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电学多档位计算题型
1、图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，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，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，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档是不同功率的档位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，IV档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。
（4）已知电火锅IV档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
【答案】（1）闭合 （2）热传递 （3）b，c （4）1.5×105J
【解析】（1）根据题意知道，S2是温控开关，即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，所以，S1从0档转到Ⅰ档是开始工作，故温控开关S2的状态应是闭合的。
（2）锅中的水温度升高，是水吸收了热量，所以，是通过热传递增加了水的内能。
（3）根据题意知道，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，且IV档时功率最大，由知道，说明滑片顺时针转动，接入电路的电阻减小，由图知道，滑片与b连接，当接线柱b、c中连入电路时，满足要求。
（4）由于电热丝被均分为四节接入电路，由图知道，Ⅲ档长度是IV档长度的2倍，由知道，电火锅IV档接入电路的电阻所以Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率电火锅在Ⅲ档工作5分钟，发热管消耗的电能W=Pt=500W×300s=1.5×105J。
2、某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
（1）该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的 ；
（2）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷眼罩处于高温挡工作，理由是： ；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则大小是多少？
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
【答案】（1）氧气和营养物质 （2）de 见解析 （3）12.5Ω （4）2.5W
【解析】（1）电热敷眼罩通过加热眼部，促进血液循环，为眼部组织细胞提供更多氧气和养料。氧气是细胞进行有氧呼吸产生能量的必需物质，养料则是细胞进行生命活动的物质基础。因此，电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳。
（2）据乙图可知，旋转开关转至ab时，电路为断路，此时眼罩不工作；旋转开关转至bc时，电路为R1、R2两电阻串联；旋转开关转至cd时，电路为R2一个电阻单独串联；旋转开关转至de时，此时电路为R2、R3两电阻并联，根据串并联电阻规律可知，串联电阻最大，并联电阻最小，根据可知，电阻越小，电功率越大，因此当旋转开关转至de时，电路为R2、R3两电阻并联时，电热敷眼罩处于高温挡工作。
（3）若旋转开关转至de时，电路为R2、R3两电阻并联，此时R2支路电流为R3支路电流为
则R3的阻值为
（4）旋转开关转至cd时，电路为R2一个电阻单独串联，此时电热敷眼罩的功率为。
3、如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如表所示。
容积 4.5L
额定电压 220V
保温功率 80W
加热功率 500W
（1）调节切换开关可以使电热锅处于关、高温、自动、保温四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温挡。
（2）该电热锅处于高温挡正常工作时，使3L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的加热效率为多少？[，]
（3）某同学想测试一下铭牌标示的加热功率与实际使用时的功率是否相符，其操作与观察是：只让这台电热锅单独工作，并让它始终处在加热状态，用手表计时，结果10分钟电能表的转盘转了200转（该同学家中的电能表参数是）。请根据该同学获得的数据，计算电热水器的实际功率。
【答案】（1）3 （2）54% （3）400W
【解析】（1）由图提供的信息知R1＞R2，根据电功率公式可知，当电源电压不变时，电阻越小，功率越大，所以当开关连接触点3时，消耗的电功率最小，处于保温状态；当开关连接触点2时，温控器能控制电路的自动通断，为自动挡；当开关连接触点1时，消耗的电功率最大，处于高温状态；原理图中的切换开关连接触点“3”时为保温挡 。
（2）水的质量
水吸收的热量
加热功率，工作42min消耗电能
电热锅的加热效率
（3）电路中的电器每消耗的电能,，电能表的转盘转3000r，电能表的转盘转200r消耗的电能为
电热锅的实际功率。
4、为方便师生饮水，学校安装了直饮水机，如甲图所示，其工作电路原理如乙图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过按“温、开水选择开关”按钮（断开或闭合）的状态，可以选择出温水或开水。该直饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1000W。[已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容，水的密度]。分析并计算：
（1）当“温、开水选择开关”断开时，饮水机处于出 （填“温水”或“开水”）状态；
（2）电阻R0的阻值为多大？
（3）现在需要50℃的温水1000mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？
【答案】（1）温水 （2）22Ω （3）1.26×105J
【解析】（1）当“温、开水选择开关”断开时，电路为两电阻串联，此时电路中的总电阻最大，由可知，电功率最小，为温水状态；当“温、开水选择开关”闭合时，电路为R0电阻单独串联为开水状态。
（2）已知开水加热电功率是2200W，则电阻R0的阻值为
（3）温水的质量为
水需要吸收的热量为。
5、某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。加热电路中电压为220V， 加热电阻R1=44Ω，控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，R1为热敏电阻（其阻值随水温的变化关系如图乙所示）；虚线框内为电压检测自动开关，当检测到 R0两端的电压降到3V时S2闭合；检测到R0两端电压升高到6 V时S2断开。已知热水器中水温降到40℃时，加热电路开始加热；水温升至某温度时，加热电路停止加热。求：
（1）开关S2闭合时加热电路的电功率。
（2）定值电阻R0的阻值。
（3）加热电路停止加热时水温度。
【答案】（1）1100W （2）50Ω （3）80℃
【解析】（1）S2闭合时加热电路的电功率
（2）由乙图知道，水温40℃时热敏电阻的阻值Rt=150Ω，此时U0=3V，Rt两端的电压
由于所以
（3）停止加热时R0两端的电压U0′=6V，此时Rt两端电压
因为所以此时热敏电阻从乙图知道，此时对应的水温为80℃。
6、图甲为电压力锅，其电路图如图乙，接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压。现将2kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如丙所示。
（1）求电路中R1的阻值；
（2）计算加热过程消耗的电能；
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。【水的比热容为4.2×103J/（kg·°C）】
【答案】（1）60.5Ω （2）1.2×106J （3）70%
【解析】（1）据乙图分析可知，当开关S自动与触点a、b同时接通时，电路为两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大，处于加热挡位；当开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，此时电路为R2单独串联，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小，处于保温挡位；结合丙图可知，加热挡的功率是1000W，保温挡的功率是200W，可得R1的电功率为：，R1的电阻为：。
（2）加热过程消耗的电能为：。
（2）加热过程中水吸收的热量为：，
加热效率为：。
7、鸡蛋仔是许多年轻人喜爱食品，制作鸡蛋仔的工具称之为电饼铛（如图甲），上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。其工作电路如图乙，R1与R2为加热电阻，R3为保温电阻，闭合总开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热，如果再闭合开关，上盘也开始加热。电饼铛部分参数如图丙。
额定电压 220V
下盘额定加热功率 1210W
上盘额定加热功率 800W
额定保温功率 330W
额定频率 50Hz
（1）店员只使用下盘来制作鸡蛋仔，此时电路中的电流为多少安？
（2）店员用上下盘一起制作鸡蛋仔，一次需要5 min，则共计消耗了多少电能？
（3）当温度超过设定温度时，温控开关自动转接至接线柱“1”，使电饼铛进入保温状态，那么保温电阻应安装在______处。（选填“A”或“B”）。
【答案】（1）5.5A （2）J （3）A
【解析】(1)由图知道，闭合总开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热，由表格数据知道，此时下盘额定加热功率是1210W，电压是220V，由知道，此时电路中的电流
(2)上下盘一起使用时，电路的总功率
由 知道，一次使用5 min，则共计消耗电能
(3)由图知道，保温电阻应安装在A处时，不影响上和下盘工作。
8、观赏鱼的养殖对生存环境的温度有较高的要求，小明为此自制了控制水温恒定的装置，其电路图如图所示。其中：控制电路：电源电压为6伏、Ra为阻值10欧的定值电阻、Rp为滑动变阻器、Rb为放在鱼缸水中的热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如表一所示。电磁铁La和Lb完全相同。闭合S1，当经过La的电流Ia与通过Lb的电流Ib满足：Ia-Ib>0.1安时，衔铁H会被La吸引使e、f触点接通，同理Ib-Ia>0.11安时衔铁会被Lb吸引使n、m触点接通。（假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的重力）工作电路：电源电压为220伏，R1、R2为两个阻值均为1210欧的电热丝。闭合S2，工作电路在高、低功率下交替工作，使水温维持在一定的范围。
表一：热敏电阻Rb阻值与温度的关系
温度/℃ 电阻/ 0 5 11 17 20 23 25 29
Rb 90 75 57 40 30 20 15 3
（1）若在某次测试中，工作电路在高功率和低功率模式下各工作了5分钟，请计算出本次测试中工作电路消耗的总电能为多少？
（2）调节滑动变阻器的阻值为10欧，则此时水温维持的范围是。
【答案】（1）18000W （2）20—25℃
【解析】（1）H左移时，只有电热丝R1工作，右移时，两个电热丝串联，电阻较大，由知道，是低温挡。工作电路高功率时，只有电热丝R1，U=220V，
工作电路低功率时：电热丝R1和电热丝R2串联
功率时间t=5min=5×60s=300s
消耗的电能
（2）调节滑动变阻器的阻值为10Ω，与Ra=10Ω串联，总电阻其电流为
Ia-Ib＞0.1安时，Ib=0.2A开始动作，故此时根据表格数据知道，此时的温度为20℃。
Ib-Ia＞0.1安时，I'b=0.4A开始动作，故此时根据表格数据知，此时的温度为25℃，故可控制范围20℃～25℃。
答：（1）本次测试中工作电路消耗的总电能为18000J；
（2）水温维持的范围是20℃～25℃。
9、如图甲所示为某电热水壶，其内部简化电路如图乙所示。将它接入家庭电路中，电压U为220V，正常工作时加热电阻R1的阻值为44Ω。
（1）求电热水壶正常工作时的电功率。
（2）电热水壶内装有1.5L的水，通电后使水从20℃加热到100℃，计算此过程中水的内能增加量。
（3）现需在电路中再接入一个指示灯L，要求：闭合开关S，加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起，说明电热水壶正在加热。已知指示灯L的电阻R2阻值为50kΩ。通过计算判断指示灯L能否串联接入电路。
【答案】（1）1100W；（2）5.04×105J；（3）指示灯L不能串联接入电路
【解析】（1）电热水壶正常工作时的电功率
（2）由知道，水的质量水吸收的热量即水的内能增加量为5.04×105J。
（3）现需在电路中再接入一个指示灯L，指示灯L如果与电热丝串联，根据串联电路的特点知道，此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
而电热丝正常工作时的电流由于通过电热丝的电流远小于电热丝正常工作时的电流，所以电热丝不能正常发热，故不能串联接入。
答：（1）电热水壶正常工作时的电功率为1100W；
（2）此过程中水的内能增加量为5.04×105J；
（3）指示灯L不能串联接入电路。
10、项目化学习小组设计了一款电热开水机，它由水箱模块和温控模块共同组成。
水箱模块如图甲所示，由浮球、绕O点转动的杠杆ABO、连杆BC和活塞组成。冷水从进水口进入冷水箱，再经连通管道进入煮水箱。当冷水箱水位达到设定水位，杠杆呈水平状态，活塞刚好堵住进水口，停止进水，这时浮球有一半体积浸入水中。煮水箱中的水煮沸后经出水管进入保温箱，冷水再补充进入煮水箱；冷水箱中水位下降，此时活塞下降，进水口再次进水；重复上述过程。电路模块的原理图如图乙所示。煮水箱内有电热丝，保温箱内有力敏电阻，当保温箱内的水量低于最低水位时，开关自动闭合，电磁铁吸引衔铁，使开始工作；保温箱内还有热敏电阻、电热丝，当保温箱内水温低于时，开关自动闭合，电磁铁吸引衔铁，电热丝工作使保温箱内的水温维持在。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）若煮水箱内的额定煮水功率为1210瓦，求的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠杆ABO质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水，此时连杆BC对杠杆的压力为30牛，支点O到浮球球心的距离OA为OB的3倍。求浮球的体积。
（3）控制电路电压均为10伏，保温时，电磁铁中的电流达到0.02安，衔铁被吸合；电流低于0.01安时，衔铁被释放。请在答卷纸的图丙中画出随温度变化的大致图像，并在纵坐标上标出温度分别为和时的阻值。
【答案】（1）40Ω （2） （3）
【解析】（1）由可知，的阻值
（2）由杠杆平衡条件得，
A点受到的力
由力的平衡条件可知，此时浮球受到的浮力
由可知，浮球排开水的体积
杠杆呈水平状态，时浮球有一半体积浸入水中，浮球体积
（3）保温时，电磁铁中的电流达到0.02A，衔铁被吸合，由欧姆定律可知，90°C时，热敏电阻的阻值电流低于0.01A时，衔铁被释放，则95°C时，热敏电阻的阻则RT随温度变化的大致图像如图。
11、图甲是小明设计的孵蛋器模拟电路图。其控制电路中R0为热敏电阻，工作电路电源电压伏，R1、R2均为电热丝，其中.欧。当通过电磁铁线圈的电流大于60毫安时，衔铁被吸合，小于30毫安时衔铁被释放，从而实现加热、保温两挡自动切换，使鸡蛋孵化时获得稳定适宜的温度环境。
（1）根据孵蛋器的功能，结合图甲电路分析，当温度升高时，热敏电阻R0的阻值大小变化是 ；
（2）已知该孵蛋器的保温功率为48瓦，求孵蛋器在加热状态时1分钟产生的热量；
（3）为了起到较好的保温效果，小明设计了如图乙所示的“水床”结构，即在导热层中装入一定量的水。请简要说明设计的理由： 。
【答案】（1）增大 （2） 8640焦 （3）水床可以让鸡蛋受热均匀
【解析】（1）根据孵蛋器的功能知道，当温度过高时，工作电路应进入保温状态，温度过低时，进入加热状态。由图甲工作电路可知，当衔铁被释放时，工作电路中电热丝R1和R2串联，当衔铁被吸合时，工作电路为R2的简单电路，由知道，当衔铁被释放时，工作电路的总电阻最大，功率最小，处于保温状态，此时控制电路中电磁铁的磁性减弱，通过它的电流减小，根据欧姆定律可知控制电路中的电阻增大，即当温度升高时，热敏电阻R0的阻值增大。
（2）工作电路处于保温状态时电路的总电阻为
根据电阻的串联特点知道，R2的阻值为
工作电路的加热功率为
工作电路在加热状态时1分钟产生的热量为
（3）水床可以让鸡蛋受热均匀；水的比热容大，放热降温慢，有助于保温。
12、火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热档位，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。正常工作时，低温档功率为高温档功率的1/5，，。（忽略温度对电阻的影响）
（1）开关置于 接线柱时，火锅处于高温档。此时，电火锅的功率为多少？
（2）电火锅处于高温档正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？[水的比热容]
（3）的阻值是多少欧？
【答案】（1）开关置于“3和4”接线柱，1000W （2）84％ （3）181.5Ω
【解析】（1）由可知，电路中的电阻越小，电功率越大，火锅处于的档位越高，由图可知，当两电阻并联时，电路中的总电阻最小，则电功率最大，因此开关置于“3和4”接线柱时为高温档，此时两电阻丝的电功率分别为
则电火锅的功率为
（2）水吸收的热量
电火锅消耗的电能为
此时的加热效率为
（3）当电路中电阻最大时为保温档，此时开关置于“1和2”，电路为R2和R3串联，已知低温档功率为高温档功率的1/5，则低温档的功率为
电路中的总电阻为
的阻值为。
13、小明家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为，发热管电阻为。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为180℃，总工作时间为，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的___________（选填“a”或“b”）处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到时，图乙电路c点电流为多少？
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能？
【答案】（1）a （2）5.25 A （3）9.9×105J
【解析】（1）由图甲可知空气炸锅工作时，电风扇与发热 管并联，所以在干路的a点串联一个定时开关，在定时开关断开时能使空气炸锅自动停止工作。
（2）由图乙可知，空气炸锅工作到12min时，空气炸锅内的温度在上升，表明此时发热管与电风扇同时工作。根据可得，电风扇的电流
由欧姆定律可得，发热管中通过的电流
根据并联电路电流规律可得，c点电流为
（3）由图乙可知，在整个工作过程中，电风扇始终是工作状态，工作时间
电风扇消耗的电能由图乙计算温度上升的时间，即发热管的工作时间根据欧姆定律和可得，发热管消耗的电能
空气炸锅这次烘焙牛排共消耗的电能为。
14、如图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，、为电热丝。图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内高温档和低温档电功率的变化情况。
（1）在高温档工作时，毛巾架正常工作电流为多少安？
（2）电热丝的阻值为多少欧？
（3）小科认为乙图电路不能实现高、低温档电功率自动切换功能，于是小科利用电磁继电器与湿敏电阻，设计了如图丁的方案。（湿敏电阻的工作原理主要基于湿敏材料对空气中水分吸收的能力，这种材料在吸收水分后，其导电性能会发生变化，导致电阻值的变化。通常情况下，湿敏材料的电阻值与环境湿度成反比，即湿度越高，电阻值越小。）请根据电磁铁的工作原理，分析丁方案是如何实现高、低温档自动切换功能的。
【答案】（1）2A （2） （3）见解析
【解析】（1）由丙图可知，高温档工作时的电功率为440W，则高温档工作时，毛巾架正常工作电流
（2）分析电路图可知，S1闭合时，两电阻串联，S1、S2都闭合时，电路中只有R1，由可知，电路中电阻越大，电功率越小，所以S1、S2都闭合时，电路中只有R1，为高温档，则电热丝的阻值由丙图可知，低温档工作时的电功率为80W，S1闭合时，两电阻串联，为低温档，电路中的总电阻
则电热丝的阻值
（3）分析丁图可知，湿敏电阻吸收水分后，湿度变高，电阻值变小，则控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，触点K与B相连，工作电路中，R1与R2串联，电路中的阻值变大，由可知，电路中电阻越大，电功率越小，为低温档；湿敏电阻干燥后，电阻值变大，则控制电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹开，触点K与A相连，工作电路中，只有R1，电路中的阻值变小，由可知，电路中电阻越小，电功率越大，为高温档。
15、在学校创新比赛中，小龙设计了一个多档位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝；旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如下表所示：
温度挡位 高温 中温1 中温2 低温
加热功率/W 1100 660
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 。（选填“串联”或“并联”）
（2）若四档加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？
（3）该电热水器低温档时的加热功率是多少？
【答案】（1）并联 （2）73Ω，110Ω （3）264W
【解析】（1）旋钮上的箭头指向D位置时，接线柱1、2相连，3、4相连，电流分别经两个电阻丝后回到电源的另一极，故两电阻并联，根据可知，电热水器处于高温挡。旋钮上的箭头指向C位置时，接线柱仅3、4相连，电路为R1的简单电路，若四档加热功率依次递增，此为中温1；旋钮上的箭头指向B位置时，接线柱仅1、2相连，电路为R2的简单电路，此为中温2；旋钮上的箭头指向A位置时，接线柱仅2、4相连，两电阻串联，为低温。
（2）根据表格，中温1为660W，此时为R1功率，R1的电阻为
中温2的功率为
中温2为R2功率，R2的电阻为
（3）该电热水器低温档时两电阻串联，加热功率是。
16、随着城市新建楼房大多采用封闭式阳台结构，带烘干功能的洗衣机越来越多地进入市民家庭，某项目学习小组了解到一款带烘干功能的滚筒洗衣机如图甲，其洗衣过程又分“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44Ω和440Ω。
（1）洗衣机的烘干功能，是利用了电流的 效应；
（2）若洗衣过程中，启动开关闭合，开关S位于图中1位置 （填“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”）过程，此状态下洗衣机的功率是多少？
（3）若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，脱水时间为6分钟，则脱水过程中消耗的电能是多少？
【答案】（1）热 （2）加热水 1210W （3）1.08×105J
【解析】（1）洗衣机的烘干功能，将电能转化为内能，是利用了电流的热效应。
（2）若洗衣过程中，启动开关闭合，开关S位于图中1位置,两个电热丝并联接入电路，则应该是处于加热水过程，则电功率为
（3）若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，则脱水过程中消耗的电能是
答：（1）热；
（2）加热水，此状态下洗衣机的功率是1210W；
（3）脱水过程中消耗的电能是1.08×105J。
17、如图甲所示为具有3D打印功能的3D打印笔。该打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态。内部加热电路简化后如图乙所示，R1和R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如表。
温度/℃ 电阻/Ω
1 120 880
2 250 1210
3 360 2200
（1）有一种熔点较低（为120℃）的镓基合金打印材料，当使用这种材料快速打印时，开关S2应处于 状态；
（2）当使用这种镓基合金打印材料缓慢打印时，求打印笔通过电流的大小；
（3）换了熔点为360℃合金打印材料该笔缓慢工作30分钟，求消耗的电能。
【答案】（1）闭合 （2）0.25A （3）39600J
【解析】（1）当两个开关都闭合时，电路中两个电阻并联，电路的总电阻最小，当S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路的总电阻较大，由知道，并联时的总功率更大，缓慢打印时功率较低，S2应该处于断开状态，快速打印时，开关S2应处于闭合状态。
（2）当使用这种镓基合金打印材料缓慢打印时，只有R1=880Ω接入电路，此时的电流
（3）换了熔点为360℃合金打印材料，该笔缓慢工作只有R'1=2200Ω接入电路，30分钟消耗的电能
答：（1）当使用这种材料快速打印时，开关S2应处于闭合状态；
（2）打印笔通过电流的大小为0.25A；
（3）消耗的电能39600J。
18、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，其发热电路如右 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，通过旋转可以实现档位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）开关S在接触点 时，电热加湿器处于最大发热状态；
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是多少？
【答案】（1）3、4 （2）121Ω （3）200W
【解析】（1）由可知，当电路中电阻最小时，电路中的电功率最大，即处于最大发热状态，因此开关S在接触点3、4时，电路处于最大发热状态。
（2）由可知，最大发热状态时电路的电阻
因为最大发热状态时，电路为R1的简单电路，所以R1的阻值
（3）由题意可知，R2的阻值：，低挡时，R1、R2串联，由串联电路的特点可知，此时电路的总电阻
则低挡的电功率
答：（1）开关S在接触点3、4时，电热加湿器处于最大发热状态；
（2）R1的阻值为121Ω；
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是200W。
19、图甲为某型号空气净化器，它在不同档位工作时的参数如下表所示。洁净空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器洁净空气量与输入功率之比，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
工作档位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
净化空气量（m3/h） － 120 240 360 500 610 760
噪音（dB）/声强级 － 23 32 39 47 49 55
（1）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为。
（2）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW·h）的电能表指示灯闪烁36次，请计算说明该空气净化器在哪一档位工作？
（3）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为多少？
【答案】（1）0.55A （2）2挡 （3）95%
【解析】（1）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为
（2）规格为2400imp/（kW·h）的电能表指示灯闪烁36次 ，此时消耗的电能
此时的功率为由表中数据可知是2挡。
（3）启动前：I=0.7A，U=28V，R0=10Ω，所以
所以R=R总-R0=40Ω-10Ω=30Ω
查表可知β=2.0 gm3；净化后：I1=0.1A，U=28V，则
所以R1=R总1-R0= 280 Ω-10Ω=270Ω查表得β=0.1 gm3；根据净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比；所以净化效率=（2.0 gm3-0.1 gm3）/2.0 gm3=95%。
20、一台储水式电热水器的加热电路如图甲所示，和均为用来加热且阻值不变的电热丝，是手动开关，置于电热水器水箱外部；是温控开关，置于电热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开。图乙是电热水器剖面图，长时间使用电热水器可能导致绝缘部分破损，使电热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故，所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。电热水器部分参数如表所示。
额定电压/V 220
频率/Hz 50
保温功率/W 220
加热功率/W 1760
水箱容量/L 50
设定温度/℃ 40
（1）电热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 （填“高”或“低”）。
（2）考虑到用电安全，电热水器应使用 （填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示，流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比，防电墙内的水柱更细更长，从而使防电墙内水的电阻 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）求加热时通过电热丝的电流。
（4）将初温为20℃的一满箱水加热至设定温度，热水器加热效率为75%，则该过程需要多少电费？[水的比热容为，，电费以0.5元/（）计算]
【答案】（1）高 （2）三孔 变大 （3）7A （4）0.78元
【解析】（1）热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要高，避免因为电阻丝加热过程中因为温度过高而熔断。
（2）电热水器有金属外壳，为了用电的安全，防止因用电器漏电而发生触电事故，其外壳必须要接地，故应使用三孔插座；导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度和温度有关。流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，使水的横截面积变小，长度变大，从而使水的电阻变大。
（3）由图甲可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据题意可知，此时电热水器处于加热状态，由表格参数可知，电热水器的加热功率P加热=1760W当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电热水器处于保温状态，由表格参数可知，电热水器的保温功率P保温=220W
由于电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，则加热时R2的电功率P2=P加热-P保温=1760W-220W=1540W加热时通过电热丝R2的电流
（4）满箱水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（40℃-20℃）=4.2×106J
电热水器消耗的电能
该过程需要的电费。
巩固练习
1．养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，其类似于电热水壶。如图是某款养生壶加热部分电路原理图。已知电源电压为220V保持不变，加热电阻丝R1、R2的阻值均为88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三档的切换。
（1）通过分析推理判断：当开关S1、S2分别位于什么状态，养生壶处于中温档；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为多少焦耳？
（3）请计算出该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比。
【答案】（1）解：当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路。根据公式可知：电功率越大，单位时间内产生的热量越多，温度越高。由于并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，因此，当R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，养生壶为高温挡；当R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养生壶为低温挡；当电阻R1单独接入电路时，养生壶处于中温挡。因此当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡。
答：当开关S1闭合，S2拨到A时，养生壶处于中温挡；
（2）解：当养生壶低温档时，S1断开，S2拨到A，电阻R1、R2串联，此时2min内养生壶消耗的电能
答：当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为；
（3）解：当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联，养生壶处于低温档，此时功率
当S1闭合，S2拨到A时，电阻R1单独接入电路，养生壶处于中温档，此时功率
当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联，养生壶处于高温档，并联的总电阻
此时功率
则该养生壶低温、中温、高温三档的电功率大小之比为P低∶P中∶P高=275W∶550W∶1100W=1∶2∶4
答：该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比是。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可知在电压一定时，总电阻越小，电功率越大，热量越高；
（2）根据公式，可求出电能；
（3）根据公式，可求出电功率及比值。
2．下图是小明家使用的两档电取暖器内部简化电路图，、为电热丝，且电阻不变，高温档位功率为1100W，低温档位功率为440W，家庭电路电压，求：
（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流；
（2）电路中的阻值；
（3）计算用低温档位取暖两端的电压；
（4）若此电取暖器安装在小明家的客厅里，客厅内空气的质量约为80kg，计算此电取暖器将客厅内空气从10℃加热到20℃至少需要多长时间。【空气的比热容取）】
【答案】（1）解：由电功率公式可知，电压一定时，电路中的总电阻越小，电路的电功率越大。当开关S1、S2闭合时，电路中只有R1，电取暖器处于高温档，当开关S1断开、S2闭合时，R1、R2串联，电取暖器处于低温档。
电取暖器处于高温档位时电路中的电流
答：电取暖器处于高温档位时电路中的电流是；
（2）解：电路中的阻值
答：电路中的阻值是；
（3）解：电取暖器处于低温档时，电路中的电流
低温档位取暖两端的电压
答：用低温档位取暖两端的电压；
（4）解：空气吸收的热量
客厅内空气从10℃加热到20℃需要的时间
答：此电取暖器将客厅内空气从10℃加热到20℃需要的时间是。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式，可求出电流；
（2）根据公式，可求出电阻；
（3）根据公式U=IR，可求出电压；
（4）根据公式Q吸＝cm（t末-t初）及，可求出加热时间。
3．如图所示，是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙所示。足浴器某次正常工作时，控制面板显示如图丙所示（指示灯亮，表示正常工作）。求：
（1）此次加热时足浴器的工作电流；（计算结果保留一位小数）
（2）若足浴器装入最大容量、初温为的水，则当水温达到控制面板上显示的温度时，则此过程中水所吸收到热量为多少？[已知水的比热容]
（3）若此次加热过程耗时15min，则该足浴器的电热效率；
（4）加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，间此次加热和泡脚总共消用多少电能。
【答案】（1）解： 由图丙（指示灯充表示正常工作）可知，此时足治器的电功率
此次加热时足浴器的工作电流
答：此次加热时足浴器的工作电流为2.3A；
（2）解： 足浴器装入最大容量时水的体积
由得，水的质量
此过程中水所吸收的热量
答：足浴器装入5L、初温为22℃的水，温度达到40℃，吸收热量为；
（3）解： 电热足浴器消耗的电能
则该足浴器的电热效率
答：此加热过程耗时15min，则该足浴器的电热效率84%；
（4）解： 加热后，换成300W档位后足浴器消耗的电能
加热和泡脚共消耗的电能
答：加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，间此次加热和泡脚总共消用电能。
【知识点】比热容；电功计算公式的应用；电功率与电压、电流的关系
【解析】【分析】（1）已知额定电压220V的额定功率是500W，根据P=UI的变形公式计算
（2）利用Q=cm△t进行计算，已知水的初温22℃，末温40℃，升高的温度是18℃。
（3）首先根据W=Pt计算消耗的电能，再利用效率公式进行计算
（4）泡脚的功率为300W，利用W=Pt计算泡脚时消耗的电能加上加热时的电能即可
4．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（电热丝的阻值不随温度变化）。
××牌电烤箱 　
额定电压 220V
额定功率 高温档 1100W
低温档 440W
电源功率 50Hz
（1）当开关 S 闭合时，电烤箱处于高温档还是低温档？
（2）电烤箱在高温档正常工作 30 min 所消耗的电能是多少？
（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为 200 V，电烤箱在高温档的实际功率是多少？（计算结果保留两位小数）
【答案】（1）解：由电路图可知，开关闭合时电路为R1的简单电路，开关断开时两电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电压一定时，由P= 可知，开关S闭合时，电烤箱的功率最大，处于高温档；开关S断开时，电烤箱的功率最小，处于低温档。
答：当开关S闭合时，电烤箱处于高温档
（2）解：电烤箱在高温档正常工作30 min所消耗的电能W=P高t=1100×10-3kW× h=0.55kW·h
答：电烤箱在高温档正常工作30 min所消耗的电能是0.55kW·h；
（3）解：高温档时，电路为R1的简单电路，R1的阻值R1= =44Ω
家庭电路实际电压为200V时，电烤箱在高温档的实际功率P高实= ≈909.09W
答：假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为 200 V，电烤箱在高温档的实际功率是909.09W。
【知识点】电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）在串联电路中，电阻越小，电功率越大；（2）根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；（3）根据电压和电功率可以计算电阻，根据实际电压和电阻计算实际电功率的大小。
5．“围炉煮茶”是近年人们喜爱的“国风”休闲方式之一，其中最离不开的就是土陶罐制作的小火炉如图甲所示，考虑到安全性和环保性，不少顾客更愿意选择电陶炉如图乙所示。小德同学发现其中工作的关键就是一条可拆卸的发热电阻丝，在原包装盒内还找到了一条一模一样的备用电热丝可剪短，于是他想通过所学知识改装该电陶炉的加热挡位。可惜由于食物污渍，已无法由铭牌得知电热丝的具体信息。小德关闭其他用电器，将电陶炉单独接入的家庭电路，观察并记录家中电能表如图丙所示的指示灯闪烁情况：分钟之内闪烁了次，求：
（1）该过程中电热丝产生的电热为多少焦耳；
（2）炉腔内电热丝的电阻的大小；
（3）小德同学想借助备用电阻丝串联或并联在原炉体内部或外部改装电陶炉的加热功率，使之与原功率成为不同挡位，且高低挡位功率之比为：，请你从安全性和可实现性两个方面通过计算说明改装方案。
【答案】（1）解：根据焦耳定律可知，电阻丝属于纯电阻电路，产生的电热Q小等于消耗的电能W，从电能表的参数和工作情况可知， 600imp/kW·h闪烁10次，所以电热为
（2）解：该电阻丝工作时的功率为
则电阻大小为
（3）解：可能的改装方案有四种，等效电路图如图所示
考虑到使用安全，改装后的发热丝在炉腔外的方案②和④不予考虑。
方案①：炉腔内总电阻大于R，故发热功率低于原发热功率 ，因此改装后该方案只能作为低温挡 由
则腔的电热丝阻值为
由于电炉丝不能达到，故该方案舍去。
方案③：炉腔内总电阻小于R，故发热功率高于原发热功率 ，因此改装后该方案只能作为高温挡 又因为此时
故 由
需要并联入炉腔的电热丝
备用电炉丝剪短为原长度的 即可实现，该方案可行。
【知识点】欧姆定律及其应用；电能表参数的理解；电功率与电压、电流的关系
【解析】【分析】 首先，根据电能表参数和闪烁次数计算出消耗的电能，也就得到了电热丝产生的电热。然后根据功率公式计算出工作时的功率，再通过功率和电阻的关系求出电阻丝的电阻。接着提出了四种可能的改装方案，考虑到安全因素排除了方案②和④。对于方案①，分析其电阻和功率情况，发现不能实现所需功能而舍去。对于方案③，详细分析其电阻、功率以及具体的计算过程，得出该方案可行，即通过将备用电炉丝剪短一定比例并并联入炉腔来实现高温挡，原电热丝作为低温挡。
6． 小明家的电热水器，铭牌参数如表所示，速热挡位功率模糊不清。工作电路如图甲所示，其内部有两个电热丝（阻值不变），通过控制开关，可以实现速热、加热、保温三个功能（速热功率大于加热功率）。
额定电压 220V
速热 　
加热 1100W
保温 100W
容积 60L
（1）计算的阻值。
（2）在用电高峰期，小明关闭其他用电器，只让电热水器处于速热挡位工作，观察如图乙所示电能表，发现1.5分钟内脉冲灯闪烁了80次，请计算此时小明家的实际电压。
（3）小明调查发现，小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因，小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验：用学生电源模拟配电室；用小灯泡L（3V 0.9W）模拟家庭用电器；由于配电室距离居民楼较远，故选用约10m长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关，调节学生电源输出电压为3V，此时电压表示数为2.5V。要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到多少？请根据以上实验，分析解决家庭电路实际电压偏低的方法。（忽略温度对导线和灯丝电阻的影响）
【答案】（1）解：由图甲可知，当闭合，接1时，、并联；
当闭合，接2时，短路，电路为的简单电路；
当断开，接2时，、串联；
根据，U一定时，总电阻R越小，电路的电功率P越大，
当闭合，接1时，、并联，为速热挡；
当闭合，接2时，短路，电路为的简单电路，为加热挡；
当断开，接2时，、串联，为保温挡。
当闭合，接2时，短路，电路为的简单电路，为加热挡，
的阻值为
答：的阻值为44Ω；
（2）解：当断开，接2时，、串联，为保温挡，
此时电路的总电阻为
的阻值为
处于速热挡时，消耗的电功率为
速热挡的电功率为
处于速热挡时，电路的总电阻为
脉冲灯闪烁了80次，电热水器速热挡工作消耗的电能为
电热水器速热挡工作的实际电功率
根据的实际电压
解得
答：小明家的实际电压为200V；
（3）解：灯泡的电阻为
电压表示数为，电路的电流为
导线与灯泡串联，导线分到的电压为
导线的电阻为
则电路的总电阻为
小灯泡L正常工作时电路的电流为
则电源电压为
解决家庭电路实际电压偏低有提高配电室输出电压、减小输电线导线电阻（缩短配电室到居民楼距离、增大输电线横截面积）等方法。
答：要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到3.6V；解决家庭电路实际电压偏低有提高配电室输出电压、减小输电线导线电阻（缩短配电室到居民楼距离、增大输电线横截面积）等方法。
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据分析开关在不同组合状态下的电功率大小，进而确定对应的工作状态。当S1闭合，S2接2时，R2短路，电路为R1的简单电路，为加热档，据可求出R1的阻值；
（2）当断开，接2时，、串联，为保温档，根据可求出R1、R2串联后的总电阻，根据串联电路电阻规律可求出R2的阻值；
当闭合，接1时，、并联，为速热挡。根据计算R2的发热功率，根据计算速热档时的总功率，根据计算此时的总电阻。
接下来根据电能表表盘3200imp/kW h和脉冲灯在1.5min内闪烁80次可求出1.5min电热水器消耗的电能，根据可求出电热水器速热挡的实际功率，根据可求出电热水器速热挡的实际电压；
（3）①已知灯泡的额定电压和额定功率，根据可求出灯泡的额定电流和电阻。已知灯泡的实际电压，根据欧姆定律可求出电路中的电流，根据串联电路电压规律可求出导线两端的电压，根据欧姆定律可求出导线的电阻，当灯泡正常发光时，根据串联电路电流规律可知电路中的电流，根据U=IR可求出电源电压；
②根据前面的分析，结合生活实际分析提高配电室电压的方法。
7．
（1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克，它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息，该型坦克重，每条履带与地面的接触面积约。求该轻型坦克对水平地面的压强。
（2）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”三个档位，“高温”档功率为，“低温”档功率为。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为，S为档位切换开关，和为电热丝。
当座椅垫处于“高温”档加热时，通过计算回答：
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝的阻值是多少欧？
③座椅垫工作产生的热量是多少焦？
【答案】（1）解：因为坦克在水平地面上，所以该轻型坦克对水平地面的压力为
履带与地面的接触面积
该轻型坦克对水平地面的压强
答：该轻型坦克对水平地面的压强；
（2）解：①由公式，得：通过座椅垫的电流
②由公式，得：电热丝的阻值
③座椅垫产生的热量
答：①通过座椅垫的电流是1.5A；
②电热丝的阻值是；
③座椅垫工作产生的热量是。
【知识点】压强的大小及其计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【分析】（1）利用压力和受力面积的比值计算压强；
（2）根据电功率和电压的比值， 计算电流；利用电压和电流的比值计算电阻；根据电流、电阻和时间，可以计算电流产生的热量。
8．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热）。
额定电压（V） 220
高档发热功率（W） 400
最大注水量（kg） 3
（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率和高档发热功率之比；
（2）某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量．如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象。
①请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能；
②如果电阻R1在此次高挡加热时可以使注水仓中冷水的温度升高16℃，那么此时加热效率是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时低档实际加热功率是多少？
【答案】（1）解：由图甲知道，开关S接“1、2触点”时，电路断路，为关；接“2、3触点”时两电阻串联，接“3、4触点”时只有R1接入电路；电源电压一定，由知道，接“2、3触点”时电阻最大，总功率最小，为低挡；接“3、4触点”时电阻最小，总功率最大，为高挡；又因为R2=3R1，由知道，加湿器处于低挡位置时的发热功率和高档发热功率之比
答：加湿器处于低挡位置时的发热功率和高档发热功率之比是
（2）解：①由图乙知道，工作30min时，其中高挡工作时间为10min，低挡工作时间为20min，则在高挡正常工作时消耗的电能
W高=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
②使用高挡加热时，若注水仓中冷水的温度升高16℃，则吸收的热量
此时加热效率是
答：①请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能是2.4×105J；
②此时加热效率是83.3%
（3）解：“4000r/（kW h）”的意义为：每消耗1kW h的电能，电能表的转盘就转过4000r，则电能表的转盘转过27r时，加湿器在5分钟消耗的电能
加湿器在低挡加热的实际功率
答：此时低档实际加热功率是81W。
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功的测量；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电压和电阻，可以计算电功率大小，再计算电功率的比值；
（2）利用电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；利用物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用热量和消耗的电能的比值，计算热效率；
（3）根据电能表转盘转数计算消耗的电能，利用电能和时间的比值， 计算电功率。
9．王瑞同学学习了电功率知识后，回家观察家用电器的铭牌，完成实践性作业。该同学发现家里的电炖锅有保温、低温、高温三档，可以通过手机软件远程切换。查看说明书发现：“保温功率小于低温功率；容量；电阻，”。如图是该电炖锅的原理图，汤的比热容取
（1）闭合S、S1，该款电炖锅处于　 　档；理由是　 　。
（2）电炖锅在保温档正常工作时的电流多大（计算结果保留一位小数）？
（3）电炖锅的低温档的额定功率为多大？
（4）额定电压下，使用电炖锅“高温”档加热，可将一锅汤从加热到，电炖锅的加热效率是多少？
【答案】（1）保温；电路中的总电阻最大，总功率最小
（2）当电炖锅在保温档正常工作时，是R2的简单电路，由知道，正常工作时的电流
答：电炖锅在保温档正常工作时的电流3.6A；
（3）由知道，电炖锅的低温档的额定功率
答：电炖锅的低温档的额定功率为200W；
（4）电炖锅为高温炖时电路的总电阻
使用电炖锅“高温”档加热的功率
使用电炖锅“高温”档加热10min，消耗电能
一锅汤从加热到，吸收的热量
电炖锅“高温”档的加热效率是
答：电炖锅的加热效率80%。
【知识点】热量的计算；电阻的并联；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】（1）由电路图知道，当开关S、S1和S2都闭合时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由知道，总功率最大，所以此时电炖锅为高温档；
当闭合S、S1时，只有电阻R1接入电路，电路中的总电阻最大，由知道，总功率最小，此时电炖锅为保温档；
当闭合S、S2时，只有电阻R2接入电路，电炖锅处于低温档。
答：（1）闭合S、S1，该款电炖锅处于低温档；理由是电路中的总电阻最大，总功率最小；
【分析】（1）在电路中，串联的电阻越多，电功率越小；
（2）根据电压和电阻的比值， 计算电流；
（3）根据电压和电阻，可以计算用电器的电功率；
（4）根据并联电路电阻规律计算总电阻；利用电压和电阻计算总电功率；电功率和时间的乘积计算消耗的电能；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；利用物体吸收的热量和消耗电能的多少，计算电热效率。
10．如图小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的总电阻；
（2）S2断开，S1、S3闭合时，电路中的总电流；（保留两位小数）
（3）S3断开，S1、S2闭合时，通电5 min电路消耗的电能。
【答案】（1）解：S2闭合，S1、S3断开，R1与R2串联，电路中的总电阻
答：S2闭合，S1、S3断开时，电路中的总电阻为50 Ω
（2）解：S2断开，S1、S3闭合时R1与R2并联，电路中的总电阻
电路中的总电流
答：S2断开，S1、S3闭合时，电路中的总电流为0.83A；
（3）解：S3断开，S1、S2闭合时，R1短路，只有R2连入电路，通电5 min消耗的电能
答：S3断开，S1、S2闭合时，通电5 min电路消耗的电能为1000 J。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象，根据电阻的串联规律算出电路中的总电阻。
（2）根据欧姆定律算出通过R1和R2的电流，根据并联电路电流的规律算出电路中的总电流。
（3）根据W=t求出消耗的电能。
二、综合题
11．为了兼顾省电和实际需要，爷爷挑选了一款有四个档位的电热水器．小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图，、为电热水器中的两条电热丝，且．请根据条件完成下列问题：
额定电压 220V
频率 50Hz
额定最高档加热功率 1100W
（1）若该热水器四档功率由高到低分别为、、、，请说明与此对应的电路连接依次是哪个　 　？（图“甲、乙、丙、丁”中）
（2）若热水器在高档位下正常加热了半小时，求消耗了多少度电？
（3）若某个时刻该电热水器最高档加热的功率并不是铭牌标注的值，而是891W，请你通过计算说明这是为什么？（电热丝电阻的变化忽略不计）
【答案】（1）丁，甲，丙，乙
（2）解： 由铭牌可知高档位工作时，
所以，消耗了0.55度电
（3）解： 高档位的总电阻为
实际功率，所以
所以
所以高档位实际功率小于额定功率的原因是实际电压小于额定电压。
【知识点】焦耳定律的应用；电流的热效应；电功与热量的综合计算
【解析】【解答】（1）根据公式可知，只有当电阻最小，功率最大，档位越高，由此判断电阻大小顺序是丁，甲，丙，乙，故档位由高到低的顺序是：丁，甲，丙，乙 。
（2）由铭牌可知高档位工作时，
所以，消耗了0.55度电。
（3）高档位的总电阻为
实际功率，所以
所以
所以高档位实际功率小于额定功率的原因是实际电压小于额定电压。
【分析】（1）电阻越小档位越高，根据串并联电路电阻的规律判断电阻大小，从而判断档位高低。
（2）根据公式W=Pt即可求出电能大小。
（3）实际电压决定实际功率大小。
12．小明是家务小能手，经常用挂烫机尉烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个档位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝，。
（1）熔断器在电路中起到　 　作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？
（3）挂烫机在大档位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个档位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
【答案】（1）保护电路
（2）将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为
（3）当电路中只有工作时为大档位，其额定功率为
（4）方法一：电路允许最大总功率为
R1和R2并联时，电路总功率最大
所以不合理。
方法二：R1和R2并联时，R1的电流为
R1的电流为
电路总电流最大为
所以不合理。
【知识点】热量的计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（1）熔断器能在电路电流过大时自动熔断，起到保护电路。
【分析】（1）熔断器可起到保护电路的作用；
（2）根据吸热公式，可求出水吸收的热量；
（3）根据电功率推导公式，可求出挂烫机在大档位工作时的额定功率；
（4）可通过电功率公式求出总功率，然后将总功率和最大功率作比较确定电路是否合理，也可通过欧姆定律求出总电流，然后将总电流和最大电流作比较确定电路是否合理。
13．如图甲所示为一台电热足浴器，图乙是其内部电路工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，电热足浴器的部分技术参数如表，问：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
高温挡 660W
中温挡 440W
低温挡 **W
（1）电热足浴器工作时是利用了电流的　 　效应。
（2）求电热足浴器低温挡的额定功率是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）用电热足浴器加热4kg、初温为20℃的水到45℃时，水吸收的热量为多少？
（4）用电热足浴器的高温挡加热一定质量的水，当水温加热至45℃后自动切断电源，当水温降至40℃时，又自动接通高温挡加热电路。小林在水温第一次加热至45℃时开始足浴，水温随时间变化的图象如图丙所示，共用时55min，若加热过程电热足浴器正常工作，求这次足浴消耗的电能是多少？（计算结果用科学记数法表示，保留两位小数）
【答案】（1）热效应
（2）解：由图乙可知，当开关S、S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，当S、S1闭合，S2接b时，只有R1工作，当S闭合，S1断开，S2接b时，R1、R2串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，当开关S、S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，根据 可知，电路中的总功率最大，足浴器处于高温挡；
当S闭合，S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，足浴器处于低温挡；
当S、S1闭合，S2接b时，只有R1工作，足浴器处于中温挡；
由 可知，R1的阻值： ；
高温挡时R2的电功率：P2＝P高温﹣P中温＝660W﹣440W＝220W，
由 可知，R2的阻值：
则该足浴器低温挡的额定功率：
答：电热足浴器低温挡的额定功率是146.7W；
（3）解：水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（45℃﹣20℃）＝4.2×105J；
答：水吸收的热量为4.2×105J；
（4）解：由图丙可知，这次足浴加热的总时间：t总＝18min+5min+5min＝28min＝1680s，
由 可知，这次足浴消耗的电能：
答：这次足浴消耗的电能是1.11×106J。
【知识点】电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）电热足浴器工作时是利用了电流的热效应；
（2）根据公式，可求出功率；
（3）根据公式 Q吸＝c水m（t﹣t0） ，可求出水吸收的热量；
（4）根据公式W=Pt，可求出电能。
14．小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热），其部分技术参数如下表．
额定电压（V） 220
高挡发热功率（W） 400
注水仓最大注水量（kg） 3
（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是　 　（选填“关”“低档”或“高档”）
（2）求电热加湿器中R1的阻值　 　；
（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃　 　？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少　 　？
【答案】（1）关
（2）121Ω
（3）19℃
（4）60.75W
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【解答】（1）由图甲可知，开关S接“1、2”触点时，电路断路，电热加湿器的状态是关；
（2）由图甲可知，开关S接“3、4”触点时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电源的电压一定，由P= 可知，电热加湿器的功率最大，处于高档，则电热加湿器中R1的阻值：R1= =121Ω；
（3）由图乙可知，工作30min时，其中高档工作时间为10min，低档工作时间为20min，在高档正常工作时消耗的电能：W高=P高t高=400W×10×60s＝2.4×105J，如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W高=2.4×105J，由Q吸=cmΔt可得，水升高的温度：Δt= ≈19℃；
（4）因3000revs/（kW h）表示：每消耗1kW h的电能，电能表的转盘就转过3000r，则电能表的转盘转过27r时，加湿器在400s内消耗的电能：W= kW h=0.009kW h=3.24×104J，加湿器在低档加热的实际功率：P低′= =81W，由图甲可知，开关S接“2、3”触点时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于低档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由P=I2R可得，电路中的电流：I= ，此时电阻R2的实际功率：P2=I2R2=I2×3R1=（ A）2×3×121Ω＝60.75W．
【分析】（1）通过功率公式可知，电压一定时，电路中的电阻越大，电路的功率就越低，电阻越小，电路的功率就越高；
（2）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（3）求解电流做功，利用公式W=Pt求解，结合水的质量和吸收的热量，利用比热容公式求解水温度的变化量即可；
（4）通过电能表的表盘可以看出，每消耗一度电转盘转动3000圈，结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能； 结合消耗的电能和用电器工作的时间，利用公式P=W/t求解用电器的功率。
三、实验与探究题
15． 在一次课外实践活动中，小夏同学对一款家用电吹风（如图甲所示）进行了深入探究。
（1）小夏先在购物平台上查到了这款电吹风广告，你认为她对广告的理解不合理的是____；
A．“70m/s强劲风速”可以加快头发上的水蒸发
B．“电吹风配有加粗纯铜电线”可以减少导线上产生的热损失
C．“恒温57℃不伤头发”，任何情况下吹出气流的温度都是57℃
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高温挡时，电热丝的功率应该大于电动机的功率
（2）小夏观察电吹风及其铭牌，发现其有两个开关，可以实现风速和温度的多挡控制。于是她猜想并设计了如图乙所示的电路图，你认为她设计的电路存在什么问题；　 　
（3）接着，小夏打开电吹风，感觉到电吹风在高速冷风挡时风力很强劲，猜想此时的电功率也会比较大。为了验证猜想，她关闭家里所有用电器，只将该电吹风接入家庭电路中，调至高速冷风档，通电3min观察到家里的电能表（如图丙所示）指示灯闪烁转了9次，通过计算测得高速冷风档的实际功率为　 　W；
（4）小夏进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能，其内部有一个双金属片开关，当温度达到设定值，双金属片开关自动断开，电吹风停止工作，待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装____（选填序号字母）。
A．电动机所在支路 B．电阻丝所在支路 C．电路干路
【答案】（1）C
（2）只有两个挡位，实现不了风速和温度的多挡控制
（3）100
（4）C
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】（1）A．“70m/s强劲风速”可以使得头发上的水表面空气流动加快，水蒸发加快，故A不符合题意；
B．电吹风配有“加粗纯铜电线”，可以减小输电线的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt，可以大量减少导线上产生的电热，故B不符合题意；
C．“恒温57℃不伤头发”，电吹风可设置成恒温挡时，热风温度稳定适宜，确保吹出气流的温度不高于57℃，防止温度过高伤害头发。故C符合题意；
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高温挡时，电吹风吹出来的是热风，电热丝的功率应该大于电动机的功率，故D不符合题意。
故选C。
（2）如图乙所示，当只闭合S1时，电吹风吹的是冷风；当两个开关都闭合时，吹的是热风；只有两个挡位，实现不了风速和温度的多挡控制。
（3）电能表上的“1800imp/kW·h”表示的是电路上每消耗1kW·h，电能表转动1800转。通电3min观察到家里的电能表（如图丙所示）指示灯闪烁转了9次，电吹风消耗的电能为
根据可得，电吹风高速冷风档的实际功率为
（4）由题意可知，当温度达到设定值，双金属片开关自动断开，电吹风停止工作，则双金属片开关控制整个电路的通与断，双金属片开关应安装电路干路上，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
【分析】（1）A、温度相同和表面积相同时，风速越大，蒸发越快；
B、材料和长度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小，根据焦耳定律Q=I2Rt可知减小输电线的电阻，可以大量减少导线上产生的电热；
C、“恒温57℃不伤头发”，电吹风设置成恒温挡时，热风温度稳定适宜；
D、“最大功率1500～1799W”，使用高速高温挡时，电热丝的功率应该大于电动机的功率；
（2）电吹风可以实现风速和温度的多挡控制，图乙电路存在的问题是只有两挡：冷风挡和加热挡；
（3）电能表上“1800imp/（kW h）”表示每消耗1kW h的电能，电能表闪烁1800次，据此计算电吹风机消耗的电能，根据电功率公式计算高速冷风挡的实际功率；
（4）由题意可知，双金属片开关可以切断电路，则双金属片开关应安装电路干路
16．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应　 　，电流表的量程应选0~　 　A；
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应在　 　（选填“A”或“B”）端；
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙）为　 　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W；
（6）小叶同学在实验过程中发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是　 　；
（7）完成上述实验后，小叶向老师要了一个阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为U额=2.5V；
②再将开关S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　（用已知量和测量量表示）。
【答案】（1）断开；0.6
（2）
（3）A
（4）2.2；B
（5）0.5
（6）将电源正负极对换
（7）2；1；
【知识点】探究用电器的电功率实验
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电学多档位计算题型
1、图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，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，不起到加热作用，发热管内部结构如图丙所示，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档是不同功率的档位，电热丝被均分为四节接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S1从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，IV档时功率最大，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。
（4）已知电火锅IV档加热功率为1000瓦，若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
2、某电热敷眼罩如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为10Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换，正常工作时电压为5V。
（1）该电热敷眼罩可以缓解眼部疲劳，它通过发热元件对眼部加热，有助于扩张血管，增加血流量，进而改进眼部血液循环，为眼部组织细胞的生命活动提供更多的 ；
（2）旋转开关转至 （选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”）时，电热敷眼罩处于高温挡工作，理由是： ；
（3）若旋转开关转至de时，电路中总电流为0.9A，则大小是多少？
（4）旋转开关转至cd时，求电热敷眼罩的功率。
3、如图所示是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间，电热锅的部分参数如表所示。
容积 4.5L
额定电压 220V
保温功率 80W
加热功率 500W
（1）调节切换开关可以使电热锅处于关、高温、自动、保温四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“ ”时为保温挡。
（2）该电热锅处于高温挡正常工作时，使3L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的加热效率为多少？[，]
（3）某同学想测试一下铭牌标示的加热功率与实际使用时的功率是否相符，其操作与观察是：只让这台电热锅单独工作，并让它始终处在加热状态，用手表计时，结果10分钟电能表的转盘转了200转（该同学家中的电能表参数是）。请根据该同学获得的数据，计算电热水器的实际功率。
4、为方便师生饮水，学校安装了直饮水机，如甲图所示，其工作电路原理如乙图，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过按“温、开水选择开关”按钮（断开或闭合）的状态，可以选择出温水或开水。该直饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是1000W。[已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容，水的密度]。分析并计算：
（1）当“温、开水选择开关”断开时，饮水机处于出 （填“温水”或“开水”）状态；
（2）电阻R0的阻值为多大？
（3）现在需要50℃的温水1000mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？
5、某电热水器内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。加热电路中电压为220V， 加热电阻R1=44Ω，控制电路中电源电压恒为12V，R0为定值电阻，R1为热敏电阻（其阻值随水温的变化关系如图乙所示）；虚线框内为电压检测自动开关，当检测到 R0两端的电压降到3V时S2闭合；检测到R0两端电压升高到6 V时S2断开。已知热水器中水温降到40℃时，加热电路开始加热；水温升至某温度时，加热电路停止加热。求：
（1）开关S2闭合时加热电路的电功率。
（2）定值电阻R0的阻值。
（3）加热电路停止加热时水温度。
6、图甲为电压力锅，其电路图如图乙，接通电路后，开关S自动与触点a、b同时接通，开始加热；当锅内温度达到125℃，开关S自动与a、b都断开，并只与触点c接通，开始保温保压。现将2kg初温为25℃的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如丙所示。
（1）求电路中R1的阻值；
（2）计算加热过程消耗的电能；
（3）计算电压力锅从开始运行到水温刚达125℃时的效率。【水的比热容为4.2×103J/（kg·°C）】
7、鸡蛋仔是许多年轻人喜爱食品，制作鸡蛋仔的工具称之为电饼铛（如图甲），上下盘既可以同时加热，也可以把上盘掀开，使用下盘单独加热。其工作电路如图乙，R1与R2为加热电阻，R3为保温电阻，闭合总开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热，如果再闭合开关，上盘也开始加热。电饼铛部分参数如图丙。
额定电压 220V
下盘额定加热功率 1210W
上盘额定加热功率 800W
额定保温功率 330W
额定频率 50Hz
（1）店员只使用下盘来制作鸡蛋仔，此时电路中的电流为多少安？
（2）店员用上下盘一起制作鸡蛋仔，一次需要5 min，则共计消耗了多少电能？
（3）当温度超过设定温度时，温控开关自动转接至接线柱“1”，使电饼铛进入保温状态，那么保温电阻应安装在______处。（选填“A”或“B”）。
8、观赏鱼的养殖对生存环境的温度有较高的要求，小明为此自制了控制水温恒定的装置，其电路图如图所示。其中：控制电路：电源电压为6伏、Ra为阻值10欧的定值电阻、Rp为滑动变阻器、Rb为放在鱼缸水中的热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如表一所示。电磁铁La和Lb完全相同。闭合S1，当经过La的电流Ia与通过Lb的电流Ib满足：Ia-Ib>0.1安时，衔铁H会被La吸引使e、f触点接通，同理Ib-Ia>0.11安时衔铁会被Lb吸引使n、m触点接通。（假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的重力）工作电路：电源电压为220伏，R1、R2为两个阻值均为1210欧的电热丝。闭合S2，工作电路在高、低功率下交替工作，使水温维持在一定的范围。
表一：热敏电阻Rb阻值与温度的关系
温度/℃ 电阻/ 0 5 11 17 20 23 25 29
Rb 90 75 57 40 30 20 15 3
（1）若在某次测试中，工作电路在高功率和低功率模式下各工作了5分钟，请计算出本次测试中工作电路消耗的总电能为多少？
（2）调节滑动变阻器的阻值为10欧，则此时水温维持的范围是。
9、如图甲所示为某电热水壶，其内部简化电路如图乙所示。将它接入家庭电路中，电压U为220V，正常工作时加热电阻R1的阻值为44Ω。
（1）求电热水壶正常工作时的电功率。
（2）电热水壶内装有1.5L的水，通电后使水从20℃加热到100℃，计算此过程中水的内能增加量。
（3）现需在电路中再接入一个指示灯L，要求：闭合开关S，加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起，说明电热水壶正在加热。已知指示灯L的电阻R2阻值为50kΩ。通过计算判断指示灯L能否串联接入电路。
10、项目化学习小组设计了一款电热开水机，它由水箱模块和温控模块共同组成。
水箱模块如图甲所示，由浮球、绕O点转动的杠杆ABO、连杆BC和活塞组成。冷水从进水口进入冷水箱，再经连通管道进入煮水箱。当冷水箱水位达到设定水位，杠杆呈水平状态，活塞刚好堵住进水口，停止进水，这时浮球有一半体积浸入水中。煮水箱中的水煮沸后经出水管进入保温箱，冷水再补充进入煮水箱；冷水箱中水位下降，此时活塞下降，进水口再次进水；重复上述过程。电路模块的原理图如图乙所示。煮水箱内有电热丝，保温箱内有力敏电阻，当保温箱内的水量低于最低水位时，开关自动闭合，电磁铁吸引衔铁，使开始工作；保温箱内还有热敏电阻、电热丝，当保温箱内水温低于时，开关自动闭合，电磁铁吸引衔铁，电热丝工作使保温箱内的水温维持在。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）若煮水箱内的额定煮水功率为1210瓦，求的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠杆ABO质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水，此时连杆BC对杠杆的压力为30牛，支点O到浮球球心的距离OA为OB的3倍。求浮球的体积。
（3）控制电路电压均为10伏，保温时，电磁铁中的电流达到0.02安，衔铁被吸合；电流低于0.01安时，衔铁被释放。请在答卷纸的图丙中画出随温度变化的大致图像，并在纵坐标上标出温度分别为和时的阻值。
11、图甲是小明设计的孵蛋器模拟电路图。其控制电路中R0为热敏电阻，工作电路电源电压伏，R1、R2均为电热丝，其中.欧。当通过电磁铁线圈的电流大于60毫安时，衔铁被吸合，小于30毫安时衔铁被释放，从而实现加热、保温两挡自动切换，使鸡蛋孵化时获得稳定适宜的温度环境。
（1）根据孵蛋器的功能，结合图甲电路分析，当温度升高时，热敏电阻R0的阻值大小变化是 ；
（2）已知该孵蛋器的保温功率为48瓦，求孵蛋器在加热状态时1分钟产生的热量；
（3）为了起到较好的保温效果，小明设计了如图乙所示的“水床”结构，即在导热层中装入一定量的水。请简要说明设计的理由： 。
12、火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热档位，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。正常工作时，低温档功率为高温档功率的1/5，，。（忽略温度对电阻的影响）
（1）开关置于 接线柱时，火锅处于高温档。此时，电火锅的功率为多少？
（2）电火锅处于高温档正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？[水的比热容]
（3）的阻值是多少欧？
13、小明家有一款家用空气炸锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示，工作过程风扇始终转动，而发热管则通过温控开关有规律地闭合或断开，使锅内温度在一定范围内波动。其中电风扇功率为，发热管电阻为。小明用空气炸锅烘焙牛排时，设定温度为180℃，总工作时间为，温度传感器显示锅体温度随时间变化关系如图丙所示。
（1）为使空气炸锅能自动停止工作，应在图乙电路中的___________（选填“a”或“b”）处串联一个定时开关；
（2）空气炸锅工作到时，图乙电路c点电流为多少？
（3）空气炸锅这次烘焙牛排共消耗了多少电能？
14、如图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压220V，简化的工作电路如图乙，、为电热丝。图丙为该毛巾架在正常工作30分钟内高温档和低温档电功率的变化情况。
（1）在高温档工作时，毛巾架正常工作电流为多少安？
（2）电热丝的阻值为多少欧？
（3）小科认为乙图电路不能实现高、低温档电功率自动切换功能，于是小科利用电磁继电器与湿敏电阻，设计了如图丁的方案。（湿敏电阻的工作原理主要基于湿敏材料对空气中水分吸收的能力，这种材料在吸收水分后，其导电性能会发生变化，导致电阻值的变化。通常情况下，湿敏材料的电阻值与环境湿度成反比，即湿度越高，电阻值越小。）请根据电磁铁的工作原理，分析丁方案是如何实现高、低温档自动切换功能的。
15、在学校创新比赛中，小龙设计了一个多档位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝；旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如下表所示：
温度挡位 高温 中温1 中温2 低温
加热功率/W 1100 660
（1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 。（选填“串联”或“并联”）
（2）若四档加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？
（3）该电热水器低温档时的加热功率是多少？
16、随着城市新建楼房大多采用封闭式阳台结构，带烘干功能的洗衣机越来越多地进入市民家庭，某项目学习小组了解到一款带烘干功能的滚筒洗衣机如图甲，其洗衣过程又分“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44Ω和440Ω。
（1）洗衣机的烘干功能，是利用了电流的 效应；
（2）若洗衣过程中，启动开关闭合，开关S位于图中1位置 （填“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”）过程，此状态下洗衣机的功率是多少？
（3）若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，脱水时间为6分钟，则脱水过程中消耗的电能是多少？
17、如图甲所示为具有3D打印功能的3D打印笔。该打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态。内部加热电路简化后如图乙所示，R1和R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如表。
温度/℃ 电阻/Ω
1 120 880
2 250 1210
3 360 2200
（1）有一种熔点较低（为120℃）的镓基合金打印材料，当使用这种材料快速打印时，开关S2应处于 状态；
（2）当使用这种镓基合金打印材料缓慢打印时，求打印笔通过电流的大小；
（3）换了熔点为360℃合金打印材料该笔缓慢工作30分钟，求消耗的电能。
18、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，其发热电路如右 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，通过旋转可以实现档位的转换。
额定电压 220V
额定最大发热功率 400W
水箱容积 4L
适用面积 40～60m2
（1）开关S在接触点 时，电热加湿器处于最大发热状态；
（2）R1的阻值为多少？
（3）该加湿器在低挡时的发热功率是多少？
19、图甲为某型号空气净化器，它在不同档位工作时的参数如下表所示。洁净空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器洁净空气量与输入功率之比，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
工作档位 待机 1挡 2挡 3挡 4挡 5挡 6挡
功率（W） 0.9 23 45 75 103 121 148
净化空气量（m3/h） － 120 240 360 500 610 760
噪音（dB）/声强级 － 23 32 39 47 49 55
（1）该净化器接在家庭电路中，在5挡正常工作时的电流为。
（2）单独使用该净化器20min，规格为2400imp/（kW·h）的电能表指示灯闪烁36次，请计算说明该空气净化器在哪一档位工作？
（3）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为多少？
20、一台储水式电热水器的加热电路如图甲所示，和均为用来加热且阻值不变的电热丝，是手动开关，置于电热水器水箱外部；是温控开关，置于电热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开。图乙是电热水器剖面图，长时间使用电热水器可能导致绝缘部分破损，使电热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故，所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。电热水器部分参数如表所示。
额定电压/V 220
频率/Hz 50
保温功率/W 220
加热功率/W 1760
水箱容量/L 50
设定温度/℃ 40
（1）电热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 （填“高”或“低”）。
（2）考虑到用电安全，电热水器应使用 （填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示，流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比，防电墙内的水柱更细更长，从而使防电墙内水的电阻 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）求加热时通过电热丝的电流。
（4）将初温为20℃的一满箱水加热至设定温度，热水器加热效率为75%，则该过程需要多少电费？[水的比热容为，，电费以0.5元/（）计算]
巩固练习
1．养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，其类似于电热水壶。如图是某款养生壶加热部分电路原理图。已知电源电压为220V保持不变，加热电阻丝R1、R2的阻值均为88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三档的切换。
（1）通过分析推理判断：当开关S1、S2分别位于什么状态，养生壶处于中温档；
（2）当养生壶处于低温档工作时，通电2min该养生壶消耗的电能为多少焦耳？
（3）请计算出该养生壶处于低温、中温、高温三档工作时的电功率大小之比。
2．下图是小明家使用的两档电取暖器内部简化电路图，、为电热丝，且电阻不变，高温档位功率为1100W，低温档位功率为440W，家庭电路电压，求：
（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流；
（2）电路中的阻值；
（3）计算用低温档位取暖两端的电压；
（4）若此电取暖器安装在小明家的客厅里，客厅内空气的质量约为80kg，计算此电取暖器将客厅内空气从10℃加热到20℃至少需要多长时间。【空气的比热容取）】
3．如图所示，是一则公益广告，浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。小明给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙所示。足浴器某次正常工作时，控制面板显示如图丙所示（指示灯亮，表示正常工作）。求：
（1）此次加热时足浴器的工作电流；（计算结果保留一位小数）
（2）若足浴器装入最大容量、初温为的水，则当水温达到控制面板上显示的温度时，则此过程中水所吸收到热量为多少？[已知水的比热容]
（3）若此次加热过程耗时15min，则该足浴器的电热效率；
（4）加热后，爷爷换成300W档位，泡脚20min，间此次加热和泡脚总共消用多少电能。
4．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（电热丝的阻值不随温度变化）。
××牌电烤箱 　
额定电压 220V
额定功率 高温档 1100W
低温档 440W
电源功率 50Hz
（1）当开关 S 闭合时，电烤箱处于高温档还是低温档？
（2）电烤箱在高温档正常工作 30 min 所消耗的电能是多少？
（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为 200 V，电烤箱在高温档的实际功率是多少？（计算结果保留两位小数）
5．“围炉煮茶”是近年人们喜爱的“国风”休闲方式之一，其中最离不开的就是土陶罐制作的小火炉如图甲所示，考虑到安全性和环保性，不少顾客更愿意选择电陶炉如图乙所示。小德同学发现其中工作的关键就是一条可拆卸的发热电阻丝，在原包装盒内还找到了一条一模一样的备用电热丝可剪短，于是他想通过所学知识改装该电陶炉的加热挡位。可惜由于食物污渍，已无法由铭牌得知电热丝的具体信息。小德关闭其他用电器，将电陶炉单独接入的家庭电路，观察并记录家中电能表如图丙所示的指示灯闪烁情况：分钟之内闪烁了次，求：
（1）该过程中电热丝产生的电热为多少焦耳；
（2）炉腔内电热丝的电阻的大小；
（3）小德同学想借助备用电阻丝串联或并联在原炉体内部或外部改装电陶炉的加热功率，使之与原功率成为不同挡位，且高低挡位功率之比为：，请你从安全性和可实现性两个方面通过计算说明改装方案。
6． 小明家的电热水器，铭牌参数如表所示，速热挡位功率模糊不清。工作电路如图甲所示，其内部有两个电热丝（阻值不变），通过控制开关，可以实现速热、加热、保温三个功能（速热功率大于加热功率）。
额定电压 220V
速热 　
加热 1100W
保温 100W
容积 60L
（1）计算的阻值。
（2）在用电高峰期，小明关闭其他用电器，只让电热水器处于速热挡位工作，观察如图乙所示电能表，发现1.5分钟内脉冲灯闪烁了80次，请计算此时小明家的实际电压。
（3）小明调查发现，小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因，小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验：用学生电源模拟配电室；用小灯泡L（3V 0.9W）模拟家庭用电器；由于配电室距离居民楼较远，故选用约10m长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关，调节学生电源输出电压为3V，此时电压表示数为2.5V。要使小灯泡L正常工作，应将学生电源的输出电压调到多少？请根据以上实验，分析解决家庭电路实际电压偏低的方法。（忽略温度对导线和灯丝电阻的影响）
7．
（1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克，它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息，该型坦克重，每条履带与地面的接触面积约。求该轻型坦克对水平地面的压强。
（2）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”三个档位，“高温”档功率为，“低温”档功率为。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为，S为档位切换开关，和为电热丝。
当座椅垫处于“高温”档加热时，通过计算回答：
①通过座椅垫的电流是多少安？
②电热丝的阻值是多少欧？
③座椅垫工作产生的热量是多少焦？
8．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图，下表为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热）。
额定电压（V） 220
高档发热功率（W） 400
最大注水量（kg） 3
（1）求加湿器处于低挡位置时的发热功率和高档发热功率之比；
（2）某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量．如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象。
①请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能；
②如果电阻R1在此次高挡加热时可以使注水仓中冷水的温度升高16℃，那么此时加热效率是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（3）一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时低档实际加热功率是多少？
9．王瑞同学学习了电功率知识后，回家观察家用电器的铭牌，完成实践性作业。该同学发现家里的电炖锅有保温、低温、高温三档，可以通过手机软件远程切换。查看说明书发现：“保温功率小于低温功率；容量；电阻，”。如图是该电炖锅的原理图，汤的比热容取
（1）闭合S、S1，该款电炖锅处于　 　档；理由是　 　。
（2）电炖锅在保温档正常工作时的电流多大（计算结果保留一位小数）？
（3）电炖锅的低温档的额定功率为多大？
（4）额定电压下，使用电炖锅“高温”档加热，可将一锅汤从加热到，电炖锅的加热效率是多少？
10．如图小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。请计算：
（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的总电阻；
（2）S2断开，S1、S3闭合时，电路中的总电流；（保留两位小数）
（3）S3断开，S1、S2闭合时，通电5 min电路消耗的电能。
11．为了兼顾省电和实际需要，爷爷挑选了一款有四个档位的电热水器．小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图，、为电热水器中的两条电热丝，且．请根据条件完成下列问题：
额定电压 220V
频率 50Hz
额定最高档加热功率 1100W
（1）若该热水器四档功率由高到低分别为、、、，请说明与此对应的电路连接依次是哪个　 　？（图“甲、乙、丙、丁”中）
（2）若热水器在高档位下正常加热了半小时，求消耗了多少度电？
（3）若某个时刻该电热水器最高档加热的功率并不是铭牌标注的值，而是891W，请你通过计算说明这是为什么？（电热丝电阻的变化忽略不计）
12．小明是家务小能手，经常用挂烫机尉烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个档位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝，。
（1）熔断器在电路中起到　 　作用。
（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？
（3）挂烫机在大档位工作时的额定功率是多大？
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个档位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。
13．如图甲所示为一台电热足浴器，图乙是其内部电路工作原理简图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻，电热足浴器的部分技术参数如表，问：[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
额定电压 220V
高温挡 660W
中温挡 440W
低温挡 **W
（1）电热足浴器工作时是利用了电流的　 　效应。
（2）求电热足浴器低温挡的额定功率是多少？（计算结果保留一位小数）
（3）用电热足浴器加热4kg、初温为20℃的水到45℃时，水吸收的热量为多少？
（4）用电热足浴器的高温挡加热一定质量的水，当水温加热至45℃后自动切断电源，当水温降至40℃时，又自动接通高温挡加热电路。小林在水温第一次加热至45℃时开始足浴，水温随时间变化的图象如图丙所示，共用时55min，若加热过程电热足浴器正常工作，求这次足浴消耗的电能是多少？（计算结果用科学记数法表示，保留两位小数）
14．小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R1；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热），其部分技术参数如下表．
额定电压（V） 220
高挡发热功率（W） 400
注水仓最大注水量（kg） 3
（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是　 　（选填“关”“低档”或“高档”）
（2）求电热加湿器中R1的阻值　 　；
（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃　 　？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少　 　？
三、实验与探究题
15． 在一次课外实践活动中，小夏同学对一款家用电吹风（如图甲所示）进行了深入探究。
（1）小夏先在购物平台上查到了这款电吹风广告，你认为她对广告的理解不合理的是____；
A．“70m/s强劲风速”可以加快头发上的水蒸发
B．“电吹风配有加粗纯铜电线”可以减少导线上产生的热损失
C．“恒温57℃不伤头发”，任何情况下吹出气流的温度都是57℃
D．“最大功率1500~1799W”，使用高速高温挡时，电热丝的功率应该大于电动机的功率
（2）小夏观察电吹风及其铭牌，发现其有两个开关，可以实现风速和温度的多挡控制。于是她猜想并设计了如图乙所示的电路图，你认为她设计的电路存在什么问题；　 　
（3）接着，小夏打开电吹风，感觉到电吹风在高速冷风挡时风力很强劲，猜想此时的电功率也会比较大。为了验证猜想，她关闭家里所有用电器，只将该电吹风接入家庭电路中，调至高速冷风档，通电3min观察到家里的电能表（如图丙所示）指示灯闪烁转了9次，通过计算测得高速冷风档的实际功率为　 　W；
（4）小夏进一步研究发现该电吹风具有过热自动断电保护功能，其内部有一个双金属片开关，当温度达到设定值，双金属片开关自动断开，电吹风停止工作，待温度下降到安全值后又自动接通。则双金属片开关应安装____（选填序号字母）。
A．电动机所在支路 B．电阻丝所在支路 C．电路干路
16．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）连接电路时开关应　 　，电流表的量程应选0~　 　A；
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应在　 　（选填“A”或“B”）端；
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙）为　 　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W；
（6）小叶同学在实验过程中发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是　 　；
（7）完成上述实验后，小叶向老师要了一个阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为U额=2.5V；
②再将开关S2拨到触点　 　（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　（用
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