22、電學(xué)公式運(yùn)用-比例問(wèn)題及高低溫檔(原卷版+解析)

二十二、電學(xué)公式運(yùn)用--比例問(wèn)題及高低溫檔知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航串、并聯(lián)電路特點(diǎn)對(duì)比：串聯(lián)并聯(lián)電路圖基本特點(diǎn)；；總電阻電流電壓電功；；W=UIt電功率；；；例題演練例題演練一．選擇題（共2小題）1．如圖所示的電路，電源電壓保持不變，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，將滑片P移到中點(diǎn)，電壓表示數(shù)為2V，電阻R1的功率為P1；只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，將滑片移到最右端，電壓表的示數(shù)為3V，電阻R2的功率為P2，P1：P2＝4：3，則R1與R2的比值是（）A．4：3 B．3：4 C．8：9 D．9：82．如圖所示的電路中，S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，甲、乙是電流表，I甲：I乙＝1：3，此時(shí)電路的總功率為P1；當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，甲、乙是電壓表，此時(shí)電路的總功率為P2，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電阻大小之比R1：R2＝2：1 B．當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)R1和R2的電流之比為I1：I2＝1：2 C．S1、S2閉合時(shí)，甲乙電壓表示數(shù)之比U甲：U乙＝3：1 D．總功率之比P1：P2＝9：2二．填空題（共5小題）3．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)，甲、乙為電流表時(shí)，兩表示數(shù)之比是I甲：I乙＝3：5，則R1：R2＝；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電表示數(shù)之比U甲：U乙＝，R1、R2消耗的電功率之比為P1：P2＝。4．如圖所示的電路，電源電壓恒定，R1＝300Ω，閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.2A，再閉合S2，電流表示數(shù)變化了0.3A，則R2的阻值為Ω．若R1、R2串聯(lián)在電路中，則R1、R2兩端的電壓之比為，R1、R2消耗的電功率之比為。5．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1斷開(kāi)，甲、乙兩表為電流表時(shí)，R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3，當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電壓表示數(shù)U甲：U乙＝；R1、R2消耗的功率P1′：P2′＝。6．如圖所示，電源電壓為10V，電路消耗的最大功率為10W．若只閉合S1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，R1消耗的功率為P1；只閉合S2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2，電路消耗的功率為P2；且R1：R2＝2：1，P1：P2＝4：9，則R＝Ω，I1：I2＝。7．如圖所示，電源電壓為6V，當(dāng)滑片位于a點(diǎn)位置時(shí)，電壓表示數(shù)為Ua，電流表示數(shù)為Ia，R1的電阻為10Ω、功率為1.6W；再移動(dòng)滑片P到b點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為Ub，電流表示數(shù)為Ib；若Ua：Ub＝5：9，Ia：Ib＝5：3，則Ia為A，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a、b兩點(diǎn)時(shí)連入電路的電阻Ra：Rb＝。三．計(jì)算題（共7小題）8．如圖所示是某調(diào)溫型電烤箱的簡(jiǎn)化電路圖，電烤箱的額定電壓為220V，有“高溫”和“低溫”兩個(gè)擋位，R1和R2均為電烤箱中的加熱元件，R1的阻值為48.4Ω，R2的阻值為61.6Ω。（1）低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中的電流是多少A？（2）傍晚用電高峰時(shí)，小亮關(guān)閉家里所有用電器，只讓電烤箱以高溫?fù)豕ぷ鳎l(fā)現(xiàn)在2min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)，電能表的銘牌標(biāo)有“3000r/（kW?h）”字樣，則用電高峰時(shí)家庭電路的實(shí)際電壓為多少？（不考慮電阻隨溫度的變化）9．寒潮來(lái)襲，為抵抗寒冷，小敏購(gòu)買了HF牌電熱水壺，其工作電路原理如圖乙所示，R1、R2為電阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S2為旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)低擋、高擋的轉(zhuǎn)換，其高擋時(shí)的額定功率為1000W，使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)到低擋位時(shí)保溫，高擋位時(shí)加熱。（不計(jì)熱量損失，c水＝4.2×103J/（kg?℃））求：（1）求發(fā)熱電阻R1的阻值。（2）將水壺內(nèi)2kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時(shí)間是多少？（3）在高擋位下，若電路正常工作10min，則電路消耗的電能能使如圖丙所示的電能表表盤轉(zhuǎn)多少r？10．小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖如圖所示，R1、R2都是發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2＝3R1；S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的切換（低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱），其部分技術(shù)參數(shù)如表所示。額定電壓（V）220高擋發(fā)熱功率（W）400注水倉(cāng)最大注水量（kg）3（1）計(jì)算電熱加濕器中R1的阻值；（2）在加濕器注水倉(cāng)中加注冷水到最大注水量，如果加濕器在“高擋”正常工作10min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少℃？（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃））（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）；（3）某一天，小明斷開(kāi)家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“3000revs/（kW?h）”的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，計(jì)算此時(shí)加濕器兩端的電壓。11．如圖甲是某型號(hào)的電熱爐，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，通過(guò)控制擋位開(kāi)關(guān)Sa、Sb可以獲得四擋加熱功率，已知電阻絲R1的阻值為44Ω，不計(jì)溫度對(duì)R1、R2阻值的影響。（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，求通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)2接通時(shí)，電熱爐對(duì)1kg水加熱7min，水溫升高30℃，求電熱絲R2的阻值。（已知消耗的電能有75%被水吸收，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。12．如圖甲是某品牌多功能電熱養(yǎng)生壺，如圖乙為其簡(jiǎn)化的電路圖。電熱養(yǎng)生壺為了煮制不同的食材，設(shè)有“高速擋”、“中速擋”和“低速擋”三個(gè)擋位，銘牌參數(shù)見(jiàn)表格，其中“中速擋“和“低速擋“功率模糊不清。已知電阻R2＝96.8Ω．求：額定電壓220V功率選擇高速擋中速擋低速擋1500W×××W×××W（1）養(yǎng)生壺在高速擋正常工作5min消耗的電能為多少焦？（2）R1的阻值為多少Ω；（3）在某用電高峰期，若家庭電路中只有電熱養(yǎng)生壺在“低速擋”工作，標(biāo)有“3000imp/kW?h“的電能表指示燈用時(shí)4min閃爍81次，此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓為多少V？13．如圖甲所示為某電熱水器的原理圖，通過(guò)電磁繼電器自動(dòng)控制電熱水器實(shí)現(xiàn)加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)的擋位變換．R1、R2為電熱絲，其工作模式和相關(guān)參數(shù)如表．紅燈、綠燈是電熱水器工作時(shí)的指示燈，忽略指示燈對(duì)電路的影響．求：型號(hào)LWLZ20﹣19電源AD220V、50Hz加熱功率1000W保溫功率40W水容量1.0L（1）該熱水器加熱擋工作5min電熱絲產(chǎn)生的熱量；（2）電熱絲R2的阻值；（3）控制電路電源電壓恒為6V，R3為滑動(dòng)變阻器，規(guī)格為“250Ω2A”，R0為熱敏電阻（置于電熱水器內(nèi)），其阻值隨溫度的變化如圖乙所示．工作時(shí)，當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵才能被吸下來(lái)；小明通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變電熱水器的最高溫度，結(jié)果無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)都無(wú)法使最高溫度達(dá)到40℃．請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，應(yīng)該如何改進(jìn)原來(lái)的控制電路才能實(shí)現(xiàn)最高溫度達(dá)到40℃．（要求不能改變?cè)娐分懈髟囊?guī)格）14．火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式，如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖。它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，旋鈕開(kāi)關(guān)可以分別置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時(shí)，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实模琑1為242Ω，R2為60.5Ω．（忽略溫度對(duì)電阻的影響）（1）請(qǐng)指出開(kāi)關(guān)置于什么接線柱時(shí)，火鍋處于低溫?fù)?？?）R3的阻值是多少歐姆？電火鍋處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？（3）小明關(guān)閉家中的其他用電器，只讓電火鍋獨(dú)立工作，用高溫?fù)跫訜釡?分鐘，電能表的表盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷此時(shí)電火鍋是否正常工作？[電能表的銘牌上標(biāo)有3000r/（kW?h）]四．解答題（共1小題）15．李陽(yáng)同學(xué)家中的電熱飲水機(jī)的電路原理圖如圖（甲）所示，其中R1、R2是發(fā)熱管中的兩個(gè)發(fā)熱電阻。這種飲水機(jī)有加熱和保溫兩種狀態(tài)，由溫控開(kāi)關(guān)S2自動(dòng)控制：當(dāng)瓶膽內(nèi)水的溫度被加熱到90℃時(shí)，加熱狀態(tài)就停止而進(jìn)入保溫狀態(tài)；當(dāng)瓶膽內(nèi)水的溫度降到70℃時(shí)，重新進(jìn)入加熱狀態(tài)。該飲水機(jī)的銘牌如圖（乙）所示，其中保溫功率已模糊不清，經(jīng)查證R1＝9R2．李陽(yáng)通過(guò)觀察還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)瓶膽內(nèi)裝滿水時(shí)，飲水機(jī)重新進(jìn)入加熱狀態(tài)后每次只工作3min就進(jìn)入保溫狀態(tài)，再間隔17min后又進(jìn)入加熱狀態(tài)。求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。（1）該飲水機(jī)的保溫功率是多少？（2）在17min的保溫過(guò)程中，發(fā)熱電阻和水一起向環(huán)境散失的熱量為多少？（3）該飲水機(jī)重新進(jìn)入加熱狀態(tài)后的60min工作時(shí)間內(nèi)，消耗的電能為多少？二十二、電學(xué)公式運(yùn)用--比例問(wèn)題及高低溫檔知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航串、并聯(lián)電路特點(diǎn)對(duì)比：串聯(lián)并聯(lián)電路圖基本特點(diǎn)；；總電阻電流電壓電功；；W=UIt電功率；；；例題演練例題演練一．選擇題（共2小題）1．如圖所示的電路，電源電壓保持不變，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，將滑片P移到中點(diǎn)，電壓表示數(shù)為2V，電阻R1的功率為P1；只閉合開(kāi)關(guān)S、S2，將滑片移到最右端，電壓表的示數(shù)為3V，電阻R2的功率為P2，P1：P2＝4：3，則R1與R2的比值是（）A．4：3 B．3：4 C．8：9 D．9：8【解答】解：由電路圖可知，只閉合開(kāi)關(guān)S、S1，將滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，R1與串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電壓表示數(shù)為2V，電阻R1的功率為P1，因串聯(lián)電路電流處處相等，結(jié)合歐姆定律可得：P1＝I2R1＝R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①閉合開(kāi)關(guān)S、S2，將滑片移到最右端，R2與R串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電壓表的示數(shù)為3V，電阻R2的功率為P2，則：P2＝I′2R2＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②又因?yàn)镻1：P2＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，由①②③得：＝。故B正確。故選：B。2．如圖所示的電路中，S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，甲、乙是電流表，I甲：I乙＝1：3，此時(shí)電路的總功率為P1；當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，甲、乙是電壓表，此時(shí)電路的總功率為P2，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電阻大小之比R1：R2＝2：1 B．當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)R1和R2的電流之比為I1：I2＝1：2 C．S1、S2閉合時(shí)，甲乙電壓表示數(shù)之比U甲：U乙＝3：1 D．總功率之比P1：P2＝9：2【解答】解：（1）當(dāng)S1閉合S2斷開(kāi)時(shí)，R1、R2并聯(lián)，甲測(cè)R2支路電流，乙測(cè)干路電流，則I甲＝I2，I乙＝I1+I2，∵I甲：I乙＝1：3，∴I2：（I1+I2）＝1：3，∴I1：I2＝2：1，故B錯(cuò)誤；∵U1＝U2，∴由歐姆定律得：R1：R2＝：＝I2：I1＝1：2，故A錯(cuò)誤；（2）當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，甲、乙都是電壓表，R1、R2串聯(lián)，甲電壓表測(cè)電源的電壓，乙電壓表測(cè)R2兩端的電壓，∵串聯(lián)電路中電流處處相等，∴根據(jù)歐姆定律得：甲電壓表示數(shù)U甲′＝I（R1+R2），乙電壓表示數(shù)U乙′＝IR2，∴U甲′：U乙′＝I（R1+R2）：IR2＝（R1+R2）：R2＝（1+2）：2＝3：2，故C錯(cuò)誤；（3）∵P1＝+，P2＝，∴P1：P2＝（+）：＝（R1+R2）2：R1R2＝（1+2）2：1×2＝9：2，故D正確。故選：D。二．填空題（共5小題）3．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)，甲、乙為電流表時(shí)，兩表示數(shù)之比是I甲：I乙＝3：5，則R1：R2＝3：2；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電表示數(shù)之比U甲：U乙＝5：2，R1、R2消耗的電功率之比為P1：P2＝3：2?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合S2斷開(kāi)，甲、乙為電流表時(shí)，R1和R2并聯(lián)，甲電流表測(cè)R2支路的電流，乙電流表測(cè)干路電流；因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過(guò)兩電阻的電流之比：＝＝＝，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I＝可得，兩電阻的阻值之比：＝＝＝；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，R1與R2串聯(lián)，甲電壓表測(cè)電源的電壓，乙電壓表測(cè)R2兩端的電壓，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以兩電阻兩端的電壓之比：＝＝＝，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以兩電壓表的示數(shù)之比：＝＝＝；由P＝UI可得R1、R2消耗的電功率之比：＝＝＝。故答案為：3：2；5：2；3：2。4．如圖所示的電路，電源電壓恒定，R1＝300Ω，閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表示數(shù)為0.2A，再閉合S2，電流表示數(shù)變化了0.3A，則R2的阻值為200Ω．若R1、R2串聯(lián)在電路中，則R1、R2兩端的電壓之比為3：2，R1、R2消耗的電功率之比為3：2?！窘獯稹拷猓海?）閉合S1時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，由I＝可知，電源的電壓：U＝U1＝I1R1＝0.2A×300Ω＝60V；若再閉合S2時(shí)，兩電阻并聯(lián)，則U2＝U＝60V，電流表示數(shù)的變化量即為R2支路的電流，則I2＝0.3A；由I＝可知：R2＝＝＝200Ω。（2）若R1、R2串聯(lián)在電路中，由于串聯(lián)電路的電流處處相等，則根據(jù)I＝可得：R1、R2兩端的電壓之比為＝＝＝＝，R1、R2消耗的電功率之比為＝＝＝。故答案為：200；3：2；3：2。5．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1斷開(kāi)，甲、乙兩表為電流表時(shí)，R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3，當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電壓表示數(shù)U甲：U乙＝5：2；R1、R2消耗的功率P1′：P2′＝3：2?！窘獯稹拷猓河蓤D知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1斷開(kāi)，甲、乙兩表為電流表時(shí)，兩電阻并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P＝有：＝＝＝，由圖知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電阻串聯(lián)，甲電壓表測(cè)總電壓，乙電壓表測(cè)R2兩端電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和U＝IR可得：＝＝＝＝；由P＝I2R可得R1、R2消耗的功率比：＝＝＝。故答案為：5：2；3：2。6．如圖所示，電源電壓為10V，電路消耗的最大功率為10W．若只閉合S1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，R1消耗的功率為P1；只閉合S2時(shí)，電流表的示數(shù)為I2，電路消耗的功率為P2；且R1：R2＝2：1，P1：P2＝4：9，則R＝10Ω，I1：I2＝2：3?！窘獯稹拷猓海?）由題知，電源電壓為10V，電路消耗的最大功率為10W，由電路圖可知，只閉合S時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路中的總電阻最小，電路中的總功率最大，由P＝UI＝可得，電阻R的阻值：R＝＝＝10Ω；（2）由電路圖可知，只閉合S1時(shí)，R1與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流I1，只閉合S2時(shí)，R2與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流I2，因電源的電壓一定時(shí)，電路中的電流與總電阻成反比，且R1：R2＝2：1（即R1＝2R2），所以，＝＝，因P1：P2＝4：9，所以，由P＝I2R可得：＝＝（）2×＝（）2×＝＝，整理可得：R22+10R2﹣200Ω2＝0，解得：R2＝10Ω，R2＝﹣20Ω（舍去），則＝＝＝。故答案為：10；2：3。7．如圖所示，電源電壓為6V，當(dāng)滑片位于a點(diǎn)位置時(shí)，電壓表示數(shù)為Ua，電流表示數(shù)為Ia，R1的電阻為10Ω、功率為1.6W；再移動(dòng)滑片P到b點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為Ub，電流表示數(shù)為Ib；若Ua：Ub＝5：9，Ia：Ib＝5：3，則Ia為0.4A，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a、b兩點(diǎn)時(shí)連入電路的電阻Ra：Rb＝1：3?！窘獯稹拷猓洪]合開(kāi)關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，串聯(lián)電路各處電流相等，當(dāng)滑片位于a點(diǎn)位置時(shí)，R1的電阻為10Ω、功率為1.6W，通過(guò)電路的電流：I＝＝＝0.4A，則電流表示數(shù)Ia為0.4A；R1兩端的電壓為：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，則電壓表示數(shù)：Ua＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V，若Ua：Ub＝5：9，Ia：Ib＝5：3，即2V：Ub＝5：9，0.4A：Ib＝5：3，則Ub＝3.6V，Ib＝0.24A，由歐姆定律可得：＝＝＝＝。故答案為：0.4；1：3。三．計(jì)算題（共7小題）8．如圖所示是某調(diào)溫型電烤箱的簡(jiǎn)化電路圖，電烤箱的額定電壓為220V，有“高溫”和“低溫”兩個(gè)擋位，R1和R2均為電烤箱中的加熱元件，R1的阻值為48.4Ω，R2的阻值為61.6Ω。（1）低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中的電流是多少A？（2）傍晚用電高峰時(shí)，小亮關(guān)閉家里所有用電器，只讓電烤箱以高溫?fù)豕ぷ?，發(fā)現(xiàn)在2min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)，電能表的銘牌標(biāo)有“3000r/（kW?h）”字樣，則用電高峰時(shí)家庭電路的實(shí)際電壓為多少？（不考慮電阻隨溫度的變化）【解答】解：（1）只閉合S1時(shí)，兩電阻串聯(lián)，此時(shí)總電阻較大，根據(jù)P＝可知，此時(shí)功率較小，為低溫?fù)?，由電阻的串?lián)和歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流：I＝＝＝2A；（2）兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，只有電阻R1接入電路中，此時(shí)電路中電阻較小，根據(jù)P＝可知，此時(shí)功率較大，為高溫?fù)?，電烤箱在高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)消耗的電能為：W＝＝0.027kW?h，工作時(shí)間為：t＝2min＝h，電烤箱在高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的實(shí)際功率為：P＝＝＝0.81kW＝810W，由P＝可得，用電高峰時(shí)家庭電路的實(shí)際電壓為：U實(shí)＝＝＝198V。答：（1）低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中的電流是2A。（2）用電高峰時(shí)家庭電路的實(shí)際電壓為198V。9．寒潮來(lái)襲，為抵抗寒冷，小敏購(gòu)買了HF牌電熱水壺，其工作電路原理如圖乙所示，R1、R2為電阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S2為旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)低擋、高擋的轉(zhuǎn)換，其高擋時(shí)的額定功率為1000W，使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)到低擋位時(shí)保溫，高擋位時(shí)加熱。（不計(jì)熱量損失，c水＝4.2×103J/（kg?℃））求：（1）求發(fā)熱電阻R1的阻值。（2）將水壺內(nèi)2kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時(shí)間是多少？（3）在高擋位下，若電路正常工作10min，則電路消耗的電能能使如圖丙所示的電能表表盤轉(zhuǎn)多少r？【解答】解：（1）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接2和3觸點(diǎn)時(shí)電路為R1的簡(jiǎn)單電路，開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接3和4觸點(diǎn)時(shí)R1與R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個(gè)分電阻，所以，開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接3和4觸點(diǎn)時(shí)，電路的總電阻最小，由P＝UI＝可知，電源的電壓一定時(shí)，電路的總功率最大，電熱水壺處于高溫?fù)?，因并?lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且R1、R2為電阻值相同的發(fā)熱電阻，所以，由P＝UI＝可知，此時(shí)R1與R2的功率相等，即P1＝P2＝P高＝×1000W＝500W，則發(fā)熱電阻：R1＝＝＝96.8Ω；（2）水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，不計(jì)熱量損失，消耗的電能：W＝Q吸＝6.72×105J，由P＝可得，需要的最短加熱時(shí)間：t′＝＝＝672s；（3）在高擋位下，若電路正常工作10min，則電路消耗的電能：W′＝P高t″＝1kW×h＝kW?h，因“3000r/（kW?h）”表示電路中每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000圈，所以，電能表表盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)：n＝kW?h×3000r/（kW?h）＝500r。答：（1）發(fā)熱電阻R1的阻值為96.8Ω；（2）將水壺內(nèi)2kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時(shí)間是672s；（3）在高擋位下，若電路正常工作10min，則電路消耗的電能能使如圖丙所示的電能表表盤轉(zhuǎn)500r。10．小明家某型號(hào)電熱加濕器的原理圖如圖所示，R1、R2都是發(fā)熱電阻，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，且R2＝3R1；S為旋轉(zhuǎn)型開(kāi)關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的切換（低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱），其部分技術(shù)參數(shù)如表所示。額定電壓（V）220高擋發(fā)熱功率（W）400注水倉(cāng)最大注水量（kg）3（1）計(jì)算電熱加濕器中R1的阻值；（2）在加濕器注水倉(cāng)中加注冷水到最大注水量，如果加濕器在“高擋”正常工作10min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高多少℃？（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃））（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）；（3）某一天，小明斷開(kāi)家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有“3000revs/（kW?h）”的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，計(jì)算此時(shí)加濕器兩端的電壓?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2、3觸點(diǎn)時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，總電阻較大，由P＝可知，電功率較小，所以為低擋；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接3、4觸點(diǎn)時(shí)，電阻R2被短路，電路為電阻R1的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電阻較小，電功率較大，為高擋，已知高擋發(fā)熱功率為400W，所以電熱加濕器中，R1＝＝＝121Ω；（2）在加濕器注水倉(cāng)中加注冷水到最大注水量，如果加濕器在“高擋”正常工作10min＝600s產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，根據(jù)Q＝cm△t及W＝Pt，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高：△t＝＝＝＝≈19℃；（3）“3000revs/（kW?h）”表示電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000圈消耗1kW?h的電能，故在400s＝h＝h內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，消耗的電能：W′＝×1kW?h＝0.009kW?h，則實(shí)際的電功率為：P實(shí)＝＝＝0.081kW＝81W，已知R2＝3R1，由電阻的串聯(lián)規(guī)律，低溫?fù)醯目傠娮铻椋篟＝R1+R2＝4R1＝4×121Ω＝484Ω，由P＝，可知實(shí)際電壓：U′＝＝＝198V。答：（1）電熱加濕器中的R1的阻值是121Ω；（2）在加濕器注水倉(cāng)中加注冷水到最大注水量，如果加濕器在“高擋”正常工作10min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，可以使注水倉(cāng)中冷水的溫度升高約19℃；（3）此時(shí)加濕器兩端的實(shí)際電壓為198V。11．如圖甲是某型號(hào)的電熱爐，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，通過(guò)控制擋位開(kāi)關(guān)Sa、Sb可以獲得四擋加熱功率，已知電阻絲R1的阻值為44Ω，不計(jì)溫度對(duì)R1、R2阻值的影響。（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，求通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)2接通時(shí)，電熱爐對(duì)1kg水加熱7min，水溫升高30℃，求電熱絲R2的阻值。（已知消耗的電能有75%被水吸收，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單的電路，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流：Ia＝＝＝5A；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)2接通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×30℃＝1.26×105J，由η＝×100%可得，消耗的電能：W＝＝＝1.68×105J，由W＝UIt＝t可得，電路的總電阻：R總＝＝＝121Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電熱絲R2的阻值：R2＝R總﹣R1＝121Ω﹣44Ω＝77Ω。答：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流為5A；（2）電熱絲R2的阻值為77Ω。12．如圖甲是某品牌多功能電熱養(yǎng)生壺，如圖乙為其簡(jiǎn)化的電路圖。電熱養(yǎng)生壺為了煮制不同的食材，設(shè)有“高速擋”、“中速擋”和“低速擋”三個(gè)擋位，銘牌參數(shù)見(jiàn)表格，其中“中速擋“和“低速擋“功率模糊不清。已知電阻R2＝96.8Ω．求：額定電壓220V功率選擇高速擋中速擋低速擋1500W×××W×××W（1）養(yǎng)生壺在高速擋正常工作5min消耗的電能為多少焦？（2）R1的阻值為多少Ω；（3）在某用電高峰期，若家庭電路中只有電熱養(yǎng)生壺在“低速擋”工作，標(biāo)有“3000imp/kW?h“的電能表指示燈用時(shí)4min閃爍81次，此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓為多少V？【解答】解：（1）由P＝可得養(yǎng)生壺在高速擋正常工作5min所消耗的電能：W＝P高速t＝1500W×5×60s＝4.5×105J；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路電阻最小，由P＝可知此時(shí)電功率最大，養(yǎng)生壺箱處于高速擋，此時(shí)R2的功率：P2＝＝＝500W，R1的功率P1＝P﹣P2＝1500W﹣500W＝1000W，R1＝＝＝48.4Ω；（3）低速擋，為功率最小的，即只有R2工作時(shí)，此時(shí)功率P＝P2＝500W，R2＝96.8Ω；“3000imp/kW?h“表示每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍3000次，則閃爍81次消耗的電能：W＝kW?h＝0.027kW?h，養(yǎng)生壺的電功率：P實(shí)＝＝＝0.405kW＝405W，由P＝可得實(shí)際電壓：U實(shí)＝＝＝198V。答：（1）養(yǎng)生壺在高速擋正常工作5min消耗的電能為4.5×105J；（2）R1的阻值為48.4Ω；（3）此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓為198V。13．如圖甲所示為某電熱水器的原理圖，通過(guò)電磁繼電器自動(dòng)控制電熱水器實(shí)現(xiàn)加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)的擋位變換．R1、R2為電熱絲，其工作模式和相關(guān)參數(shù)如表．紅燈、綠燈是電熱水器工作時(shí)的指示燈，忽略指示燈對(duì)電路的影響．求：型號(hào)LWLZ20﹣19電源AD220V、50Hz加熱功率1000W保溫功率40W水容量1.0L（1）該熱水器加熱擋工作5min電熱絲產(chǎn)生的熱量；（2）電熱絲R2的阻值；（3）控制電路電源電壓恒為6V，R3為滑動(dòng)變阻器，規(guī)格為“250Ω2A”，R0為熱敏電阻（置于電熱水器內(nèi)），其阻值隨溫度的變化如圖乙所示．工作時(shí)，當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵才能被吸下來(lái)；小明通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變電熱水器的最高溫度，結(jié)果無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)都無(wú)法使最高溫度達(dá)到40℃．請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，應(yīng)該如何改進(jìn)原來(lái)的控制電路才能實(shí)現(xiàn)最高溫度達(dá)到40℃．（要求不能改變?cè)娐分懈髟囊?guī)格）【解答】解：（1）由表中參數(shù)知，熱水器加熱功率為1000W，所以熱水器加熱擋工作5min電熱絲產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝P加熱t(yī)＝1000W×5×60s＝3×105J；（2）由圖甲知，動(dòng)觸點(diǎn)接上方觸點(diǎn)時(shí)，紅燈亮，R1接入電路中，電路電阻較小，工作電路電壓220V一定，由P＝知，此時(shí)為加熱狀態(tài)，所以R1＝＝＝48.4Ω，動(dòng)觸點(diǎn)接下方觸點(diǎn)時(shí)，綠燈亮，R1、R2串聯(lián)，電路電阻較大，此時(shí)為保溫狀態(tài)，由表中參數(shù)知，保溫功率為40W，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和P＝得：R1+R2＝＝＝1210Ω，48.4Ω+R2＝＝1210Ω，所以，R2＝1161.6Ω；（3）由圖甲知，控制電路中R0和R3串聯(lián)，電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵才被吸下，由歐姆定律可知，I＝≥0.01A，此時(shí)電路的總電阻：R總≤＝600Ω，由圖象知，溫度為40℃時(shí)，R0＝250Ω，所以滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最小應(yīng)為R滑＝R總﹣R0＝600Ω﹣250Ω＝350Ω，而R3規(guī)格為“250Ω2A”，且不能改變?cè)娐分懈髟囊?guī)格，所以可在電路中串聯(lián)一個(gè)350Ω﹣250Ω＝100Ω的定值電阻．答：（1）該熱水器加熱擋工作5min電熱絲產(chǎn)生的熱量為3×105J；（2）電熱絲R2的阻值為1161.6Ω；（3）可在控制電路中串聯(lián)一個(gè)100Ω的定值電阻．14．火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式，如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖。它有高、中、低三個(gè)加熱擋位，旋鈕開(kāi)關(guān)可以分別置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時(shí)，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?，R1為242Ω，R2為60.5Ω．（忽略溫度對(duì)電阻的影響）（1）請(qǐng)指出開(kāi)關(guān)置于什么接線柱時(shí)，火鍋處于低溫?fù)酰浚?）R3的阻值是多少歐姆？電火鍋處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？（3）小明關(guān)閉家中的其他用電器，只讓電火鍋獨(dú)立工作，用高溫?fù)跫訜釡?分鐘，電能表的表盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷此時(shí)電火鍋是否正常工作？[電能表的銘牌上標(biāo)有3000r/（kW?h）]【解答】解：（1）當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)置于“1和2”接線柱時(shí)，R2、R3串聯(lián)，電路電阻最大，根據(jù)P＝可知，電功率最小，火鍋處于低溫?fù)?；?dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)置于“2和3”接線柱時(shí)，R3被短路，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，電路電阻較大，根據(jù)P＝可知，電功率較大，火鍋處于中溫?fù)?；?dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)置于“3和4”接線柱時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路電阻最小，根據(jù)P＝可知，電功率最大，火鍋處于高溫?fù)?。?）高溫?fù)鯐r(shí)的電功率：P高＝P1+P2＝+＝+＝1000W，由題意知，低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?，即：P低＝P高＝×1000W＝200W，由P＝可得，低溫?fù)鯐r(shí)電路