2025年中考物理二輪專項復(fù)習(xí)：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

膈蜉密談

HeXinKaoDian

知識一提出問題

⑴現(xiàn)有兩只電阻Ri，R2(RI>RI)，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?

總電阻:

總功率:

結(jié)論:由P=U2/R可知:當(dāng)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(dāng)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(dāng)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。

短路式單刀雙擲式

②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上，一條支路用導(dǎo)線，一條支路連接附加電阻。當(dāng)開關(guān)擲向

附加電阻的支路時，兩電阻串聯(lián)，為低溫檔:當(dāng)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/R。閉合S斷開時，R、R。串聯(lián)，為低溫檔：

i.Ro是發(fā)熱電阻R是分壓電阻時，P低=［5（1<+1<0）］2限0

2

ii.R、Ro都是發(fā)熱電阻時，PB=U/（RI+R2）

（2）并聯(lián)電路的多檔問題

公式計算：

i.閉合Si接bS2斷開時，低溫檔:P=U2/（R1+R2）

ii.只閉合S2時，中溫檔:P=U2/RI

iii.閉合Si接a、S2時，高溫檔:P=U2/RI+U2/R2

鄙t中考

ZH1JIZHONGKAO

1.（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)，Si為自動控制

開關(guān)，R1和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻，R2=840Q,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=4.2X1（）3J/（kg.c）,標(biāo)準(zhǔn)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。

2.（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4.2X103j?kg?℃）一1

發(fā)熱盤

圖1圖2

（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于ion為“小電阻”，大于io。。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℃）?

3.（2023?山西）如圖是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能（Si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19811,R2的電阻是44Q）。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4.0X1（）3J/（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)。

4.（2023?安徽）為估測一個電熱水壺?zé)畷r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℃。己知水的比熱容為4.2X1（）3J/（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。

5.（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。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(dāng)冷水箱水位

達到設(shè)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)Si與觸點2接通，煮水箱中的電熱管Ri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(fù)上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)Si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(dāng)電磁鐵線圈中的電流達

至U0.02A,銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當(dāng)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100。，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水

=4.2X103J/（kg*℃）,p*=1.0X103kg/m3,g=10N/kg]

電

磁

鐵

乙

（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°C,

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。

1.（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

2.（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.UIB.I2rC.UI-I2rD.UI+I2r

3.（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

3

和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示.已知p，k=L0XICPkg/nRc7j<=4,2X10J/（kg

?℃）,p.?=0.8X103kg/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（℃）1843

A.水和油的質(zhì)量之比是4：5

B.這種油的比熱容為2.1X103j/（kg-C）

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

4.（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、Si,

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)Si,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（）甲乙

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、Si,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為4。?32。

5.（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1。，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)3

品5

尺8

寸2

4

m8

m307

)

額220

定

電

壓

(

V

)

額1100

定

功

率

（

W

）

6.（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RI=R2=44。，當(dāng)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=4.2X103J/（kg

?℃）,當(dāng)?shù)貧鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓］

甲乙

7.（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=20011,R2=550Q,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So

甲

8.（2023?會昌縣模擬）胡激同學(xué)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°C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(xué)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(shè)電源電壓為220V恒定不變，不計導(dǎo)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=4.2X1（）3J/（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？

電源開關(guān)

1―---------------

\溫控

、開關(guān)

1?電

220V動R

機

9.（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，Si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。

10.(2023?鄲城縣三模)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=4.2X1()3J/(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Ri的阻值；

(2)煮茶器中裝滿初溫為20℃的水，在標(biāo)準(zhǔn)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。

11.（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Si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(shè)定空氣的比熱容為1.1X1（）3J/（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。C?

XX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

乙

12.（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，Ri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)Si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(dāng)開關(guān)Si斷開，S2接a時電路的功率為44W,

開關(guān)Si閉合，S2接a時電路的功率為88W：

甲

（1）R2的阻值;

(2)開關(guān)Si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(shè)電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，馬桶圈材料的比熱容C=0.44X1()3J/(kg.。。))

專題15電熱器及其擋位問題

旗慳者談

HeXinKaoDian

知識一提出問題

⑴現(xiàn)有兩只電阻Ri，R2(RI>RI)，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?

總電阻:

總功率:

結(jié)論:由P=U2/R可知:當(dāng)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(dāng)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(dāng)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。

短路式單刀雙擲式

②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上，一條支路用導(dǎo)線，一條支路連接附加電阻。當(dāng)開關(guān)擲向

附加電阻的支路時，兩電阻串聯(lián)，為低溫檔:當(dāng)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/R。閉合S斷開時，R、R。串聯(lián)，為低溫檔：

iii.Ro是發(fā)熱電阻R是分壓電阻時，P?=［U/（R+RO）］2/RO

2

iv.R、Ro都是發(fā)熱電阻時，PB=U/（RI+R2）

（2）并聯(lián)電路的多檔問題

公式計算：

iv.閉合Si接bS2斷開時，低溫檔:P=U2/（R1+R2）

v.只閉合S2時，中溫檔:P=U2/RI

vi.閉合Si接a、S2時，高溫檔:P=U2/RI+U2/R2

信法中去

ZH1JIZHONGKAO

6.（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)，Si為自動控制

開關(guān)，R1和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻，R2=840Q,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=4.2X1（）3J/（kg-c）,標(biāo)準(zhǔn)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。

【解答】解：(1)水吸收的熱量：Q吸水(t-to)=4,2X103J/(kg?℃)XlkgX(100℃-

20℃)=3.36X105J；

(2)把水燒開需要放出的總熱量：Q總=孕=姆船?=4X1()5J；

由電路圖可知，開關(guān)S、Si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=^=^=挪》"331s；

(3)由P=(可知，加熱狀態(tài)下R1的阻值：Ri=(=置喘=40C；

KrIZlUvk

由電路圖可知，開關(guān)S閉合、Si斷開時，Ri與R2串聯(lián)，總電阻區(qū)總=1+1<2=40。+840。=880。；

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'=夕=鐳工=55\￥。

答：(1)水吸收的熱量為3.36X1()5J；

(2)把水燒開需要約331s的時間；

(3)電水壺的保溫功率為55W。

7.(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4.2Xl()3j.(kg“C)一1

發(fā)熱盤

圖1圖2

(1)判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”(小于ion為“小電阻”，大于loon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。O

(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「=1；1可知，通過指示燈的電流：lL=2=與g=0.05A,

UL

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：L^R=U-UL=220V-2V=218V,

根據(jù)I=g可知，限流電阻的阻值：區(qū)限=罷=聶售=4360。＞100。，所以限流電阻是大電阻；

LX.1限U.U3A

(2)一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃,

水吸收的熱量:(2吸=81(t-to)=4.2X103Hkg?℃)-lXlkgX(100℃-20℃)=3.36X105J,

由口=*可知，發(fā)熱盤消耗的電能：w=字=*3蹴啊=4.2Xi()5j,

由P=?可知，將水燒開需要的時間：y=y==420s0

答：(1)大電阻；

(2)將水燒開需要的時間為420s。

8.(2023?山西)如圖是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能(Si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198C,R2的電阻是44Q)。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4.0Xl()3j/(kg-C)]

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?=cm(t-to)=4.0X103J/(kg?℃)X2kg

X(100℃-20℃)=6.4X105J；

(2)由表格數(shù)據(jù)可知，電飯鍋的加熱功率P加熱=1100W,

由「=1；1可知，正常加熱時，通過電路的電流：1==1需=5A；

(3)由P=(可知，電飯鍋加熱擋工作時電路中的電阻：R加熱=罟：==44Q=R2,

所以，當(dāng)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=差=(歌＞2=242C=RI+R2,

保溫

所以，當(dāng)電飯鍋保溫擋工作時，Ri、R2串聯(lián)，電路圖如圖所示：

當(dāng)開關(guān)Si、S2都閉合時，只有R2工作，電路中的總電阻最小，由P=與可知，電路消耗的總功

率最大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)Si閉合、S2斷開時，Ri、R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，

由p=《可知，電路消耗的總功率最小，電飯鍋處于保溫狀態(tài)。

答：(1)加熱過程中，米和水吸收的熱量為6.4X1()5J；

(2)正常加熱時，通過電路的電流為5A；

(3)圖見解答；當(dāng)開關(guān)Si、S2都閉合時，電飯鍋處于加熱狀態(tài)。

9.(2023?安徽)為估測一個電熱水壺?zé)畷r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4.2X1()3J/(kg-C)。

(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。

【解答】解：(1)水吸收的熱量：(3吸=＜：111&-10)=4.2X103J/(kg?℃)XlkgX(70℃-20℃)

=2.1X105J；

(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=2.1X1()5J,

2，5；

電熱水壺的電功率：P=y=^Q°=1000W;

(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=與可知，估測的電功率會小于電熱水壺的實際功率。

答：(1)該過程中水吸收的熱量為2.1Xl()5j；

(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??；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。

10.(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(dāng)冷水箱水位

達到設(shè)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)Si與觸點2接通，煮水箱中的電熱管Ri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(fù)上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)Si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(dāng)電磁鐵線圈中的電流達

至U0.02A,銜鐵P被吸起(開關(guān)斷開)；當(dāng)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1000,電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水

=4.2X103J/(kg^C),p*=1.0X103kg/m3,g=10N/kg]R

-電

3

磁

手球CD\薯

口-A-

鐵

S，

:冷水箱:

r

lJ-

=

三一二一三煮水箱三一二V

甲乙

(1)該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為。

A.3A

B.12A

C.15A

D.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°C,

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

ri?,貯水箱中保溫控制電路的電壓U是Vo

【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=一獰=

嚼耦=15A,故C符合題意；

(2)33L的開水的質(zhì)量為：m=pV=1X103kg/m3X33X10-3m3=33kg,

冷水溫度為22℃,開水溫度為100℃,則水吸收熱量為：

(^^=cmAt=4.2Xl()3j/(kg?℃)X33kgX(100℃-22℃)=10810800J；

電熱管Ri連續(xù)正常工作1小時，產(chǎn)生熱量為：

Q放=Pt=3300WX3600s=11880000J,

則煮水箱的加熱效率為：

Q吸,10810800..

%Xionnon%/=,品OoooX1OAnOn%=n91in%

;

(3)浮球質(zhì)量為0.55kg,則浮球的重力G球=m球g=0.55kgX10N/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)X11=F推1X12-----------------------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)Xli=Fffi2Xl2--------------------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i=2G=2X5.5N=11N,

由阿基米德原理可得，浮球的體積為：

V球=2V排1=2x=2x-------.\-----------=2.2X10-3m3；

P水9IxlO5kg/m3xlONkg

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100。；

設(shè)此時電阻為RT,則貯水箱中保溫控制電路的電壓U=0.02AX（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+500。，

則貯水箱中保溫控制電路的電壓U=0.01AX（R3+RT+5OOQ）----------------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）2.2X103；IO-

13.（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。

14.（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.UIB.12rC.UI-I2rD.UI+I2r

【解答】解：若電動機正常工作時間為3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

2

的熱量為：Q=Frt,則電動機正常工作時因發(fā)熱而損失的功率為：「=￥=罕=12「，所以ACD

錯誤，B正確。

故選：Bo

15.（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

3

和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示.己知p水=LOXlCPkg/m3,cZK=4.2X10J/（kg

?℃）,p油=0.8X103kg/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（℃）1843

A.水和油的質(zhì)量之比是4：5

B.這種油的比熱容為2.1X103j/（kg.r）

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)p=g可知，水和油的質(zhì)量與密度成正比，

HCm取兩觸液體都力磷子B吩鋤姻成對象8煙蔚勵8的茗個相瞰陜捕琳器，且加熱效率都為

90%,

所以Q水=、油,

設(shè)它們的體積為V,則水的質(zhì)量：m水=「水丫，油的質(zhì)量：m油=p；jV,

因為Q水=?水!11水（t水-to）,Q油=c；^m油（t油-to）

所以c水p水V（t水-to）=（;油「油V（t油-to）,

4.2X103J/（kg.℃）X1,0X103kg/m3X（28℃-18℃）=c油乂0.8乂l（）3kg/m3x（43℃-18℃）

3

解得：Ci4=2.1X10J/（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：Bo

16.（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、Si,

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)Si,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

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、Si,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為4。?32Q

【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：。額=獸=提告=10乙故A錯誤；

B.當(dāng)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(dāng)只閉合開關(guān)S、Si,滑動變阻器與燈泡L串聯(lián)，從圖像可知，當(dāng)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：&=§=怒=40，

當(dāng)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：/?2=7=7^7=

320,故D正確；

C.當(dāng)斷開開關(guān)Si,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：

n恁=^=接=400,

定值電阻R2的阻值為：

R2=R總-Ri=40H-32Q=8Q,

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)2X8HX5S=3.6J,故C錯誤。

故選：D。

17.（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1。，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)3

品5

尺8

?2

寸

(4

m8

?307

m

)

額220

定

電

壓

(

V

)

額1100

定

功

率

(

W

)

【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=^可得，

正常工作10s時間內(nèi)電動機做總功

W=Pt=1100WX10s=l.lX104J

由p=ui可得通過電動機的電流/=與=埸翳=54

10秒時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量為：

Q=I2Rt=(5A)2Xinxi0s=250J,

這臺吸塵器正常工作10s獲得的機械能為：

w有用=W-Q=1.1X1O4J-250J=10750J,

吸塵器電動機的效率為：

n=x100%=i07嗎xioo%?98%。

wl.ixio4/

故答案為：1.1X104250；98o

18.(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RI=R2=44Q,當(dāng)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=4.2X1()3J/(KG

?℃),當(dāng)?shù)貧鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓］

【解答】解：(1)由圖乙可知，當(dāng)開關(guān)Si、S2都閉合時，只有R1工作，當(dāng)開關(guān)Si閉合、S2斷開

時，Ri、R2串聯(lián)，

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，當(dāng)開關(guān)Si、S2都閉合時，只有R1工作，電路中的電阻最小，根

1/2

據(jù)p=3_可知，電功率最大，養(yǎng)生壺處于加熱擋；

(2)養(yǎng)生壺加熱擋的功率：P加=(=登臂=1100W,

一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃,

水吸收的熱量：Q吸="km(t-to)=4.2X103J/(kg*℃)XlkgX(100℃-20℃)=3.36X105J,

不計熱量損失，養(yǎng)生壺消耗的電能：W=Q吸=3.36X1()5J,

3

養(yǎng)生壺的實際功率：P實=書=印最”[=iooow,

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：Si、S2；小于。

19.(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,Ri=200(1,R2=550。，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=

【解答】解：由乙圖可知，只閉合開關(guān)Si,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Ri=20011,R2=550。，且并聯(lián)電路總

電阻小于任何一個分電阻，由P=UI=哈可知兩開關(guān)同時閉合時為高溫擋，只閉合開關(guān)S1時為中

K

溫擋，只閉合開關(guān)S2時為低溫擋。

則高溫擋功率為：P高+七=330W；

i\-I￡(7ZUUJZ33UJZ

滿杯水的質(zhì)量：m=pV=1.0X103kg/m3X330X10-6m3=0.33kg,

滿杯水從20℃加熱到98℃吸收的熱量：Q=cmAt=4.2X103J/(kg?℃)X0.33kgX(98℃-20℃)

=108108J,

消耗的電能：W=1=1喘黑/=i20120J,

需要的時間：t=-5—=