2.3电路中的电能(2)-电热器-2026-2027学年科学九年级上册浙教版

2.3电路中的电能---常用电热器 知识点一：电流的热效应 内容 定义 电流通过各种导体时，会将电能转化成内能，使导体的温度升高，这种现象叫作电流的热效应 实质 电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程 【注】电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。 1.研究电热跟哪些因素有关 项目 内容 提出问题 电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关 猜想与假设 （1）与通电时间长短有关；（2）与导体的电阻大小有关；（3）与电流大小有关 探究方法 转换法、控制变量法 设计并进行实验（控制变量法+转换法） 通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少→转换法：如图所示，2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝和，且。烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，只要比较2根玻璃管内液面上升的高度，就可以比较煤油温度上升的高低，进而比较2根电阻丝放出热的多少。 注：选用煤油原因：煤油的比热容小，在相同条件下加热，温度升高得快，且它是绝缘体。 （1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。 →控制电流相同 （2）闭合开关，记下电流表的读数。 （3）经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。时间相同 （4）比较2根玻璃管内液面上升的高度，发现甲烧瓶中玻璃管液面上升的高度比乙烧瓶中的大，可以推测得出：当电流相等时，电阻越大，电流产生的热越多。 （5）当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数。 →串联电路中，局部电阻减小，电路中电流增大 （6）经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶（或乙瓶）玻璃管内液面的位置。→控制时间相同 （7）与上次甲（或乙）瓶玻璃管内液面上升的高度相比，此次甲（或乙）瓶玻璃管内液面上升较高，可以推测得出：当电阻相等时，电流越大，电流产生的热就越多。 （8）由常识可知，在电流、电阻相同情况下，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 注：也可采用如下图方法，分别探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系、电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验结论 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，产生的热量就越多 2.焦耳定律 （1）焦耳定律的内容 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫作焦耳定律 计算公式 Q=I2Rt（普遍适用） 单位 公式中，表示热量，单位是；表示电流，单位是；表示电阻，单位是；表示时间，单位是 （2）纯电阻电路与非纯电阻电路 【拓展】纯电阻串、并联电路中电热与电阻的关系 （1）在串联电路中，根据知，电热与电阻成正比，即； （2）在并联电路中，根据知，电热与电阻成反比，即。 知识点二：电热器具的“双档”与“多档”问题 1.电热器具通常涉及有“高温挡”和“低温挡” 根据P=可知，当U一定时，电阻越大时，电功率越小；电阻越小时，电功率越大。所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。两个电阻在串联和并联电路中通过，比较功率来判断温度挡位【总电阻的变化】 2.用电器挡位问题 1　 多开关类 电路图 档位分析 表达式 闭合S：电路只有R2 ⇒ 高温档 断开S：R1和R2串联 ⇒ 低温档 闭合S、S1：R1和R2并联 ⇒ 高温档 只闭合S：电路只有R1 ⇒ 低温档 （R1>R2） 只闭合S1：电路只有R1 ⇒ 低温档 只闭合S2：电路只有R2 ⇒ 中温档 闭合S1、S2：R1和R2并联 ⇒ 高温档 2　 多触点开关类 电路图 档位分析 表达式 接0、1：不工作 接1、2：电路只有R1 ⇒ 低温档 接2、3：R1和R2并联 ⇒ 高温档 3　 旋钮开关类 电路图 档位分析 表达式 接1：R1和R2串联⇒ 低温档 接2：电路只有R2 ⇒ 高温档 接1：R和R串联⇒ 低温档 接2：电路只有R ⇒ 中温档 接3：R和R并联⇒ 高温档 4　 单刀双掷开关类 电路图 档位分析 表达式 闭合S1 S2接a：R1和R2并联 ⇒ 高温档 S2接b：电路只有R1 ⇒ 中温档 断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 ⇒ 低温档 【经典题型讲解】 题型一：电热的影响因素 1. 如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。透明容器中均密封着等量的空气，U形管中液面高度差的变化可以反映容器内空气温度的变化。下列说法正确的是（ ） 甲 乙 A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B.甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D.乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 【答案】B 【解析】甲实验中，两个的电阻并联后再与一个的电阻串联，根据串联电路的电流特点，通过右边两个电阻的总电流等于通过左边电阻的电流，即。根据并联电路的电流特点可知，因为右侧两电阻阻值相等，所以，即通过右边容器中电阻的电流是通过左边容器中电阻的电流的一半。因此，甲实验是为了研究电流产生的热量与电流大小的关系，因为通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，且两容器中电阻阻值相同，通电时间相同，由焦耳定律可知，左侧容器中的电阻产生的热量更多，温度上升得更快，左侧容器内空气吸收的热量更多，左侧U形管中液面的高度差也更大，故A错误，B正确。乙实验中，两个阻值不同的电阻串联，通过它们的电流I与通电时间t相同，所以乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻大小的关系，因为电流和通电时间相同，左边容器中电阻的阻值小于右边容器中电阻的阻值，由焦耳定律可知，右边容器中的电阻产生的热量更多，温度上升得更快，导致右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，故C､D错误。故选B。 2. 在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的 ②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω ④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】C 【解答】解：①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的，故①错误； ②、由图甲可知，两阻值不同的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相同，探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关，故②正确； ③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系，通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同，右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω，故③错误； ④、图甲中两电阻串联，电阻不同，通过两电阻的电流相同，10Ω电阻产生的热量更多，电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同，电流相同，电炉丝电阻更大，产生的热量更多，故④正确； 故选：C。 3. 如图是研究电流产生热量实验装置的一部分，两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝阻值不同。在通电时间相同的情况下，下列判断不正确的是（　C　） A．该装置探究的是：通电导体产生的热量多少与电阻的关系 B．该装置通过U形管液面的高度差显示容器内空气温度的变化 C．与甲相连的U形管液面升高得少，是因为通过甲容器中的电流小 D．与乙相连的U形管液面升高得多，是因为乙容器中电阻大放热多 4. 如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的煤油和水，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＝RC＜RB。当闭合开关S，通电一段时间后（液体均未沸腾，不计热损失，比热容c水＞c煤油）。下列判断正确的是（　B　） A．三个烧瓶中的液体末温高低顺序为tA＝tC＜tB B．三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB C．比较A、B可粗略地探究电热的多少与电流大小有关 D．比较B、C可粗略地探究煤油和水的吸热能力 5. 小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（　　）【答案】D A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 C．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 D．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 6. 小明在做“探究影响电流热效应的因素”的实验，实验装置如图甲所示，两锥形瓶内装有初温相等的等量煤油。闭合开关S一段时间后，实验现象如图乙所示。流经的电流为，流经的电流为，则（ ） 甲 乙 【答案】A 【解析】题图甲､乙中，两电阻丝串联，通过的电流相等，；由题图乙知，装电阻丝的瓶内煤油升温较多，因两瓶内装有等量煤油，根据可知电阻丝放出的热量多，因电流和通电时间相同，由可知，故选A。 7. 在“探究电流热效应与哪些因素有关”的实验中，小余等同学经过讨论，设计并连接的电路如图所示，甲、乙两个装置中装有相同质量的煤油。请你回答下列问题： （1）甲、乙两个装置是_________（选填“串联”或“并联”）的，这样连接的目的是_________ _____________________________________________。因此，图示的电路是为了探究电流热效应与_________（选填“电阻”或“电流”）的关系。 （2）通过比较__________________，可以比较装置中电阻丝的电阻大小。若甲装置中电阻丝的电阻比乙装置中的大，闭合开关，一段时间后，观察到的现象是__________________。由此得出的结论是___________________________。 【答案】（1）串联控制通过两根电阻丝的电流和通电时间相同电阻 （2）电压表示数的大小甲装置中温度计的示数升高得多电流和通电时间相同时，电阻越大，通电导体产生的热量越多 【解析】（1）甲、乙装置串联就是为了保证通过两根电阻丝的电流相等以及通电时间相同，而甲、乙装置中两根电阻丝的阻值不同，故图示的电路是在探究电流热效应与电阻的关系。 （2）甲、乙装置两端各并联一个电压表就是为了通过比较两电压表的示数，来比较甲、乙装置中两根电阻丝阻值的大小。 8. 小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在甲、乙两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段电热丝，且。 (1)实验中通过观察____________________来比较电热丝产生热量的多少；本实验中采用煤油来做实验，而不用水的原因是________________________________________。 (2)甲、乙两装置中的电热丝采用串联的方式连接，目的是控制通电时间和________相等。 (3)通电一段时间后，小明发现________(选填“甲”或“乙”)装置中的温度计的示数大，表明其他条件相同时，通电导体的电阻越________，产生的热量越多。 【答案】(1)温度计示数变化水的比热容大，温度变化不明显 (2)电流 (3)乙 大 【解析】(1)实验中通过观察两支温度计示数变化情况来比较电热丝产生热量的多少；若烧瓶中装的是水，由可知，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，水的温度升高少，温度计的示数变化不明显。(2)两电热丝串联，是为了控制通过的电流和通电时间相同，从而研究通电导体产生的热量与导体电阻的关系。(3)因为两电热丝串联，所以通过它们的电流相等，电阻大的在相同时间内产生的热量多，因此，乙装置中的温度计示数变化大，因为两温度计初始示数相等，故乙装置中温度计的示数大。 9. 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝(R1＜R2)，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：闭合开关，通电一段时间后，记下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1＜t2，请根据以上叙述回答下列问题： (1)实验中是通过观察___________________来反映电流产生热量的多少。 (2)请指出实验过程中存在的问题：_____________________________。 (3)实验改进后得出的结论是：__________________________________________________。 【答案】（1）温度计示数的变化；（2）没有控制烧瓶中的液体的种类是相同的； （3）电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多 【解析】（1）实验中通过观察温度计示数的变化来比较电流产生的热量的多少； （2）实验中采用的是控制变量法，应控制烧瓶中的液体的种类是相同的； （3）实验改进后得出的结论是：电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关；电阻越大，产生热量越多。 10. 如图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。 (1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为5 Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5 Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的________不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______Ω，才能符合实验研究的要求； (2)在第(1)问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为1 A，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______A；U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明________________________________________________________________； (3)本实验是研究电流的________效应，从能量转化的角度分析，是______能转化为______能。 【答案】（1）电流；5；（2）0.5；在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多；（3）热；电；内 【解析】（1）装置中右侧容器中两个电阻并联后再与左侧容器中一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右+I1=I左，即通过左右两密闭容器内电阻丝的电流不同；探究电流通过导体产生的热量与电流的关系时，要控制右侧容器中的电阻和左侧容器中5Ω的电阻阻值相等，则右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω； （2）根据并联电路的电压特点和两电阻阻值相等，可知支路中电流相等，I右=I1，根据I右+I1=2I右=I左，可知I右=I左=×1A=0.5A；左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明左侧电阻产生的热量多，则可得出结论：在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多； （3）电流通过导体会产生热量，叫做电流的热效应，其能量转换是电能转化为内能。 11. 如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。 (1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的________不相等。 (2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是__________。 (3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化，______(填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越____(填“大”或“小”)，导体产生的热量越多。 【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大 【解析】（1）乙容器外部的电阻与乙容器内部的电阻并联，甲容器内部的电阻在干路中，通过它的电流大于通过乙容器内部电阻的电流，所以乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系； （2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法； （3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大； 由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。 12. 如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中液面的高度差。 （2）甲装置可探究电流产生的热量与电阻 的关系，通电一段时间后，右 （填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。 （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的电流不相等 。 （4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD 两个接线柱之间即可。 13. 电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，但电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小乐设计了如图所示的实验电路，其中R1＞R2。 （1）用笔画线代替导线将实验电路连接完整。 （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，烧瓶中应加入等量的 煤油（选填“水”或“煤油”）；实验中通过 温度计示数的变化（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。则“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因是 电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt，电阻越大，产生的热量越多，而电炉丝的电阻远大于导线的电阻。 题型二：电阻串联变档位 1. 某型号电饭煲有加热和保温功能，图为其内部电路原理图，R1的阻值为60.5Ω。当开关S接触点2时，电饭煲处于_______状态；当加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为_________J。 【答案】保温 4.8×104 【解析】当开关S接触点2时，电阻R1与R2串联，此时电阻最大，根据可知，电压一定时，电功率最小，为保温状态。当开关S接触点1时，只有电阻R1接入电路，此时电阻最小，根据可知，电压一定时，电功率最大，为加热状态。加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为。 2. 如图所示，图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛巾架在正常工作30min内电流随时间变化的图象。求： （1）高温挡的功率； （2）发热电阻丝R2的电阻； （3）图丙中正常工作30min产生的热量。 答案：（1）440W （2）330Ω （3）3.96×105J 解析：（1）根据图丙可知，高温挡工作时电路中的电流为I高=2A， 由P=UI可得高温挡的功率为P高=UI高=220V×2A=440W （2）由图乙可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最大，由P=U2/R可知，电路的总功率最小，电热毛巾架处于低温挡。当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，电热毛巾架处于高温挡。 由I=U/R可得，R1的阻值为R1=U/I高=220V/2A=110Ω R1、R2的串联总电阻为R总=U/I低=220V/0.5A=550Ω 则R2的电阻为R2=R总-R1=440Ω-110Ω=330Ω （3）由图丙可知，工作30min之内，电热毛巾架高温挡工作时间为t1＝10min＝600s 低温挡的工作时间为t2＝30min﹣10min＝20min＝1200s 由W=UIt可得，图丙中正常工作30min产生的热量为 Q=W=W1+W2=UI高t1+UI低t2=220V×2A×600s+220V×0.5A×1200s=3.96×105J 点评：本题是非常经典的高质量初中电学综合题，它完美融合了电路动态分析、图像信息提取以及电热计算三大核心考点。题目最大的特色在于它没有直接告诉你哪个挡位对应多大的电流或功率，而是给了一个I−t图像。考查了图文转换能力，是难点所在。计算策略是分段求和，是易错之处。 3. 表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。（不考虑温度对电阻的影响） ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 1100W 低温挡 440W 电源频率 50HZ 则： （1）电烤箱在高温挡正常工作15min所消耗的电能是多少焦？ （2）电烤箱在低温挡正常工作时R2的阻值是多少欧？ （3）假设在用电高峰时家庭电路实际电压为198V，电烤箱在高温挡的实际功率是多少瓦？（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果） 【答案】（1）9.9×105J；（2）66Ω；（3）891W 【解析】解：（1）电烤箱在高温挡正常工作15min所消耗的电能为 （2）由可知，当开关S断开时，R1和R2串联，总电阻较大，功率较小，处于低温挡位，当开关S闭合时，R2被短路，电阻丝R1单独工作，总电阻较小，功率较大，处于高温挡位，由上述分析可知，电烤箱处于高温挡时，电阻丝R1单独工作，则R1的阻值为 电烤箱处于低温挡时，R1和R2串联，总阻值为 电烤箱在低温挡正常工作时，R2的阻值为 （3）电烤箱处于高温挡时，电阻丝R1单独工作，则高温挡的实际功率为 答：（1）电烤箱在高温挡正常工作15min所消耗的电能为9.9×105J； （2）电烤箱在低温挡正常工作时R2的阻值是66Ω； （3）家庭电路实际电压为198V，电烤箱在高温挡的实际功率是891W。 4. 君君家买了一款如图甲所示的具有加热、保温两档功能的电热饭盒，内部电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变，部分参数如下表所示。求： 额定电压 220V 额定功率 保温档 60.5W 加热档 484W （1）用电热饭盒加热档正常工作时，电路中的电流为多少A？ （2）发热电阻R2的阻值为多少Ω？ （3）某次使用时，君君关闭家里其它用电器，仅让电热饭盒保温，发现家里标有“1200imp/kWh”的电子式电能表的指示灯闪烁5次所用的时间为5min，上述工作时段内电阻R1两端的实际电压为多少V？ 【答案】（1）2.2A；（2）700Ω；（3）25V 【解析】解：（1）用电热饭盒加热档正常工作时，电路中的电流 （2）从图乙可知，开关S接2位置时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据可知功率较大，电热饭盒处于加热档，电阻R1的阻值为 开关S接1位置时，电路为R1、R2串联，总电阻大，电源电压不变，根据 可知功率较小，电热饭盒处于保温挡，总电阻的阻值为 发热电阻R2的阻值 （3）发现家里标有“1200imp/kW•h”的电子式电能表的指示灯闪烁5次所用的时间为5min消耗的电能 实际功率为 根据P=I2R可知电路中的电流 上述工作时段内电阻R1两端的实际电压 答：（1）用电热饭盒加热档正常工作时，电路中的电流为2.2A； （2）发热电阻R2的阻值为700Ω； （3）上述工作时段内电阻R1两端的实际电压为25V。 5. 李敏家的厨房内有一个煲汤用的电热锅，它的工作原理如图所示，其中R1、R2为定值电阻。当电热锅处于加热状态时，R1中电流为I1，加热功率为1000W；当电热锅处于保温状态时，R1中电流为I2。已知I1＝5I2，则： （1）当电热锅处于保温状态时，S2闭合还是断开？ （2）求定值电阻R1的阻值。 （3）求电热锅处于保温状态时的功率。 （4）某次使用电热锅做饭时，加热用了30min，保温用了30min，求这次使用电热锅做饭需要的电费（电费按0.50元/度计算）。 【答案】（1）断开；（2）48.4Ω；（3）200W；（4）0.3元 【解析】解：（1）当S2断开，S1闭合时，R1、R2串联，此时电阻最大，根据可知，电功率最小，则电热锅处于保温状态。 （2）闭合S1、S2，只有R1接入电路，此时电阻最小，根据可知，电功率最大，则电热锅处于加热状态，R1的阻值为 （3）由可得，则电热锅处于加热状态通过R1的电流 由于I1＝5I2，则电热锅处于保温状态时通过R1的电流 由于R1、R2串联，故电路中的电流处处相等，则电路的电流为 电热锅处于保温状态时的功率 （4）加热时间 加热30min消耗的电能 保温时间 保温30min消耗的电能 则消耗的总电能 故这次使用电热锅做饭需要的电费 0.6kW•h×0.5元/kW•h＝0.3元 答：（1）当电热锅处于保温状态时，S2断开； （2）定值电阻R1的阻值为48.4Ω； （3）电热锅处于保温状态时的功率为200W； （4）某次使用电热锅做饭时，加热用了30min，保温用了30min，这次使用电热锅做饭需要的电费是0.3元。 6. 如图甲为某电饭锅的电路原理图，图乙为该电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将该电饭锅接入电源电压为220V的电路中。 (1)求电饭锅处于加热挡时的电流。 (2)电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦? (3)求R1和R2的阻值。 【答案】解：(1)由图乙可知，电饭锅的加热挡功率P加=880W，由P=UI可知，电饭锅处于加热挡时的电流I===4A　 (2)由P=可知，电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量Q=W=P保t=80W×10×60s=4.8×104J　 (3)由图甲可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P=可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于加热挡；由P=可知，R1的阻值R1===55Ω；R1、R2的串联总电阻R===605Ω，根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值R2=R-R1=605Ω-55Ω=550Ω 【解析】（1）根据P=UI求出电饭锅在处于加热挡时的电流； （2）根据Q=W=Pt求出电饭锅处于保温挡时，持续工作10min,产生的热量； （3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P=可知电饭锅加热挡和保温挡的电路连接；根据加热挡功率和P=可求出R1的阻值；根据保温挡功率和P=可求出R1、R2串联总电阻，根据串联电路电阻特点求出R2的阻值。 题型三：电阻并联变档位 1. 学习了“焦耳定律”的内容后，小科同学想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点，已知R1＝121Ω。请回答： （1）为了达到目的，R2该选取阻值为 （填“121Ω”或“242Ω”）的电热丝。 （2）要使该电加热器处于高温挡工作，则开关S应接触 两个触点。 （3）开关S接触“1、2”两个触点时，通电5min，电流产生的热量是 J。 【答案】（1）242Ω；（2）2、3；（3）1.2×105。 【解答】解：（1）由图可知，电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，那么如果想要有3种挡位，则需要R1、R2的阻值不同，R1＝121Ω，则R2该选取阻值为242Ω的电热丝； （2）根据并联电路的特点可知，当R1、R2并联时，电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡工作，由图可知，此时开关S接触“2、3”两个触点； （3）由图可知，开关S接触“1、2”两个触点时，只有R1工作，则通电5min，电流产生的热量：Q＝Wt5×60s＝1.2×105J。 故答案为：（1）242Ω；（2）2、3；（3）1.2×105。 2. 如图所示为某饮水机的电路原理图，其中R1和R2都是电阻性的发热体。这种饮水机有加热和保温两种工作状态，由饮水机内的温控开关 S2自动控制。饮水机铭牌上提供的信息如表所示。 热水箱容量 2升 额定电压 220伏 加热总功率 555瓦 保温功率 55瓦 (1)饮水机处于加热状态时，开关S1________ (填“闭合”或“断开”，下同)、S2________；当饮水机处于保温状态时，开关S1________、S2________ . (2)饮水机处于保温状态时，通过的电流是多少? (3)发热体R1的阻值是多少? 【答案】（1）闭合，闭合；闭合，断开 解：（2）由P=UI可知，饮水机处于保温状态时，通过电路的电流：I==0.25A； （3）发热体R1的功率：P1=555W-55W=500W；由P=可知，R1==96.8Ω。 答：（2）饮水机处于保温状态时，通过的电流是0.25A；（3）发热体R1的阻值是96.8Ω。 【解析】（1）由电路图可知，当S2断开时，只有电阻R2接入电路；开关S2闭合时，两电阻并联接入电路；由于并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻，因此由P=可知，开关S2闭合时，热水器功率较大，即热水器处于加热状态；开关S2断开时功率较小，即热水器处于保温状态。 3. 如图所示为额定电压为220伏的电吹风的电路图，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120瓦。 (1)要送冷风，开关应放在________位置；要送热风，开关应放在________位置。(填“A”B”或“C”) (2)若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560瓦，则电热丝R的阻值为多大? 【答案】（1）B A 解：（2）电热丝的热功率：PR=P热-P冷=560W-120W=440W，由P=UI=可得电热丝的电阻： R==110Ω。 【解析】（1）送冷风时，只有电动机工作，故将开关放在B位置；送热风时电动机和电热丝都工作，故将开关放在A位置； 4. 如图甲所示为一种电热水龙 头，图乙是它的电路 简图。旋转手柄可使 扇形开关S同时接触 两个相邻触点，从而 控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55欧，温水挡的电功率是2.2千瓦。 (1)S旋到________ (填“1”2”或“3”，下同)位置时，水龙头流出温水；S旋到________位置时，水龙头流出热水。 (2)电热丝R1的阻值是多大? (3)S旋到热水挡时，电路中的总电流是多大? 【答案】（1）2 3 解：（2）已知：温水功率P温水=2.2kW=2200W，由P=可知，R1==22Ω； （3）S旋到热水挡时，电阻R1和R2并联接入电路，由欧姆定律得：I1==10A，I2==4A，所以，I=I1+I2=10A+4A=14A。 【解析】当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，由P=可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=可知：此时功率最大，所以此时放出的是热水。 5. 百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4 Ω，加热电阻正常工作时电功率为1 kW，电源电压220 V稳定不变。 (1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1 A，按摩20 min，电动机线圈产生的热量是多少？ (2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？ (3)在足浴盆中加入体积为4 L、初温为20 ℃的水升高至40 ℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420 s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(1)线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(0.1 A)2×4 Ω×20×60 s＝48 J。 (2)加热电阻阻值R＝＝＝48.4 Ω。 (3)4 L＝4×10－3 m3，质量m＝ρV＝103 kg/m3×4×10－3 m3＝4 kg， 水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(40 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J， 加热电阻所消耗的电能W＝Pt＝1 000 W×420 s＝4.2×105 J， 足浴盆的加热效率η＝＝×100%＝80%。 6. 乐乐要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题： （1）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。 （2）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量） 答案：（1）672w （2）22Ω 解析： （1）由图乙可知，R0的最小阻值为10Ω，此时电热丝支路的总电阻最小，电流最大，电热丝的发热功率最大。电热丝支路中的电流： I大= = = = A， 则电热丝的最大发热功率：P热=I大2R=（A）2×50Ω=672w （2）W电=UIt=220V×1A×20s=4400J， 由η=W机/W电×100%可得：W机=W电η=4400J×90%=3960J， 电动机线圈电阻产生的热量：Q=W电-W机=4400J-3960J=440J， 由Q=I2Rt可得，电动机线圈的电阻：R线===22Ω。 题型四：电阻串联、并联混合型变多档位 1. 如图为某品牌电热水器的简化电路图，热水器加热时有快加热和慢加热两种状态，加热到指定温度后自动跳到保温状态，下列分析正确的是（　　）D  A．快加热状态时开关S1闭合，S2断开 B．慢加热状态时开关S1断开，S2接b  C．保温状态时开关S1闭合，S2接a D．慢加热状态时电路消耗的电功率为U2/R1 2. 家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要，设计了调整温度的多挡开关。使用时，转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。如图甲所示的是电熨斗的电路图，电热丝R1=R2=110Ω（其电阻不随温度变化而变化）。旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况，如图乙、丙、丁所示。下列说法正确的是（　　） A．如图乙所示的连接为高温挡，其额定功率为440W B．如图丙所示的连接为高温挡，其额定功率为880W C．如图丁所示的连接为低温挡，其额定功率为220W D．若将1与2、3与4分别连接起来为高温挡，5min内产生的热量为2.64×105J 【答案】C 【解析】BD．由图可知，乙中R1与R2并联，丙中为R2的简单电路，丁中R1与R2串联，将1与2、3与4分别连接起来时为R1的简单电路，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以图乙中总电阻最小，图丁中总电阻最大，电源的电压一定，由可知，图乙中总功率最大，电熨斗处于高温挡，即“图丙所示的连接、将1与2、3与4分别连接起来”均不是高温挡，故BD错误； A．同理可知，图丁中电熨斗处于低温挡，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以高温挡的额定功率 故A错误； C．因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以低温挡的额定功率 故C正确。 3. 电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表。 型号 *** 额定充电电压 4.8V 充电电流 500mA 电池容量 800mAh （1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？ （2）右图是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。 ①图中电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________（选填“高”、“中”或“低”）温档。 ②中温档功率为多少瓦？ ③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？ 答案：（1）由1.44h （2）①低 ②5.76W ③11520J。 解析：（1）由表格数据可知，充电电流为500mA，电池容量为，当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，根据W=UIt可得，t===1.44h； （2）①分析，图电路中，S1闭合，S2断开，S3接a时，两电阻串联。S1闭合，S2闭合，S3接a时，为R1的简单电路。S1闭合，S2闭合，S3接b时，两电阻并联。根据P=U2/R可知，以上三种情况分别为低温档、中温档和高温档；即图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为低温档； ②S1合，S2合，S3接a时，只有R1连入电路，为中温档：P中=U2/R1=(4.8V)2/4Ω=5.76W； ③S1闭合，S2闭合，S3接b时，两电阻并联，为高温档，高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为两电阻消耗的电能之和，则：W=W1+W2= + = + = 11520J。 或 W=P高t=( + )t = ( + ) ×20×60s= 11520J。 4. 中医是我国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎中药时的火候，某厂家生产了一款全自动电煎药壶(如图甲)，其简化电路如图乙所示，其中是一个温控开关，温度过高时自动断开。电煎药壶有“加热”和“保温”两个挡位，两加热电阻的阻值分别为。电煎药壶在______挡位工作时，通过点的电流更小。在加热挡位下，1min内电流通过产生的热量为______J。 【答案】保温 【解析】电压一定，电煎药壶功率较小时，电路中总电流较小，所以在保温挡位工作时，通过点的电流更小。由题中电路图知，两开关都闭合时，两电阻并联，此时电路的总电阻最小，总功率最大，即为加热挡位，由并联电路的电压规律知，1min内电流通过产生的热量。 5. 有一种电热椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为600Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω。闭合开关S1，调节开关S2，可以使电热椅分别处于“低温挡”“中温挡”“高温挡”。（不考虑温度的变化对电热丝电阻的影响）求： （1）该电热椅处于高温挡正常工作时电路中的电流； （2）该电热椅处于低温挡正常工作时的功率； （3）当处于中温挡正常工作时，电热椅在10s内产生的热量。 解：（1）当闭合开关S1，S2接a触点时，电路为R3的简单电路，此时电路中的电阻最小，功率最大。 此时电路中的电流I=U/R3=220V/400Ω=0.55A （2）当闭合开关S1，S2接b触点时，R3与阻值较大的电热丝R1串联在电路中，电热椅处于低温挡。 电热椅消耗的最小功率P小=U2/R=U2/(R3+R1)=(220V)2/(400Ω+600Ω)=48.4W （3）当闭合开关S1，S2接c触点时，R3与阻值较大的电热丝R2串联在电路中，电热椅处于中温挡。 电热椅在10s内产生的热量Q=W=Pt=t = ×10s= 880J 6. 如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求： （1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率； （2）电热水壶高温档的额定功率； 解:（1）标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣30℃）=5.88×105J， 由P=W/t可得，消耗的电能：W=P中t′=500W×20×60s=6×105J， 电热水壶的效率：η=Q吸/W==98%； （2）甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，P乙 = = = ， 丙图中只有电阻R1工作，P丙 = ， 丁图中两电阻并联，P丁= P1 +P2 = + = ， 所以 P高=2P中=2×500W=1000W； 7. 如图所示是家用电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，分别为1000W、800W及200W。旋钮开关可以分别置于“0”和“1”、“1”和“2”、“2”和“3”或“3”和“4”接线柱。（忽略温度对电阻的影响） （1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于中温挡？R2的阻值是多少？ （2）低温挡工作1min产生的热量是多少？R3的阻值是多少？ （3）关闭家中其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤液2min，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？（电能表的铭牌上标有3000r/kWh） 解：（1）当开关置于“2”和“3”接线柱时，火锅处于中温挡；中温挡功率为800W，根据P=U2/R可知，R2的阻值是R2=U2/P中=(220V)2/800W=60.5Ω。 （2）电路处于低温挡时，功率为200W，工作1min产生的热量Q=W=P低t=200W×60s=1.2×104J。 此时为R2和R3串联电路的总电阻R总=U2/P低=(220V)2/200W=242Ω， R3=R总-R2=242Ω-60.5Ω=181.5Ω。 （3）电能表转81转时消耗的电能W==0.027kwh 电火锅的实际功率P=W/t==0.81kw<1000w 因为电火锅的实际功率P<P高，所以此时电火锅不能正常工作。 题型五：电动机的计算 1. 如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（　　）【答案】A A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2 C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2 2. 如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安(g取10牛/千克)。 （1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。 （3）重物上升，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？ 【答案】（1）150J。（2）R=6Ω。（3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻，电动机将电能全部转化为内能，会引起电动机温度过高，因此容易烧坏。 3. 当前城镇化延设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊"的起正设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示。假设某“塔吊"配鲣的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s．把质量为3 t的重物吊起22 m(g收10 N/kg)。求： （1）电动机吊起正物的过程中消耗的电能。 （2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量。 （3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。 【答案】（1）9.5×105J（2）1.25×105J。（3）。 4. 如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答： （1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为　 　(填写表达式)。 （2）在电动机转动时，电流做的功　 　(填“大于”“等于”“小于”)电流产生的热量。 （3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。 【答案】(1) U2t/R+r （2)大于 （3）解：不正确，电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得电功转化而成的内能减小，故灯泡的亮度会变暗，所以小金的判断是错误的。 5. 如图所示电路，闭合开关，标有“6V”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为_______A，2min内电动机产生的热量是_______J。 【答案】1.3 30 【解析】由可知，小灯泡正常发光时的电流；根据并联电路的电流规律可知，干路电流；2min内电动机产生的热量。 强化训练 【基础强化】 1. 将一台"220V ”的电视机､一只“220V 的白炽灯、一个"220V ”的空气加热器，分别接到220V的电源上，在相同的时间内，产生的热量最多的是（ ） A.空气加热器 B.电视机 C.白炽灯 D.一样多 【答案】A 【解析】因为电源电压，则三种用电器的实际功率均等于额定功率100W；由可知，在相等时间内，三种用电器消耗的电能相同；白炽灯将大部分电能转化为光能，电视机主要将电能转化为光能和声能，空气加热器将电能全部转化为内能，则产生热量最多的是空气加热器。故选A。 2. 如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水，现将电阻丝､，分别按下图所示的四种方法连接放入水槽，电源电压相同。通电相同时间后，水槽中水温最高的是（ ） 【答案】D 【解析】由串､并联电路特点可知，串联电路电阻越串越大，并联电路电阻越并越小；由电路图及可知，图D中电路总电阻最小，四个水槽中，电源电压相等，通电时间相等，由可知，图D中电路产生的热量最多，水吸收的热量越多，水的温度最高。故选D。 3. 如图为某电热靴的加热电路，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c三处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为6W，下列说法正确的是（　　） A．金属片M拨至c处时是低温挡 B．金属片M拨至a处时是高温挡 C．高温挡工作时，电热靴功率是12W D．中温挡工作时，电热靴功率是12W 【答案】C 【解答】解：AB.根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；金属片M拨至c处时，电路中只有R2工作，电路中的电阻较小，电功率较大是高温挡；金属片M拨至a处时，R1、R2串联，电路中的电阻较大，电功率较小是低温挡，故AB错误； CD.设电源恒定电压为U，低温挡时R1、R2串联，串联总电阻为：， 电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，则R1＝R2， 高温挡时，只有R2工作，高温挡功率：， 中温挡时，电阻丝R1的一半接入电路与R2串联，电路总电阻为：，中温挡功率为：，故C正确，D错误。 故选：C。 4. 如图是研究电热跟哪些因素有关的装置，将R1、R2两电阻丝（R1＞R2）分别密封在两只完全相同的烧瓶内，瓶内装入等质量的煤油。下列说法正确的是（　　） A．该装置可以探究电热与电阻的关系 B．滑动变阻器的滑片向左移，两瓶中煤油温度上升更慢 C．闭合开关后，甲温度计上升比乙慢 D．烧瓶内选用煤油而不是水，原因是煤油比热容更小而升温慢 【答案】A 【解答】解：由电路可知：R1和R2串联，电流I相同、时间t相同，只有电阻R不同（R1＞R2）。 A、该装置可以探究电热与电阻的关系，因为串联→电流、时间相同，只有电阻不同，符合控制变量法，探究Q与R的关系，故A正确。 B、滑片左移→变阻器电阻变小→电路中电流变大，由Q＝I2Rt，电流变大→相同时间产生热量更多，温度上升更快，故B错误。 C、闭合开关后电路串联，I、t相同，R1＞R2，由Q＝I2Rt，R 越大，Q越多，甲（R1）产生热量更多→升温更快，故C错误。 D、煤油比热容小→相同质量的煤油与其它液体相比，吸收相同的热量升温快，现象明显，故D错误。 故选：A。 5. 电炉丝通电后热得发红，而与电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这主要是因为（　　） A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大 B．铜导线有绝缘层，所以不怎么热 C．铜导线的电阻较小，因此产生的热量较少 D．铜导线的电阻较大，因此产生的热量较少 【答案】C 【详解】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同， 因为Q=I2Rt，R电炉丝>R导线， 所以电流产生的热量： Q电炉丝>Q导线， 从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象； 由上述分析可知选项C正确．故选C。 6. 有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　） A．R1∶R2＝1∶4 B．R1∶R2＝1∶3 C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s 【答案】B 【详解】A．根据焦耳定律Q=I2Rt可知，热量与时间成正比，因此R1在60s内产生的热量 Q1=12Q=6Q 那么电阻R2在60s内产生的热量 Q2=Q总-Q1=8Q-6Q=2Q 根据焦耳定律Q=可知，热量与电阻成反比；即 === 故B正确，而A错误； CD．当R1单独接在电源上时，产生的热量 12Q=120s 将两个电阻串联在电源上时，产生的热量 4Q= 两个式子作比得到 = 解得 t=160s 故C、D错误。 故选B。 7. 在相同的时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是（ ） A．甲的电阻一定大于乙的电阻 B．甲两端的电压一定大于乙两端的电压 C．甲电阻丝的电流一定比乙电阻丝的电流大 D．甲实际消耗的功率一定大于乙实际消耗的功率 【答案】D 【详解】AC．由Q=I2Rt可知，只知道时间和热量的关系，不确定电流和电阻，因此无法比较电流或电阻的关系，故AC错误； B．由Q=可知，只知道时间和热量的关系，不确定电压和电阻，因此无法比较电压的关系，故B错误； D．由Q=W=Pt可知，时间一定时，放出热量多的功率大，故D正确。 8. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（   ） A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q＝(U2/R)t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 【答案】D 【详解】A.没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不一定正确，故A错误； B.没有说明控制电压一定，缺少条件，结论不一定正确，故B错误； C.此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故结论不正确，故C错误； D.电流、时间一定时，电热与电阻成正比，结论正确，故A正确。 9. 甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等。甲导体比乙导体的长度和横截面积都小。将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体升高的温度，正确的是（    ） A．甲导体的温度升高的多 B．乙导体的温度升高的多 C．甲、乙导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断 【答案】A 【详解】由题意可知，两者的电阻相同，因两电阻串联，所以通过的电流相等； 根据Q=I2Rt可知，相同时间内产生的热能相等；∵ρ=,∴由m=ρV可知,甲的长度和截面积都小,则甲的体积小,m甲就小；根据Q=cm△t可知，热量相同时，质量小，升高的温度就高，则甲的温度升高的多. 10. 用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（    ） A．12min B．16min C．24min D．8min 【答案】D 【详解】设电热壶的电阻为R，因为烧开同样一壶水消耗的电能相等，并且W＝UIt＝t，所以由W＝t可得：t1＝t2, ×32min＝t2,解之：t2＝8min.故选D. 【点睛】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等． 11. 甲、乙、丙、丁四个相同容器中装有质量和初温相同的水，每个容器内放入一个电阻丝，其电阻大小和连接方式如图所示。若同时通电，则哪个容器中的水最先沸腾（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】C 【解答】解：左图中，R与2R串联在电源电压为U＝220V的电路中，根据串联分压原理可知，，，在纯电阻电路中，Q＝W， 则，， 所以Q乙＞Q甲﹣﹣﹣﹣① 右图中，R与2R并联在电源电压为U＝220V的电路中，根据并联电路特点可知，各支路两端的电压都等于电源电压U，在纯电阻电路中，Q＝W， 则 ，， 所以 Q丁＜Q丙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，即Q甲＜Q乙＜Q丁＜Q丙，不考虑热量散失时，电阻丝产生的电热Q越多，水吸收热量越多，水温升得越高， 因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，根据Q＝cmΔt可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲，丙先沸腾。 故选：C。 12. 一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（　　）C A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U 13. 小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是（　　）D A．电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大 B．电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小 C．接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多 D．接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多 14. 如图是电烤箱内部简化电路图，则当电烤箱处于低挡位时，开关S1、S2的状态应该是（　　） A．S1置于触点b，S2断开 B．S1置于触点b，S2闭合 C．S1置于触点a，S2闭合 D．S1置于触点a，S2断开 【答案】A 【解析】根据公式可知，电源电压不变，电阻越大，电功率越小；由电路图可知：当开关S1置于b端，S2断开时，两电阻串联，电烤箱电阻最大、电功率最小，电烤箱处于低挡位。故A符合题意，BCD不符合题意。 15. 某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（） A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态 B．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能 C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W D．电饭煲处于保温状态时的电流是1.1A 【答案】C 【解析】A．电源电压一定，当S接触点2时，两电阻串联，电路中的总电阻等于两电阻之和；当S接触点1时，R2开路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻等于R1的阻值大小；由可知，S接触点2时，电路消耗的功率小于S接触点1时电路消耗的功率，即开关S接触点2时，电饭煲处于保温状态；开关S接触点1时，电饭煲处于加热状态，故A错误； BCD．由图乙可知，电饭煲处于加热状态时的功率是800W，电饭煲处于保温状态时的功率为200W，则保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能 此时通过电饭煲的电流约 故BD错误，C正确； 16. 把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源两端(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ） A.6J B.30J C.36J D.60J 【答案】A 【解析】灯泡正常发光时两端的电压，功率，由可得，灯泡正常发光时电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，所以通过定值电阻R的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压，该电路工作10s定值电阻产生的热量。故选A。 17. 电饭煲一般有加热和保温两个挡位，当S1、S2都闭合时为加热挡，断开S2为保温挡，以下电路图不符合要求的是（　　） A．B．C．D． 【答案】C 【解析】由 可知，电源的电压一定时，电路中的电阻越大，总功率越小，电饭煲处于保温状态，反之处于加热状态。 A．由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，故A不符合题意； B．由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，故B不符合题意； C．由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R2的简单电路；断开S2后，电路仍为R2的简单电路，两种情况下电路的总功率相等，电饭锅的状态相同，故C符合题意； D．由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，故D不符合题意。 18. 某同学想设计一个具有加热和保温功能的电热器模型，且加热与保温的功率之比为4∶1，他利用阻值为10Ω的R1和阻值为40Ω的R2设计了如下电路图，若电源电压不变，则符合要求的电路图是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【解析】A．由电路图可知，两开关均闭合时，R1与R2并联，由并联电路中各支路两端的电压相等可知，电路的总功率 当只闭合上面开关时，电路为R2的简单电路，电路的总功率 所以加热与保温的功率之比 故A不符合题意； B．由电路图可知，上面开关接R1时，电路的总电阻最小，总功率最大，电热器处于加热状态，下面开关接R2时电热水器处于保温状态，所以加热与保温的功率之比 故B符合题意； C．由电路图可知，两开关均闭合时电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态；只闭合上面开关时R1与R2串联，处于保温状态，所以加热与保温的功率之比 故C不符合题意； D．由电路图可知，两开关均闭合时电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态；只闭合上面开关时R1与R2串联，处于保温状态，所以加热与保温的功率之比 故D不符合题意。 19. 某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明､换气的功能，又可以实现送自然风､暖风､热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、1、2触点接触，､是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。 额定电压 220V 照明功率 20W 换气功率 35W 暖风功率 1133W 热风功率 2233W 关于下列结论： ①开关､､断开，S只与触点2接触时，浴霸处于送自然风状态； ②每根电热丝的阻值都为44Ω； ③电路中通过开关S的电流最大为10.14A； ④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为。 其中正确的是（ ） A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 【答案】A 【解析】①由电路图可知，开关､､断开，S与触点2接触时，只有送风电动机工作，浴霸处于送自然风状态，故①正确。 ②断开，仅闭合或，S接2时，电阻或与电动机并联，处于送暖风状态；断开，闭合､，S接2时，､、电动机并联，处于送热风状态，两根电热丝阻值相同，每根电热丝的功率；由可得，每根电热丝的电阻，故②正确。 ③当处于送热风状态时，电路中通过开关S的电流最大，，故③错误。 ④浴霸处于送热风状态，且照明灯发光时，电路消耗的电功率最大，工作10分钟，电路消耗的电能最大，消耗电能 ，故④错误。故选A。 20. 有两个用电器，一个是“220V；100W”的电风扇，另一个是“220V；100W”的电熨斗，在额定电压下工作相同的时间，这两个用电器消耗的电能_______（填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”），产生的热量_______（填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”）。 【答案】一样多；电熨斗多。 【详解】已知两个用电器的额定电功率相同，由P=W/t变形W=Pt可知，在额定电压下工作相同的时间，这两个用电器消耗的电能一样多； 电风扇把电能主要转化为机械能，电熨斗把电能转化为内能，综上分析，电熨斗产生的热量最多。 21. 如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的_______效应实现高温封口，内产生的热量为_______J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以__________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 【答案】热 75 增大 【解析】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。 电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，则3s 内产生的热量。 使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。 22. 图甲是某电火锅，图乙是其内部简化电路，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，没有加热作用。图丙是发热管的内部结构，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档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，忽略其他元件电阻。 （1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温升高，其中改变水内能的方式是 （填“做功”或“热传递”）。 （3）各档位的功率关系为：Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ。则接线柱a、b、c中连入电路的是 。 （4）Ⅳ档的功率为1000W。若在Ⅲ档下工作5min，求发热管消耗的电能。 。 【答案】（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）1.5×104J。 【解答】解：（1）已知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。S1从 0 挡转到Ⅰ挡开始工作，此时锅体温度是低于设定值的，所以温控开关S2的状态是闭合的。 （2）改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能之间的相互转化，热传递是内能从高温物体转移到低温物体。在电火锅加热时，是电流通过发热管产生热量，热量传递给锅内的水，使水温升高，这是内能的转移过程，所以改变水的内能的方式是热传递。 （3）根据可知：在电压一定时，电阻R越小，功率P越大。已知滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，Ⅳ挡时功率最大，说明Ⅳ挡时接入电路的电阻最小。观察图丙，当接线柱b、c连入电路时，接入的电热丝段数最少，电阻最小，满足条件，所以接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。 （4）已知电火锅Ⅳ挡加热功率为1000W，家庭电路电压U＝220V。 根据公式，可求出Ⅳ挡时发热管的电阻； 因为电热丝被均分为四段接入电路，Ⅲ挡时接入电路的电阻是Ⅳ挡时的 2 倍（从电路结构和挡位变化规律可知），所以Ⅲ挡时连入阻值为2×48.4Ω＝96.8Ω。Ⅲ挡时的功率为：； Ⅲ挡时发热管消耗的电能为：W＝P't＝500W×5×60s＝1.5×104J。 故答案为：（1）闭合；（2）热传递；（3）b、c；（4）1.5×104J。 23. 如图所示，这是一种家用电热水龙头的实物图和电路原理图，该水龙头利用了电流的_______效应。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。则当开关S同时接触3、4触点时，水龙头流出的是_______（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。已知电热丝R1＝55Ω、R2＝88Ω，则当水龙头流出温水时，正常工作5min电热丝放出的热量是_______J。 【答案】热 热水 2.64×105 【解析】家用电热水龙头是用电流产生的热量来加热水，所以它是利用电流的热效应来工作的。 由电路图可知，开关S同时接触1、2触点时，电路断路，则水龙头流出的是冷水；当开关S同时接触2、3触点时，只有R1接入电路中；当开关S同时接触3、4触点时，R1、R2并联，根据并联电阻的特点可知此时电路的总电阻最小，根据可知，此时电路的总功率最大，所以此时电热水龙头流出的是热水。 开关S同时接触2、3触点时为温水挡，当水龙头流出温水时，正常工作5min电热丝放出的热量。 24. 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。    （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉； （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R_______（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察______________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少； （3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：________________________________________________________； （4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有_______（请举一例）； （5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中_______（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻______联（选填“串”或“并”）进行实验。 （6）本实验应用的研究方法有转换法和____________法。 【答案】（1） 见解析图 （2）开路 温度计示数的变化 （3）见解析 （4）电热水壶 （5）B 串 （6）控制变量 【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，则滑动变阻器接入电路的阻值变小，则滑动变阻器应接右下的接线柱，如图所示： （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路没有电流通过，经检查仅电阻丝R有故障，故电阻丝R断路，即开路。 实验中通过移动滑片，使烧瓶中电阻丝通过的电流不同，产生的热量不同，则烧瓶中的煤油吸收的热量不同，则温度计示数的变化不同，故通过观察温度计示数的变化来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。 （3）想验证猜想：“当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。”是否正确，根据测出的多组Q与I的数据画出对应的Q～I图像，再根据图像判断猜想是否正确，若图像是一条过原点的直线，则猜想正确；若不是一条过原点的直线，则猜想不正确。 （4）生活中利用电热工作的家用电器有电热水壶。 （5）要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则电阻应不同，而通过导体的电流要相同，故应将两电阻串联，由图甲可知，烧瓶中的电阻是20Ω，所以应选择电阻为30Ω的B烧瓶串联进行实验。 （6）电流通过导体产生的热量受电流的大小、电阻、通电时间的影响，则应该应用控制变量法进行探究。 25. 如图所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡规格为“6V3W”，闭合开关，灯泡正常工作。求： （1）灯泡正常工作时的电阻； （2）灯泡工作5min消耗的电能及电阻工作5min产生的热量。 【答案】（1）； 【解析】（1）由可得，灯泡正常工作时的电阻。 （2）灯泡正常发光，实际功率等于额定功率，由可得，灯泡工作5min消耗的电能。 由题图可知，灯泡和定值电阻串联，通过灯泡的电流， 根据串联电路的电压规律可得，定值电阻两端的电压， 通过定值电阻的电流， 电阻工作5min产生的热量。 26. 有一款新型智能电热 水壶，有高、中、低三挡，并可手动 调节，它的等效电路图如图所示， 其中R1=R2=88欧，均为电热 丝，单刀双掷开关S2可接a或b。 (1)开关S1、S2处于什么状态时，电热水壶处于低温挡? (2)电热水壶处于中温挡时的电流是多大? (3)用高温挡加热时，电功率是多大?把1千克水从20℃加热到100℃需要多长时间?[c水=4.2×103焦/(千克•℃)，不计热量损失，计算结果保留整数] 解：（1）由电路图知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率小，电热水壶处于低温挡； （2）由电路图知，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，电路中电阻较大，不是最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率较小，电热水壶处于中温挡；则处于中温挡时的电流：I==2.5A； （3）当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，由P=可知，总功率最大，电热水壶处于高温挡，R1、R2并联时，总电阻：R并==44Ω， 高温挡加热时，电路消耗的功率：P高==1100W；把1kg水从20℃加热到100℃吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；不计热量损失，W=Q=3.36×105J；由P=可得，所需时间t=≈305s。 答：（1）当S1断开，S2接b时，电热水壶处于低温挡；（2）电热水壶处于中温挡时的电流是2.5A；（3）用高温挡加热时，电功率是1100W，把1kg水从20℃加热到100℃需要305s。 27. 电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如下表所示： 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 880W 吹冷风时功率 80W （1）当只闭合S1时，电吹风工作1min消耗的电能是多少J? （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风工作时通过R的电流为多大? （3）当电吹风吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J? 【答案】（1）4800J;（2）3.64A；（3）4.8×104J 【详解】解：（1）当只闭合S1时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，电吹风工作1min消耗的电能 W1＝P冷t＝80W×60s＝4.8×103J （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风吹热风，R消耗的功率 PR＝P热P冷＝880W80W＝800W 通过R的电流 （3）当电吹风正常工作并吹热风时，1min内电流通过R产生的热量为 QR＝WR＝PRt＝800W×60s＝4.8×104J 答：（1）当只闭合S1时，电吹风工作1min消耗的电能是4800J； （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风工作时通过R的电流为3.64A； （3）当电吹风吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是4.8×104J。 28. 如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1，R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=35Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光。（忽略温度对电阻的影响） （1）求电源电压； （2）当S1闭合，S2断开时，求电流表示数的大小； （3）当S1，S2都闭合时，求整个电路通电210s产生的热量。 【答案】(1) 13V；(2) 0.37A；(3) 2433.6J 【详解】解：(1)当S1、S2都断开时，小灯泡L与R2串联，小灯泡正常发光，根据小灯泡L标有“2.5V 0.75W”，电路中的电流 由可得R2两端的电压 电源的电压 (2)当S1闭合，S2断开时，小灯泡L短路，R1断开，只有R2接入电路，由可得电流表示数 (3)当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，通电210s两个电阻产生的热量 整个电路通电210s产生的热量 答：(1)电源电压是13V； (2)当S1闭合，S2断开时，电流表示数的大小是0.37A； (3)当S1，S2都闭合时，整个电路通电210s产生的热量是2433.6J。 29. 小楠的爸爸新买回来一个全自动豆浆机，其外形、工作电路和铭牌如图甲所示。其中S为自动控制的单刀双掷开关。豆浆机工作时共分为五个工作程：（1）将黄豆初碾成浆→（2）预热→（3）将黄豆进一步碾碎→（4）煮浆→（5）断电报警。如图乙为将黄豆打成豆浆过程中豆浆机电功率随时间变化的图像。求： （1）豆浆机煮浆时的功率是 瓦。 （2）将黄豆打成豆浆的（分钟）过程中消耗的总电能是多少 ？ （3）第四个过程为煮浆过程，豆浆的质量为，初温为，则将豆浆加热至沸腾（）过程中豆浆机的加热效率是多少 ？[已知豆浆的比热容：] 【答案】 80% 【详解】(1)[1]根据铭牌可知，豆浆机煮浆时的功率为500W。 (2)[2] 题中豆浆机工作时的五个工作程中，将“黄豆初碾成浆”、“将黄豆进一步碾碎”为电动机工作的过程；“预热”、“煮浆”为加热过程。根据铭牌可知，电动机功率为P1=200W，电热丝的功率为P2=500W，由图乙可知，电动机工作时间为 t1=3min+(10min-8min)=5min 电热丝工作时间 t2=13min-5min=8min 故150g黄豆打成豆浆的13min过程中消耗的总电能 W′=W1+W2=P1t1+P2t2=200W×5×60s+500W×8×60s=3×105J (3)[3]将豆浆加热至沸腾吸收的热量 将豆浆煮沸消耗的电能 加热效率 30. 图甲是一款养生壶，图乙是其简化电路图，部分参数如下表所示，R1、R2是电热丝（阻值不随温度的变化而变化），[粥的比热容取]，求： 额定电压/V 220 加热挡功率/W 880 保温挡功率/W 176 （1）加热挡正常工作时，电路中的电流； （2）电热丝的阻值； （3）将1.1kg的粥从20℃加热到100℃，需要加热挡正常工作500s，此养生壶的加热效率。 【答案】（1）4A （2）220Ω （3）80% 【解析】（1）根据P=UI可得，加热挡正常工作时，电路中的电流为 （2）根据串并联电路的电阻特点可知，当开关S拨至a时，两电阻串联，电路总电阻最大，根据可知，电功率最小，养生壶处于保温挡；当开关S拨至b时，电路为R1的简单电路，电路总电阻最小，根据可知，电功率最大，养生壶处于加热挡。根据可得，电热丝R1的阻值为；R1和R2的串联总电阻为 所以，电热丝R2的阻值为。 （3）根据可得，粥吸收的热量为 加热挡正常工作500s消耗的电能为 则此养生壶的加热效率为 31. 如下表所示为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，当开关闭合时，处于高温挡，开关断开时处于低温挡。求： 额定电压 220伏 额定功率 高温挡 1210瓦 低温挡 440瓦 (1)电烤箱在低温挡正常工作15分钟时所消耗的电能。 (2)R2的电阻。 (3)假设在用电高峰时，电烤箱高温挡工作时的实际功率为1000瓦，此时电烤箱工作时的实际电压是多少? 【解析（1）由表格可知，电烤箱在低温挡正常工作时的功率P低温=440W，工作时间t=15min=900s, W=P低温t=440W×900s=3.96×105J。 （2）当开关S闭合时，只有电热丝R1工作，电阻较小，功率较大，所以处于高温挡位，由P=得，电热丝R1阻值：R1==40Ω，当开关S断开时，R1和R2串联，电阻较大，功率较小，所以处于低温挡位，由P=得，电路总电阻：R==110Ω，根据串联电路电阻特点可知，电烤箱低温挡正常工作时R2的电阻：R2=R-R1=110Ω-40Ω=70Ω； （3）由P=得，电烤箱工作时的实际电压：U实==200V。 答：（1）电烤箱在低温挡正常工作15分钟时所消耗的电能为3.96×105J；（2）电烤箱低温挡正常工作时R2的电阻是70Ω；（3）假设在用电高峰时，电烤箱高温挡工作时的实际功率为1000W，此时电烤箱工作时的实际电压是200V。 32. 电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。 型号 *** 额定充电电压 4.8V 充电电流 500mA 电池容量 800mAh （1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？ （2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。 ①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为低 （选填“高”、“中”或“低”）温档。 ②中温档功率为多少瓦？ ③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？ 33. 培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。如图是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W（电热丝阻值不随温度变化）。 请你解答下列问题：（写出计算过程） （1）通过电热丝R的电流为0.75 A。 （2）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段阻值为60Ω的电热丝。 （3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W在不改变电源电压和原电热丝的情况下，在箱外应串 联（填“串联”或“并联”）一段24 欧阻值的电热丝。 34. 如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。 （1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，结果保留两位小数） （2）R1的阻值为多少？ （3）该加湿器在低档时的发热功率是多少？ 35. 一台电热饮水机的铭牌如表所示，其内部简化电路如图所示。饮水机有加热和保温两种工作状态，R1和R2均为电热丝，可在电流通过时产生热量并被水吸收，且阻值保持不变。则： （1）R1的阻值为44 Ω。 （2）电热饮水机处于加热挡时，饮水机的加热效率为90%，则将1.5L的水从23℃加热到100℃需要多长时间？ （3）电热饮水机处于保温挡时，按保温功率正常工作，恰好可以使1.5L水温度保持在100℃，若热水热量散失快慢与温度无关而保持恒定，则加热到100℃后关闭电源，过多少时间水温会降到78℃？ 36. 小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求 （1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数） （2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。 （3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。 （4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。 37. 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”“低温挡”“高温挡”。正常工作时先使用高温档将中药煮沸，再转用低温档慢熬。 （1）低温挡加热时，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？ 【答案】(1) bc (2) 发热电阻R2的阻值为363Ω (3) 本次煎药共消耗电能0.3kW•h 【详解】(1) 电源电压恒定，根据电功率公式P=U2/R，电阻越大，电路总功率越小。开关S接ab时电路断路，为“关”挡位；接bc时R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小，对应低温挡；接cd时R2被短路，仅R1接入电路，总电阻最小，总功率最大，对应高温挡。 (2) 高温挡仅R1工作，先计算R1的阻值： R1=U2/P高=(220V)2/400W=121Ω 低温挡R1、R2串联，先计算串联总电阻： R总=U2/P低=(220V)2/100W=484Ω 根据串联电路电阻规律，R2的阻值为： R2=R总−R1=484Ω−121Ω=363Ω (3) 由图丙可知，高温挡工作时间t1=0.5h，对应功率P高=400W=0.4kW；低温挡工作时间t2=1.5h−0.5h=1h，对应功率P低=100W=0.1kW。根据电能公式W=Pt，总消耗电能为两个挡位消耗电能之和： W总=W高+W低=P高t1+P低t2=0.4kW×0.5h+0.1kW×1h=0.3kW⋅h 38. 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。 【答案】(1) ‌熔化‌；‌吸热（2）2A（3）13200J‌‌‌ 【详解】（1）炫彩DIY拼豆从固态变为液态的物态变化是熔化，该过程需要吸热； （2）加热阶段电流为 ‌2A‌。 已知U=220V，P热=440W 由P=UI得I=P/U=440W/220V=2A （3）根据具体图像，前20s功率440W，后15s 功率280W（常见保温比例）： 加热耗能：W1=Pt=440W×20s=8800J 保温耗能：W2=Pt=280W×15s=4200J 总电能：W总=8800J+4200J=13000J 答：熨斗在本次工作45s时间内消耗的总电能为13200J。 39. 如图甲所示为某品牌空气炸锅，工作时电热丝将空气加热，利用高温空气代替食用油，通过高功率的风扇，使高温空气在密闭空间内形成循环热流，通过热流使食物迅速变熟，无油烹饪，更加健康。其内部简化加热电路如图乙所示，由发热电阻R1和R2组成，其中R1=50Ω，R2=200Ω；通过开关S、S1的通断可实现“高”“中”“低”三挡不同功率的切换。 （1）若要实现低温挡，则S1断开，S接___________（填“a”或“b”）。 （2）当S1闭合，S接b时，空气炸锅处于高温挡，求高温挡的加热功率。 （3）用此空气炸锅制作葡式蛋挞，需要预热到设定温度，再在设定温度下烤10-12分钟。若此空气炸锅的热效率为50%，某次制作100g葡式蛋挞，原料温度为20℃，设定的温度为170℃，请计算这次预热阶段消耗的电能[c蛋挞=3.7×103J/(kg•℃)] 【答案】（1）a（2）1210W（3）111000J 【详解】（1）低温挡的开关状态分析 电源电压U=220V不变，根据电功率公式P=U2/R，电路总电阻越大，功率越小（低温挡）。 当S1断开、S接a时，R1与R2串联，总电阻R串=R1+R2=50Ω+200Ω=250Ω （串联电阻最大），此时功率最小，为低温挡。 （2）高温挡加热功率计算 当S1闭合、S接b时，R1与R2并联（并联电阻最小，功率最大，为高温挡）。 并联电阻计算公式：1/R并=1/R1+1/R2，代入数据得： 1/R并=1/50Ω+1/200Ω=1/40Ω R并=40Ω 根据P=U2/R，高温挡功率：P高=(220V)2/40Ω=1210W （3）消耗电能计算 不计热量损失时，电功全部转化为蛋挞的内能，即W=Q吸。 蛋挞吸收的热量：Q吸=cmΔt，其中c=3.7×103J/(kg•℃)，m=100g=0.1kgm， Δt=170℃−20℃=150℃，代入数据得： Q吸=3.7×103J/(kg•℃)×0.1kg×150℃=55500J由W=P高t得加热时间： W电=Q吸/η=55500J/50%=111000J。 40. 如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为1800W和1000W，简化电路如图乙所示。求： （1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于________（选填“高温挡”或“低温挡”）； （2）电阻丝R2的阻值为多少？ （3）电加热器工作原理是利用________。 （4）在额定电压下，使用高温挡工作1h，电加热器消耗的电能是多少？ （5）关闭其他所有用电器，单独使用该加热器在低温挡工作15分钟观察到电能表表盘转动96转，此时加热器实际功率为多少？ 【答案】(1) ‌高温挡‌；(2) ‌60.5Ω‌（指并联支路电阻R2）；(3) ‌电流的热效应‌；(4) ‌6.48×106J‌；(5) ‌800W‌。‌‌ 【详解】（1）由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作； 根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=U2/R可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡； （2）当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器处于低温挡； 由P=U2/R可知，电热丝R1的阻值：R1=U2/P低=（220V）2/1000W=48.4Ω； （3）工作原理‌：电加热器利用电流通过导体产生热量，即‌电流的热效应‌，将电能转化为内能。 （4）由P=W/t可知，在额定电压下，使用高温挡工作1h，电加热器消耗的电能：W=P高t=2200W×1×3600s=7.92×106J； （5）480r/（kW•h），表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表表盘转动480次，或者表示电能表转动1次，电路中消耗14801480kW•h的电能， 表盘转动了96圈，则用电器消耗的电能：W=96×1/480kW•h=0.2kW•h， 工作时间：t=15min=0.25h， 则此时电加热器的实际功率：P=W/t=0.2kW∙h/0.25h=0.8kW=800W。 41. 某滚筒洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。 （1）当洗衣机处于脱水状态时，开关应置于 _____ （选填“1”、“2”或“3”）位置。 （2）该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为 _______ 能。 （3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为多少？ 【答案】（1）3；（2）机械；（3）2200W。 【详解】（1）根据乙图可知，当开关位于1位置时，两个电阻并联，电阻最小，根据P=U2/R可知，此时加热功率最大，应该为加热水状态。 当开关S位于2位置时，电阻R2与电动机并联，此时既发热也洗涤，应该为保温洗涤状态； 当开关S位于3位置时，只有电动机工作，应该为脱水状态。 （2）该洗衣机脱水过中消耗的电能主要转化为机械能。 （3）洗衣机处于“加热水”状态，R1与R2并联， 根据并联电路的电压特点知，U1=U2=U=220V， 正常工作时，电阻R1电功率P1=U2/R1=（220V）2/24.2Ω=2000W； 正常工作时，电阻R1电功率P2=U2/R2=（220V）2/242Ω=200W； 电路的总功率P=P1+P2=2000W+200W=2200W。 【素养提升】 1. 小明用如图装置进行实验：①闭合开关，1分钟后记录温度计示数；②断开开关，待瓶中液体冷却至室温，减小滑动变阻器阻值并重复操作①。该实验探究的是（　　） A．电热与电阻大小的关系 B．电热与电流大小的关系 C．电热与通电时间的关系 D．电热与发热材料的关系 2. 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，群宇同学设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与完 全相同的气球相连，两次实验电源电压相同，以下说法正确的是（　　）C A．乙装置可用来研究电热与电流的关系 B．通电 3min 后，A 气球要比 B 气球大 C．通电 3min 后，C 气球最大 D．通电 3min 后，D 气球最大 3. 某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　）D A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点低的材料制成 B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多 C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大 D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻要小得多 4. 小明验证“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”，装置如图所示。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲<R乙，煤油吸收的热量等于电阻丝放出的热量。下列说法中正确的是（  ）C A．闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲>I乙 B．相同时间内，甲、乙两烧瓶中煤油吸收的热量相等 C．选用比热容较小的煤油，可以更快看到两温度计示数变化情况 D．此实验无法验证导体产生的热量跟通电时间的关系 5. 小组同学用如图所示的装置进行实验，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温均相同的煤油，每个容器放入同种材料绕成的发热线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=2R1，实验时同时通电。下列说法错误的是（  ）B A．通电一段时间后，甲中煤油的温度比乙中的低 B．通电一段时间后，丙中煤油的温度比丁中的低 C．对比甲、乙中煤油的温度可知电流产生的热量与电阻大小有关 D．该实验用煤油的温度变化反映电流产生热量的多少，用到了转换法 6. 我们用图中的装置进行实验，甲瓶中盛着0.1kg的油，乙瓶中盛着0.1kg的水，定值电阻R1和R2分别给油和水加热，两电阻工作相同时间，油和水均未沸腾，观察到甲温度计升高2℃，乙温度计升高1℃。该过程R1和R2产生的热量分别全部被油和水吸收。已知油的比热为水的一半。则（　　）D A．甲瓶中油吸收的热量比乙瓶中水吸收的热量少 B．R1产生的热量比R2产生的热量多 C．R1的阻值大于R2的阻值 D．R1消耗的电能等于R2消耗的电能 7. 用如图装置探究影响电流热效应的因素，甲、乙、丙三个相同的容器均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1=R3=5Ω，R2=10Ω，下列说法中正确的是（　　） A、探究电流热效应与电流的关系应选择R2和R3进行比较 B、闭合开关后，R1和R3的电功率之比是1：3 C、闭合开关后，相同时间内烧瓶中温度计示数的变化量：甲＜乙＜丙 D、比较物质的比热容只需将某一瓶煤油换成等质量的水 【答案】C 【分析】由装置图可知：R1与R2串联后，再与R3并联。串联电路中电流相等，并联电路中各支路电压相等。且R1=R3=5Ω，R2=10Ω。 【详解】A、探究电流热效应与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，改变电流。R1与R3电阻相等（均为5Ω），但R1在串联支路，R3在并联支路，通过二者的电流不同，符合控制变量要求。R2与R3电阻不同，无法探究电流的影响。 B、设并联电路两端的电压为U。串联支路的总电阻R串=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω， 该支路电流I1=I2=U/15Ω。R3支路的电流I3=U/5Ω。 R1的电功率P1=I21R1=(U/15Ω)2×5Ω=U2/45Ω。 R3的电功率P3=I23R3=(U/5Ω)2×5Ω=U2/5Ω。 则功率比P1:P3=U2/45Ω:U2/5Ω=1:9，不是1:3。 C、电流产生的热量Q=I2Rt，相同时间内，热量变化会使煤油温度变化（Δt与Q成正比）。 比较甲（R1）和乙（R2）：二者串联，I1=I2，t相同，R1＜R2，由Q=I2Rt得Q1＜Q2， 故Δt甲＜Δt乙。 比较甲（R1）和丙（R3）：R1=R3，t相同，I1＜I3，由Q=I2Rt得Q1＜Q3，故Δt甲＜Δt丙。 比较乙（R2）和丙（R3）：Q2=I22R2t=(U/15Ω)2×10×t=2U2t/45，Q3=I23R3t=(U/5Ω)2×5×t=9U2t/45，显然Q2＜Q3，故Δt乙＜Δt丙。 综上可得Δt甲＜Δt乙＜Δt丙。 D、比较物质的比热容，需控制吸收的热量相同、质量相同，改变物质种类。该电路中，若只换一瓶煤油为水，电阻丝产生的热量不一定相同（电流、电阻可能不同），无法保证水和煤油吸收的热量相同。正确做法为：用相同的电阻丝，保证相同时间产生相同热量，再将其中一瓶煤油换成等质量的水。 故选C。 8. 饮水机和电饭煲都具有保温和加热功能。小明设计了如图所示的模拟电路，当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态。其中不符合上述要求的是（　D　） 9. 如图是某台电饭锅的工作原理示意图。电饭锅的加热板内有电阻为R0的电阻器，闭合开关后电饭锅处于加热状态，断开开关后电饭锅处于保温状态。在加热和保温两种状态下，下列叙述正确的是（　　）B A．加热状态时电路中的总电阻大 B．保温状态时电路中的总电阻大 C．加热状态时电阻为R0的电流小 D．保温状态时电阻为R0两端的电压大 10. 电饭煲具有保温和加热功能，晓东同学设计了如图所示的模拟电路（R1＞R2），其中保温状态和加热状态电功率都最小的是（ C） 11. 某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2为加热电阻，S为电源开关，S1为温控开关。闭合电源开关S，温控开关S1由闭合到断开，下列说法正确的是（　　）D A．电饭锅进入加热状态 B．电路总电压变小 C．电路总电流变大 D．电路总功率变小 12. 某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（　　）C A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态 B．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能 C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W D．电饭煲处于保温状态时的电流是1.1A 13. 如图所示是一款家用电水壶的电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。已知保温功率为88W，R1阻值为44Ω，家庭电路电压为220V，下列说法正确的是（　　）D A．保温状态下R1、R2并联连接 B．开关旋至1位置时电路处于加热状态 C．电阻R2的阻值为550Ω D．加热状态下的总功率为1100W 14. 某学校举办的“创新实践活动”中有这样一道设计题目：“已知一款电饭煲的部分参数如下表所示其内部由两根完全相同的电热丝R和若干开关组成，请你设计该电饭煲内部可能的电路图。”小晋和小雯根据题目要求设计了如图所示的两种电路，下列分析正确的是（　　）D A．小晋设计的电路中，保温时需要同 B．小雯设计的电路中，加热时开关S应闭合，S1应断开时闭合开关S和S1 C．小雯设计的电路中的电热丝R的阻值应为44Ω D．小晋和小雯设计的电路中保温功率均为550W 15. 某款电热水壶有加热和保温两挡，其内部简化电路可能存在如图所示的三种情况。下列有关该电热水壶工作过程的描述正确的是（　　）C A．图甲中，若开关S接1时为加热挡，则R1>R2 B．图乙中，当S1闭合、S2断开时，通过电热水壶的电流较大 C．图丙中，当S1闭合、S2断开闭合、S1断开时，电热水壶处于保温挡 D．甲、乙、丙图中只有一个电阻中有电流通过时，电热水壶均处于加热挡 16. 如图是一款电热水壶的电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换，保温功率为88 W，R1阻值为44Ω，关于该款热水壶下列说法正确的是（　　）B A．电热水壶加热时应将开关旋至1挡 B．电热水壶加热功率为1100W C．R2的阻值为484Ω D．若工作时加热了5分钟，保温了 1小时，共消耗的电能为6.468×104J 17. 如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1>R2，闭合开关，电路产生的总热量由大到小的顺序是（ ） A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁　　　　B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲 C.Q丁>Q乙>Q甲>Q丙　　　　D.Q丙>Q乙>Q甲>Q丁 【答案】C 【解析】图甲为R1的简单电路；图乙为R2的简单电路；图丙中R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻为R丙=R1+R2；图丁中R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R丁<R2；则有R丙>R甲>R乙>R丁；电源电压U相同，由Q=I2Rt=U2t/R可知，电路产生的总热量关系为Q丁>Q乙>Q甲>Q丙；故选C。 18. 两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 【答案】A 【分析】根据图像利用欧姆定律判定R1、R2的阻值关系；根据焦耳定律公式判定产生热量的比值。 【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电压是相同的，由图乙可知，电压相同，通过R1、R2的电流之比为2：1；根据I可知，R1、R2的电阻之比为1：2；通电时间相同，电压相同，则根据焦耳定律公式Q＝W可知，产生的热量与电阻成反比，故热量之比为2：1。故选：A。 【点评】本题考查了欧姆定律、焦耳定律公式的应用，能判定电阻的比值是解题的关键。 19. 如图所示，ab和bc是两根电热丝，若将a､b端接在某一电压恒定的电源两端时，1min产生的电热是120J；若将b､C端接在同一电源两端，1min产生的电热是60J，则把a､C端接在这个电源两端时，1min产生的电热是____J。 【答案】40 【解析】电热丝为纯电阻，可根据来计算。、的电阻分别为、，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则串联时的总电阻，把、端接在这个电源两端时，产生的电热。 20. 如图甲所示是一款电煮茶器，配有智能温控系统，其电路如图乙所示，其中R1、R2均为电热丝。该电煮茶器工作时开关S闭合后，温控开关S1先闭合实现“武火快沸”功能将水先烧开，然后温控开关S1断开实现“文火慢煮”功能进入烹茶过程。已知“文火慢煮”挡功率为400W，电阻丝R2的阻值为121Ω。试求： （1）“武火快沸”挡功率是多少？ （2）“文火慢煮”5min消耗的电能是多少？ 【答案】（1）“武火快沸”挡功率为800W； （2）“文火慢煮”5min消耗的电能为1.2×105J。 【解答】解：（1）“武火快沸”挡时，开关S、S1闭合，R1、R2并联，电阻丝R2的功率为：400W； “武火快沸”挡功率为：P＝P1+P2＝400W+400W＝800W； （2）“文火慢煮”5min消耗的电能为： 。 答：（1）“武火快沸”挡功率为800W； （2）“文火慢煮”5min消耗的电能为1.2×105J。 21. 在宁波，海鲜烹饪文化盛行，小余家购买了一款专门用于炖煮海鲜的电炖锅，该电炖锅有强炖和慢炖两个挡位。其内部简化电路图如图所示，R1、R2为两个发热电阻，R1＝484Ω，强炖挡功率为1200W。已知海鲜汤的比热容c海鲜＝4.0×103J/（kg•℃），求： （1）电炖锅正常工作时，慢炖挡的功率； （2）电炖锅正常工作时，电阻R2的阻值； （3）某次电炖锅对海鲜汤加热时，加热效率为80%，要使2.4kg的汤温度升高75℃需要消耗多少电能？ 【答案】（1）电炖锅正常工作时，慢炖挡的功率100W； （2）电炖锅正常工作时，电阻R2的阻值44Ω； （3）某次电炖锅对海鲜汤加热时，加热效率为80%，要使2.4kg的汤温度升高75℃需要消耗9×105J电能。 【解答】解：根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电阻较大，电功率较小，处于慢炖挡位；当开关S1、S2闭合时，R1、R2两个电阻并联，电阻较小，电功率较大，处于强炖挡位； （1）慢炖挡只有R1工作，慢炖挡的功率：； （2）电炖锅强炖挡，R1、R2两个电阻并联，电阻R2的电功率：P2＝P强﹣P慢＝1200W﹣100W＝1100W， 电阻R2的阻值：R244Ω； （3）海鲜汤吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.0×103J/（kg•℃）×2.4kg×75℃＝7.2×105J， 电炖锅消耗的电能：W电9×105J。 答：（1）电炖锅正常工作时，慢炖挡的功率100W； （2）电炖锅正常工作时，电阻R2的阻值44Ω； （3）某次电炖锅对海鲜汤加热时，加热效率为80%，要使2.4kg的汤温度升高75℃需要消耗9×105J电能。 22. 如图所示是养生壶及其工作原理图，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，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态）。 （1）分析说明 A、B哪个是红灯，哪个是绿灯； （2）求该养生壶的加热功率； （3）电阻R2的阻值。 【答案】（1）A是红灯，B是绿灯； （2）养生壶的加热功率为550W； （3）电阻R2的阻值为132Ω。 【解答】解：（1）由图可知，当开关拨到左边时，此时A灯亮，只有R1工作，R1电功率：利用P＝UI； 当开关拨到右边时，此时B灯亮，R1、R2串联，电路中的电功率：P′＝UI′； 由此可知，P＞P′，即开关拨到左边的电功率大于开关拨到右边的电功率，所以A是红灯，B是绿灯； （2）当开关拨到左边时，为加热状态，此时的电功率：P550W； （3）当开关拨到右边时，为保温状态，电阻R1、R2串联； 由I可知，电功率：P＝UI＝IR•I＝I2R； 则电路中的电流：I′＝I2＝I11A； 则电路中的总电阻：R总220Ω； 定值电阻R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω； 答：（1）A是红灯，B是绿灯； （2）养生壶的加热功率为550W； （3）电阻R2的阻值为132Ω。 23. 如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W。已知：电源电压为220V，c冰=2.1×103J/（kg•℃）。求： （1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从-16℃升高到-6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？ （2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？（3）吹热风时，R2的电阻是多少？ 解：（1）冰吸收的热量为： Q吸=c冰m冰△t=2.1×103J/（kg•℃）×1kg×[﹣6℃﹣（﹣16℃）]=2.1×104J； （2）开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风，此时只有电动机工作， 由W＝UIt可得，通过电动机的电流为：I冷= = = 0.5A； （3）电动机的功率为：P机 = W机/t = = 110W， 当S2接3、4时吹热风，此时电动机、R1、R2并联，因并联电路各支路两端的电压相等，则R1消耗的功率：P1=U2/R1=(220V)2/110Ω=440W， 已知此时空调扇的总功率为1100W，则消耗R2的功率为： P2=P﹣P机﹣P1=1100W﹣110W﹣440W=550W， 由P=U2/R可得，R2的阻值为：R2=U2/P2=(220V)2/550W=88Ω。 24. 泡制一杯咖啡，一般包含磨咖啡豆、加热咖啡、保温三个阶段。图甲为某品牌多挡位咖啡机，其电路结构简化图如图乙所示。图乙中电动机用于磨咖啡豆，定值电阻R1、R2为发热电阻。该咖啡机铭牌上的部分参数如下表所示。 （1）若断开S1、闭合S2和S3，咖啡机的工作状态处于哪个阶段？并说明理由； 额定电压 磨豆功率 加热功率 保温功率 220V 150W 2000W 100W （2）求电阻R2的阻值是多少； （3）若某次泡制咖啡过程中，其中磨豆用时20s、加热用时200s、保温用时100s，则本次泡制咖啡共消耗多少J电能。 解：（1）当S1断开、S2和S3都闭合时，只有R1的简单电路，电阻最小，由P=U2/R可知电路的总功率最大，处于加热功能。 （2）当S1断开、S2和S3都闭合时，只有R1的简单电路，电阻最小，由P=U2/R可知电路的总功率最大，处于加热功能，此时R1阻值R1=U2/P加=(220V)2/2000W=24.2Ω. 当只闭合S2时，电阻R1、R2串联接入电路，电阻最大，电路的总功率最小，处于保温功能，此时电路总电阻R总=U2/P保=(220V)2/100W=484Ω，R2=R总-R1=484Ω-24.2Ω=459.8Ω （3）W总=W1+W2= P1t1+P1t1+P1t1=150W×20s+2000W×200s+100W×100s=4.13×105J。 25. 杭州梅家坞茶叶以自然品质优异而闻名。茶叶杀青是制茶工艺中的一个重要工序，该工序是通过高温破坏和钝化鲜茶青中的氧化酶活性，杀青一定时间后，要降低加热功率，使筒内温度下降。甲图是一种滚筒式茶叶杀青机，乙图是工作原理图，当筒内温度到达限定最高温度时，温控器能自动断电。加热电阻R1阻值为96.8欧、R2阻值为24.2欧。 （1）调节切换开关可以使茶叶杀青机处于“关、高温、自动、低温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为高温挡。 （2）切换开关打到“3”位置时，求电路工作1分钟消耗的电能。 （3）高温工作状态时，将5千克的茶青由20℃加热到70℃需要多长时间？[电能的60%转化为茶青的内能，不考虑水蒸发，该茶青比热容为3.6×103J/（kg•℃）] 【解答】（1）由题意可知，R1＞R2，由P知切换开关连接触点4是关、切换开关连接触点1是高温挡、切换开关连接触点2自动挡、切换开关连接触点3低温挡； （2）切换开关打到“3”位置时，电路为R1的简单电路，电路工作1分钟消耗的电能： W1＝UI1tt1×60s＝3×104J； （3）茶叶吸收的热量： Q吸＝c茶叶m（t﹣t0）＝3.6×103J/（kg•℃）×5kg×（70℃﹣20℃）＝9×105J； 由η可得消耗的电能：W1.5×106J， 高温工作的功率为：P高2×103W， 由P得需要的加热时间：t′750s。 26. 宾宾同学买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所示，、都是电热丝，电源电压保持36V不变。 （1）当闭合，接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求的阻值为多少？ （2）当闭合，接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和阻值为多少？ （3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃，那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？ 【答案】（1）72Ω（2）1.25A， 48Ω（3） 27. 小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其电路如图所示，和均为电热丝。 ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温档 　 低温档 440W 电源频率 50Hz （1）当电烤箱处于低温档时，、所处的状态是　 　。 （2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？ （3）小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。（“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次） 【答案】（1）闭合、断开（2） （3）， 28. 如图甲为一款有高、中、低温三挡的家用蒸气电熨斗，为了方便计算与理论处理，其电路原理可以用如图乙表示，合理控制开关，可以实现控温。R1、R2、R3为电热丝，R2＝R3且电阻丝的电阻不随温度变化。如果电源电压恒为100V时，高温挡的功率为1000W，低温挡为400W，则： （1）电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗多少电能？ （2）R1的阻值为多大？ （3）中温挡的电功率为多大？ 【答案】（1）6×104J；（2）15Ω；（3）625W 【解析】解：（1）电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗的电能 W＝P高t＝1000W×1×60s＝6×104J （2）闭合开关S1、S2时，电路为只有R3的简单电路，总电阻最小，根据可知，总功率最大，电熨斗处于高温挡，则R3的阻值 则 R2＝R3＝10Ω 只闭合开关S1时，R1、R3串联，总电阻最大，根据可知，总功率最小，电熨斗处于低温挡，低温挡的总电阻 则R1的阻值 R1＝R串﹣R3＝25Ω﹣10Ω＝15Ω （3）闭合开关S1、S3时， R1、R2并联后，与R3串联，总电阻较小，根据可知，总功率较大，电熨斗处于中温挡；R1、R2并联后的总电阻为R并，则 解得R并＝6Ω，故中温挡的电功率 答：（1）电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗6×104J的电能； （2）R1的阻值为15Ω； （3）中温挡的电功率为625W 29. 现有一个小型水电站，如图所示，发电机提供的电压U＝250 V，保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的总电阻R0＝0.15 Ω。闭合开关S，若发电机提供给电路的总功率P＝50 kW，求： (1)通过输电线的电流I和输电线上损耗的热功率P0。 (2)用户得到的功率P1和输电效率η。 (3)若将输电线改为超导输电线，在保证用户得到以上功率不变的情况下(此时可在用电器前端加一调压装置，以保证用电器能正常工作)，与原来相比，每天节省的电能可供一个额定功率P2＝1 kW的电饭煲正常工作多少天？(假设电饭煲每天工作2 h) 解：(1)发电机提供的电压U＝250 V，提供给电路的总功率P＝50 kW，通过输电线的电流I＝＝＝200 A，输电线上损耗的热功率P0＝I2R0＝(200 A)2×0.15 Ω＝6 000 W＝6 kW。 (2)用户得到的功率P1＝P－P0＝50 kW－6 kW＝44 kW，则输电效率η＝×100%＝×100%＝88%。 (3)节省的电功率等于损耗的热功率，则每天节省的电能W0＝P0t1(其中t1＝24 h)， 设这些电能可供该电饭煲正常工作N天，则电饭煲消耗的电能W2＝P2t2N(其中t2＝2 h)，根据能量关系可得W0＝W2，即P0t1＝P2t2N，代入数据可得6 kW×24 h＝1 kW×2 h×N，解得N＝72天。 30. 某商厦每层楼高3 m，小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25 s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4 Ω，电梯厢(含动滑轮)的质量为140 kg，提升上述货物时电流表的示数为20 A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，g取10 N/kg，请解答下列问题： (1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？ (2)电梯工作时消耗的总电能是多少？ (3)电动机工作时的效率多大？ 解：(1)电梯厢和货物的总重G＝mg＝(m货＋m厢)g＝(360 kg＋140 kg)×10 N/kg＝5 000N。 匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F＝＝＝1 250 N。 (2)电梯工作时电路消耗的总电能W＝UIt＝220 V×20 A×25 s＝1.1×105 J。 (3)电流通过电动机产生的热量Q＝I2Rt＝(20 A)2×2.4 Ω×25 s＝2.4×104 J。 电动机输出的有用功W有＝Gh＝5 000 N×3 m×5＝7.5×104 J。 电动机消耗的电能W电′＝W有＋Q＝7.5×104 J＋2.4×104 J＝9.9×104 J。 电动机工作效率η＝×100%＝×100%≈75.8%。 23 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3电路中的电能---常用电热器 知识点一：电流的热效应 内容 定义 电流通过各种导体时，会将电能转化成内能，使导体的温度升高，这种现象叫作电流的热效应 实质 电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程 【注】电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。 1.研究电热跟哪些因素有关 项目 内容 提出问题 电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关 猜想与假设 （1）与通电时间长短有关；（2）与导体的电阻大小有关；（3）与电流大小有关 探究方法 转换法、控制变量法 设计并进行实验（控制变量法+转换法） 通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少→转换法：如图所示，2只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝和，且。烧瓶与玻璃管相当于液体温度计，只要比较2根玻璃管内液面上升的高度，就可以比较煤油温度上升的高低，进而比较2根电阻丝放出热的多少。 注：选用煤油原因：煤油的比热容小，在相同条件下加热，温度升高得快，且它是绝缘体。 （1）将2根电阻丝串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置。 →控制电流相同 （2）闭合开关，记下电流表的读数。 （3）经过一段时间后，标出2根玻璃管内液面的位置。时间相同 （4）比较2根玻璃管内液面上升的高度，发现甲烧瓶中玻璃管液面上升的高度比乙烧瓶中的大，可以推测得出：当电流相等时，电阻越大，电流产生的热越多。 （5）当2根玻璃管中的液面降回到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关，记下电流表的读数。 →串联电路中，局部电阻减小，电路中电流增大 （6）经过与第一次相同时间的通电后，标出甲瓶（或乙瓶）玻璃管内液面的位置。→控制时间相同 （7）与上次甲（或乙）瓶玻璃管内液面上升的高度相比，此次甲（或乙）瓶玻璃管内液面上升较高，可以推测得出：当电阻相等时，电流越大，电流产生的热就越多。 （8）由常识可知，在电流、电阻相同情况下，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 注：也可采用如下图方法，分别探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系、电流通过导体时产生的热量跟电流的关系 实验结论 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，导体的电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，产生的热量就越多 2.焦耳定律 （1）焦耳定律的内容 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫作焦耳定律 计算公式 Q=I2Rt（普遍适用） 单位 公式中，表示热量，单位是；表示电流，单位是；表示电阻，单位是；表示时间，单位是 （2）纯电阻电路与非纯电阻电路 【拓展】纯电阻串、并联电路中电热与电阻的关系 （1）在串联电路中，根据知，电热与电阻成正比，即； （2）在并联电路中，根据知，电热与电阻成反比，即。 知识点二：电热器具的“双档”与“多档”问题 1.电热器具通常涉及有“高温挡”和“低温挡” 根据P=可知，当U一定时，电阻越大时，电功率越小；电阻越小时，电功率越大。所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。两个电阻在串联和并联电路中通过，比较功率来判断温度挡位【总电阻的变化】 2.用电器挡位问题 1　 多开关类 电路图 档位分析 表达式 闭合S：电路只有R2 ⇒ 高温档 断开S：R1和R2串联 ⇒ 低温档 闭合S、S1：R1和R2并联 ⇒ 高温档 只闭合S：电路只有R1 ⇒ 低温档 （R1>R2） 只闭合S1：电路只有R1 ⇒ 低温档 只闭合S2：电路只有R2 ⇒ 中温档 闭合S1、S2：R1和R2并联 ⇒ 高温档 2　 多触点开关类 电路图 档位分析 表达式 接0、1：不工作 接1、2：电路只有R1 ⇒ 低温档 接2、3：R1和R2并联 ⇒ 高温档 3　 旋钮开关类 电路图 档位分析 表达式 接1：R1和R2串联⇒ 低温档 接2：电路只有R2 ⇒ 高温档 接1：R和R串联⇒ 低温档 接2：电路只有R ⇒ 中温档 接3：R和R并联⇒ 高温档 4　 单刀双掷开关类 电路图 档位分析 表达式 闭合S1 S2接a：R1和R2并联 ⇒ 高温档 S2接b：电路只有R1 ⇒ 中温档 断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 ⇒ 低温档 【经典题型讲解】 题型一：电热的影响因素 1.如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。透明容器中均密封着等量的空气，U形管中液面高度差的变化可以反映容器内空气温度的变化。下列说法正确的是（ ） 甲 乙 A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B.甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D.乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 2.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的 ②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω ④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 3.如图是研究电流产生热量实验装置的一部分，两个透明容器内密封着等质量、同温度的空气，容器内的电热丝阻值不同。在通电时间相同的情况下，下列判断不正确的是（　　） A．该装置探究的是：通电导体产生的热量多少与电阻的关系 B．该装置通过U形管液面的高度差显示容器内空气温度的变化 C．与甲相连的U形管液面升高得少，是因为通过甲容器中的电流小 D．与乙相连的U形管液面升高得多，是因为乙容器中电阻大放热多 4.如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相等的煤油和水，瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＝RC＜RB。当闭合开关S，通电一段时间后（液体均未沸腾，不计热损失，比热容c水＞c煤油）。下列判断正确的是（） A．三个烧瓶中的液体末温高低顺序为tA＝tC＜tB B．三个烧瓶中的液体吸收的热量高低顺序为QA＝QC＜QB C．比较A、B可粗略地探究电热的多少与电流大小有关 D．比较B、C可粗略地探究煤油和水的吸热能力 5.小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现象是（　　）A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热 B．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮 C．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高 D．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热 6.小明在做“探究影响电流热效应的因素”的实验，实验装置如图甲所示，两锥形瓶内装有初温相等的等量煤油。闭合开关S一段时间后，实验现象如图乙所示。流经的电流为，流经的电流为，则（ ） 甲 乙 7.在“探究电流热效应与哪些因素有关”的实验中，小余等同学经过讨论，设计并连接的电路如图所示，甲、乙两个装置中装有相同质量的煤油。请你回答下列问题： （1）甲、乙两个装置是_________（选填“串联”或“并联”）的，这样连接的目的是_________ _____________________________________________。因此，图示的电路是为了探究电流热效应与_________（选填“电阻”或“电流”）的关系。 （2）通过比较__________________，可以比较装置中电阻丝的电阻大小。若甲装置中电阻丝的电阻比乙装置中的大，闭合开关，一段时间后，观察到的现象是__________________。由此得出的结论是___________________________。 8.小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在甲、乙两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段电热丝，且。 (1)实验中通过观察____________________来比较电热丝产生热量的多少；本实验中采用煤油来做实验，而不用水的原因是________________________________________。 (2)甲、乙两装置中的电热丝采用串联的方式连接，目的是控制通电时间和________相等。 (3)通电一段时间后，小明发现________(选填“甲”或“乙”)装置中的温度计的示数大，表明其他条件相同时，通电导体的电阻越________，产生的热量越多。 9.探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”，他们选用了以下实验器材：两个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油，相同的温度计A和B、阻值分别为R1、R2的电阻丝(R1＜R2)，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线，他们设计了如图所示的实验电路，进行如下实验：闭合开关，通电一段时间后，记下温度计A的示数为t1，温度计B的示数为t2，发现t1＜t2，请根据以上叙述回答下列问题： (1)实验中是通过观察___________________来反映电流产生热量的多少。 (2)请指出实验过程中存在的问题：_____________________________。 (3)实验改进后得出的结论是：__________________________________________________。 10.如图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。 (1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为5 Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5 Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的________不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______Ω，才能符合实验研究的要求； (2)在第(1)问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为1 A，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______A；U形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧U形管中液面高度差大于右侧U形管中液面高度差，说明________________________________________________________________； (3)本实验是研究电流的________效应，从能量转化的角度分析，是______能转化为______能。 11.如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。 (1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的________不相等。 (2)由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是__________。 (3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化，______(填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越____(填“大”或“小”)，导体产生的热量越多。 12.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中液面的高度差。 （2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， （填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面的高度差大。 （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。 （4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U形管中液面的高度差将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在 两个接线柱之间即可。 13.电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，但电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。为探究其原因，小乐设计了如图所示的实验电路，其中R1＞R2。 （1）用笔画线代替导线将实验电路连接完整。 （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，烧瓶中应加入等量的 （选填“水”或“煤油”）；实验中通过 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映电阻丝产生热量的多少。 （3）实验表明：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。则“电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热”的原因是 。 题型二：电阻串联变档位 1.某型号电饭煲有加热和保温功能，图为其内部电路原理图，R1的阻值为60.5Ω。当开关S接触点2时，电饭煲处于_______状态；当加热状态下，电饭煲1min内消耗电能为_________J。 2.如图所示，图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛巾架在正常工作30min内电流随时间变化的图象。求： （1）高温挡的功率； （2）发热电阻丝R2的电阻； （3）图丙中正常工作30min产生的热量。 3.表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。（不考虑温度对电阻的影响） ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 1100W 低温挡 440W 电源频率 50HZ 则： （1）电烤箱在高温挡正常工作15min所消耗的电能是多少焦？ （2）电烤箱在低温挡正常工作时R2的阻值是多少欧？ （3）假设在用电高峰时家庭电路实际电压为198V，电烤箱在高温挡的实际功率是多少瓦？（解答要求：要写出依据的主要公式或变形公式，要有数据代入和运算结果） 4.君君家买了一款如图甲所示的具有加热、保温两档功能的电热饭盒，内部电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变，部分参数如下表所示。求： 额定电压 220V 额定功率 保温档 60.5W 加热档 484W （1）用电热饭盒加热档正常工作时，电路中的电流为多少A？ （2）发热电阻R2的阻值为多少Ω？ （3）某次使用时，君君关闭家里其它用电器，仅让电热饭盒保温，发现家里标有“1200imp/kWh”的电子式电能表的指示灯闪烁5次所用的时间为5min，上述工作时段内电阻R1两端的实际电压为多少V？ 5.李敏家的厨房内有一个煲汤用的电热锅，它的工作原理如图所示，其中R1、R2为定值电阻。当电热锅处于加热状态时，R1中电流为I1，加热功率为1000W；当电热锅处于保温状态时，R1中电流为I2。已知I1＝5I2，则： （1）当电热锅处于保温状态时，S2闭合还是断开？ （2）求定值电阻R1的阻值。 （3）求电热锅处于保温状态时的功率。 （4）某次使用电热锅做饭时，加热用了30min，保温用了30min，求这次使用电热锅做饭需要的电费（电费按0.50元/度计算）。 6.如图甲为某电饭锅的电路原理图，图乙为该电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为阻值不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将该电饭锅接入电源电压为220V的电路中。 (1)求电饭锅处于加热挡时的电流。 (2)电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦? (3)求R1和R2的阻值。 题型三：电阻并联变档位 1.学习了“焦耳定律”的内容后，小科同学想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点，已知R1＝121Ω。请回答： （1）为了达到目的，R2该选取阻值为 （填“121Ω”或“242Ω”）的电热丝。 （2）要使该电加热器处于高温挡工作，则开关S应接触 两个触点。 （3）开关S接触“1、2”两个触点时，通电5min，电流产生的热量是 J。 2.如图所示为某饮水机的电路原理图，其中R1和R2都是电阻性的发热体。这种饮水机有加热和保温两种工作状态，由饮水机内的温控开关 S2自动控制。饮水机铭牌上提供的信息如表所示。 热水箱容量 2升 额定电压 220伏 加热总功率 555瓦 保温功率 55瓦 (1)饮水机处于加热状态时，开关S1________ (填“闭合”或“断开”，下同)、S2________；当饮水机处于保温状态时，开关S1________、S2________ . (2)饮水机处于保温状态时，通过的电流是多少? (3)发热体R1的阻值是多少? 3.如图所示为额定电压为220伏的电吹风的电路图，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120瓦。 (1)要送冷风，开关应放在________位置；要送热风，开关应放在________位置。(填“A”B”或“C”) (2)若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560瓦，则电热丝R的阻值为多大? 4.如图甲所示为一种电热水龙 头，图乙是它的电路 简图。旋转手柄可使 扇形开关S同时接触 两个相邻触点，从而 控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55欧，温水挡的电功率是2.2千瓦。 (1)S旋到________ (填“1”2”或“3”，下同)位置时，水龙头流出温水；S旋到________位置时，水龙头流出热水。 (2)电热丝R1的阻值是多大? (3)S旋到热水挡时，电路中的总电流是多大? 5.百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4 Ω，加热电阻正常工作时电功率为1 kW，电源电压220 V稳定不变。 (1)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1 A，按摩20 min，电动机线圈产生的热量是多少？ (2)加热电阻正常工作时的电阻是多少？ (3)在足浴盆中加入体积为4 L、初温为20 ℃的水升高至40 ℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420 s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 6.乐乐要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题： （1）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。 （2）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量） 题型四：电阻串联、并联混合型变多档位 1.如图为某品牌电热水器的简化电路图，热水器加热时有快加热和慢加热两种状态，加热到指定温度后自动跳到保温状态，下列分析正确的是（　　） A．快加热状态时开关S1闭合，S2断开 B．慢加热状态时开关S1断开，S2接b  C．保温状态时开关S1闭合，S2接a D．慢加热状态时电路消耗的电功率为U2/R1 2.家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要，设计了调整温度的多挡开关。使用时，转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。如图甲所示的是电熨斗的电路图，电热丝R1=R2=110Ω（其电阻不随温度变化而变化）。旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况，如图乙、丙、丁所示。下列说法正确的是（　　） A．如图乙所示的连接为高温挡，其额定功率为440W B．如图丙所示的连接为高温挡，其额定功率为880W C．如图丁所示的连接为低温挡，其额定功率为220W D．若将1与2、3与4分别连接起来为高温挡，5min内产生的热量为2.64×105J 3.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表。 型号 *** 额定充电电压 4.8V 充电电流 500mA 电池容量 800mAh （1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？ （2）右图是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。 ①图中电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________（选填“高”、“中”或“低”）温档。 ②中温档功率为多少瓦？ ③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？ 4.中医是我国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎中药时的火候，某厂家生产了一款全自动电煎药壶(如图甲)，其简化电路如图乙所示，其中是一个温控开关，温度过高时自动断开。电煎药壶有“加热”和“保温”两个挡位，两加热电阻的阻值分别为。电煎药壶在______挡位工作时，通过点的电流更小。在加热挡位下，1min内电流通过产生的热量为______J。 5.有一种电热椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图。坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为600Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R3的阻值为400Ω。闭合开关S1，调节开关S2，可以使电热椅分别处于“低温挡”“中温挡”“高温挡”。（不考虑温度的变化对电热丝电阻的影响）求： （1）该电热椅处于高温挡正常工作时电路中的电流； （2）该电热椅处于低温挡正常工作时的功率； （3）当处于中温挡正常工作时，电热椅在10s内产生的热量。 6.如图1所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求： （1）电热水壶调至中温档正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率； （2）电热水壶高温档的额定功率； 7.如图所示是家用电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热挡位，分别为1000W、800W及200W。旋钮开关可以分别置于“0”和“1”、“1”和“2”、“2”和“3”或“3”和“4”接线柱。（忽略温度对电阻的影响） （1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于中温挡？R2的阻值是多少？ （2）低温挡工作1min产生的热量是多少？R3的阻值是多少？ （3）关闭家中其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤液2min，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？（电能表的铭牌上标有3000r/kWh） 题型五：电动机的计算 1.如图所示，电阻R和电动机串联接到电路中，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有（　　） A．W1＜W2 Q1＝Q2 B．W1＝W2 Q1＝Q2 C．W1＝W2 Q1＞Q2 D．W1＜W2 Q1＜Q2 2.如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安(g取10牛/千克)。 （1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。 （2）求电动机线圈阻值。 （3）重物上升，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏？ 3.当前城镇化延设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊"的起正设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示。假设某“塔吊"配鲣的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38 kW，线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25 s．把质量为3 t的重物吊起22 m(g收10 N/kg)。求： （1）电动机吊起正物的过程中消耗的电能。 （2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量。 （3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。 4.如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U)。由此请你回答： （1）在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为　 　(填写表达式)。 （2）在电动机转动时，电流做的功　 　(填“大于”“等于”“小于”)电流产生的热量。 （3）小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。 5.如图所示电路，闭合开关，标有“6V”的小灯泡正常发光，电动机线圈的电阻为，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为_______A，2min内电动机产生的热量是_______J。 强化训练 【基础强化】 1.将一台"220V ”的电视机､一只“220V 的白炽灯、一个"220V ”的空气加热器，分别接到220V的电源上，在相同的时间内，产生的热量最多的是（ ） A.空气加热器 B.电视机 C.白炽灯 D.一样多 2.如图所示，在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水，现将电阻丝､，分别按下图所示的四种方法连接放入水槽，电源电压相同。通电相同时间后，水槽中水温最高的是（ ） 3.如图为某电热靴的加热电路，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c三处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为6W，下列说法正确的是（　　） A．金属片M拨至c处时是低温挡 B．金属片M拨至a处时是高温挡 C．高温挡工作时，电热靴功率是12W D．中温挡工作时，电热靴功率是12W 4.如图是研究电热跟哪些因素有关的装置，将R1、R2两电阻丝（R1＞R2）分别密封在两只完全相同的烧瓶内，瓶内装入等质量的煤油。下列说法正确的是（　　） A．该装置可以探究电热与电阻的关系 B．滑动变阻器的滑片向左移，两瓶中煤油温度上升更慢 C．闭合开关后，甲温度计上升比乙慢 D．烧瓶内选用煤油而不是水，原因是煤油比热容更小而升温慢 5.电炉丝通电后热得发红，而与电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这主要是因为（　　） A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大 B．铜导线有绝缘层，所以不怎么热 C．铜导线的电阻较小，因此产生的热量较少 D．铜导线的电阻较大，因此产生的热量较少 6.有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则（　　） A．R1∶R2＝1∶4 B．R1∶R2＝1∶3 C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s 7.在相同的时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是（ ） A．甲的电阻一定大于乙的电阻 B．甲两端的电压一定大于乙两端的电压 C．甲电阻丝的电流一定比乙电阻丝的电流大 D．甲实际消耗的功率一定大于乙实际消耗的功率 8.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（   ） A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q＝(U2/R)t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 9.甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等。甲导体比乙导体的长度和横截面积都小。将它们如图所示串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙导体升高的温度，正确的是（    ） A．甲导体的温度升高的多 B．乙导体的温度升高的多 C．甲、乙导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断 10.用“220V，800W”的电热壶烧水．若不考虑能量损失，当把它接入110V的电源上时，用32min可将一壶水烧开，若将该壶接在220V电源上时，烧开同样一壶水所用时间为（    ） A．12min B．16min C．24min D．8min 11.甲、乙、丙、丁四个相同容器中装有质量和初温相同的水，每个容器内放入一个电阻丝，其电阻大小和连接方式如图所示。若同时通电，则哪个容器中的水最先沸腾（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 12.一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（　　） A．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q B．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2t C．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5Q D．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U 13.小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是（　　）A．电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大 B．电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小 C．接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多 D．接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多 14.如图是电烤箱内部简化电路图，则当电烤箱处于低挡位时，开关S1、S2的状态应该是（　　） A．S1置于触点b，S2断开 B．S1置于触点b，S2闭合 C．S1置于触点a，S2闭合 D．S1置于触点a，S2断开 15.某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（） A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态 B．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能 C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W D．电饭煲处于保温状态时的电流是1.1A 16.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源两端(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ） A.6J B.30J C.36J D.60J 17.电饭煲一般有加热和保温两个挡位，当S1、S2都闭合时为加热挡，断开S2为保温挡，以下电路图不符合要求的是（　　） A．B．C．D． 18.某同学想设计一个具有加热和保温功能的电热器模型，且加热与保温的功率之比为4∶1，他利用阻值为10Ω的R1和阻值为40Ω的R2设计了如下电路图，若电源电压不变，则符合要求的电路图是（　　） A．B．C．D． 19.某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明､换气的功能，又可以实现送自然风､暖风､热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、1、2触点接触，､是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。 额定电压 220V 照明功率 20W 换气功率 35W 暖风功率 1133W 热风功率 2233W 关于下列结论： ①开关､､断开，S只与触点2接触时，浴霸处于送自然风状态； ②每根电热丝的阻值都为44Ω； ③电路中通过开关S的电流最大为10.14A； ④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为。 其中正确的是（ ） A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 20.有两个用电器，一个是“220V；100W”的电风扇，另一个是“220V；100W”的电熨斗，在额定电压下工作相同的时间，这两个用电器消耗的电能_______（填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”），产生的热量_______（填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”）。 21.如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的_______效应实现高温封口，内产生的热量为_______J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以__________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 。 22.图甲是某电火锅，图乙是其内部简化电路，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，没有加热作用。图丙是发热管的内部结构，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档是不同功率的挡位，电热丝被均分为四段接入电路，忽略其他元件电阻。 （1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （填“断开”或“闭合”）。 （2）加热时，锅内水温升高，其中改变水内能的方式是 （填“做功”或“热传递”）。 （3）各档位的功率关系为：Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ。则接线柱a、b、c中连入电路的是 。 （4）Ⅳ档的功率为1000W。若在Ⅲ档下工作5min，求发热管消耗的电能。 。 23.如图所示，这是一种家用电热水龙头的实物图和电路原理图，该水龙头利用了电流的_______效应。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。则当开关S同时接触3、4触点时，水龙头流出的是_______（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。已知电热丝R1＝55Ω、R2＝88Ω，则当水龙头流出温水时，正常工作5min电热丝放出的热量是_______J。 24.实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。    （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉； （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R_______（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察______________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少； （3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：________________________________________________________； （4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有_______（请举一例）； （5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中_______（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻______联（选填“串”或“并”）进行实验。 （6）本实验应用的研究方法有转换法和____________法。 25.如图所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡规格为“6V3W”，闭合开关，灯泡正常工作。求： （1）灯泡正常工作时的电阻； （2）灯泡工作5min消耗的电能及电阻工作5min产生的热量。 26.有一款新型智能电热 水壶，有高、中、低三挡，并可手动 调节，它的等效电路图如图所示， 其中R1=R2=88欧，均为电热 丝，单刀双掷开关S2可接a或b。 (1)开关S1、S2处于什么状态时，电热水壶处于低温挡? (2)电热水壶处于中温挡时的电流是多大? (3)用高温挡加热时，电功率是多大?把1千克水从20℃加热到100℃需要多长时间?[c水=4.2×103焦/(千克•℃)，不计热量损失，计算结果保留整数] 27.电吹风是现代家庭的常用电器。如图甲所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如下表所示： 额定电压 220V 频率 50Hz 吹热风时功率 880W 吹冷风时功率 80W （1）当只闭合S1时，电吹风工作1min消耗的电能是多少J? （2）当同时闭合S1、S2时，电吹风工作时通过R的电流为多大? （3）当电吹风吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J? 28.如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1，R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=35Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光。（忽略温度对电阻的影响） （1）求电源电压； （2）当S1闭合，S2断开时，求电流表示数的大小； （3）当S1，S2都闭合时，求整个电路通电210s产生的热量。 29.小楠的爸爸新买回来一个全自动豆浆机，其外形、工作电路和铭牌如图甲所示。其中S为自动控制的单刀双掷开关。豆浆机工作时共分为五个工作程：（1）将黄豆初碾成浆→（2）预热→（3）将黄豆进一步碾碎→（4）煮浆→（5）断电报警。如图乙为将黄豆打成豆浆过程中豆浆机电功率随时间变化的图像。求： （1）豆浆机煮浆时的功率是 瓦。 （2）将黄豆打成豆浆的（分钟）过程中消耗的总电能是多少 ？ （3）第四个过程为煮浆过程，豆浆的质量为，初温为，则将豆浆加热至沸腾（）过程中豆浆机的加热效率是多少 ？[已知豆浆的比热容：] 30.图甲是一款养生壶，图乙是其简化电路图，部分参数如下表所示，R1、R2是电热丝（阻值不随温度的变化而变化），[粥的比热容取]，求： 额定电压/V 220 加热挡功率/W 880 保温挡功率/W 176 （1）加热挡正常工作时，电路中的电流； （2）电热丝的阻值； （3）将1.1kg的粥从20℃加热到100℃，需要加热挡正常工作500s，此养生壶的加热效率。 31.如下表所示为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，当开关闭合时，处于高温挡，开关断开时处于低温挡。求： 额定电压 220伏 额定功率 高温挡 1210瓦 低温挡 440瓦 (1)电烤箱在低温挡正常工作15分钟时所消耗的电能。 (2)R2的电阻。 (3)假设在用电高峰时，电烤箱高温挡工作时的实际功率为1000瓦，此时电烤箱工作时的实际电压是多少? 32.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙。 型号 *** 额定充电电压 4.8V 充电电流 500mA 电池容量 800mAh （1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？ （2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。 ①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为 （选填“高”、“中”或“低”）温档。 ②中温档功率为多少瓦？ ③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？ 33.培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进行。如图是研究性学习小组的同学设计的恒温箱。他们将一段电热丝R接入电源电压为36V的电路中，测得其实际功率为27W（电热丝阻值不随温度变化）。 请你解答下列问题：（写出计算过程） （1）通过电热丝R的电流为 A。 （2）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下，需在箱内串联一段阻值为60Ω的电热丝。 （3）为保证菌种的培养，箱内发热功率应为12W在不改变电源电压和原电热丝的情况下，在箱外应 联（填“串联”或“并联”）一段 欧阻值的电热丝。 34.如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，通过旋转可以实现挡位的转换。 （1）小明在开始加热前测得水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，结果保留两位小数） （2）R1的阻值为多少？ （3）该加湿器在低档时的发热功率是多少？ 35.一台电热饮水机的铭牌如表所示，其内部简化电路如图所示。饮水机有加热和保温两种工作状态，R1和R2均为电热丝，可在电流通过时产生热量并被水吸收，且阻值保持不变。则： （1）R1的阻值为 Ω。 （2）电热饮水机处于加热挡时，饮水机的加热效率为90%，则将1.5L的水从23℃加热到100℃需要多长时间？ （3）电热饮水机处于保温挡时，按保温功率正常工作，恰好可以使1.5L水温度保持在100℃，若热水热量散失快慢与温度无关而保持恒定，则加热到100℃后关闭电源，过多少时间水温会降到78℃？ 36.小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求 （1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数） （2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。 （3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。 （4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。 37.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”“低温挡”“高温挡”。正常工作时先使用高温档将中药煮沸，再转用低温档慢熬。 （1）低温挡加热时，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？ 38.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。 39.如图甲所示为某品牌空气炸锅，工作时电热丝将空气加热，利用高温空气代替食用油，通过高功率的风扇，使高温空气在密闭空间内形成循环热流，通过热流使食物迅速变熟，无油烹饪，更加健康。其内部简化加热电路如图乙所示，由发热电阻R1和R2组成，其中R1=50Ω，R2=200Ω；通过开关S、S1的通断可实现“高”“中”“低”三挡不同功率的切换。 （1）若要实现低温挡，则S1断开，S接___________（填“a”或“b”）。 （2）当S1闭合，S接b时，空气炸锅处于高温挡，求高温挡的加热功率。 （3）用此空气炸锅制作葡式蛋挞，需要预热到设定温度，再在设定温度下烤10-12分钟。若此空气炸锅的热效率为50%，某次制作100g葡式蛋挞，原料温度为20℃，设定的温度为170℃，请计算这次预热阶段消耗的电能[c蛋挞=3.7×103J/(kg•℃)] 40.如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡和低温挡的额定功率分别为1800W和1000W，简化电路如图乙所示。求： （1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于________（选填“高温挡”或“低温挡”）； （2）电阻丝R2的阻值为多少？ （3）电加热器工作原理是利用________。 （4）在额定电压下，使用高温挡工作1h，电加热器消耗的电能是多少？ （5）关闭其他所有用电器，单独使用该加热器在低温挡工作15分钟观察到电能表表盘转动96转，此时加热器实际功率为多少？ 41.某滚筒洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。 （1）当洗衣机处于脱水状态时，开关应置于 _____ （选填“1”、“2”或“3”）位置。 （2）该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为 _______ 能。 （3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为多少？ 【素养提升】 1．小明用如图装置进行实验：①闭合开关，1分钟后记录温度计示数；②断开开关，待瓶中液体冷却至室温，减小滑动变阻器阻值并重复操作①。该实验探究的是（　　） A．电热与电阻大小的关系 B．电热与电流大小的关系 C．电热与通电时间的关系 D．电热与发热材料的关系 2.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，群宇同学设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1＜R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与完 全相同的气球相连，两次实验电源电压相同，以下说法正确的是（　　） A．乙装置可用来研究电热与电流的关系 B．通电 3min 后，A 气球要比 B 气球大 C．通电 3min 后，C 气球最大 D．通电 3min 后，D 气球最大 3.某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点低的材料制成 B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多 C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大 D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻要小得多 4.小明验证“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”，装置如图所示。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲<R乙，煤油吸收的热量等于电阻丝放出的热量。下列说法中正确的是（  ） A．闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲>I乙 B．相同时间内，甲、乙两烧瓶中煤油吸收的热量相等 C．选用比热容较小的煤油，可以更快看到两温度计示数变化情况 D．此实验无法验证导体产生的热量跟通电时间的关系 5.小组同学用如图所示的装置进行实验，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温均相同的煤油，每个容器放入同种材料绕成的发热线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=2R1，实验时同时通电。下列说法错误的是（  ） A．通电一段时间后，甲中煤油的温度比乙中的低 B．通电一段时间后，丙中煤油的温度比丁中的低 C．对比甲、乙中煤油的温度可知电流产生的热量与电阻大小有关 D．该实验用煤油的温度变化反映电流产生热量的多少，用到了转换法 6.我们用图中的装置进行实验，甲瓶中盛着0.1kg的油，乙瓶中盛着0.1kg的水，定值电阻R1和R2分别给油和水加热，两电阻工作相同时间，油和水均未沸腾，观察到甲温度计升高2℃，乙温度计升高1℃。该过程R1和R2产生的热量分别全部被油和水吸收。已知油的比热为水的一半。则（　　） A．甲瓶中油吸收的热量比乙瓶中水吸收的热量少 B．R1产生的热量比R2产生的热量多 C．R1的阻值大于R2的阻值 D．R1消耗的电能等于R2消耗的电能 7.用如图装置探究影响电流热效应的因素，甲、乙、丙三个相同的容器均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1=R3=5Ω，R2=10Ω，下列说法中正确的是（　　） A、探究电流热效应与电流的关系应选择R2和R3进行比较 B、闭合开关后，R1和R3的电功率之比是1：3 C、闭合开关后，相同时间内烧瓶中温度计示数的变化量：甲＜乙＜丙 D、比较物质的比热容只需将某一瓶煤油换成等质量的水 8.饮水机和电饭煲都具有保温和加热功能。小明设计了如图所示的模拟电路，当S1闭合，S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时为加热状态。其中不符合上述要求的是（　　） 9.如图是某台电饭锅的工作原理示意图。电饭锅的加热板内有电阻为R0的电阻器，闭合开关后电饭锅处于加热状态，断开开关后电饭锅处于保温状态。在加热和保温两种状态下，下列叙述正确的是（　　） A．加热状态时电路中的总电阻大 B．保温状态时电路中的总电阻大 C．加热状态时电阻为R0的电流小 D．保温状态时电阻为R0两端的电压大 10.电饭煲具有保温和加热功能，晓东同学设计了如图所示的模拟电路（R1＞R2），其中保温状态和加热状态电功率都最小的是（ ） 11.某电饭锅有加热和保温两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2为加热电阻，S为电源开关，S1为温控开关。闭合电源开关S，温控开关S1由闭合到断开，下列说法正确的是（　　） A．电饭锅进入加热状态 B．电路总电压变小 C．电路总电流变大 D．电路总功率变小 12.某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（　　） A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态 B．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能 C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W D．电饭煲处于保温状态时的电流是1.1A 13.如图所示是一款家用电水壶的电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。已知保温功率为88W，R1阻值为44Ω，家庭电路电压为220V，下列说法正确的是（　　） A．保温状态下R1、R2并联连接 B．开关旋至1位置时电路处于加热状态 C．电阻R2的阻值为550Ω D．加热状态下的总功率为1100W 14.某学校举办的“创新实践活动”中有这样一道设计题目：“已知一款电饭煲的部分参数如下表所示其内部由两根完全相同的电热丝R和若干开关组成，请你设计该电饭煲内部可能的电路图。”小晋和小雯根据题目要求设计了如图所示的两种电路，下列分析正确的是（　　） A．小晋设计的电路中，保温时需要同 B．小雯设计的电路中，加热时开关S应闭合，S1应断开时闭合开关S和S1 C．小雯设计的电路中的电热丝R的阻值应为44Ω D．小晋和小雯设计的电路中保温功率均为550W 15.某款电热水壶有加热和保温两挡，其内部简化电路可能存在如图所示的三种情况。下列有关该电热水壶工作过程的描述正确的是（　　） A．图甲中，若开关S接1时为加热挡，则R1>R2 B．图乙中，当S1闭合、S2断开时，通过电热水壶的电流较大 C．图丙中，当S1闭合、S2断开闭合、S1断开时，电热水壶处于保温挡 D．甲、乙、丙图中只有一个电阻中有电流通过时，电热水壶均处于加热挡 16.如图是一款电热水壶的电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换，保温功率为88 W，R1阻值为44Ω，关于该款热水壶下列说法正确的是（　　） A．电热水壶加热时应将开关旋至1挡 B．电热水壶加热功率为1100W C．R2的阻值为484Ω D．若工作时加热了5分钟，保温了 1小时，共消耗的电能为6.468×104J 17.如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1>R2，闭合开关，电路产生的总热量由大到小的顺序是（ ） A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁　　　　B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲 C.Q丁>Q乙>Q甲>Q丙　　　　D.Q丙>Q乙>Q甲>Q丁 18.两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 19.如图所示，ab和bc是两根电热丝，若将a､b端接在某一电压恒定的电源两端时，1min产生的电热是120J；若将b､C端接在同一电源两端，1min产生的电热是60J，则把a､C端接在这个电源两端时，1min产生的电热是____J。 20.如图甲所示是一款电煮茶器，配有智能温控系统，其电路如图乙所示，其中R1、R2均为电热丝。该电煮茶器工作时开关S闭合后，温控开关S1先闭合实现“武火快沸”功能将水先烧开，然后温控开关S1断开实现“文火慢煮”功能进入烹茶过程。已知“文火慢煮”挡功率为400W，电阻丝R2的阻值为121Ω。试求： （1）“武火快沸”挡功率是多少？ （2）“文火慢煮”5min消耗的电能是多少？ 21.在宁波，海鲜烹饪文化盛行，小余家购买了一款专门用于炖煮海鲜的电炖锅，该电炖锅有强炖和慢炖两个挡位。其内部简化电路图如图所示，R1、R2为两个发热电阻，R1＝484Ω，强炖挡功率为1200W。已知海鲜汤的比热容c海鲜＝4.0×103J/（kg•℃），求： （1）电炖锅正常工作时，慢炖挡的功率； （2）电炖锅正常工作时，电阻R2的阻值； （3）某次电炖锅对海鲜汤加热时，加热效率为80%，要使2.4kg的汤温度升高75℃需要消耗多少电能？ 22.如图所示是养生壶及其工作原理图，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，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态）。 （1）分析说明 A、B哪个是红灯，哪个是绿灯； （2）求该养生壶的加热功率； （3）电阻R2的阻值。 23.如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W。已知：电源电压为220V，c冰=2.1×103J/（kg•℃）。求： （1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从-16℃升高到-6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？ （2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？（3）吹热风时，R2的电阻是多少？ 24.泡制一杯咖啡，一般包含磨咖啡豆、加热咖啡、保温三个阶段。图甲为某品牌多挡位咖啡机，其电路结构简化图如图乙所示。图乙中电动机用于磨咖啡豆，定值电阻R1、R2为发热电阻。该咖啡机铭牌上的部分参数如下表所示。 （1）若断开S1、闭合S2和S3，咖啡机的工作状态处于哪个阶段？并说明理由； 额定电压 磨豆功率 加热功率 保温功率 220V 150W 2000W 100W （2）求电阻R2的阻值是多少； （3）若某次泡制咖啡过程中，其中磨豆用时20s、加热用时200s、保温用时100s，则本次泡制咖啡共消耗多少J电能。 25.杭州梅家坞茶叶以自然品质优异而闻名。茶叶杀青是制茶工艺中的一个重要工序，该工序是通过高温破坏和钝化鲜茶青中的氧化酶活性，杀青一定时间后，要降低加热功率，使筒内温度下降。甲图是一种滚筒式茶叶杀青机，乙图是工作原理图，当筒内温度到达限定最高温度时，温控器能自动断电。加热电阻R1阻值为96.8欧、R2阻值为24.2欧。 （1）调节切换开关可以使茶叶杀青机处于“关、高温、自动、低温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为高温挡。 （2）切换开关打到“3”位置时，求电路工作1分钟消耗的电能。 （3）高温工作状态时，将5千克的茶青由20℃加热到70℃需要多长时间？[电能的60%转化为茶青的内能，不考虑水蒸发，该茶青比热容为3.6×103J/（kg•℃）] 26.宾宾同学买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所示，、都是电热丝，电源电压保持36V不变。 （1）当闭合，接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求的阻值为多少？ （2）当闭合，接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和阻值为多少？ （3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃，那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？ 27.小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其电路如图所示，和均为电热丝。 ××牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温档 　 低温档 440W 电源频率 50Hz （1）当电烤箱处于低温档时，、所处的状态是　 　。 （2）当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？ （3）小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。（“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次） 28.如图甲为一款有高、中、低温三挡的家用蒸气电熨斗，为了方便计算与理论处理，其电路原理可以用如图乙表示，合理控制开关，可以实现控温。R1、R2、R3为电热丝，R2＝R3且电阻丝的电阻不随温度变化。如果电源电压恒为100V时，高温挡的功率为1000W，低温挡为400W，则： （1）电熨斗在高温挡状态下正常工作1分钟消耗多少电能？ （2）R1的阻值为多大？ （3）中温挡的电功率为多大？ 29.现有一个小型水电站，如图所示，发电机提供的电压U＝250 V，保持恒定，通过输电线向较远处用户输电，输电线的总电阻R0＝0.15 Ω。闭合开关S，若发电机提供给电路的总功率P＝50 kW，求： (1)通过输电线的电流I和输电线上损耗的热功率P0。 (2)用户得到的功率P1和输电效率η。 (3)若将输电线改为超导输电线，在保证用户得到以上功率不变的情况下(此时可在用电器前端加一调压装置，以保证用电器能正常工作)，与原来相比，每天节省的电能可供一个额定功率P2＝1 kW的电饭煲正常工作多少天？(假设电饭煲每天工作2 h) 30.某商厦每层楼高3 m，小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25 s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4 Ω，电梯厢(含动滑轮)的质量为140 kg，提升上述货物时电流表的示数为20 A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，g取10 N/kg，请解答下列问题： (1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？ (2)电梯工作时消耗的总电能是多少？ (3)电动机工作时的效率多大？ 23 / 23 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $