资源简介 电学多档位计算题训练1.小亮家新买了一辆汽车,车上的座椅垫具有电加热功能,如图甲所示。通过观察和研究,他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时,通过计算回答;①通过座椅垫的电流是多少安?②电热丝R1的阻值是多少欧?③座椅垫工作5min产生的热量是多少焦?2.如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图。电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关,R1和R2为电热丝,R1的阻值为80Ω,高温烧煮挡的功率为660W。求:1)只闭合开关S1时,电饭锅处于 挡位。2)高温烧煮时干路中的电流。3)电阻丝R2的阻值。3.如图是某家用电炖锅的简化电路图,电源电压为220V,R1和R2均为加热电阻。当开关S接1时为加热状态,功率为880W;开关S接2时为保温状态,功率为220W。试求:(1)电炖锅保温状态下电路中的电流是多少?(2)电阻R1的阻值是多少?(3)电炖锅保温状态下工作10min,电阻R2产生热量是多少?4.下表是某款两挡位电火锅的有关参数,如图甲是其简化电路图,R1和R2为阻值不变的电热丝,单刀双掷开关S可接1或2,实现不同挡位的变换。(1)求R1电热丝的阻值。(2)电火锅正常工作时,用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃,求此过程中水吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。(3)电火锅正常工作时,分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水加热,绘制的水温随时间变化的图象如乙图所示。请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节能。5.某居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡,铭牌见下表(“中温”挡功率空出),其电路原理如图乙,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全。当S、S1闭合,S2断开时电暖器为“低温”挡。(R1>R2)求:(1)R1的阻值;(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流;(3)若室内空气质量为50kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作10min,放出热量的50%被室内空气吸收,那么可使室内气温升高多少?[假设空气的比热容为1.0×103J/(kg ℃)]。额定电压 220V频率 50Hz额定功率 1000W水壶容积 1.0L加热方式 底盘加热学校教师办公室常用电热水壶烧水,如图为某品牌电热水壶及其铭牌,请解答下列问题。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)](1)该水壶正常工作时的电流为多少安?(小数点后保留2位)(2)该水壶正常工作4min消耗的电能是多少焦?(3)电热水壶装满水后,从30℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?(4)工作中,电水壶通过导线接到电路里,为什么电壶可以把水烧开,而导线却几乎不发热?7.图甲为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,R1=48.4Ω,R2=484Ω,额定工作电压为220V,通过开关S、S1,可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换,其内部电路可简化为图乙所示电路。(1)空气炸锅在工作时会通过电动机向内部吹风,借助循环风,达到炸锅内部迅速升温的目的,炸锅中电动机的工作原理为 。(2)开关S1闭合,开关S接a端时为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”),求此时通过电阻R2的电流?(结果保留两位小数)(3)若不计热量损失,用此空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,求一次炸熟200g薯条需要多少时间?[c薯条取3.63×103J/(kg ℃)]8.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个挡位。其内部简化电路如图所示,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:R1=48.4Ω,高温挡功率为1500W,电源电压不变。求:(1)电烤箱中温挡功率和电阻R2的阻值:(2)电烤箱低温挡的电流;(保留两位小数)(3)电烤箱在高温挡工作时,不计热量损失,对蛋糕加热10min,能使2kg的蛋糕温度升高150℃,蛋糕的比热容是多少?9.如图甲所示是某品牌电饭煲,图乙是该电饭煲的原理图。它有加热和保温两挡,通过开关S进行调节,R0与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上,用加热挡工作时,电路的总功率为1000W;用保温挡工作时,电路的总功率为440W。已知c水=4.2×103J/(kg ℃)。求:(1)电饭煲在低温挡时,开关S应 (选填“闭合”或“断开”)。(2)电热丝R0的阻值是多少?(3)当电饭煲在额定功率下工作时,要使质量为2kg的水温度升高30℃,需要多长时间(不计热量损失)?(4)若电饭煲的质量为2.5kg,底面积为500cm2,每次煲饭可加入1.5kg的大米和1kg的水,那么煲饭时,电饭锅对水平桌面的压强是多少(g取10N/kg)?10.图甲是一个豆浆机的实物图,豆浆机的中间部位是一个电动机,电动机通过金属杆带动其下部的刀片旋转,旋转的刀片可将原料粉碎打浆;刀片外部是一个环状加热管(电热丝),用来对豆浆加热。该豆浆机的部分参数如表所示,制作豆浆的过程是加热和打浆交替进行。图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象,一次打浆要向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,共需11min完成加工过程。c豆浆=4.0×103J/(kg ℃),求:额定电压 220V频率 50Hz电动机功率 110W加热功率 1210W(1)豆浆机正常打浆时,通过电动机电流是多少?(2)豆浆机正常工作时,加热管电阻丝的阻值是多少?(3)根据P﹣t图可知,从第8min至第11min为第二段豆浆的加热过程,若此过程中豆浆温度由70℃上升到100℃,求这段过程中豆浆吸收的热量是多少?(4)豆浆机做好一次豆浆,消耗的总电能是多少?11.养生壶是大家非常喜欢的小电器,有加热、保温等功能,接在220V的家庭电路中使用,如图甲所示,图乙是养生壶的加热水相部分工作原理电路图,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,保温时电加热丝的功率为88W,不考虑温度对电阻的影响,不计指示灯的阻值(A、B是两种不同颜色的指示灯)。求:(1)该养生壶的加热功率;(2)若咖啡的比热容c=4.0×103J/(kg ℃),该养生壶的加热效率为80%,要将质量为1.5kg的咖啡温度升高55℃,需要加热多长时间;(3)养生壶处于保温状态时电阻R2的阻值。12.如题图甲所示,是某种电热饮水机的简化电路示意图,图乙是它的有关参数。它有加热和保温两种工作状态,由机内温控开关S0自动控制,当温控开关S0闭合时饮水机处在加热状态,当温控开关S0断开时饮水机处在保温状态。求:(1)R2的电阻值是多大?(2)在用电高峰期,若该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为84%,若将装满水箱的水从24℃加热至44℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg ℃),忽略温度对电阻的影响]13.下表为某同学分析某电烤箱铭牌的部分参数(其中高温挡的额定功率模糊不清),其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝(电阻不随温度变化),求该电烤箱:(1)在低温挡正常工作时的电流;(2)中温挡正常工作10min消耗的电能;(3)在高温挡正常工作时的额定功率(计算结果保留一位小数)。额定电压 220V额定功率 低温挡 440W中温挡 1210W高温挡 14.某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图1所示。R为热敏电阻,其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示,电源电压U1为6V,保护电阻R0的阻值为300Ω,热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中,R1=44Ω,U2=220V,加热和保温时的功率分别为2200W和110W。(1)电磁铁上端为 极。(2)当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,热水器刚开始保温时水的温度是多大?(电磁铁线圈电阻不计)(3)电阻丝R3的阻值是多大?(4)不计热量损失,该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间?[c水=4.2×103J/(kg ℃]15.小明制作了一个简易电加热器,其电路图如图所示,R1、R2是发热电阻,开关S接“1”时为高温挡、接“2”时为低温挡,在每个挡内温度是可调的。电源电压是12V,变阻器R的最大电阻是10Ω,R2的电阻是32Ω.试求:(1)高温挡的最高温时的总功率是8W.则R1的电阻是多少?(2)低温挡的最低温度时的热功率多大?16.下表为某电烤箱铭牌的部分参数(其中高温挡的额定功率模糊不清),其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝(电阻不随温度变化),求:该电烤箱(1)在低温挡正常工作时的电流;(2)中温挡正常工作5min消耗的电能;(3)在高温挡正常工作时的额定功率(计算结果保留一位小数)额定电压 220V额定功率 低温挡 440W中温挡 1100W高温挡17.电热杯垫有加热和保温两挡功能(通过闭合或断开有关开关来实现该功能),通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图所示,R1、R2为加热元件,USB接口的输出电压为5V,R1电阻10Ω,当处于加热状态时,整个电路消耗的功率为7.5W。求:(1)杯垫保温时整个电路的电流是多少安?(2)保温30min时产生的热量是多少焦?(3)加热状态时整个电路的电流是多少安?(4)电阻R2的阻值是多少欧?18.世界卫生组织(WHO)倡导人们饮用烧开后的水。小明积极响应号召购置了如图甲所示的一台集加热和保温为一体的电热开水壶,部分铭牌信息如表所示。如图乙所示是电热水壶的电路图,S是用感温材料制造的温控开关,R1是分压电阻,R2是加热和保温时给水供热的电热丝。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]最大容积 1.5L加热功率 2200W额定电压 220V(1)在加热状态下,求电热水壶正常工作时电路中的电流;(2)正常工作时该电热水壶将最大容积的水从20℃加热到100℃,求水需要吸收的热量;(3)如果要使R2在保温状态时的功率是550W,求R1的阻值。19.如图甲所示是款电热水龙头.使用时功率可以在4400W和220W之间任意调节,其简化电路如图乙所示。(R、R0均为加热电阻)求:(1)电阻R0的阻值:(2)变阻器R的最大阻值:(3)若电热水龙头的功率为2100W,1min放出水的质量为2kg,不计热量损失,可将自来水出水温度提高多少℃?[c水=4.2×103J/(kg ℃)]20.如图中为家用电热饮水机,图乙为它的电路原理图,下表为它的铭牌数据,其中水杨和热水箱中均已加满水。水桶容量 20L热水箱容量 1L额定电压 220V加热功率 800W保温功率 88W(1)当S1闭合,S2断开时,电热饮水机处于 状态(填“加热”或“保温”),此时电路中的电流是多大?(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,求:水吸收的热量是多少?(水的比热容4.2×103J/(kg ℃))(3)电热饮水机正常工作时加热效率为80%.求:将热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为多少?21.如图甲是一家用电器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未标出),图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电吸器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题:(1)为使电暖气在“高温”挡工作,除了闭合开关S外,还应闭合开关S1、S2,请通过分析说明这样做的理由。(2)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?(3)若某房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1×103J/(kg ℃)且保持不变,用该电器的“高温”挡正常工作20分钟,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少℃?××牌电暖器额定电压 220V额定功率 低温挡 550W中温挡 1100W高温挡频率 50Hz22.如图(甲)所示一款“充电式”暖手宝,能装满200g水。加热部分的简化电路图如图(乙)所示,该充电式暖手宝可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现低温、高温两个挡位的变化。只闭合S1时为低温挡,功率为44W,再闭合S2时为高温挡,功率为110W。暖手宝充电时将水加热到50℃时自动断电。电源电压U=220V保持不变,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃),此时室温为28℃。请计算:(1)暖手宝中水温度由28℃升高到50℃,需要吸收多少焦耳的热量?(2)若用低温挡加热,需要“充电”多长时间?(不考虑热量损失)(3)电热丝R2的阻值是多少?(保留整数)23.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝(R1>R2),单独闭合S1为低温挡、单独闭合S2为中温挡、同时闭合S1、S2为高温挡,其铭牌如表所示,求(1)低温挡加热时电流的大小;(2)电热丝R2的阻值;(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg ℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到80℃,至少需要多长时间。加热效率 80%额定电压 220V电功率 低温挡 440W中温挡 880W高温挡24.为了缓解用眼疲劳,妈妈购买了一款如图甲所示的电加热眼罩,如图乙所示是电热眼罩的工作原理图,可以通过手动调节高、中、低三挡加热。其相关数据如表所示。R1、R2都是电热丝,S3为单刀双掷开关(即S3只能接在触点a或b)。求:额定充电(放电)电压 5VR2的阻值 10Ω中档额定功率 5W(1)R1的阻值;(2)当眼罩在低温挡正常工作时电功率;(3)若眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量。25.如图是某电热器的原理简图,它有加热和保温两挡,发热体由R1=1210Ω和R2=50Ω两个电热丝构成。求:(1)S1、S2都闭合加热时,求通过电阻R2的电流;(2)S1闭合、S2断开保温时,求电热器工作1分钟产生的热量;(3)在傍晚用电高峰期,供电电压可能会下降。当实际电压只有200V时,这个电热器R2的实际功率是多大?26.图甲是小明家的电饭锅电路原理图,该电饭锅有高温加热和保温两挡。由温控开关S进行调节。已知R0与R为电热丝,现将电饭锅插在220V的电源上,使用高温挡工作时,电饭锅功率为1000W;使用保温挡工作时,电饭锅功率为44W。【c水=4.2×103J/(kg ℃)】根据相关知识,回答下列问题:(1)高温蒸煮时开关S应该断开还是闭合?(2)电热丝R的阻值为多少?(3)用此电饭锅高温挡将质量为1kg、温度为25℃的水加热,使锅中水温升高了60℃,需用时5min,求此加热过程中电饭锅的加热效率。(4)如图乙所示,电能表上?处的电能表常数模糊不清,小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅,调至高温挡烧水5min,电能表的转盘转了250转,则电能表上模糊的参数应该是多少?27.如图所示,是一款宿舍学生用的迷你电煮锅和它的简化工作电路。迷你电煮锅的高温挡功率为616W,电阻R1的阻值为275Ω。用这个迷你电煮锅的高温挡,把25℃、0.5kg的水加热到100℃需要5min。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]求:(1)电煮锅在低温挡时电路中的电流。(2)电阻R2的阻值。(3)电煮锅高温挡的加热效率。28.某电熨斗有高、中、低温三个挡位,其简化电路图如图所示。R1、R2均为发热电阻,R1的电阻是44Ω,电源电压是220V。S1断开、S2接b端时为低温挡;S1闭合、S2接b端时为中温挡;S1闭合、S2接a端时为高温挡,电功率为1980W。试求:(1)高温挡工作时,电路中的总电流是多少?(2)中温挡工作时,电熨斗的功率是多少?(3)低温挡工作时,电熨斗通电15min产生的热量是多少?29.如图是高压电饭锅的简化电路图,R1和R2均为发热电阻且阻值保持不变,R1=48.4Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点,加热盘温度达到103℃时,自动切换到保温挡,其额定保温功率为220W。该高压电饭锅将初温为23℃、质量为1.5kg的水正常加热10min后自动切换到保温挡。求:[c水=4.2×103J/(kg ℃)](1)加热挡的额定功率;(2)发热电阻R2的阻值;(3)高压电饭锅的加热效率。30.如图所示,如表、图甲分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图,R1和R2为发热丝,S1为总开关,S2为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点,图乙为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像,已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)。求:(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量;(2)本次工作过程共消耗的电能;(3)R1和R2的阻值。型号 SDS﹣15X05 容量 1L额定电压 220V 额定频率 50Hz加热功率 1210W 保温功率 40W31.如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=15Ω,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R3标有“50Ω 0.5A”字样。只闭合开关S1,电流表的示数为0.6A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A。求:(1)电源电压有多大?(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2的阻值为多大?在10s内电流通过R2产生的热量是多大?(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片,变阻器R3接入电路的阻值范围。32.某家用速热式电热水器的铭牌标明,加热功率4400W,保温功率100W,水箱容积25L;其内部结构如图所示,R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝,水箱放满水后闭合开关S1开始加热,当水温升高到40℃时,温控开关S2自动切换到保温状态。(1)R1的阻值是多少?(2)如果热水器每天平均保温20h,则这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是多少?(3)当电热水器正常工作时,加热110s,可使一整箱水温度由20℃上升到24℃,则该电热水器的效率是多少?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃),不考虑温度对电阻的影响]33.如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=30Ω。当开关S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:(1)灯丝的电阻是多少Ω?电源电压是多少V?(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数是多少A?(3)当开关S,S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率是多少W?5min电路产生的热量为多少J?34.图甲是一只有加热、保温两挡的电热养生壶,图乙是其简化电路图,铭牌如下表所示,其加热功率已模糊不清,R1的阻值为44Ω。在1标准大气压下,小明用该养生壶正常加热12min,将一壶初温为20℃的水烧开。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]请你计算:×××牌电热养生壶一壶水质量 2kg额定电压 220V加热功率 ×××W保温功率 110W(1)烧开一壶水吸收的热量;(2)保温挡工作时的电流;(3)此次加热水时的效率(保留到1%)。35.如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。求:××牌额定电压 220V额定功率 高温挡 1100W低温挡 220W电源频率 50Hz(1)烤箱高温挡正常工作5min所产生的热量;(2)R1和R2的阻值。36.某品牌电热足浴器,其铭牌上的部分信息如下。求:额定电压 220V额定功率 1210W容积 7L(1)电热足浴器正常工作时的电阻;(2)这个足浴器正常工作500s可将5kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg ℃)](3)若该足浴器两端的实际电压为200V(电热足浴器阻值不随温度的变化而变化),则该足浴器的实际功率。37.某兴趣小组探究串联电路中电阻的电功率与电流的关系,电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1的U﹣I图像如图乙所示。求:(1)R1的阻值;(2)当滑动变阻器滑片P在最左端时,通电5min电阻R1产生的热量;(3)电路的最大电功率。38.如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如表所示。[已知:c水=4.2×103J/(kg ℃)]求:(1)R2的阻值是多少?(2)加热杯的低温挡功率是多少?(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,要使1kg水从20℃升高到100℃,需要多长时间?(计算结果保留一位小数)额定电压 220V高温挡功率 1100W中温挡功率 440W低温挡功率容量 1L39.康康家里有一台电火锅,部分技术参数如下表,图甲是其内部电路的工作原理简图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻,通过开关S、S1、S2的通断可实现三个挡位功能的切换,其中S2是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关,c水=4.2×103J/(kg ℃)。(1)电火锅正常工作时,锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为3.3kg、初温为50℃的水加热到60℃,求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率;(2)若改用低温挡给(1)问中的水加热,请比较使用高温挡还是低温挡更节能;(3)求电火锅正常工作时保温挡的电功率。额定电压 220V高温挡 1100W低温挡 440W保温挡 ××W40.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1100W和400W两挡功率,挡位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择1100W档将汤煮至100℃,然后自动跳至400W进行保温慢炖,设汤的初温为20℃,质量为2.5kg,汤的比热容为4.0×103J/(kg ℃),求:(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时15min,在此过程中汤吸收的热量是多少?(2)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。(3)R的阻值是多少?41.图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如图丙所示,求:额定电压 220V电功率 低温挡 440W中温挡 880W高温挡(1)低温挡加热时电流的大小;(2)电热丝R2的阻值;(3)已知该电饭锅的加热效率是80%,粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg ℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。42.如图甲所示为一家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌如表所示(“高温”挡功率空出),如图乙所示为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1、断开S2时为低温挡。(1)低温正常工作时的电阻是多少?(2)高温挡正常工作时的总电流是多少?(3)若某房间空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1×103J/(kg ℃)且保持不变,用该电暖器的高温挡正常工作20min,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间内的空气温度升高到多少℃?额定电压 220V额定功率 低温挡 550W中温挡 1100W高温挡质量 5kg四个轮接触地面总面积 10cm243.某一学校兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路图如图甲所示。在滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动的过程中,R1的U﹣I图像如图乙所示。求:(1)R1的阻值;(2)电路消耗的最大功率;(3)当电路消耗的电功率为5W时,R2在1分钟内产生的热量。44.小明家安装了一台即热式电热水器,小明通过阅读铭牌知道它具有低温、高温两挡加热功能,低温挡的功率是5500W,高温挡的功率是7700W,电热水器内部电路如图所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴,水的初温是16℃,淋浴头的出水温度是36℃,小明淋浴20min共用水100kg[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。求:(1)开关S1和S2处于什么状态时,电热水器处于高温挡;高温挡工作时电流是多少?(2)电热丝R1和R2的阻值各是多少?(3)高温挡淋浴20min,100kg水所吸收的热量是多少?该热水器高温挡工作时的效率是多少?45.李红去商店购买电热水壶,售货员给了她一份推销××牌电热水壶的宣传广告,其内容如下:ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃),请你根据宣传广告中提供的信息回答、计算:××牌电热水壶铭牌:额定电压 220V额定功率 2000W容积 2.5L超温保护器 熔断温度110℃(1)电热水壶正常工作时的电阻是多少?(2)电热水壶正常工作4min消耗多少电能?(3)夏季自来水的温度为12℃,若将一壶水烧开需要吸收多少热量?(标准大气压)(4)此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%,则实际烧开一壶水需要多长时间?根据计算结果,请你对上述宣传广告中电热水壶“优点”的有关内容作出评价。46.如图所示为一款具有两挡加热的破壁机内部电路简化示意图,R1和R2加热电阻,该破壁机的部分参数如表所示。问:破壁机部分参数表额定电压 220V 加热功率 400W榨汁功率 1100W 1210W(1)电动机线圈电阻为1Ω,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能和产生的电热分别为多少?(2)仅处于加热的高温挡时,三个开关的开合情况是怎样的?加热电阻R1阻值为多大?(3)若不计热损失,将杯子中搅碎的1100g营养糊,使其温度从20℃加热到100℃至少需要多长时间?[c营养糊=4.4×103J/(kg ℃)]47.如图甲为某烧水壶的简化电路图,R1和R2为发热丝,S1为总开关,S2为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点,图乙为某次将壶内1kg水加热、保温过程的总功率与时间的关系图象,已知:c水=4.2×103J/(kg ℃),求:(1)这壶水从20℃加热至100℃所吸收的热量;(2)本次工作过程的保温过程所消耗的电能;(3)R1和R2的阻值。48.如图所示为某同学家里新购置的煎饼机的工作原理图,其中R1、R2是发热电阻,可以通过开关S控制高温和低温两个挡。已知R1阻值为142Ω,R2的阻值为100Ω。电源电压为220V。求:(1)开关S接“1”时电路中的电流;(2)开关S接“2”时的功率;(3)在一次使用时选择低温挡煎饼,使100g的鸡蛋饼升高90℃所花时间为150s,求这次的加热效率。[鸡蛋饼的比热容取3×103J/(kg ℃)]49.如图,甲是某品牌的电热水壶,其工作电路如图乙所示,开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态,其铭牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下,将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收,R1、R2的阻值不随温度变化,[c水=4.2×103J/(kg ℃),1L=10﹣3m3]。求:(1)水吸收的热量;(2)R1、R2的阻值;(3)加热这壶水到沸腾所用时间(结果保留一位小数);(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,求实际电压。50.下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。××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试求:(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所产生的热量;(2)电路中R1的阻值;(3)电烤箱是用2.5mm2的铜芯线做导线(8Ω/km),电源线的总长度为10m,电烤箱高温挡正常工作10min,在这段导线上产生的电热是多少?51.某型号电饭煲有加热和保温两种功能,如图甲所示,是电饭煲的工作原理图。图乙是电饭煲正常工作过程中功率与时间的关系图象。(1)电热丝R2的阻值;(2)该电饭煲正常加热工作10min所消耗的电能;(3)若电饭煲的热效率为90%保持不变,该电饭煲工作20min,求电饭煲里的饭所吸收的热量。52.如图所示,这是某电热水壶的内部电路原理图,R1、R2为阻值不变的加热电阻丝,下表是该电热水壶的铭牌。经实践验证,当电热水壶内装有质量为0.5kg、初温为30℃的水时,电热水壶正常加热210s可将水加热至刚好沸腾(在1标准大气压下)。电热水壶型号 WSD889电源 220V﹣50Hz额定加热功率 800W容量 5.5L(1)若电热水壶有加热和保温两挡,则S闭合时,电路处于 挡位。(2)如果在用电高峰期使用,电源的实际电压只有198V,则此时该电热水壶的实际加热功率为多少?(3)电热水壶的效率是多少?[已知c水=4.2×103J/(kg ℃)]53.如图甲、乙所示,分别为即热式电热水器的实物图和工作电路图,其工作参数如表:求:(1)低温挡时,电路中的电流;(2)R2的阻值;(3)当热水器用高温挡工作时,1min能把6kg的水从20℃加热到40℃,问该热水器的工作效率?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)]项目 参数电源电压/V 220低温挡功率/W 4400高温挡功率/W 924054.如图所示是三角牌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,此电吹风的主要技术参数如表所示,求:三角牌电吹风 ZJQF003额定电压 220V频率 50Hz吹热风时功率 880W吹冷风时功率 80W(1)电吹风正常工作吹冷风时,通过电动机的电流为多大?(保留两位小数)(2)电热丝R的阻值是多少?电吹风吹热风5min内电流通过R产生的热量是多少?55.图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2是阻值不变的加热电阻,R1=50Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V的电路中,在加热状态下工作了一段时间后,开关S自动切换到保温状态。在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。求:(1)保温状态下该电饭锅的发热功率。(2)R2阻值的大小。(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]56.在如图所示电路中,电源电压及灯丝电阻不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,先闭合S1,此时灯泡L正常发光.求:(1)灯泡正常发光时电阻多大?(2)再闭合S2,电流表示数为0.8A,此时R的电功率是多大?(3)闭合全部开关半分钟,电阻R产生多少热量?57.如图甲所示的电路中,电源电压为12V,R1标有“20Ω 1A”字样,电流表的接的0﹣0.6A的量程,灯泡L标有“8V”,通过灯泡的电流随它两端的电压变化的规律如图乙所示,R2阻值为50Ω。求:(1)灯泡正常发光1min电流通过灯丝产生的热量。(2)S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器的最大功率。58.在如图所示电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=5Ω。(1)当只闭合开关S2,断开S1、S3时,电流表的示数为0.4A,求电源电压;(2)当闭合开关S1、S3,断开S2时,求通电10s内电阻R1产生的热量。在综合实践活动中,兴趣小组设计了一款双挡位电加热器,利用产生的蒸汽加湿或消毒,电加热器工作时,高挡先将水箱内的水加热到100℃,低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路,S1和S均为自动控制开关,当水温达到100℃时,S1自动断开,当水的质量低于0.2kg时S自动断开,R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L,水的初温为20℃。[c水=4.2×103J/(kg ℃),ρ水=1.0×103kg/m3](1)求低挡工作时加热器的电功率;(2)求R1的电阻;(3)求电加热器高挡位工作的加热效率。60.如表是某家用电热壶的铭牌,假设电热壶电阻丝的电阻不随温度的变化而变化,水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:产品型号 DYH﹣2100D额定电压 220V额定功率 1000W频率 50Hz容量 1.2L(1)当实际电压为198V时,电热壶的实际功率?(2)电热壶正常工作时,在一个标准大气压下,把1.2L水从20℃加热到沸腾所用时间为7min,则此1.2L水吸收的热量是多少?(3)该电热壶正常工作时热效率为多少?电学多档位计算题训练参考答案与试题解析1.【解答】解:①由P=UI可得,处于“高温”挡加热时通过座椅垫的电流为:I===1.5A。②由电路图知,开关S接高温挡位时,电路为R1的简单电路,根据I=可得,电热丝R1的阻值为:R1===16Ω。③座椅垫工作5min产生的热量:Q=W=P高温t=36W×5×60s=1.08×104J。答:①通过座椅垫的电流是1.5A;②电热丝R1的阻值是16Ω;③座椅垫工作5min产生的热量是1.08×104J。2.【解答】(1)当只闭合开关S1时,接入电路的电阻只有R1,当同时闭合开关S1、S2时,接入电路的电阻是R1和R2,且它们组成并联电路,并联后的总电阻小于R1的阻值,由于电源电压U=220V且保持不变,由P=可知,电阻越大,功率越小,所以当只闭合开关S1时,电饭锅处于低温焖饭挡;当同时闭合开关S1、S2时,电饭锅处于高温烧煮挡;(2)由于电源电压U=220V且保持不变,高温烧煮挡的功率是660W,所以高温烧煮时干路中的电流I总===3A;(3)当同时闭合开关S1、S2时,接入电路的电阻是R1和R2,且它们组成并联电路,由(2)可知:干路中的电流是I=3A,通过R1的电流是I1===2.75A,所以通过R2的电流I2=I总﹣I1=3A﹣2.75A=0.25A,所以电阻丝R2的阻值是R2===880Ω。答:(1)当只闭合开关S1时,电饭锅处于低温焖饭挡;(2)高温烧煮时干路中的电流是3A;(3)电阻丝R2的阻值是880Ω3.【解答】解:(1)由P=UI可得,电炖锅保温状态下电路中的电流:I保温===1A;(2)当开关S接1时,电路为R1的简单电路,电炖锅处于加热状态,由P=UI=可得,电阻R1的阻值:R1===55Ω;(3)开关S接2时,R1与R2串联,电炖锅处于保温状态,由I=可得,电路的总电阻:R总===220Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R2的阻值:R2=R总﹣R1=220Ω﹣55Ω=165Ω,电炖锅保温状态下工作10min,电阻R2产生热量:Q2=I保温2R2t=(1A)2×165Ω×10×60s=9.9×104J。答:(1)电炖锅保温状态下电路中的电流是1A;(2)电阻R1的阻值是55Ω;(3)电炖锅保温状态下工作10min,电阻R2产生热量是9.9×104J。4.【解答】解:由电路图可知,当S接到1时,R1和R2串联;开关S接2时,R2短路,电路为R1的简单电路;(1)当S接到2时,电路为高温挡,只有R1在工作,由P=UI=可知,R1的阻值:R1===55Ω;(2)水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(70℃﹣60℃)=8.4×104J;(3)由图像可知,高温挡的加热时间为2min,低温挡的加热时间为8min,则加热高温挡工作时消耗的电能:W高=P高t高=880W×2×60s=1.056×105J,低温挡工作时消耗的电能:W低=P低t低=250W×8×60s=1.2×105J,因W高<W低,所以高温挡更节能。答:(1)R1电热丝的阻值为55Ω。(2)水吸收的热量为8.4×104J。(3)高温挡更节能。5.【解答】解:根据题意和电路图可知,当S、S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电暖器为“低温”挡;当S、S1、S2都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=可知总功率最大,电暖器处于高温挡;当S、S2闭合,S1断开时,电路为R2的简单电路,R1>R2,故此时总电阻较小,根据P=可知总功率较大,电暖器处于中温挡;(1)当S、S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电暖器为“低温”挡;由表中数据可知,电暖气低温挡的功率为440W,由P=可知,R1的阻值:R1===110Ω;(2)闭合S、S1为“低温”挡,R1单独接入电路;只闭合S、S2为“中温”挡,“高温”挡为S、S1、S2同时闭合,R1、R2并联;由表中数据可知,电暖气高温挡的功率为1600W,则中温挡的功率:P中温=P高温﹣P低温=1600W﹣440W=1160W,由P=UI可知,中温挡工作时电路中的电流:I中温==≈5.27A;(3)由P=和Q=W可知,电暖器的“高温”挡正常工作10min,放出的热量:Q=W=P高温t=1600W×10×60s=9.6×105J;空气吸收的热量:Q吸=ηQ=50%×9.6×105J=4.8×105J,由Q吸=cmΔt可得,室内空气升高的温度:Δt===9.6℃。答:(1)R1的阻值为110Ω;(2)“中温”挡正常工作时电路中的电流为5.27A;(3)可使室内气温升高9.6℃。6.【解答】解:(1)由表中数据可知,电热水壶的额定电压为220V,额定功率为1000W,由P=UI可得,电水壶正常工作时的电流:I==≈4.55A;(2)由P=可得,电热水壶消耗的电能:W=Pt=1000W×4×60s=2.4×105J;(3)由ρ=可得,水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3=1kg,水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/k(kg ℃)×1kg×(100℃﹣30℃)=2.94×105J;(4)电水壶与导线是串联的,所以通过它们的电流相等,它们通电时间相同,电水壶的电阻比导线电阻大很多,根据公式Q=I2Rt,可知电热丝产生的热量比导线产生的热量多得多。答:(1)该水壶正常工作时的电流为4.55A;(2)该水壶正常工作4min消耗的电能是2.4×105J;(3)电热水壶装满水后,从30℃加热到100℃,水吸收的热量是2.94×105J;(4)电水壶与导线是串联的,所以通过它们的电流相等,它们通电时间相同,电水壶的电阻比导线电阻大很多,根据公式Q=I2Rt,可知电热丝产生的热量比导线产生的热量多得多。7.【解答】解:(1)电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的;(2)开关S1闭合,开关S接a端时,电路中只有R2连入电路,开关S1闭合,开关S接b端时,两电阻并联,当开关S1断开,开关S接a端时,两电阻串联,根据电阻的串并联特点可知:开关S1闭合,开关S接b端时总电阻最小,开关S1闭合,开关S接a端时总电阻较大,开关S1断开,开关S接a端时,总电阻最大,则根据P=知开关S1闭合,开关S接a端时为中温挡;通过电阻R2的电流:I2===0.45A;(3)薯条质量m=200g=0.2kg,薯条吸收的热量;Q吸=c薯条m(t﹣t0)=3.63×103J/(kg ℃)×0.2kg×(170℃﹣20℃)=1.089×105J;若不计热量损失,则需要消耗的电能为:W=Q吸=1.089×105J;高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2并联,则R1的功率为:P1===1000W;R2的功率为:P2===100W;高温挡的总功率为:P=P1+P2=1000W+100W=1100W;若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,根据P=可得加热时间:t===99s。答:(1)通电线圈在磁场中受力而转动;(2)中温挡;通过电阻R2的电流为0.45A;(3)一次炸熟200g薯条需要99s。8.【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S1置于a端、S2闭合时,两电阻并联,此时总电阻最小,由P=可知,此时电功率最大,电烤箱处于高挡位;当开关S1置于b端、S2断开时,两电阻串联,此时总电阻最大,由P=可知,电烤箱消耗的电功率最小,此时电烤箱处于低挡位;开关S1置于b端、S2闭合时,只接入R1接入电路,此时电烤箱处于中挡位;由P=可知,电烤箱中挡位的功率:P中===1000W;因并联电路中各支路电阻互不影响,即高挡位时,R1的功率不变,所以R2的功率:P2=P高﹣P中=1500W﹣1000W=500W,电阻R2的阻值:R2===96.8Ω;(2)当开关S1置于b端、S2断开时,两电阻串联,电烤箱处于低挡位,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以低挡位时电路的总电阻:R=R1+R2=48.4Ω+96.8Ω=145.2Ω,电烤箱低温挡的电流:I低==≈1.52A;(3)由P=可得,高温挡加热10min消耗的电能:W=P高t=1500W×10×60s=9×105J,不计热量损失,则有Q吸=W,由Q吸=cmΔt可得,蛋糕的比热容:c====3×103J/(kg ℃)。答:(1)电烤箱中温挡功率为1000W;电阻R2的阻值为96.8Ω:(2)电烤箱低温挡的电流为1.52A;(3)蛋糕的比热容是3×103J/(kg ℃)。9.【解答】解:(1)由P=知,电压一定时,P与R成反比,由电路图知,开关S断开时,R0与R串联,由于开关S与R并联,则当开关S闭合时,电阻R被短路,只有电热丝R0连入,电路中的电阻最小,电路的电功率最大。所以电饭煲在高温挡时,开关S应闭合,电饭煲在低温挡时,开关S应断开;(2)由P=得,电热丝R0的阻值是:R0===48.4Ω;(3)水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×30℃=2.52×105J;不计热量损失,则W=Q吸=2.52×105J,当电饭煲在额定功率下工作时,则根据P= 可得需要加热的时间为:t===252s;(4)电饭锅的总质量为m=m锅+m米+m水=2.5kg+1.5kg+1kg=5kg,则重力:G=mg=5kg×10N/kg=50N,所以,电饭锅对水平桌面的压力:F=G=50N,底面积:S=500cm2=5×10﹣2m2,所以,电饭锅对水平桌面的压强:p===1000Pa。答:(1)断开;(2)电热丝R0的阻值是48.4Ω;(3)当电饭煲在额定功率下工作时,要使质量为2kg的水温度升高30℃,需要加热252s;(4)煲饭时,电饭锅对水平桌面的压强是1000Pa。10.【解答】解:(1)由表中数据可知,电动机正常工作时的功率为110W,由P=UI可得,豆浆机正常打浆时的电流:IM===0.5A;(2)由表中数据可知,豆浆机正常工作时的加热功率为1210W,由P=可得,豆浆机正常加热时电阻丝的阻值:R===40Ω;(3)黄豆和清水的总质量为1.5kg,不考虑质量变化,则豆浆的质量也为1.5kg,8min~11min豆浆吸收的热量:Q吸=c豆浆mΔt=4×103J/(kg ℃)×1.5kg×(100℃﹣70℃)=1.8×105J;(3)由乙图可知,加热时间t1=9min=540s,电动机工作时间t2=2min=120s,由P=可得,加热消耗的电能:W1=P加热t1=1210W×540s=6.534×105J,电动机工作时消耗的电能:W2=PMt2=110W×120s=1.32×104J,豆浆机做好一次豆浆,消耗的总电能:W=W1+W2=6.534×105J+1.32×104J=6.666×105J。答:(1)豆浆机正常打浆时,通过电动机电流是0.5A;(2)豆浆机正常工作时,加热管电阻丝的阻值是40Ω;(3)这段过程中豆浆吸收的热量是1.8×105J;(4)豆浆机做好一次豆浆,消耗的总电能是6.666×105J。11.【解答】解:(1)当S拨到左边时,电路中灯A与R1串联,因灯的电阻不计,故为R1的简单电路,R1的电压为电源电压;S拨到右边时,两电阻串联,根据串联电路电压的规律,R1的电压小于电源电压,由P=可知,此时S拨到左边时处于加热挡(S拨到右边时为保温挡),养生壶的加热功率:P加热===550W;(2)1.5kg的咖啡温度升高55℃,咖啡吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.0×103J/(kg ℃)×1.5kg×55℃=3.3×105J,由η=×100%得,消耗的电能:W===4.125×105J,由W=Pt得,加热时间:t===750s;(3)当S拨到右边时,R1和R2串联,此时处于保温挡,根据P=I2R可得,电路中的电流:I===1A,电路的总电阻:R总===220Ω,电阻R2的阻值:R2=R总﹣R1=220Ω﹣88Ω=132Ω。答:(1)该养生壶的加热功率为550W;(2)需要加热750s;(3)电阻R2的阻值为132Ω。12.【解答】解:(1)由电路图可知,开关S0断开时,两电阻串联,电路电阻较大;开关S0闭合时,只有电阻R1接入电路;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当温控开关S0闭合时,电路中的电阻较小,由P=可知,电压一定时,电热饮水机功率较大,处于加热状态;当温控开关S0断开时,电路阻值较大,电功率较小,饮水机处于保温状态;电热饮水机处于加热状态时,电路为R1的简单电路,由P=可得,R1的电阻:R1===40Ω;电热饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,则电路中的总电阻:R总===1210Ω;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的电阻:R2=R总﹣R1=1210Ω﹣40Ω=1170Ω。(2)饮水机的实际功率为:P实===1000W;由ρ=得,水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;水所吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(44℃﹣24℃)=1.26×105J;由η=可得,消耗电能W===1.5×105J;由P=可得,需要时间t===150s。答:(1)R2的电阻值是1170Ω;(2)需要150s时间。13.【解答】解:(1)低温挡正常工作时的功率,P1=440W,U=220V,在低温挡正常工作时的电流:I1===2A;(2)中温挡的功率为P2=1210W,已知时间,t2=10min=600s,在中温挡时消耗的电能为:W2=P2t2=1210W×600s=7.26×105J;(3)由电路可知只有R1能单独工作,电路处于中温挡位,所以R1===40Ω,因为电压一定,低温挡时,电阻最大,电流最小,电功率最小,所以,R1+R2===110Ω;则R2=110Ω﹣40Ω=70Ω,当U一定,电阻最小,电功率最大,因此两电阻并联时,达到高温,P=+=+≈1901.4W。答:(1)在低温挡正常工作时的电流2A;(2)中温挡正常工作5min消耗的电能7.26×105J;(3)在高温挡正常工作时的额定功率是1901.4W。14.【解答】解:(1)电流从电磁铁的下方流入,上方流出,根据安培定则可知电磁铁下端为N极,上端为S极;(2)当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,则电磁铁线圈中的电流为8mA时,热水器刚开始加热,根据I=可得,控制电路的总电阻:R总===750Ω,热敏电阻的阻值为:R=R总﹣R0=750Ω﹣300Ω=450Ω,由图乙可知,此时水温为70℃;(3)由题意和电路图知:衔铁被吸下时,R1、R2并联,电热水器处于加热状态,P加热=+=2200W,即:+=2200W,解得:R2=44Ω;根据题意可知,电磁继电器上方触点和触点c接通时,电热水器处于保温状态,则由电路图知,此时R2、R3串联,根据P=可得保温时工作电路的总电阻为:R′===440Ω,根据电阻的串联特点可得:R3=R′﹣R2=440Ω﹣44Ω=396Ω;(4)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×44kg×(50℃﹣25℃)=4.62×106J:不计热量损失,则加热电路消耗的能量:W=Q吸=4.62×106J,则加热时间:t===2100s。答:(1)电磁铁上端为S极。(2)当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,热水器刚开始保温时水的温度是70℃;(3)电阻丝R3的阻值是396Ω;(4)不计热量损失,该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要2100s。15.【解答】解:(1)开关s接“1”时,变阻器的滑片在a端时的等效电路图如图1所示:电阻R1的阻值R1===18Ω;(2)开关s接“2”时,变阻器的滑片在b端时的等效电路图如图2所示:电路电流I===0.2A,R1和R2的总功率P=I2(R1+R2)=(0.2A)2×(18Ω+32Ω)=2W;答:(1)R1的电阻是18Ω;(2)低温挡的最低温度时的热功率为2W。16.【解答】解:(1)∵P1=440W,U=220V∴I1===2A;(2)∵中温挡的功率为P2=1100Wt2=5min=300s,∴在中温挡时消耗的电能为:W2=P2t2=1100W×300s=3.3×105J;(3)由电路可知只有R1能单独工作,电路处于中温挡位,所以R1===44Ω,因为电压一定,低温挡时,电阻最大,电流最小,电功率最小,∴R1+R2===110Ω;则R2=110Ω﹣44Ω=66Ω,当U一定,电阻最小,电功率最大,因此两电阻并联时,达到高温,P=+=+≈1833.3W答:(1)在低温挡正常工作时的电流2A;(2)中温挡正常工作5min消耗的电能3.3×105J;(3)在高温挡正常工作时的额定功率1833.3W。17.【解答】解:(1)由电路图可知,当只闭合S1时,只有电阻R1工作,此时电路中电阻较大,电源电压一定,P=知,电功率较小,为处于保温状态;两开关都闭合时,两电阻并联,电路中电阻较小,电功率较大,为加热状态;则杯垫保温时整个电路的电流:I1===0.5A;(2)保温30min时产生的热量:Q=I12R1t=(0.5A)2×10Ω×30×60s=4500J;(3)当S1、S2同时闭合时,R1与R2并联,处于加热状态,由P=UI可得,加热状态时整个电路的电流:I===1.5A;(4)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流为:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.5A=1A,由欧姆定律可得,R2===5Ω。答:(1)杯垫保温时整个电路的电流为0.5A;(2)保温30min时产生的热量是4500J;(3)加热状态时整个电路的电流是1.5A;(4)电阻R2的阻值是5Ω。18.【解答】解:(1)由表中数据可知,电热水壶正常工作时的功率为2200W,额定电压为220V,由P=UI可知,电热水壶正常工作时电路中的电流:I===10A;(2)电热水壶装满水时水的体积:V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3,由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg,水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J;(3)开关闭合时,电路为R2的简单电路,电路总电阻较小,根据P=UI=可知,电源电压一定时,电热水壶的功率较大,为加热状态;由I=可知,电阻R2的阻值:R2===22Ω;开关断开时,R1与R2串联,电路总电阻最大,根据P=UI=可知,电源电压一定时,电热水壶的功率较小,为保温状态;此时R2的电功率为550W,由P=UI=可知,R2两端电压:U2===110V,此时电路电流:I′===5A,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时R1两端电压:U1=U﹣U2=220V﹣110V=110V,由串联电路电流规律和欧姆定律可得,R1的阻值:R1===22Ω。答:(1)在加热状态下,求电热水壶正常工作时电路中的电流为10A;(2)水需要吸收的热量为5.04×105J;(3)R1的阻值为22Ω。19.【解答】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联;(1)当变阻器的阻值为0时,电路总电阻最小,由P=可知,电路的总功率最大,且最大功率为4400W,由P=可知,R0的阻值:R0===11Ω;(2)当变阻器的阻值最大时,电路总电阻最大,由P=可知,电路的总功率最小,且最小功率为220W,此时电路的总电阻:R总===220Ω,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以变阻器R的最大阻值:R=R总﹣R0=220Ω﹣11Ω=209Ω;(3)电热水龙头的功率为2100W时,工作1min消耗的电能:W=Pt=2100W×60s=1.26×105J,因不计热量损失,则Q吸=W,所以由Q吸=c水mΔt可得,水升高的温度:Δt====15℃。答:(1)电阻R0的阻值为11Ω:(2)变阻器R的最大阻值为209Ω:(3)不计热量损失,可将自来水出水温度提高15℃。20.【解答】解:(1)由电路图可知,当S1闭合,S2断开时,两电阻串联,电路中的总电阻最大,由P=UI=可知电路的总功率最小,处于保温状态;由P=UI可知,此时电路中的电流:I保温===0.4A;(2)由ρ=可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1.0kg,水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×1.0kg×(90℃﹣20℃)=2.94×105J;(3)由η=可得,消耗的电能:W电===3.675×105J。答:(1)保温;此时电路中的电流是0.4A;(2)水吸收的热量是2.94×105J;(3)热水箱中的水从20℃加热到90℃所消耗的电能为3.675×105J。21.【解答】解:(1)由电路图和题意可知,只闭合S、S1时,电路为R1的简单电路,电暖器处于“低温”挡;闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,由P=可知,电路的总功率最大,因此电暖器处于“高温”挡;则只闭合S、S2时,电路为R2的简单电路,电暖器处于“中温”挡。(2)电暖器“低温”挡正常工作时的电阻:R1===88Ω;(3)因并联电路中各支路互不影响,因此高温挡的功率:P高温=P低温+P中温=550W+1100W=1650W,电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,放出的热量:W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J;空气吸收的热量:Q吸=ηW=50%×1.98×106J=0.99×106J;由Q吸=cm△t可得,房间的空气温度升高:△t===15℃。答:(1)闭合S、S1、S2时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,由P=可知,电路的总功率最大,因此电暖器处于“高温”挡;(2)“低温”挡正常工作时的电阻是88Ω;(3)可使此房间的空气温度升高15℃。22.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×200×10﹣3kg×(50℃﹣28℃)=1.848×104J;(2)因W=Q吸,所以由W=Pt可知,用低温挡加热,需要“充电”的时间:t====420s;(3)因S1、S2都闭合时,两电阻并联,所以R2的加热功率:P2=P高温﹣P低温=110W﹣44W=66W,由P=可知,电热丝R2的阻值:R2==≈733Ω。答:(1)暖手宝中水温度由28℃升高到50℃,需要吸收1.848×104J的热量;(2)若用低温挡加热,需要“充电”的时间为420s;(3)电热丝R2的阻值是733Ω。23.【解答】解:(1)由P=UI可得,低温挡加热时的电流:I低===2A;(2)由电路图可知,只闭合S2时电路为R2的简单电路,为中温挡;由P=UI=可得,电热丝R2的阻值:R2===55Ω;(3)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,电饭锅高温挡的功率:P高=P低+P中=440W+880W=1320W,将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到80℃时粥吸收的热量:Q吸=c粥m(t﹣t0)=4.0×103J/(kg ℃)×2.2kg×(80℃﹣20℃)=5.28×105J,由η=×100%可得,消耗的电能:W===6.6×105J,由P=可得,至少需要工作的时间:t′===500s。答:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;(2)电热丝R2的阻值为55Ω;(3)需要的加热时间为500s。24.【解答】解:(1)由图可知,当S1、S2闭合,S3接b时,两电阻并联总电阻最小,根据P=可知,此时为高温挡;当S1、S2闭合,S3接a时,只有R1工作,总电阻较小,为中温挡,当S1闭合,S2断开,S3接a时,两电阻串联,总电阻最大,为低温挡。R1的阻值为:R1===5Ω;(2)当S1闭合,S2断开,S3接a时,两电阻串联,为低温挡,当眼罩在低温挡正常工作时电功率为:P低==≈1.67W;(3)眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量为:W=Pt=(P1+P2)t=(+)t=[+]×10×60s=4500J。答:(1)R1的阻值为5Ω;(2)当眼罩在低温挡正常工作时电功率为1.67W;(3)若眼罩在高温挡正常工作10min产生的热量为4500J。25.【解答】解:(1)由电路图知,当S1、S2都闭合时,两电阻并联,通过电阻R2的电流为:I2===4.4A;(2)由电路图知,当S1闭合、S2断开保温时,电路中只有R1工作,电热器工作1分钟产生的热量为:Q=t=×60s=2400J;(3)当实际电压只有200V时,电热器R2的实际加热功率:P实===800W。答:(1)S1、S2都闭合加热时,通过电阻R2的电流4.4A;(2)S1闭合、S2断开保温时,电热器工作1分钟产生的热量为2400J;(3)当实际电压只有200V时,这个电热器R2的实际功率是800W。26.【解答】解:(1)当开关S闭合时,R被短路,电路中只有R0工作;当开关S断开时,R、R0串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,则当开关S闭合时,R被短路,电路中只有R0工作,电路中的电阻最小,根据P=可知,此时电路中的电功率最大,电饭锅处于高温挡;当开关S断开时,R、R0串联,电路中的总电阻最大,电功率最小,电饭锅处于保温挡;(2)由P=可知,R0的阻值:R0===48.4Ω;R、R0串联的总电阻:R总===1100Ω,根据串联电路的电阻特点可知,R的阻值:R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω;(3)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×60℃=2.52×105J,由P=可得,电饭锅消耗的电能:W=P高t=1000W×5×60s=3×105J,电饭锅高温挡的加热效率:η=×100%=×100%=84%;(4)电饭锅器消耗的电能为:W=3×105J=kW h,则电能表的参数:N==3000r/(kW h)。答:(1)高温蒸煮时开关S应该闭合;(2)电热丝R的阻值为1051.6Ω;(3)此加热过程中电饭锅的加热效率84%;(4)电能表上模糊的参数应该是3000。27.【解答】解:(1)当S1、S2闭合时,R1、R2并联,当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,并联电路的总电阻小于任一分电阻,当S1、S2闭合时,R1、R2并联,电路中的电阻最小,由P=可知,此时电路中的电功率最大,电煮锅处于高温挡;当S1闭合、S2断开时,只有R1工作,电路中的电阻最大,电功率最小,电煮锅处于低温挡;电煮锅在低温挡时电路中的电流:I===0.8A;(2)R1的电功率:P低===176W,根据并联电路的特点可知,R2的电功率:P2=P高﹣P低=616W﹣176W=440W,由P=可知,R2的阻值:R2===110Ω;(2)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(100℃﹣25℃)=1.575×105J,由P=可知。电煮锅消耗的电能:W=Pt′=616W×5×60s=1.848×105J,电煮锅高温挡的加热效率:η=×100%=×100%≈85.2%。答:(1)电煮锅在低温挡时电路中的电流为0.8A;(2)电阻R2的阻值为110Ω;(3)电煮锅高温挡的加热效率为85.2%。28.【解答】解:(1)由P=UI可知,高温挡工作时,电路中的总电流:I高===9A;(2)S1闭合、S2接b端时为中温挡,由图可知,此时只有R1工作,R2被短路,则中温挡工作时,电熨斗的功率:P中===1100W;(3)S1闭合、S2接a端时为高温挡,由图可知,此时R1、R2并联,此时R2的电功率:P2=P高﹣P中=1980W﹣1100W=880W,由P=可知,R2的阻值:R2===55Ω,S1断开、S2接b端时为低温挡,由图可知,此时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R=R1+R2=44Ω+55Ω=99Ω,低温挡工作时,电熨斗通电15min产生的热量:Q=W=t=×15×60s=4.4×105J。答:(1)高温挡工作时,电路中的总电流是9A;(2)中温挡工作时,电熨斗的功率是1100W;(3)低温挡工作时,电熨斗通电15min产生的热量是4.4×105J。29.【解答】解:(1)当温控开关S接1时,只有R1工作,当温控开关S接2时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,则温控开关S接1时,只有R1工作,电路中的电阻最小,根据P=可知,此时的电功率最大,高压电饭锅处于加热挡,加热挡的额定功率:P加热===1000W;(2)当温控开关S接2时,R1、R2串联,电路中总电阻最大,根据P=可知,此时的电功率最小,高压电饭锅处于保温挡,由P=可知,R1、R2串联的总电阻:R===220Ω,根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=220Ω﹣48.4Ω=171.6Ω;(3)水吸收的热量:用Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(103℃﹣23℃)=5.04×105J,由P=可知,电饭锅消耗的电能:W=P加热t′=1000W×10×60s=6×105J,高压电饭锅的加热效率:η=×100%=×100%=84%。答:(1)加热挡的额定功率为1000W;(2)发热电阻R2的阻值为171.6Ω;(3)高压电饭锅的加热效率为84%。30.【解答】解:(1)由ρ=可得,满壶水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg;此过程加热满壶水吸收的热量为:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣25℃)=3.15×105J;(2)由图可知,加热时间:t加=5min=300s,保温时间:t保=t总﹣t加=15min﹣5min=10min=600s,本次工作消耗电能:W总=W加+W保=P加t加+P保t保=1210W×300s+40W×600s=3.87×105J,(3)当S1闭合,S2接1时电路只有R2接入电路,电路处于加热状态由P2=得,R2===40Ω,当S1闭合,S2接2时电路中R1与R2串联接入电路,电路处于保温状态,同理可得R总===1210Ω,R1=R总﹣R2=1210Ω﹣40Ω=1170Ω。答:(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量为 3.15×105J;(2)本次工作过程共消耗的电能3.87×105J;(3)R1的阻值1170Ω,R2的阻值40Ω。31.【解答】解:(1)由图可知,只闭合开关S1,电路中只有R1工作,由I=可知,电源电压U=U1=I1R1=0.6A×15Ω=9V;(2)由图可知,开关S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,R3被短路,电流表测量干路电流I=1.5A,根据并联电路的电压特点可知,R1、R2电路的电压相等,都等于电源电压,即U2=U1=U=9V,根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.6A=0.9A,由I=可知,R2的阻值:R2===10Ω;在10s内电流通过R2产生的热量:Q=I22R2t=(0.9A)2×10Ω×10s=81J;(3)由图可知,只闭合开关S3,R1、R3串联,根据电流表量程和滑动变阻器的规格可知,电流中的最大电流I大=0.5A,由I=可知,串联电路的最小总电阻R===18Ω,根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器连入电路的最小阻值:R3小=R﹣R1=18Ω﹣15Ω=3Ω,滑动变阻器连入电路的阻值越大,电路总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,电路安全,所以变阻器R3接入电路的阻值范围为3~50Ω。答:(1)电源电压为9V;(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2的阻值为为10Ω;在10s内电流通过R2产生的热量是81J;(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片,变阻器R3接入电路的阻值范围为3~50Ω。32.【解答】解:(1)由P=知,当开关S2接a时,热水器出于保温挡,则电路的总功率为Ra=R1+R2===484Ω,当开关S2接b时,热水器出于加热档,则电路的总功率为Rb=R2===11Ω,所以,R1的阻值为:R1=Ra﹣Rb=484Ω﹣11Ω=473Ω;(2)热水器每天保温20h,热水器消耗的电能为:W=P保温t=100W×20×60×60s=7.2×106J;(3)水箱容积为25L,由密度公式得,水箱装满水时,水的质量为:m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×25×10﹣3m3=25kg,一整箱水温度由20℃上升到24℃时,水吸收的热量为:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×25kg×(24℃﹣20℃)=4.2×105J,热水器加热用时110s,则热水器消耗的电能为W′=P加热t′=4400W×110s=4.84×105J,该电热水器的效率为:η==≈86.8%。答:(1)R1的阻值为473Ω;(2)热水器每天保温20h,热水器消耗的电能为7.2×106J;(3)电热水器的效率约为86.8%。33.【解答】解:(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,所以,由P=UI可得,电路中的电流:I=IL===0.4A,灯丝的电阻:RL===7.5Ω;由欧姆定律可得电压表的示数:U1=IR1=0.4A×15Ω=6V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:U=UL+U1=3V+6V=9V;(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,则此时电流表的示数:I1===0.6A;(3)当开关S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路的总电阻:R===10Ω,整个电路消耗的电功率:P===8.1W,5min电路产生的热量:Q=W=Pt=8.1W×5×60s=2430J。答:(1)灯丝的电阻是7.5Ω;电源电压是9V;(2)当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.6A;(3)当开关S、S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为8.1W,5min电路产生的热量为2430J。34.【解答】解:(1)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,烧开一壶水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;(2)由表格数据可知,养生壶保温挡的功率P保温=110W,由P=UI可知,保温挡工作时的电流:I===0.5A;(3)由图乙可知,当开关S1、S2均闭合时,只有R1工作,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,串联的总电阻大于任一分电阻,所以当开关S1、S2均闭合时,只有R1工作,电路中的电阻最小,由P=可知,此时养生壶的电功率最大,为加热挡;养生壶正常加热12min消耗的电能:W=t=×12×60s=7.92×105J,此次加热水时的效率:η=×100%=×100%≈84.8%。答:(1)烧开一壶水吸收的热量为6.72×105J;(2)保温挡工作时的电流为0.5A;(3)此次加热水时的效率为84.8%。35.【解答】解:(1)烤箱高温挡正常工作5min所产生的热量:Q=W=P高温t=1100W×5×60s=330000J;(2)当S1闭合、S1断开时,R1、R2串联;当S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由P=UI=可知,R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,烤箱为低温状态;电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,烤箱为高温状态;R1的阻值:R1===44Ω,低温状态时电路的总电阻:R===220Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由串联电路的电阻规律可知R2的阻值:R2=R﹣R1=220Ω﹣44Ω=176Ω。答:(1)烤箱高温挡正常工作5min所产生的热量为330000J;(2)R1和R2的阻值分别为44Ω和176Ω。36.【解答】解:(1)由P=UI=可知,电热足浴器正常工作时的电阻:R===40Ω;(2)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(40℃﹣20℃)=4.2×105J;(3)电热足浴器阻值不随温度的变化而变化,则该足浴器的实际功率:P实===1000W。答:(1)电热足浴器正常工作时的电阻为40Ω;(2)水吸收的热量为4.2×105J;(3)该足浴器的实际功率为1000W。37.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,由图乙可知,电压表的最大示数为6V,则电源的电压U=6V,电路中的最大电流I=0.6A,由I=可得,R1的阻值:R1===10Ω;(2)滑动变阻器滑片P在最左端时,电路中的电流最大,则5min内电流通过R1产生的热量:Q1=I2R1t=(0.6A)2×10Ω×5×60s=1080J;(3)由P=UI可知,电路中的电流最大时,电路消耗的功率最大,则电路消耗的最大功率:P=UI=6V×0.6A=3.6W。答:(1)R1的阻值为10Ω;(2)当滑动变阻器滑片P在最左端时,通电5min电阻R1产生的热量1080J;(3)电路的最大电功率为3.6W。38.【解答】解:(1)当S接高温挡触点时,电路为R3的简单电路,由P=UI=可得,R3的阻值:R3===44Ω,当S接中温挡触点时,R2、R3串联,则此时电路中的总电阻:R总===110Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻值:R2=R总﹣R3=110Ω﹣44Ω=66Ω;(2)由图可知,当S接低温挡触点时,R1、R3串联,根据串联电路的电阻特点可知,R1、R3串联的总电阻:R=R1+R3=44Ω+176Ω=220Ω,加热杯的低温挡功率:P低温===220W;(3)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,不计热量损失时,消耗的电能:W=Q吸=3.36×105J,由P=可得,需要的加热时间:t′==≈305.5s。答:(1)R2的阻值是66Ω;(2)加热杯的低温挡功率是220W;(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,要使1kg水从20℃升高到100℃,需要的时间为305.5s。39.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×3.3kg×(60℃﹣50℃)=1.386×105J;由图乙可知,用高温挡把质量为3.3kg、初温为50℃的水加热到60℃需要的时间t1=3min=180s,由P=可知,电火锅消耗的电能:W=P高t1=1100W×180s=1.98×105J,电火锅的热效率:η=×100%=×100%=70%;(2)由图以可知,使用低温挡加热的需要的时间t2=10min=600s,由P=可知,电火锅低温挡消耗的电能:W′=P低t2=440W×600s=2.64×105J,由于W′>W,所以使用高温挡加热更节能;(3)由公式P=可知,在电压不变时,电阻越小,电功率越大;在图甲中,当闭合S、S1时,只有电阻R1工作,为低温挡,由P=可知,R1的电阻为:R1===110Ω,当闭合S、S1,S2接a,电阻R1和R2并联,为高温挡,则电阻R2的电功率为:P2=P高﹣P低=1100W﹣440W=660W,所以R2的电阻为:R2===Ω,当S闭合,S1断开,S2接b,电阻R1和R2串联,电火锅处于“保温挡”,则电火锅正常工作时保温挡的电功率为:P保===264W。答:(1)水吸收的热量为1.386×105J;电火锅的热效率为70%;(2)使用高温挡加热更节能;(3)电火锅正常工作时保温挡的电功率为264W。40.【解答】解:(1)由比热容公式得,电炖锅将汤从初温20℃加热至100℃过程中,汤吸收的热量为:Q吸=cm(t﹣t0)=4.0×103J/(kg ℃)×2.5kg×(100℃﹣20℃)=8×105J;(2)当开关接a时,电路的总电阻为:Ra=R1,当开关接b时,电阻R和R1串联,电路的总电阻为:Rb=R+R1,即Ra<Rb,由P=可知,保温挡的功率比加热挡小,所以当开关接b时,电炖锅进入保温慢炖;(3)当开关接a时,电炖锅处于加热挡,由P=得,R1的电阻为:R1===44Ω,当开关接b时,电阻R和R1串联,电路的总电阻为:Rb=R+R1,电炖锅进入保温挡,由P=得,Rb的电阻为:Rb===121Ω,所以,R的阻值为:R=Rb﹣R1=121Ω﹣44Ω=77Ω。故答案为:(1)汤吸收的热量为8×105J;(2)当开关接b时,电炖锅进入保温挡;因为开关接b时,电路的总功率比接a时小;(3)R的阻值是77Ω。41.【解答】解(1)由P=UI得,低温挡加热时电流的大小为:I低===2A;(2)当开关S1闭合,S2断开时,此时只有R1工作,R1的阻值为110Ω,则R1工作时的电功率为:P1===440W,由表格的数据可知,此时电饭锅处于低温挡。当两个开关都闭合时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,由P=知,此时电路的电功率最大,电饭锅处于高温挡。所以当开关S2闭合,S1断开时,电饭锅处于中温挡,此时只有R2工作,由P=得,电热丝R2的阻值为:R2===55Ω;(3)由(2)知,当两个开关都闭合时,电饭锅处于高温挡,则P高=P低+P中=440W+880W,粥吸收的热量为:Q吸=c粥m粥(t﹣t0)=4.0×103J/(kg ℃)×2.2kg×(74℃﹣20℃)=4.752×105J,高温挡加热时电流做的功为:W===5.94×105J,高温挡加热需要的时间为:t===450s。故答案为:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;(2)电热丝R2的阻值为55Ω;(3)将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间为450s。42.【解答】解:(1)闭合S1、断开S2时,为“低温”挡,由电路图可知,电路为R1的简单电路,低温正常工作时的电阻,即R1的阻值为:R1===88Ω;(2)由电路图可知,断开S1、开关S2闭合时为中温挡,开关S1、S2同时闭合时为高温挡,此时R1和R2并联连入电路,则高温挡的功率为:P高温=P低温+P中温=500W+1100W=1650W;高温挡正常工作时电路中的电流为:I===7.5A;(3)电暖器高温挡工作20 min消耗的电能为:W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J;空气吸收的热量为:Q吸=Wη=1.98×106J×50%=9.9×105J;由Q吸=cmΔt可得,房间的空气升高的温度为:Δt===15℃,房间的空气升高到的温度为:t=t0+Δt=10℃+15℃=25℃。答:(1)低温挡正常工作时的电阻是88Ω;(2)高温挡正常工作时的总电流是7.5A;(3)此房间内的空气温度升高到25℃。43.【解答】解:(1)由R1的U﹣I图象可知,通过R1的电流与电压成正比,R1为定值电阻,当U1=12V时,I1=0.6A,由欧姆定律可知:R1===20Ω;(2)当滑动变阻器连入电阻为0时,电路中的电流最大,此时电阻R1两端的电压等于电源电压,电源电压U=U1=12V,最大电流为I1=0.6A,电路最大功率;P大=UI1=12V×0.6A=7.2W;(3)当消耗的电功率为5W时,由P=UI可知,电路中的电流:I===A,根据串联电路的电流特点可知,串联电路中的电流处处相等,即I1′=I2′=I=A,由I=可知,此时R1两端的电压U1′=I1′R1=A×20Ω=V,根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压:U2′=U﹣U1′=12V﹣V=V,R2在1分钟内产生的热量:Q=W=U2′I2′t=V×A×1×60s≈91.7J。答:(1)R1的阻值为20Ω;(2)电路消耗的最大功率7.2W;(3)当电路消耗的电功率为5W时,R2在1分钟内产生的热量为91.7J。44.【解答】解:由图可知,当开关S1、S2都闭合时,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,并联电路的总电阻小于任一分电阻,所以当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,根据P=可知,此时电路中的电功率最大,热水器处于高温挡;由P=UI可知,高温挡工作时的电流:I===35A;(2)当开关S1闭合,S2断开时,只有R1工作,此时热水器处于低温挡,由P=可知,R1的阻值:R1===8.8Ω;根据并联电路特点可知,电热丝R2的功率:P2=P高﹣P低=7700W﹣5500W=2200W,由P=可知,R2的阻值:R2===22Ω;(3)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(36℃﹣16℃)=8.4×106J;由P=可知,高温挡淋浴20min消耗的电能:W=P高t′=7700W×20×60s=9.24×106J,该热水器高温挡工作时的效率:η=×100%=×100%≈90.9%。答:(1)当开关S1、S2都闭合时,电热水器处于高温挡;高温挡工作时电流是35A;(2)电热丝R1为8.8Ω;R2的阻值为22Ω;(3)高温挡淋浴20min,100kg水所吸收的热量是8.4×106J;该热水器高温挡工作时的效率是90.9%。45.【解答】解:(1)由表格数据可知,电热水壶的额定功率为P=2000W,由P=可知,电热水壶正常工作时的电阻R===24.2Ω;(2)由P=可知。电热水壶正常工作4min消耗的电能:W=Pt′=2000W×4×60s=4.8×105J;(3)电热水壶内水的体积V=2.5L=2.5dm3=2.5×10﹣3m3,由ρ=可知,水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3=2.5kg,一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2.5kg×(100℃﹣12℃)=9.24×105J,(4)由η=可知,烧开一壶水消耗的总电能W总===1×106J,由P=可知,烧开一壶水的时间:t===500≈8.3min;而电热水壶4 min内产生的热量:Q=W=4.8×105J,该热量远远小于烧开一壶水所用的热量1×106J,所以4分钟不可能将水烧开,此宣传广告不可信。答:(1)电热水壶正常工作时的电阻是24.2Ω;(2)电热水壶正常工作4min消耗4.8×105J电能;(3)夏季自来水的温度为12℃,若将一壶水烧开需要吸收9.24×105J的热量;(4)此电热水壶正常工作时的热效率为92.4%,则实际烧开一壶水需要的时间为8.3min;所以4分钟不可能将水烧开,此宣传广告不可信。46.【解答】解:(1)已知破壁机的榨汁功率为P榨汁=1100W,工作时间为t=1min=60s,由P=可知,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能:W=P榨汁t=1100W×60s=6.6×104J;根据电功率P=UI可得,仅榨汁时通过电动机的电流为:I===5A,仅榨汁时破壁机工作1min线圈产生的热量:Q=I2R线圈t=(5A)2×1Ω×60s=1500J;(2)由电路可知,仅S1闭合时,破壁机处于榨汁状态,加热电阻都不工作;S1断开,榨汁功能停止工作;S2闭合,电阻R1、R2串联,电路中总电阻最大,由P=可知,其加热功率较小,属于低温挡;S2、S3同时闭合,只有R1工作,电路中的电阻小,由P=可知其加热功率较大,属于高温挡;故处于加热高温挡时,只有R1工作,开关S1断开,S2、S3均闭合;由高温挡的功率P高=可知,加热电阻R1的阻值:R1===40Ω;(3)营养糊吸收的热量:Q吸=c营养糊m(t﹣t0)=4.4×103J/(kg ℃)×1100×10﹣3kg×(100℃﹣20℃)=3.872×105J,不计热量损失,消耗的电能:W=Q吸=3.872×105J,由P=可知,加热需要的时间:t===320s。答:(1)电动机线圈电阻为1Ω,仅榨汁时破壁机工作1min消耗的电能和产生的电热分别为6.6×104J、1500J;(2)仅处于加热的高温挡时,三个开关的开合情况是开关S1断开,S2、S3均闭合;(3)若不计热损失,将杯子中搅碎的1100g营养糊,使其温度从20℃加热到100℃至少需要的时间为320s。47.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;(2)由图乙可知:保温功率为40W,保温时间为10min;由P=可知,保温消耗的电能为:W保=P保t2=40W×10×60s=2.4×104J;(3)当开关S1闭合时,S2与1连接时,电路为R2的简单电路,此时处于加热状态;根据P=UI=可知知R2的阻值为:R2===40Ω;当开关S1闭合时,S2与2连接时,为保温状态,两电阻串联,电路的总电阻:R总===1210Ω,根据电阻的串联可知,R1的阻值为:R1=R总﹣R2=1210Ω﹣40Ω=1170Ω。答:(1)壶水吸收的热量为3.36×105J;(2)保温过程所消耗的电能为2.4×104J;(3)R1和R2的阻值分别为1170Ω和40Ω。48.【解答】解:(1)由图可知,开关S接“1”时,只有R2工作,电路中的电流:I===2.2A;(2)由图可知,开关S接“2”时,R1、R2串联,电路中的总电阻:R=R1+R2=141Ω+100Ω=242Ω,此时的电功率:P===200W;(3)鸡蛋饼吸收的热量:Q吸=cmΔt=3×103J/(kg ℃)×100×10﹣3kg×90℃=27000J,开关S接“2”时R1、R2串联,电路中的总电阻最大,根据P=可知,电功率最小,煎饼机处于低温挡,即低温挡的电功率P低=200W,由P=可知,煎饼机消耗的电能:W=P低t=200W×150s=30000J,这次的加热效率:η=×100%=×100%=90%。答:(1)开关S接“1”时电路中的电流为2.2A;(2)开关S接“2”时的功率为200W;(3)在一次使用时选择低温挡煎饼,使100g的鸡蛋饼升高90℃所花时间为150s,这次的加热效率为90%。49.【解答】解:(1)由ρ=得,水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,1标准大气压下,水的沸点为100℃,水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J;(2)由图可知,开关打到2时,只有R1接入电路中,电路的电阻最小,根据P=可知,此时为高温挡,则R1的阻值为:R1===40Ω;开关打到3时,两个电阻串联,则为低温挡;低温挡的电阻为:R===484Ω;根据串联电路的电阻关系可知,R2的阻值为:R2=R﹣R1=484Ω﹣40Ω=444Ω;(3)电热丝产生的热量全部被水吸收,根据Q吸=W=6.3×105J;烧开同样一壶水所需的电能是相同的,则电水壶的实际功率为:P'===1000W;根据P=可知,实际电压为:U'===200V。答:(1)水吸收的热量为6.3×105J;(2)R1为40Ω,R2的阻值为444Ω;(3)实际电压为200V。50.【解答】解:(1)由表格数据可知,电烤箱高温挡的额定功率P高=1100W,电烤箱在高温挡正常工作10min所产生的热量:Q=W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J;(2)当S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1工作,当S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,串联电路的总电阻大于任一分电阻,所以,当S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据P=可知,此时的电功率最大,电烤箱处于高温挡,由P=可知,R1的阻值:R1===44Ω;(3)电源线的总电阻:R线=8Ω/km×=0.08Ω,由P=UI可知,电烤箱高温挡工作时电路中的电流:I===5A,电源线和电烤箱是串联接入电路的,根据串联电路的电流特点可知,通过电源线的电流I线=I=5A,电烤箱高温挡正常工作10min,在这段导线上产生的电热:Q线=I线2R线t′=(5A)2×0.08Ω×10×60s=1200J。答:(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所产生的热量为6.6×105J;(2)电路中R1的阻值为44Ω;(3)电烤箱是用2.5mm2的铜芯线做导线(8Ω/km),电源线的总长度为10m,电烤箱高温挡正常工作10min,在这段导线上产生的电热是1200J。51.【解答】解:(1)由P=可知,电路中电阻越大时,功率越小。当开关S闭合时,电路中只有R2工作,电路中电阻小,功率大,处于加热状态,当开关S断开时,R1和R2串联,电路中电阻大,功率小,处于保温挡,由题知,R2===60.5Ω;(2)电饭煲正常加热工作10min所消耗的电能W1=P1t=800W×10×60s=4.8×105J;(3)10min后电饭煲处于保温状态,消耗的电能W2=P2t=200W×10×60s=1.2×105J,电饭煲20min消耗的总电能为W=W1+W2=4.8×105J+1.2×105J=6×105J,电饭煲里的饭所吸收的热量Q=ηW=90%×6×105J=5.4×105J。答:(1)电热丝R2的阻值为60.5Ω;(2)该电饭煲正常加热工作10min所消耗的电能为4.8×105J;(3)电饭煲的热效率为90%保持不变,该电饭煲工作20min,电饭煲里的饭所吸收的热量为5.4×105J。52.【解答】解:(1)当S闭合时,R1短路,电路中只有R2工作,当S断开时,R1、R2串联,根据串联电路电阻特点可知,串联总电阻大于任一分电阻,则当S闭合时,R1短路,电路中只有R2工作,电路中的总电阻最小,根据P=可知,此时电路中的电功率最大,电热水壶处于加热挡;(2)由表格数据可知,电热水壶的额定功率P加热=800W,由P=可知,电热水壶加热时的电阻:R2===60.5Ω,当实际电压U实=198V时,该电热水壶的实际加热功率:P实===648W;(3)1个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(100℃﹣30℃)=1.47×105J,由P=可知,电热水壶消耗的电能:W=P加热t′=800W×210s=1.68×105J,电热水壶的效率:η=×100%=×100%=87.5%。答:(1)加热;(2)如果在用电高峰期使用,电源的实际电压只有198V,则此时该电热水壶的实际加热功率为648W;(3)电热水壶的效率是87.5%。53.【解答】解:(1)低温挡时,电路中的电流:I===20A;(2))由P=可知,电路中电阻越大时,功率越小。由电路图可知,只闭合S1时,只有R1工作,电路中的电阻大,热水器消耗的功率小,处于低温挡,闭合S1和S2时,R1的和R2并联,电路中的电阻小,热水器消耗的功率大,处于高温挡;R2的功率:P2=P高﹣P低=9240W﹣4400W=4840W,R2的阻值:R2===10Ω;(3)水吸收的热量:Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg ℃)×6kg×(40℃﹣20℃)=5.04×105J,消耗的电能:W=P高t=9240W×60s=5.544×105J,热水器的工作效率:η=×100%=≈90.9%。答:(1)低温挡时,电路中的电流为20A;(2)R2的阻值为10Ω;(3)该热水器的工作效率为90.9%。54.【解答】解:(1)电吹风正常工作吹冷风时,通过电动机的电流为I=≈0.36A;(2)同时闭合S1、S2时,电动机M与电热丝R并联,电热丝的功率:PR=P热﹣P冷=880W﹣80W=800W,电热丝R的阻值R==60.5Ω,5min内电流通过电热丝R产生的热量:QR=WR=PRt=800W×5×60s=2.4×105J。答:(1)电吹风正常工作吹冷风时,通过电动机的电流为0.36A;(2)电热丝R的阻值是60.5Ω,电吹风吹热风5min内电流通过R产生的热量是2.4×105J。55.【解答】解:(1)3000r/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000转,在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,电饭锅消耗的电能为:W保温=kW h=×3.6×106J=6000J,保温功率为:P保温===100W;(2)由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1,电路中电阻较小;当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,电路中电阻较大;电源电压一定,由P=可知,当开关S与触点1连接时,电路电功率较大、电饭锅处于加热状态;当开关S与触点2连接时,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态;由P=可得保温时电路总电阻为:R串===484Ω,R2的阻值为:R2=R串﹣R1=484Ω﹣50Ω=434Ω;(3)标准大气压下水的沸点为100℃,电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时,水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;不计热量损失,则W=Q吸,则电饭锅的实际加热功率为:P加热′====800W,根据P=可得,加热状态下的实际电压为:U实===200V。答:(1)保温状态下该电饭锅的发热功率为100W;(2)R2阻值的大小为434Ω;(3)电饭锅的实际电压为200V。56.【解答】解:(1)由P=可知,灯泡正常发光时电阻:RL===12Ω;(2)先闭合S1,电路中只有灯泡L工作,此时灯泡L正常发光,则电源电压:U=UL=6V,再 展开更多...... 收起↑ 资源预览