率越大，对应高温挡，当S2闭合时，R2被短路，电阻变小，电功率变大，因此S2闭合，处在高温档，故答案为：闭合。 13．【答案】（1）热效应 （2）只闭合电路为只有的简单电路，为低温挡，此时经过的电流为。 （3）打印笔在低温档下打印10分钟需要消耗的电能。 【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；影响电流热效应的因素（焦耳定律） 【解析】【分析】（1）通电后电阻丝发热，将电能转化为内能，这种利用电流使导体发热的效应是电流的热效应。 （2）只闭合电路为只有的简单电路，再闭合S2，电路为并联电路，总电阻最小，由可知，为高温档，只有的简单电路为低温挡，结合计算电流大小。 （3）根据W=UIt计算消耗的电能。 【解答】（1）由“ 通电后，电阻丝发热使笔内打印材料变为熔融物 ”可知，3D打印笔的工作原理是利用电流的热效应。 14．【答案】（1）a （2）由图丙可知，10~13min温度下降，说明温控开关断开，发热管不工作，此时只有电风扇工作。 电风扇功率 PM=55W，电压 U=220V，根据 P=UI得， 发热管工作时的干路电流， 图乙电路c点电流。 （3）由图丙可知，发热管工作的时间段为：0~10min、13~15min、18~20min，总工作时间tR=10min+2min+2min=14min=840s， 电风扇全程工作，时间 tM=20min=1200s。 电风扇消耗的电能：WM=PM tM=55W×1200s=6.6×104J，发热管的功率：， 发热管消耗的电能：， 总电能：<br/><br/>。 【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）并联电路中各支路独立工作，干路开关控制整个电路，支路开关仅控制所在支路。本题中电风扇与发热管并联，干路为a-c，支路分别为电风扇和发热管。 （2）欧姆定律是指导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，公式为。 （3）电功率公式，电能公式 W=Pt，需注意区分支路和干路的功率与电流。 【解答】(1) 要使空气炸锅自动停止工作，需切断整个电路的电源。定时开关应安装在干路中，即图中a处（若安装在b处，只能切断电风扇支路，发热管仍可能工作；安装在a处可同时切断电风扇和发热管的电源）。 故正确答案为（1）a；（2）5.25A；（3）。 15．【答案】（1）有机物+氧气→二氧化碳+水+能量 （2）杂乱无章 （3）解：由题意可知，弱雾时功率： 强雾时功率： 消耗的总电能：W 总 【知识点】植物的呼吸作用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）有氧呼吸是将有机物和氧气反应，产生二氧化碳和水，并释放能量； （2）植物的根系具有向地性，没有重力的作用，植物的根系不再竖直向下生长； （3）将并联电路的两个电阻消耗的电能分别求出，将其相加求出总电能即可； 【解答】（1）有氧呼吸的文字表达式为：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量； （2）将该设备移至“天宫空间站”的微重力环境中，没有向地性，会使根杂乱无章地生长； （3）由题意可知，弱雾时功率： 强雾时功率： 消耗的总电能：W总=； 故答案为：（1）有机物+氧气→二氧化碳+水+能量；（2）杂乱无章；（3）36000J； 16．【答案】（1）接b时电路为只有的简单电路，此时电路中电阻最小，由可知，电路的电功率最大，为加热状态，通电10分钟消耗的电能。 （2）当电路处于保温状态时，电路为串联电路， R1连入电路的阻值为 【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；常用电热器；电阻的串联、并联 【解析】【分析】（1）根据开关连接情况分析等效电路，由判断档位，再由W=Pt计算消耗的电能。 （2）串联电路总电阻等于各用电器电阻之和，结合进行计算。 17．【答案】（1）cd （2）解：根据表格可知，高温档功率为400W，此时只有R1单独工作， 则它的阻值， 低温档的功率为100W，此时R1和R2串联， 此时的总电阻为： 那么R2的阻值：R2=R总-R1=484Ω-121Ω=363Ω。 （3）解：某次烹饪一共用时1.5小时，高温挡工作0.5h，则低温挡工作（1.5h-1h）=0.5h， 本次烹任共消耗的电能：W=W1+W2=P1t1+P2t2=0.4kW×0.5h+0.1kW×1h=0.2kW•h+0.1kW•h=0.3kW•h。 【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；电阻的串联、并联 【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置时电功率大小，从而确定对应的工作状态即可； （2）根据公式利用高温功率计算R1的阻值，再利用低温功率计算二者串联时的总电阻，最后根据R2=R总-R1计算R2的阻值。 （3）根据图片确定高温工作的时间和低温工作的时间，根据W=Pt分别计算消耗的电能，最后相加即可。 【解答】 （1）根据图乙可知，开关S接“ab”时电路断路；接“bc”时两电阻串联，接“cd”时只有R1接入电路，此时R2短路； 由公式可知，接“bc”时电阻最大，功率最小，为低温档；接“cd”时电阻最小，功率最大，为高温档。 18．【答案】（1）加热 （2）解：根据题意可知，当开关S1闭合，S2断开时，此时只有R1单独工作，此时功率较小为保温档， 则。 （3）解： 在标准大气压下，将水加热至沸腾需用时700秒 ， 则消耗的电能W=P加热t=900W×700s=6.3×105J； 这段时间内水吸收的热量 ； 则该煮茶器的加热效率 。 【知识点】热量的计算；机械效率的计算；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同闭合情况下总功率大小，从而确定对应的工作状态； （2）当开关S1闭合，S2断开时，此时只有R1单独工作，此时功率较小为保温档，根据计算R1的阻值； （3）根据W=Pt计算消耗的电能，根据Q=cm△t计算水吸收的热量，根据计算加热效率。 【解答】（1）根据乙图可知，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1单独工作，总电阻为R1； 当开关S1和S2都闭合时，R1和R2并联，总电阻为R并； 根据电阻并联的知识可知，总电阻R1>R并； 根据公式可知，总功率P1<P并； 则前者为保温档，后者为加热档。 19．【答案】（1）下部 （2）断开 （3）解：当处于保温档时，R1与R2串联， 此时电路总电阻。 此时R1的阻值：R1=R总-R2=440Ω-48.4Ω=391.6Ω。 【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用；电阻的串联、并联 【解析】【分析】 （1）对于液体或气体来说，密度大的向下运动，密度小的向上运动，这就是对流； （2）根据公式比较开关在不同闭合情况下总功率大小，进而确定对应的工作状态 （3）当处于保温档时，R1与R2串联，根据计算此时电路总电阻，再根据R1=R总-R2计算R1的电阻。 【解答】 （1） 加热时，水受热膨胀，密度减小，热水会自然上升，冷水则下沉到下部继续被加热，从而形成对流，使整个水箱的水均匀受热，则电加热装置应安装在贮水箱的下部。故填：下部。 （2）根据图乙可知，当开关S1闭合时，R2被短路，此时只有R1接入电路，此时总电阻为R1； 当开关S1断开时，R1与R2串联，此时总电阻为R串； 根据电阻串联的知识可知，R1＜R串； 根据可知，总功率P1＞P串； 那么前者饮水机处于加热档，后者饮水机处于保温档。 故填：断开。 20．【答案】（1）反射弧 （2）Al2O3 （3）解：根据图片可知，当开关S1断开，S2接A时，两个电阻串联，总电阻为R串； 当开关S1闭合，S2接A时，此时只有R2单独工作，总电阻为R2； 当开关S1闭合，S2接B时，两个电阻并联，总电阻为R并； 根据电阻串并联的知识可知：R串＞R2＞R并； 根据公式可知，总功率P串＜P2＜P并； 则分别为干燥、素烧和烧制状态。 素烧（中温）档位时，电路中只有R2接入电路工作。 素烧功率； 那么素烧1小时消耗的电能W=Pt=1.1kW×1h=1.1kW•h。 【知识点】应答性反应与反射弧；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；有关化学式的计算和推断 【解析】【分析】（1）反射弧是完成反射活动的神经结构基础，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器； （2）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，据此推算X的化学式。 （3）根据比较开关在不同闭合情况下总功率大小，从而确定对应的工作状态，根据计算素烧功率，根据W=Pt计算消耗的电能。 【解答】（1） 根据题意可知， 制胚过程中，制胚机器一开动， 工匠们完成的“观察—调整—成型”这一连续动作，是在大脑皮层参与下对刺激作出的有规律的反应，而完成反射活动的神经结构基础都是反射弧。故填：反射弧 。 （2）根据方程式 可知，反应前：铝原子2个、硅原子2个、氧原子9个、氢原子4个；生成物中硅原子2个、氧原子6个、氢原子4个。对比可知，X中应含有铝原子2个、氧原子3个，因此X的化学式为Al2O3。故填：Al2O3。 21．【答案】（1）解：（1）根据图片可知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由可知，此时电功率较大，为加热档； 根据表格数据可知，加热档功率为1000W， 则此时R1的阻值：。 （2）加热该浆需要吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.0×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃-40℃）=2.4×105J。 （2）解：根据表格数据可知，该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率： P总=180W+1000W=1180W， 正常工作1min所消耗电能：W=Pt=1180W×60s=7.08×104J。 【知识点】热量的计算；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）根据图片可知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由可知，此时电功率较大，为加热档，利用公式计算R1的阻值； （2）利用公式Q吸=cm（t-t0）求加热该浆需要吸收的热量； （3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，求出总功率，再利用W=Pt求正常工作1min所消耗电能。 22．【答案】（1）由P=UI可知，饮水机在保温挡正常工作时的电流：； （2）由图甲可知，当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，饮水机处于保温挡； 当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热挡； 由可知，R1、R2的串联总电阻：， 根据串联电路的特点可知，R2的阻值：R2=R-R1=440Ω-48.4Ω=391.6Ω； （3）水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃-10℃）=1.134×106J， 由图乙可知，饮水机消耗的电能：W=1862.59kW•h-1862.24kW•h=0.35kW•h=1.26×106J， 饮水机的加热效率：。 【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用；焦耳定律的计算公式及其应用；电功与热量的综合计算 【解析】【分析】（1）电功率与电流的关系：对于纯电阻电路，已知用电器的额定功率和额定电压，可根据公式 P=UI 计算电路中的电流，其中 P 为功率，U 为电压，I 为电流。 （2）串联电路的电阻规律与电功率计算：串联电路中总电阻等于各分电阻之和（R总=R1+R2）；结合电功率公式 ，可先求出保温挡的总电阻，再计算 R2的阻值。 （3）热量计算与效率计算：水吸收的热量根据吸热公式 Q吸=c水mΔt 计算； 饮水机消耗的电能由电能表读数差得出； 加热效率 ，其中 W 为消耗的电能。 23．【答案】（1）C （2）同时闭合两个开关，电路为并联电路，为高温档，电功率为。 （3）水吸收的热量等于消耗的电能，时间为。 【知识点】热量的计算；电功率计算公式的应用；常用电热器 【解析】【分析】（1）两个档位，即存在两个等效电路图，据此进行分析。 （2）根据分析档位即计算功率大小。 （3）热量等于比热容、质量和温度变化量的乘积。 【解答】（1）A、同时闭合两个开关，电路接通，只有一个档位，故A错误； B、同时闭合两个开关，电源短路；只闭合S1，两个电阻串联，只有一个档位，故B错误； C、只闭合S2，只有R2工作；同时闭合两个开关，电路为并联电路，可以实现高温、低温两档调节，故C正确。 故答案为：C。 24．【答案】（1）闭合 （2）热传递 （3）b，c （4）由于电热丝被均分为四节接入电路，由图知道，Ⅲ档长度是IV档长度的2倍， 由知道，电火锅IV档接入电路的电阻 所以Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率 电火锅在Ⅲ档工作5分钟，发热管消耗的电能W=Pt=500W×300s=1.5×105J 【知识点】变阻器的原理及其使用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用 【解析】【分析】旋钮式变阻器，如图丙，接线方式为b必接，a、c任接一个；热传递中，热量从高温高温向低温物体转移；可变式电阻，在电压保持不变的情况下，接入线路的有效电阻越小，电功率越大。 【解答】（1）发热管进入工作状态，需要电流做功，发热管需要电流通过，应当是闭合线路，所以S2处于闭合状态； （2）锅内水升温过程是，电流经过发热管时，通过做功将电能转换成成热能，加热管温度升高，和水之间存在温度差，热量再从高温的电热管传递到周围低温的水； （3）顺时针转动滑片，功率增大，根据，电压不变时，电阻减小，所以接线方式为b、c； 故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）1.5×105J。 25．【答案】（1）热/内 （2）加热阶段，只有R1工作 保温阶段，R1R2串联 （3）本次泡制咖啡共消耗的电能=磨豆时电动机消耗的电能+加热时消耗的电能 （4）110 【知识点】电功率计算公式的应用 【解析】【分析】（1）电器加热时电能转化为热能； （2）加热功率等于电压的平方与接入电路的导体电阻的比值； （3）电能等于电功率与时间的乘积； （4）电能表每闪烁3000次消耗1度电； 【解答】（1）咖啡机处于加热阶段是将电能转化为内能，使液体温度升高； （4）w=pt=1.1kw·=，故闪烁110次； 26．【答案】（1）B （2）中温 （3） 【知识点】电功率计算公式的应用；常用电热器；塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点 【解析】【分析】（1）有机合成材料：塑料、橡胶等。 （2）根据开关连接情况分析等效电路图，再由比较功率大小，从而确定档位。 （3）并联电路总功率等于各用电器功率之和。 【解答】（1）塑料是含碳化合物，属于有机物，可知其属于有机合成材料。 （2）由图可知，接bc时， R1、R2 串联在电路中；接cd时，R1被短路，只有R2接进电路；接de时， R2、R3 并联，由可知，接cd时，电阻小于串联电路，小于并联电路，为中温挡。 学科网（北京）股份有限公司 $