戰(zhàn)2025年《二輪核心考點實戰(zhàn)》中考物理二輪專項復習核心考點講解與必刷題型匯編專題15電熱器及其擋位問題含答案及解析

專題15電熱器及其擋位問題知識一提出問題(1)現(xiàn)有兩只電阻R1，R2(R1>R1)，一個電壓為U的電源，你可以組裝幾種出連接方式不同的電路?(2)這些連接方式中電路總電阻分別是多少?關(guān)系如何?(3)這些連接方式中電路總功率分別是多少?關(guān)系如何?結(jié)論:由P=U2/R可知:當U一定時，發(fā)熱功率P與電阻R成反比，即電阻越大發(fā)熱功率越小，電阻越小發(fā)熱功率越大。知識點二電熱器多檔問題（1）串聯(lián)電路的多檔問題①短路式:兩個電阻串聯(lián)，把開關(guān)與其中一個電阻并聯(lián)，如下圖所示。當閉合開關(guān)時，有一個電阻短路，只有一個電阻工作，此時為高溫檔:當斷開開關(guān)時，兩電阻串聯(lián)，電阻大一些，電熱器的功率小一些，此時為低溫檔。②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上，一條支路用導線，一條支路連接附加電阻。當開關(guān)擲向附加電阻的支路時，兩電阻串聯(lián)，為低溫檔:當開關(guān)向?qū)Ь€支路時，只有主要工作電阻工作，此時為高溫檔。③公式計算:閉合S時，R短路，為高溫檔:P=U2/Ro閉合S斷開時，R、Ro串聯(lián)，為低溫檔:Ro是發(fā)熱電阻R是分壓電阻時，P低=[U/(R+Ro)]2/RoR、Ro都是發(fā)熱電阻時，P高=U2/(R1+R2)（2）并聯(lián)電路的多檔問題公式計算:閉合S1接bS2斷開時，低溫檔:P=U2/（R1+R2）只閉合S?時，中溫檔:P=U2/R1閉合S1接a、S?時，高溫檔:P=U2/R1+U2/R2（2023?營口）某款帶保溫功能的電水壺，其簡化電路圖如圖所示。S為總開關(guān)，S1為自動控制開關(guān)，R1和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻，R2＝840Ω，加熱功率為1210W。電水壺將質(zhì)量1kg、初溫20℃的水燒開，加熱效率為84%。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），標準大氣壓]。求：（1）水吸收的熱量；（2）把水燒開需要多長時間（結(jié)果保留整數(shù)）；（3）電水壺的保溫功率。（2023?隨州）如圖1是陳老師辦公室電熱水壺的照片，如圖2是其內(nèi)部電路的簡化圖。電路主要由并聯(lián)的兩個支路組成：一支路是由指示燈（2V0.1W）和“限流電阻”串聯(lián)而成；另一支路接有發(fā)熱盤（發(fā)熱電阻）。已知電源電壓為220V，水的比熱容為4.2×103J?（kg?℃）﹣1。（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于10Ω為“小電阻”，大于100Ω為“大電阻”）。直接寫出你判斷的結(jié)論無需證明無需說明理由。。（2）用該電熱水壺給壺內(nèi)1kg、20℃的水加熱，已知加熱功率為1000W，加熱時80%的熱量被壺內(nèi)的水吸收，求多長時間可以將水燒開（100℃）？（2023?山西）如圖是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能（S1為總開關(guān)，S2為溫控開關(guān)），其內(nèi)部有兩個加熱電阻絲R1和R2（R1的電阻是198Ω，R2的電阻是44Ω）。某次將2kg初溫為20℃的米和水加熱到100℃，然后自動轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。下表是電飯鍋銘牌上的部分參數(shù)，求解下列問題。[米和水混合物的比熱容為4.0×103J/（kg?℃）]容量/kg3.0額定電壓/V220加熱功率/W1100保溫功率/W200（1）加熱過程中，米和水吸收的熱量。（2）正常加熱時，通過電路的電流。（3）請你在虛線框內(nèi)畫出電飯鍋的電路圖，并結(jié)合所畫的電路圖說明開關(guān)是何種狀態(tài)時電飯鍋處于加熱狀態(tài)。（2023?安徽）為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質(zhì)量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。（1）求該過程中水吸收的熱量；（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比，偏大還是偏?。亢喴f明原因。（2023?無錫）圖甲是某型號電開水器結(jié)構(gòu)簡圖，圖乙是它的電路原理圖，控制進水口的浮球閥由不銹鋼浮球、繞O點轉(zhuǎn)動的金屬桿ABC、連桿CD、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為220V。冷水自進水口進入冷水箱，再經(jīng)連通管進入煮水箱，當冷水箱水位達到設定高度，浮球浮起，AB水平，連桿CD水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管R1工作，額定煮水功率為3300W，水沸騰后經(jīng)出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同時S2斷開，重復上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)S1與觸點1接通，貯水箱中的電熱管R2工作，進行保溫，額定保溫功率為660W。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），使貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在90℃～95℃．R3是定值電阻。RT是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高1℃，電阻減小100Ω，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg]（1）該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為。A.3AB.12AC.15AD.18A（2）該電開水器煮水箱電熱管R1連續(xù)正常工作1小時能產(chǎn)生33L的開水，若冷水溫度為22℃，開水溫度為100℃，則煮水箱的加熱效率為多少？（3）冷水箱中的浮球質(zhì)量為0.55kg，金屬桿ABC質(zhì)量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N；若浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，則浮球體積為m3，貯水箱中保溫控制電路的電壓U是V。（2022?碧江區(qū)校級一模）下列用電器在各自的額定電壓下工作相同的時間，其中產(chǎn)生熱量最多的是（）A．220V、700W的電飯鍋 B．220V、700W的空調(diào) C．220V、700W的城市路燈 D．110V、1000W的熱水器（2022?淮北模擬）某電動機正常工作時兩端電壓為U，通過電動機線圈的電流為I，電動機線圈電阻為r，則電動機正常工作時因發(fā)熱而損失的功率為（）A．UI B．I2r C．UI﹣I2r D．UI+I2r（2022?麒麟?yún)^(qū)校級模擬）用兩只相同的電加熱器，分別給相同體積的水和某種油加熱，在開始和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加熱的效率都為90%，油的末溫沒有達到它的沸點．下列說法正確的是（）加熱時間（min）03水的溫度（℃）1828油的溫度（℃）1843A．水和油的質(zhì)量之比是4：5 B．這種油的比熱容為2.1×103J/（kg?℃） C．加熱3min，油吸收的熱量比水吸收的熱量多 D．加熱效率沒有達到100%，是因為電加熱器沒有把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（2023?天山區(qū)校級一模）圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定功率為5W，電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0.6A，在保證電路各元件安全的前提下，先只閉合開關(guān)S、S1，將滑片P從最右端b向左最大范圍移動到a點，再斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，將滑片P從a點向右移動到最右端。圖乙是這兩次實驗過程中繪制的電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像，下列說法正確的是（）A．小燈泡的額定電壓為5V B．電源電壓為10V C．只閉合開關(guān)S、S2，滑片P在a點時，定值電阻R2在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為8J D．只閉合開關(guān)S、S1，滑動變阻器R1的阻值變化范圍為4Ω～32Ω（2023?和平區(qū)校級三模）某品牌家用吸塵器及其銘牌如圖所示，正常工作10秒時間內(nèi)電動機做總功為J，若電動機線圈電阻為1Ω，10秒時間內(nèi)電動機線圈發(fā)熱量是J，該吸塵器電動機的效率為%（保留整數(shù)）。產(chǎn)品尺寸（mm）358×248×307額定電壓（V）220額定功率（W）1100（2023?姑蘇區(qū)校級模擬）如圖是一款養(yǎng)生壺和它的電路簡圖，該壺有“加熱”和“保溫”兩擋。電源電壓為220V，電阻絲R1＝R2＝44Ω，當開關(guān)閉合時，養(yǎng)生壺在“加熱”擋工作。壺內(nèi)1kg的水從20℃到燒開所需加熱時間為336s。若不計熱量損失，加熱過程中電熱壺的實際功率（選填“小于”“大于”或“等于”）額定功率。[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），當?shù)貧鈮簽?標準大氣壓]（2023?貴池區(qū)二模）某品牌電熱水杯如圖甲所示，水杯容量為330mL，有高、中、低三個加熱擋位，乙圖為其工作電路簡圖，其中U恒為220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，若該電熱水杯加熱效率為90%，則用高溫擋將滿杯水從20℃加熱到98℃，需要s。（2023?會昌縣模擬）胡灝同學家的豆?jié){機銘牌和簡化電路如圖所示。豆?jié){機工作時加熱器先加熱，待水溫達到64℃時溫控開關(guān)閉合，電動機開始打磨且加熱器繼續(xù)加熱，直到產(chǎn)出豆?jié){成品，電源開關(guān)自動斷開。該同學用初溫20℃，體積2L的水和少量豆子制作豆?jié){（豆子的質(zhì)量可以忽略不計），設電源電壓為220V恒定不變，不計導線的電阻。求：豆?jié){機銘牌最大容積3L額定頻率50Hz額定電壓220V加熱器功率880W電動機功率120W（1）加熱器的電阻R多大？（2）體積為2L的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）如果在溫控開關(guān)閉合前加熱器產(chǎn)生的熱量70%被水吸收，則加熱器單獨工作的時間是多少？（4）本次制作豆?jié){共計用了18min，則本次制作豆?jié){共消耗的電能是多少？（2023?東莞市模擬）如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，如圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖丙所示。求：（1）電飯煲運行在高溫擋時，電路中的總電流；（2）R2的阻值；（3）0～30min電飯煲產(chǎn)生的總熱量。（2023?鄆城縣三模）如圖甲是一款家庭用煮茶器，有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發(fā)熱電阻，煮茶器部分參數(shù)如表。煮茶器的加熱效率為80%。[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]，求：裝滿水質(zhì)量1.5kg額定電壓220V保溫擋功率100W加熱擋功率1000W（1）發(fā)熱電阻R1的阻值；（2）煮茶器中裝滿初溫為20℃的水，在標準大氣壓下，將水剛好加熱到沸騰，水吸收的熱量；（3）煮沸一壺水所用時間。（2023?臨淄區(qū)二模）圖甲是一家用電暖器，有“低溫”、“中溫”、“高溫”三擋，銘牌見表（“高溫”擋功率空出），圖乙為其簡化的電路原理圖，S是自我保護開關(guān)，電暖器跌倒時，S自動斷開，切斷電源，保證安全，閉合S1為“低溫”擋。求：（1）“低溫”擋正常工作時的電阻是多少？（2）“高溫”擋正常工作時的總電流是多少？（3）若某房間內(nèi)空氣質(zhì)量為60kg，空氣溫度為10℃，設定空氣的比熱容為1.1×103J/（kg?℃）且保持不變，用該電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘，放出熱量的50%被房間內(nèi)的空氣吸收，那么可使此房間的空氣溫度升高多少℃？××牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫擋550W中溫擋1100W高溫擋頻率50Hz（2023?鞍山模擬）如圖甲所示為家用智能電熱馬桶蓋，圖乙是其電路，R1和R2兩個定值電阻（表示兩個電熱絲），單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，該電路通過開關(guān)S1和S2的不同接法組合，實現(xiàn)“高溫擋、中溫擋、低溫擋”三種加熱功能。當開關(guān)S1斷開，S2接a時電路的功率為44W，開關(guān)S1閉合，S2接a時電路的功率為88W：（1）R2的阻值；（2）開關(guān)S1閉合，S2接b時電路的功率；（3）馬桶圈的質(zhì)量m＝650g，要讓馬桶圈的溫度升高8℃，則用“高溫擋”加熱的方式需要多長時間。（設電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，馬桶圈材料的比熱容c＝0.44×103J/（kg?℃））

專題15電熱器及其擋位問題知識一提出問題(1)現(xiàn)有兩只電阻R1，R2(R1>R1)，一個電壓為U的電源，你可以組裝幾種出連接方式不同的電路?(2)這些連接方式中電路總電阻分別是多少?關(guān)系如何?(3)這些連接方式中電路總功率分別是多少?關(guān)系如何?結(jié)論:由P=U2/R可知:當U一定時，發(fā)熱功率P與電阻R成反比，即電阻越大發(fā)熱功率越小，電阻越小發(fā)熱功率越大。知識點二電熱器多檔問題（1）串聯(lián)電路的多檔問題①短路式:兩個電阻串聯(lián)，把開關(guān)與其中一個電阻并聯(lián)，如下圖所示。當閉合開關(guān)時，有一個電阻短路，只有一個電阻工作，此時為高溫檔:當斷開開關(guān)時，兩電阻串聯(lián)，電阻大一些，電熱器的功率小一些，此時為低溫檔。②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上，一條支路用導線，一條支路連接附加電阻。當開關(guān)擲向附加電阻的支路時，兩電阻串聯(lián)，為低溫檔:當開關(guān)向?qū)Ь€支路時，只有主要工作電阻工作，此時為高溫檔。③公式計算:閉合S時，R短路，為高溫檔:P=U2/Ro閉合S斷開時，R、Ro串聯(lián)，為低溫檔:Ro是發(fā)熱電阻R是分壓電阻時，P低=[U/(R+Ro)]2/RoR、Ro都是發(fā)熱電阻時，P高=U2/(R1+R2)（2）并聯(lián)電路的多檔問題公式計算:閉合S1接bS2斷開時，低溫檔:P=U2/（R1+R2）只閉合S?時，中溫檔:P=U2/R1閉合S1接a、S?時，高溫檔:P=U2/R1+U2/R2（2023?營口）某款帶保溫功能的電水壺，其簡化電路圖如圖所示。S為總開關(guān)，S1為自動控制開關(guān)，R1和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻，R2＝840Ω，加熱功率為1210W。電水壺將質(zhì)量1kg、初溫20℃的水燒開，加熱效率為84%。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），標準大氣壓]。求：（1）水吸收的熱量；（2）把水燒開需要多長時間（結(jié)果保留整數(shù)）；（3）電水壺的保溫功率?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；（2）把水燒開需要放出的總熱量：Q總=Q吸η由電路圖可知，開關(guān)S、S1閉合時，電路為R1的簡單電路，此時電路的總電阻最小，總功率最大，處于加熱狀態(tài)，加熱功率為1210W，由公式W＝Pt可得，把水燒開需要的時間：t=W（3）由P=U2R可知，加熱狀態(tài)下R1的阻值：R1=由電路圖可知，開關(guān)S閉合、S1斷開時，R1與R2串聯(lián)，總電阻R總＝R1+R2＝40Ω+840Ω＝880Ω；此時電路中的總電阻最大，總功率最小，處于保溫狀態(tài)，則電水壺的保溫功率為：P′=U答：（1）水吸收的熱量為3.36×105J；（2）把水燒開需要約331s的時間；（3）電水壺的保溫功率為55W。（2023?隨州）如圖1是陳老師辦公室電熱水壺的照片，如圖2是其內(nèi)部電路的簡化圖。電路主要由并聯(lián)的兩個支路組成：一支路是由指示燈（2V0.1W）和“限流電阻”串聯(lián)而成；另一支路接有發(fā)熱盤（發(fā)熱電阻）。已知電源電壓為220V，水的比熱容為4.2×103J?（kg?℃）﹣1。（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于10Ω為“小電阻”，大于100Ω為“大電阻”）。直接寫出你判斷的結(jié)論無需證明無需說明理由。。（2）用該電熱水壺給壺內(nèi)1kg、20℃的水加熱，已知加熱功率為1000W，加熱時80%的熱量被壺內(nèi)的水吸收，求多長時間可以將水燒開（100℃）？【解答】解：（1）由圖2可知，指示燈與限流電阻串聯(lián)后再與發(fā)熱盤并聯(lián)；根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知，指示燈和限流電阻兩端的電壓之和等于電源電壓220V，由P＝UI可知，通過指示燈的電流：IL=P根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，通過限流電阻的電流：I限＝IL＝0.05A，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，限流電阻兩端的電壓：U限＝U﹣UL＝220V﹣2V＝218V，根據(jù)I=UR可知，限流電阻的阻值：R限=U限I（2）一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J?（kg?℃）﹣1×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，由η=Q吸W可知，發(fā)熱盤消耗的電能：W=由P=Wt可知，將水燒開需要的時間：t′答：（1）大電阻；（2）將水燒開需要的時間為420s。（2023?山西）如圖是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能（S1為總開關(guān)，S2為溫控開關(guān)），其內(nèi)部有兩個加熱電阻絲R1和R2（R1的電阻是198Ω，R2的電阻是44Ω）。某次將2kg初溫為20℃的米和水加熱到100℃，然后自動轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。下表是電飯鍋銘牌上的部分參數(shù)，求解下列問題。[米和水混合物的比熱容為4.0×103J/（kg?℃）]容量/kg3.0額定電壓/V220加熱功率/W1100保溫功率/W200（1）加熱過程中，米和水吸收的熱量。（2）正常加熱時，通過電路的電流。（3）請你在虛線框內(nèi)畫出電飯鍋的電路圖，并結(jié)合所畫的電路圖說明開關(guān)是何種狀態(tài)時電飯鍋處于加熱狀態(tài)。【解答】接：（1）加熱過程中，米和水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.0×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.4×105J；（2）由表格數(shù)據(jù)可知，電飯鍋的加熱功率P加熱＝1100W，由P＝UI可知，正常加熱時，通過電路的電流：I=P（3）由P=U2R可知，電飯鍋加熱擋工作時電路中的電阻：R加熱=U2所以，當電飯鍋加熱工作時，電路中只有R2工作；電飯鍋保溫擋工作時電路中的電阻：R保溫=U2P保溫=(220V)所以，當電飯鍋保溫擋工作時，R1、R2串聯(lián)，電路圖如圖所示：，當開關(guān)S1、S2都閉合時，只有R2工作，電路中的總電阻最小，由P=U2R可知，電路消耗的總功率最大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當開關(guān)S1閉合、S2斷開時，R1、R2答：（1）加熱過程中，米和水吸收的熱量為6.4×105J；（2）正常加熱時，通過電路的電流為5A；（3）圖見解答；當開關(guān)S1、S2都閉合時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)。（2023?安徽）為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質(zhì)量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。（1）求該過程中水吸收的熱量；（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比，偏大還是偏??？簡要說明原因?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J；（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則電熱水壺消耗的電能：W＝Q吸＝2.1×105J，電熱水壺的電功率：P=W（3）加熱過程中，由于存在熱量的損失，水吸收的熱量會小于電熱水壺消耗的電能，根據(jù)P=W答：（1）該過程中水吸收的熱量為2.1×105J；（2）若電流產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，該熱水壺的電功率為1000W；（3）偏小；由于加熱過程中存在熱量的損失，水吸收的熱量會小于電熱水壺消耗的電能。（2023?無錫）圖甲是某型號電開水器結(jié)構(gòu)簡圖，圖乙是它的電路原理圖，控制進水口的浮球閥由不銹鋼浮球、繞O點轉(zhuǎn)動的金屬桿ABC、連桿CD、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為220V。冷水自進水口進入冷水箱，再經(jīng)連通管進入煮水箱，當冷水箱水位達到設定高度，浮球浮起，AB水平，連桿CD水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管R1工作，額定煮水功率為3300W，水沸騰后經(jīng)出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同時S2斷開，重復上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)S1與觸點1接通，貯水箱中的電熱管R2工作，進行保溫，額定保溫功率為660W。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），使貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在90℃～95℃．R3是定值電阻。RT是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高1℃，電阻減小100Ω，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg]（1）該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為。A.3AB.12AC.15AD.18A（2）該電開水器煮水箱電熱管R1連續(xù)正常工作1小時能產(chǎn)生33L的開水，若冷水溫度為22℃，開水溫度為100℃，則煮水箱的加熱效率為多少？（3）冷水箱中的浮球質(zhì)量為0.55kg，金屬桿ABC質(zhì)量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N；若浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，則浮球體積為m3，貯水箱中保溫控制電路的電壓U是V。【解答】解：（1）由題意可知，開關(guān)S2閉合，開關(guān)S與觸點2接通，煮水箱中的電熱管R1工作，額定煮水功率為3300W，工作電路中功率最大，所以熔斷器上通過的最大電流為：I最大=P（2）33L的開水的質(zhì)量為：m＝ρV＝1×103kg/m3×33×10﹣3m3＝33kg，冷水溫度為22℃，開水溫度為100℃，則水吸收熱量為：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×33kg×（100℃﹣22℃）＝10810800J；電熱管R1連續(xù)正常工作1小時，產(chǎn)生熱量為：Q放＝Pt＝3300W×3600s＝11880000J，則煮水箱的加熱效率為：η=Q吸Q（3）浮球質(zhì)量為0.55kg，則浮球的重力G球＝m球g＝0.55kg×10N/kg＝5.5N；若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N，根據(jù)杠桿平衡原理，（F浮1﹣G球）×l1＝F推1×l2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，根據(jù)杠桿平衡原理，（F浮2﹣G球）×l1＝F推2×l2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②根據(jù)阿基米德原理可得F浮2＝2F浮1﹣﹣﹣﹣﹣﹣③聯(lián)立①②③解得一半浮球受到的浮力F浮1＝2G＝2×5.5N＝11N，由阿基米德原理可得，浮球的體積為：V球＝2V排1＝2×F浮1ρ水g=2貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在90℃～95℃，則溫度為95℃時，電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵P被吸起，RT是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高1℃，電阻減小100Ω；設此時電阻為RT，則貯水箱中保溫控制電路的電壓U＝0.02A×（R3+RT）﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，溫度為90℃時，電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵P被釋放，此時RT電阻為RT+500Ω，則貯水箱中保溫控制電路的電壓U＝0.01A×（R3+RT+500Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤，聯(lián)立④⑤解得：U＝10V。故答案為：（1）C；（2）煮水箱的加熱效率為91%；（3）2.2×10﹣3；10。（2022?碧江區(qū)校級一模）下列用電器在各自的額定電壓下工作相同的時間，其中產(chǎn)生熱量最多的是（）A．220V、700W的電飯鍋 B．220V、700W的空調(diào) C．220V、700W的城市路燈 D．110V、1000W的熱水器【解答】解：前三個用電器的額定功率相同，都在額定電壓下工作相同的時間，則消耗的電能相同。A、電飯鍋幾乎把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B、空調(diào)主要把電能轉(zhuǎn)化為機械能；C、路燈把電能主要轉(zhuǎn)化為光能和少量的內(nèi)能；綜上分析，前三個用電器中電飯鍋產(chǎn)生的熱量最多，1000W的熱水器正常工作時功率大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量比電飯鍋多。故選：D。（2022?淮北模擬）某電動機正常工作時兩端電壓為U，通過電動機線圈的電流為I，電動機線圈電阻為r，則電動機正常工作時因發(fā)熱而損失的功率為（）A．UI B．I2r C．UI﹣I2r D．UI+I2r【解答】解：若電動機正常工作時間為t，根據(jù)焦耳定律可知，電動機正常工作時因線圈發(fā)熱產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2rt，則電動機正常工作時因發(fā)熱而損失的功率為：P=Qt=故選：B。（2022?麒麟?yún)^(qū)校級模擬）用兩只相同的電加熱器，分別給相同體積的水和某種油加熱，在開始和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加熱的效率都為90%，油的末溫沒有達到它的沸點．下列說法正確的是（）加熱時間（min）03水的溫度（℃）1828油的溫度（℃）1843A．水和油的質(zhì)量之比是4：5 B．這種油的比熱容為2.1×103J/（kg?℃） C．加熱3min，油吸收的熱量比水吸收的熱量多 D．加熱效率沒有達到100%，是因為電加熱器沒有把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【解答】解：A、由題意可知，水和油的體積相等，根據(jù)ρ=mV可知，水和油的質(zhì)量與密度成正比，即m水：m油＝ρ水：ρ油＝1.0×103kg/m3：0.8×103kg/mBC、取兩種液體都加熱了3分鐘為研究對象，因為是用的兩個相同的電加熱器，且加熱效率都為90%，所以Q水＝Q油，設它們的體積為V，則水的質(zhì)量：m水＝ρ水V，油的質(zhì)量：m油＝ρ油V，因為Q水＝c水m水（t水﹣t0），Q油＝c油m油（t油﹣t0）所以c水ρ水V（t水﹣t0）＝c油ρ油V（t油﹣t0），4.2×103J/（kg?℃）×1.0×103kg/m3×（28℃﹣18℃）＝c油×0.8×103kg/m3×（43℃﹣18℃）解得：c油＝2.1×103J/（kg?℃），故B正確、C錯誤；D、加熱效率沒有達到100%，主要是因為電加熱器產(chǎn)生的熱量沒有全部被液體吸收，而不是因為電加熱器沒有把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。故選：B。（2023?天山區(qū)校級一模）圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定功率為5W，電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0.6A，在保證電路各元件安全的前提下，先只閉合開關(guān)S、S1，將滑片P從最右端b向左最大范圍移動到a點，再斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，將滑片P從a點向右移動到最右端。圖乙是這兩次實驗過程中繪制的電流表與電壓表示數(shù)的關(guān)系圖像，下列說法正確的是（）A．小燈泡的額定電壓為5V B．電源電壓為10V C．只閉合開關(guān)S、S2，滑片P在a點時，定值電阻R2在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為8J D．只閉合開關(guān)S、S1，滑動變阻器R1的阻值變化范圍為4Ω～32Ω【解答】解：A.從圖乙可知，電路中的最大電流為0.5A，而電流表的量程為0～0.6A，小燈泡的額定功率為5W，則小燈泡的額定電壓為：U額B．當電流為0.5A，小燈泡的電壓為10V，滑動變阻器兩端的電壓為2V，故電源電壓為12V，故B錯誤；D．當只閉合開關(guān)S、S1，滑動變阻器與燈泡L串聯(lián)，從圖像可知，當電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)為0.5A，則此時滑動變阻器的阻值為：R1當電壓表的示數(shù)為8V，電流表的示數(shù)為0.25A，則此時滑動變阻器的阻值為：R2C．當斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，滑動變阻器此時是一個定值，滑動變阻器與電阻R2串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器左半部分的電壓，隨著滑片向右滑動，電路中的電流不變，此時電路中的電流為0.3A，則總電阻為：R總定值電阻R2的阻值為：R2＝R總﹣R1＝40Ω﹣32Ω＝8Ω，只閉合開關(guān)S、S2，滑片P在a點時，定值電阻R2在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝（0.3A）2×8Ω×5s＝3.6J，故C錯誤。故選：D。（2023?和平區(qū)校級三模）某品牌家用吸塵器及其銘牌如圖所示，正常工作10秒時間內(nèi)電動機做總功為J，若電動機線圈電阻為1Ω，10秒時間內(nèi)電動機線圈發(fā)熱量是J，該吸塵器電動機的效率為%（保留整數(shù)）。產(chǎn)品尺寸（mm）358×248×307額定電壓（V）220額定功率（W）1100【解答】解：由表中數(shù)據(jù)知，吸塵器的電動機額定電壓220V，額定功率1100W，由P=WW＝Pt＝1100W×10s＝1.1×104J由P＝UI可得通過電動機的電流I=P10秒時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝（5A）2×1Ω×10s＝250J，這臺吸塵器正常工作10s獲得的機械能為：W有用＝W﹣Q＝1.1×104J﹣250J＝10750J，吸塵器電動機的效率為：η=W故答案為：1.1×104；250；98。（2023?姑蘇區(qū)校級模擬）如圖是一款養(yǎng)生壺和它的電路簡圖，該壺有“加熱”和“保溫”兩擋。電源電壓為220V，電阻絲R1＝R2＝44Ω，當開關(guān)閉合時，養(yǎng)生壺在“加熱”擋工作。壺內(nèi)1kg的水從20℃到燒開所需加熱時間為336s。若不計熱量損失，加熱過程中電熱壺的實際功率（選填“小于”“大于”或“等于”）額定功率。[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），當?shù)貧鈮簽?標準大氣壓]【解答】解：（1）由圖乙可知，當開關(guān)S1、S2都閉合時，只有R1工作，當開關(guān)S1閉合、S2斷開時，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，當開關(guān)S1、S2都閉合時，只有R1工作，電路中的電阻最小，根據(jù)P=U（2）養(yǎng)生壺加熱擋的功率：P加=U一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，不計熱量損失，養(yǎng)生壺消耗的電能：W＝Q吸＝3.36×105J，養(yǎng)生壺的實際功率：P實=W所以，養(yǎng)生壺的實際功率小于加熱擋的額定功率。故答案為：S1、S2；小于。（2023?貴池區(qū)二模）某品牌電熱水杯如圖甲所示，水杯容量為330mL，有高、中、低三個加熱擋位，乙圖為其工作電路簡圖，其中U恒為220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，若該電熱水杯加熱效率為90%，則用高溫擋將滿杯水從20℃加熱到98℃，需要s?！窘獯稹拷猓河梢覉D可知，只閉合開關(guān)S1，電路為R1的簡單電路，只閉合開關(guān)S2，電路為R2的簡單電路，兩開關(guān)同時閉合，兩電阻并聯(lián)接入電路，因為R1＝200Ω，R2＝550Ω，且并聯(lián)電路總電阻小于任何一個分電阻，由P＝UI=U2R可知兩開關(guān)同時閉合時為高溫擋，只閉合開關(guān)S1則高溫擋功率為：P高=U滿杯水的質(zhì)量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×330×10﹣6m3＝0.33kg，滿杯水從20℃加熱到98℃吸收的熱量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.33kg×（98℃﹣20℃）＝108108J，消耗的電能：W=Q需要的時間：t=W故答案為：364。（2023?會昌縣模擬）胡灝同學家的豆?jié){機銘牌和簡化電路如圖所示。豆?jié){機工作時加熱器先加熱，待水溫達到64℃時溫控開關(guān)閉合，電動機開始打磨且加熱器繼續(xù)加熱，直到產(chǎn)出豆?jié){成品，電源開關(guān)自動斷開。該同學用初溫20℃，體積2L的水和少量豆子制作豆?jié){（豆子的質(zhì)量可以忽略不計），設電源電壓為220V恒定不變，不計導線的電阻。求：豆?jié){機銘牌最大容積3L額定頻率50Hz額定電壓220V加熱器功率880W電動機功率120W（1）加熱器的電阻R多大？（2）體積為2L的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（3）如果在溫控開關(guān)閉合前加熱器產(chǎn)生的熱量70%被水吸收，則加熱器單獨工作的時間是多少？（4）本次制作豆?jié){共計用了18min，則本次制作豆?jié){共消耗的電能是多少？【解答】解：（1）由圖知，只閉合電源開關(guān)時，只有加熱器工作，由P=U2R可知，加熱器的電阻為：R=（2）水的體積V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，由ρ=mV可知，水的質(zhì)量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（64℃﹣20℃）＝3.696×105J；（3）豆?jié){機內(nèi)水溫升高到64℃前，只有加熱器工作，由η=Q吸W可知，加熱器單獨工作時消耗的電能：W=由P=Wt可知，加熱器單獨工作的時間：t（4）t總＝18min＝1080s，則加熱器和電動機一起工作的時間為：t混＝t總﹣t＝1080s﹣600s＝480s；加熱器和電動機一起工作消耗的電能：W混＝（P電動+P加熱）t混＝（120W+880W）×480s＝4.8×105J，所以本次制作豆?jié){共消耗的電能：W總＝W+W混＝5.28×105J+4.8×105J＝1.008×106J。答：（1）加熱器的電阻R為55Ω；（2）體積為2L的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量為3.696×105J；（3）加熱器單獨工作的時間是600s；（4）本次制作豆?jié){18min共消耗的電能是1.008×106J。（2023?東莞市模擬）如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，如圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖丙所示。求：（1）電飯煲運行在高溫擋時，電路中的總電流；（2）R2的阻值；（3）0～30min電飯煲產(chǎn)生的總熱量。【解答】解：（1）當開關(guān)S和S1均閉合時，電阻R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，由P＝UI=UI=P（2）只閉合開關(guān)S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，電飯煲功率較小，為低溫擋，由題圖丙可知，此時電路的功率P′＝660W，則電阻R2的電功率為：P2＝P﹣P′＝880W﹣660W＝220W，電阻R2的阻值為：R2（3）由題圖丙可知，0～30min內(nèi)電飯煲功率最大時工作的時間和功率較小時的工作時間均為t＝15min＝900s，則0～30min電飯煲產(chǎn)生的總熱量為：Q＝W+W′＝Pt+P′t＝880W×900s+660W×900s＝1.386×106J。答：（1）電飯煲運行在高溫擋時，電路中的總電流是4A；（2）R2的阻值是220Ω；（3）0～30min電飯煲產(chǎn)生的總熱量是1.386×106J。（2023?鄆城縣三模）如圖甲是一款家庭用煮茶器，有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發(fā)熱電阻，煮茶器部分參數(shù)如表。煮茶器的加熱效率為80%。[水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]，求：裝滿水質(zhì)量1.5kg額定電壓220V保溫擋功率100W加熱擋功率1000W（1）發(fā)熱電阻R1的阻值；（2）煮茶器中裝滿初溫為20℃的水，在標準大氣壓下，將水剛好加熱到沸騰，水吸收的熱量；（3）煮沸一壺水所用時間。【解答】解：（1）由電路圖可知，閉合開關(guān)S1、S2時，電阻R1與R2并聯(lián)；只閉合開關(guān)S1時，電路為R1的簡單電路，此時電路中的總電阻較大（比并聯(lián)的總電阻大），根據(jù)P＝UI=U由P＝UI=U2