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第十五章　电能与电功率 章末总结
一、选择题
1．关于电功和电功率，下列说法中正确的是( )。
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量
B．用电器消耗的电能越多，电功率越大
C．用电器消耗的电功率一定等于它的额定功率
D．额定功率越大的用电器，消耗的电能一定越多
2．关于“12 V　4 W”的小灯泡L1和“9 V　3 W”的小灯泡L2，下列说法正确的是( )。
A．L1和L2正常工作时的电阻一样大
B．L1和L2串联在一起使用时，两灯消耗的电功率一样多
C．L1和L2并联在一起使用时，两灯消耗的电功率一样多
D．L2串联一个9 Ω的电阻接在12 V电路中，也能正常发光
3．（2025·河源期末）电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为( )。
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
4．（2025·茂名模拟）标有“6 V　1．5 W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的图像如图所示。若把这只灯泡与一个10 Ω的定值电阻串联接在电压为6 V的电源两端，则下列说法中错误的是( )。
A．该灯泡正常工作时的电阻为24 Ω
B．此时通过定值电阻的电流为0．25 A
C．此时灯泡的实际功率为0．8 W
D．此时电路的实际总功率为1．2 W
5．（2025·清远一模）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。闭合开关S后，发现灯L1较暗，灯L2较亮，则下列说法中正确的是( )。
A．灯L1的电阻比灯L2的电阻大
B．灯L1的额定功率比灯L2的额定功率小
C．电路中，通过灯L1的电流比通过灯L2的电流大
D．电路中，灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
6．（2025·东莞二模）常用的某款手持式电子测温仪如图甲，图乙是它的工作原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是( )。
A．图乙中的显示仪是由电流表改装的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C．被测温者体温越高，电路的总功率就越小
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
7．（2025·阳江模拟）如表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是( )。
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 高挡 1 800 W
中挡 1 200 W
低挡 500 W
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1．08×106 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328．6 kW·h
二、填空题
8．标有“PZ220-40”字样的灯泡正常工作10 h，消耗的电能是 kW·h。如果把它接入一个110 V电压的电路中，它实际消耗的电功率是 W。
9．（2025·河源一模）如图所示为单相电子式电能表，该电能表允许接入的最大电功率是 W。关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6 min，则微波炉的电功率为 W。当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，这说明电流通过电热水器做功 （选填“多”或“快”）一些。
10．（2025·肇庆三模）如图所示的实物电路中，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2为定值电阻。当开关闭合后，电压表和电流表的示数分别为2 V和0．2 A，则R2的阻值为 Ω。
11．将标有“4 V　2 W”的灯泡接在6 V的电源下，若使其正常工作，需串联一个 的电阻，此电阻消耗的电功率为 W。
12．（2025·佛山二模）如图是探究电流通过导体产生的热量与 （选填“电流”或“电阻”）关系的实验装置，实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少。通电一段时间后，容器 （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。某小组在利用该图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查容器气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： （写出一条，合理即可）。
三、实验探究题
13．如图所示是“探究电流的热效应跟电阻的关系”的实验装置，已知R1＜R2，甲、乙两瓶内装有等量的煤油。
(1)甲、乙两瓶中的电阻丝是 联的，这样是为了控制通电时间和 相等。实验中通过观察 来判断通电后电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)接通电路一段时间， 瓶中的煤油温度上升得高。这表明，当通电时间和 一定时，导体的电阻越大，产生的热量 。
14．小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6 V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2．5 V，小灯泡的电阻约为10 Ω。
(1)用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
(2)闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该进行的操作是 （填字母）。
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
(3)图乙中的I-U图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为 W，同时发现图乙中图线是弯曲的，其主要原因是 。
四、计算题
15．某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置，闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22 Ω，主要参数如表。[c水＝4．2×103 J/(kg·℃)]
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压 220 V
加热功率 2 400 W
设定温度范围 30～90 ℃
电动机功率 240 W
防电墙电阻 1×106 Ω
(1)旋至 挡时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态，利用了电流的 效应；旋至 挡时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。
(2)向洗衣机内注入10 kg水，在额定电压下连续加热1 050 s，水温由20 ℃上升到50 ℃，此过程中的加热效率是多少？
(3)R2的阻值是多少？
(4)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
(5)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105 Ω，人体的安全电压不高于36 V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
16．（2025·茂名二模）如图是某电热饮水机的电路图，R和R0均为电热丝，S是温控器。当温度较低时，加热器加热；当水沸腾后，S会自动变换状态，饮水机进入保温状态。
(1)保温状态，温控器处于 （选填“闭合”或“断开”）状态。
(2)已知该电热饮水机保温挡时的功率为40 W，R0的阻值为1 161．6 Ω，则R的阻值为多少？
(3)将该电热饮水机单独接入电路正常加热3 min，标有2 400 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁多少次？
17．（2025·韶关二模）几千年来，中国的厨艺最讲究的就是“火候”。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，有高温煲饭挡和保温挡两个挡位，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝（假设电能全部转化为内能），S1是自动控制开关，把电饭锅接入220 V的电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示。求：
(1)电饭锅的最大电功率；
(2)电热丝R1的阻值；
(3)30 min内电饭锅产生的热量。
五、综合能力题
18．（2025·深圳模拟）如图是用微型电动机提升9 N的物体。当电源电压为2 V时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为0．5 A；当电源电压为15 V时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为0．4 A，电动机同时以0．5 m/s的速度匀速提升物体。（忽略温度对电阻的影响）
(1)当电压为2 V时，电动机将电能转化为 能；当电压为15 V时，电动机将电能转化为 能和 能。
(2)电动机线圈的电阻为 Ω。
(3)电动机正常工作时的输出功率是 W，消耗的电功率是 W，发热功率是 。
19．阅读短文，回答问题。
电热水壶与PTC加热元件
家用电热水壶工作原理：电热水壶接通电源发热管发热，加热水使水温逐步上升到100 ℃，水开始沸腾，水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形推动蒸汽开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热管会继续加热，温度急剧上升，发热盘底部有个双金属片，会因此受热膨胀变形，顶开触头而断开电源。若盘底双金属片损坏，则有可能因干烧而着火。
使用PTC加热元件代替发热管，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险，PTC加热元件的干烧温度可以设定在150～250 ℃之间。当温度达到设定的温度后，PTC元件的电阻迅速变化，加热功率急剧改变，使其温度保持在设定温度而不会继续上升。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠的是PTC自身电阻变化来控制温度，而不是依靠任何触点控制。所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。
请回答下列问题：
(1)如图1所示，若电热水壶漏电，用手摸电热水壶的金属外壳 触电（选填“一定会”或“一定不会”）。
(2)电热水壶工作原理的描述中，水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形，推动蒸汽开关，里面的能量转化关系是 能转化成 能。这种能量转化关系与汽油机的 冲程原理相同。
(3)图2是某电热水壶PTC加热元件的电阻随温度变化的图像，其干烧温度设定在180 ℃左右，若它的温度高于180 ℃，电阻 ，功率 ，使其温度 （以上均填变化情况）。第十五章　电能与电功率 章末总结
一、选择题
1．关于电功和电功率，下列说法中正确的是(　A　)。
A．电功率是表示电流做功快慢的物理量
B．用电器消耗的电能越多，电功率越大
C．用电器消耗的电功率一定等于它的额定功率
D．额定功率越大的用电器，消耗的电能一定越多
2．关于“12 V　4 W”的小灯泡L1和“9 V　3 W”的小灯泡L2，下列说法正确的是(　D　)。
A．L1和L2正常工作时的电阻一样大
B．L1和L2串联在一起使用时，两灯消耗的电功率一样多
C．L1和L2并联在一起使用时，两灯消耗的电功率一样多
D．L2串联一个9 Ω的电阻接在12 V电路中，也能正常发光
3．（2025·河源期末）电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为(　C　)。
A．导线的绝缘皮隔热
B．导线散热比电熨斗快
C．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
D．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
4．（2025·茂名模拟）标有“6 V　1．5 W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的图像如图所示。若把这只灯泡与一个10 Ω的定值电阻串联接在电压为6 V的电源两端，则下列说法中错误的是(　B　)。
A．该灯泡正常工作时的电阻为24 Ω
B．此时通过定值电阻的电流为0．25 A
C．此时灯泡的实际功率为0．8 W
D．此时电路的实际总功率为1．2 W
5．（2025·清远一模）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示。闭合开关S后，发现灯L1较暗，灯L2较亮，则下列说法中正确的是(　D　)。
A．灯L1的电阻比灯L2的电阻大
B．灯L1的额定功率比灯L2的额定功率小
C．电路中，通过灯L1的电流比通过灯L2的电流大
D．电路中，灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小
6．（2025·东莞二模）常用的某款手持式电子测温仪如图甲，图乙是它的工作原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是(　C　)。
A．图乙中的显示仪是由电流表改装的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C．被测温者体温越高，电路的总功率就越小
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
7．（2025·阳江模拟）如表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是(　D　)。
额定电压 220 V
频率 50 Hz
额定功率 高挡 1 800 W
中挡 1 200 W
低挡 500 W
A．电饭煲是利用电流的热效应工作的
B．电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C．电饭煲在高挡正常工作10 min，消耗的电能是1．08×106 J
D．若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10 min，电能表示数将变成7 328．6 kW·h
二、填空题
8．标有“PZ220-40”字样的灯泡正常工作10 h，消耗的电能是　　　　kW·h。如果把它接入一个110 V电压的电路中，它实际消耗的电功率是　　　　W。
【解析】灯泡正常工作时的电功率
P＝40 W＝4×10-2 kW，
由P＝可得，灯泡正常工作10 h消耗的电能
W＝Pt＝4×10-2 kW×10 h＝0．4 kW·h。
由P＝UI，I＝可得，它正常工作时的电阻
R＝＝＝1 210 Ω，
把它接入一个110 V电压的电路中，它实际消耗的电功率
P实＝＝＝10 W。
【答案】0．4　10
9．（2025·河源一模）如图所示为单相电子式电能表，该电能表允许接入的最大电功率是　　　　W。关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6 min，则微波炉的电功率为　　　　W。当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，这说明电流通过电热水器做功　　　　（选填“多”或“快”）一些。
【解析】电能表允许通过的最大电流是40 A，该电能表允许接入的最大电功率P＝IU＝40 A×220 V＝8 800 W。
关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6 min，此阶段消耗电能W＝×300＝0．1 kW·h＝3．6×105 J，
电功率P＝＝＝1 000 W。
因为用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，则说明在相同的时间内，电热水器消耗的电能更多，由公式P＝可知，电热水器的电功率比微波炉的电功率大，这说明电流通过电热水器做功快一些。
【答案】8 800　1 000　快
10．（2025·肇庆三模）如图所示的实物电路中，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2为定值电阻。当开关闭合后，电压表和电流表的示数分别为2 V和0．2 A，则R2的阻值为　　　　Ω。
【解析】电源由两节新干电池串联而成，即电源电压U＝3 V。
分析电路，R1和R2串联，电压表测的是R1两端的电压，电流表测串联电路中的电流。
根据串联电路中电流规律可知，I1＝I2＝I＝0．2 A，
则R1＝＝＝10 Ω，
R2两端的电压
U2＝U－U1＝3 V－2 V＝1 V，
则R2＝＝＝5 Ω。
【答案】5
11．将标有“4 V　2 W”的灯泡接在6 V的电源下，若使其正常工作，需串联一个　　　　的电阻，此电阻消耗的电功率为　　　　W。
【解析】灯泡正常发光时的电压UL＝4 V，功率PL＝2 W，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以串联电阻两端的电压UR＝U－UL＝6 V－4 V＝2 V，
由P＝UI可得，灯泡正常工作时电路电流I＝IL＝＝＝0．5 A，
因为串联电路中各处的电流相等，所以由I＝可得，串联电阻的阻值R＝＝＝4 Ω。
电阻消耗的电功率PR＝URI＝2 V×0．5 A＝1 W。
【答案】4 Ω　1
12．（2025·佛山二模）如图是探究电流通过导体产生的热量与　　　　（选填“电流”或“电阻”）关系的实验装置，实验中用U形管内液面的　　　　反映导体产生热量的多少。通电一段时间后，容器　　　　（选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。某小组在利用该图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查容器气密性良好，请你分析实验现象不同的原因：　　　　　　　　（写出一条，合理即可）。
【解析】装置中右侧乙容器中一个5 Ω的电阻和容器外面一个5 Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5 Ω的电阻串联。根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的一个电阻的电流相等。右侧两个5 Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知，两电阻阻值相等，则支路中电流相等。因此通过右侧容器中电阻的电流是通过左侧容器中电阻的电流的一半，故此装置是研究电流产生的热量与电流的关系。
据实验装置可知，电流通过导体产生的热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，这种通过U形管液面高度差的变化来反映电流通过导体产生热量多少的研究方法叫转换法。
根据公式Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多，故通过容器甲内电阻丝产生的热量较多。
实验发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1＝R2，且R1和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。
【答案】电流　高度差　甲　电阻R3断路了
三、实验探究题
13．如图所示是“探究电流的热效应跟电阻的关系”的实验装置，已知R1＜R2，甲、乙两瓶内装有等量的煤油。
(1)甲、乙两瓶中的电阻丝是　　　　联的，这样是为了控制通电时间和　　　　相等。实验中通过观察　　　　　　来判断通电后电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)接通电路一段时间，　　　　瓶中的煤油温度上升得高。这表明，当通电时间和　　　　一定时，导体的电阻越大，产生的热量　　　　。
【解析】(1)根据串联电路电流的规律，甲、乙两瓶中的两根电阻丝采用串联的连接方式，其目的是控制电流和通电时间相等。闭合开关一段时间后，通过观察温度计示数来判断电流的热效应跟电阻大小的关系。
(2)接通电路一段时间，观察到乙瓶温度计示数升高快，这表明在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多。
【答案】(1)串　电流　温度计示数　(2)乙　电流　越多
14．小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6 V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2．5 V，小灯泡的电阻约为10 Ω。
(1)用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
(2)闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该进行的操作是　　　　（填字母）。
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
(3)图乙中的I-U图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为　　　　W，同时发现图乙中图线是弯曲的，其主要原因是　　　　　　　　。
【解析】(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱；所用小灯泡的额定电压为2．5 V，小灯泡的电阻约为10 Ω，根据欧姆定律可知通过小灯泡的电流约为IL＝＝＝0．25 A，故电流表选用小量程，连接电路如图所示。
(2)闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，则电路为通路，说明电路的电阻过大，接下来首先应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光。
(3)小灯泡的额定电压为2．5 V，从图中可知此时通过小灯泡的电流为0．2 A，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率P＝UI＝2．5 V×0．2 A＝0．5 W。
如题图乙所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是小灯泡的电阻受温度的影响。
【答案】(1)见解析图
(2)C
(3)0．5　小灯泡的电阻受温度的影响
四、计算题
15．某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点。其简化等效电路如图所示，此时处于空挡位置，闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22 Ω，主要参数如表。[c水＝4．2×103 J/(kg·℃)]
**牌智能滚筒洗衣机
额定电压 220 V
加热功率 2 400 W
设定温度范围 30～90 ℃
电动机功率 240 W
防电墙电阻 1×106 Ω
(1)旋至　　　　挡时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态，利用了电流的　　　　效应；旋至　　　　挡时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。
(2)向洗衣机内注入10 kg水，在额定电压下连续加热1 050 s，水温由20 ℃上升到50 ℃，此过程中的加热效率是多少？
(3)R2的阻值是多少？
(4)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？
(5)防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105 Ω，人体的安全电压不高于36 V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。
【解】(1)由电路图可知，旋至1挡时，R1、R2同时工作且R1与R2并联，由并联电路的电阻特点知此时电路的总电阻较小，功率较大，洗衣机处于加热状态，利用了电流的热效应；旋至2挡时，R2和电动机同时工作，电路中的电阻为R2，洗衣机处于保温洗涤状态。
(2)水吸收的热量
Q吸＝c水m水(t－t0)＝4．2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(50 ℃－20 ℃)＝1．26×106 J，
洗衣机加热消耗的电能
W＝Pt＝2 400 W×1 050 s＝2．52×106 J，
则洗衣机加热的效率
η＝×100%＝×100%＝50%。　
(3)由电路图可知，当旋钮旋至1挡时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由表格数据可知，加热功率P＝2 400 W，
电热丝R1的加热功率
P1＝＝＝2 200 W，
因总功率等于各电阻消耗功率之和，
所以电热丝R2的加热功率
P2＝P－P1＝2 400 W－2 200 W＝200 W，
根据P＝，电热丝R2的阻值
R2＝＝＝242 Ω。
(4)由题知，当旋钮旋至2挡时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态，与加热状态相比，R2两端的电压不变，其功率仍然为200 W，
则电热丝R2和电动机的总功率
P总＝P2＋P电动＝200 W＋240 W＝440 W，
保温洗涤的干路电流
I＝＝＝2 A。
(5)防电墙与人的电阻串联，
根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻
R＝R0＋R人＝1×106 Ω＋1×105 Ω＝1．1×106 Ω，
串联电路中的电流
I0＝＝＝2×10-4 A，
由欧姆定律得，此时人体的电压
U人＝I0R人＝2×10-4 A×1×105 Ω＝20 V，
因为U人小于36 V，所以防电墙技术能保证人的安全。
答：(1)1　热　2
(2)此过程中的加热效率是50%。
(3)R2的阻值是242 Ω。
(4)洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2 A。
(5)防电墙技术能保证人的安全。
16．（2025·茂名二模）如图是某电热饮水机的电路图，R和R0均为电热丝，S是温控器。当温度较低时，加热器加热；当水沸腾后，S会自动变换状态，饮水机进入保温状态。
(1)保温状态，温控器处于　　　　（选填“闭合”或“断开”）状态。
(2)已知该电热饮水机保温挡时的功率为40 W，R0的阻值为1 161．6 Ω，则R的阻值为多少？
(3)将该电热饮水机单独接入电路正常加热3 min，标有2 400 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁多少次？
【解】(1)保温状态，温控器处于断开状态，两个电热丝串联，电功率最小。
(2)已知该电热饮水机保温挡时的功率为40 W，即P＝，所以R＝－R0＝－1 161．6 Ω＝48．4 Ω。
(3)当开关S闭合时，电热丝R0被短路，此时只有R接入电路，此时加热功率P加热＝＝＝1 000 W＝1 kW。
将该电热饮水机单独接入电路正常加热3 min，消耗的电能W＝P加热t＝1 kW× h＝0．05 kW·h，
标有2 400 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁的次数n＝×0．05 kW·h＝120 imp。
答：(1)断开
(2)R的阻值为48．4 Ω。
(3)将该电热饮水机单独接入电路正常加热3 min，标有2 400 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁120次。
17．（2025·韶关二模）几千年来，中国的厨艺最讲究的就是“火候”。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，有高温煲饭挡和保温挡两个挡位，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝（假设电能全部转化为内能），S1是自动控制开关，把电饭锅接入220 V的电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示。求：
(1)电饭锅的最大电功率；
(2)电热丝R1的阻值；
(3)30 min内电饭锅产生的热量。
【解】(1)由图乙可知，开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最小。
开关S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大。
由图丙可知，电饭锅的最大电流I＝3 A，
则电饭锅的最大电功率P大＝UI＝220 V×3 A＝660 W。
(2)由图丙可知，通过电热丝R1的电流I1＝2 A，
由I＝可得，电热丝R1的阻值R1＝＝＝110 Ω。
(3)由图丙可知，30 min内电饭锅的加热时间为15 min，产生的热量
Q加＝W加＝UI大t加＝220 V×3 A×15×60 s＝5．94×105 J，
保温时间为15 min，产生的热量Q保＝W保＝UI1t保＝220 V×2 A×15×60 s＝3．96×105 J，
所以30 min内电饭锅产生的热量Q＝Q加＋Q保＝5．94×105 J＋3．96×105 J＝9．9×105 J。
答：(1)电饭锅的最大电功率为660 W；
(2)电热丝R1的阻值为110 Ω；
(3)30 min内电饭锅产生的热量为9．9×105 J。
五、综合能力题
18．（2025·深圳模拟）如图是用微型电动机提升9 N的物体。当电源电压为2 V时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为0．5 A；当电源电压为15 V时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为0．4 A，电动机同时以0．5 m/s的速度匀速提升物体。（忽略温度对电阻的影响）
(1)当电压为2 V时，电动机将电能转化为　　　　能；当电压为15 V时，电动机将电能转化为　　　　能和　　　　能。
(2)电动机线圈的电阻为　　　　Ω。
(3)电动机正常工作时的输出功率是　　　　W，消耗的电功率是　　　　W，发热功率是　　　　　。
【解析】(1)电流具有热效应，当电压为2 V时，电动机没有转动，所有的电能都转化为内能；当电压为15 V时，电动机转动，电能转化为内能和机械能。
(2)当电源电压为2 V时，电动机不转动，
由I＝可得，电动机线圈的电阻
R＝＝＝4 Ω。
(3)电动机正常工作时的输出功率等于克服物体重力做功的功率，
则P输出＝＝＝Gv＝9 N×0．5 m/s＝4．5 W，
消耗的电功率
P＝UI＝15 V×0．4 A＝6 W，
热功率
P热＝I2R＝(0．4 A)2×4 Ω＝0．64 W。
【答案】(1)内　内　机械
(2)4
(3)4．5　6　0．64 W
19．阅读短文，回答问题。
电热水壶与PTC加热元件
家用电热水壶工作原理：电热水壶接通电源发热管发热，加热水使水温逐步上升到100 ℃，水开始沸腾，水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形推动蒸汽开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热管会继续加热，温度急剧上升，发热盘底部有个双金属片，会因此受热膨胀变形，顶开触头而断开电源。若盘底双金属片损坏，则有可能因干烧而着火。
使用PTC加热元件代替发热管，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险，PTC加热元件的干烧温度可以设定在150～250 ℃之间。当温度达到设定的温度后，PTC元件的电阻迅速变化，加热功率急剧改变，使其温度保持在设定温度而不会继续上升。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠的是PTC自身电阻变化来控制温度，而不是依靠任何触点控制。所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。
请回答下列问题：
(1)如图1所示，若电热水壶漏电，用手摸电热水壶的金属外壳　　　　　　触电（选填“一定会”或“一定不会”）。
(2)电热水壶工作原理的描述中，水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形，推动蒸汽开关，里面的能量转化关系是　　　　能转化成　　　　能。这种能量转化关系与汽油机的　　　　冲程原理相同。
(3)图2是某电热水壶PTC加热元件的电阻随温度变化的图像，其干烧温度设定在180 ℃左右，若它的温度高于180 ℃，电阻　　　　，功率　　　　，使其温度　　　　（以上均填变化情况）。
【解析】(1)电热水壶属于金属外壳用电器，因此与电热水壶外壳相连接的是保护线，这样即使金属外壳带电，电流也会通过保护线导入大地，防止造成触电事故的发生。
(2)水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形，推动蒸汽开关，是将内能转化成机械能。这种能量转化关系与汽油机的做功冲程原理相同。
(3)当温度到达设定的温度后，PTC元件的电阻迅速增加，由P＝可知加热功率变小，使其温度保持在设定温度而不会继续上升。
【答案】(1)一定不会
(2)内　机械　做功
(3)变大　变小　不变

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