资源描述
1．〔2022•淮安〕如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R均为电热丝，R0的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如表所示〔低温焖饭档额定功率模糊不清〕．求：
某型号电饭锅
额定电压
220V
额定功率
高温烧煮
840W
低温焖饭
电源频率
50Hz
〔1〕电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；
〔2〕电饭锅低温焖饭时的额定功率；
〔3〕电热丝R的阻值．
【解答】解：〔1〕电饭锅高温烧煮的功率P高=840W，烧煮时间t=0.5h=1800s，
由P=得，电饭锅高温烧煮消耗的电能：
W=P高t=840W×1800s=1.512×106J．
〔2〕当开关S闭合、S1断开时，仅有R0接入电路，电路电阻较大，
根据P=可知，电压一定时，电路电阻越大，电功率越小，此时电饭锅处于低温焖饭状态；
电饭锅低温焖饭时的额定功率：
P低===40W．
〔3〕当开关S、S1都闭合时，电热丝R、R0并联接入电路，电路电阻较小，
根据P=可知，电压一定时，电路电阻越小，电功率越大，此时电饭锅处于高温烧煮状态；
那么电热丝R消耗的电功率：
P=P高﹣P低=840W﹣40W=800W，
由P=得，电热丝R的阻值：
R===60.5Ω．
答：〔1〕电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能为1.512×106J；
〔2〕电饭锅低温焖饭时的额定功率为40W；
〔3〕电热丝R的阻值为60.5Ω．
2．〔2022•哈尔滨〕某课外活动小组在社会实践活动中获得：
〔1〕某工厂用电电压U=380V，电流I=500A，那么该工程1h可消耗多少kW•h的电能
〔2〕某水利发电站〔如图甲〕的局部信息：
①发电站供电功率P1=2×106kW，而用户用电功率为P2=1.2×106kW，出现了多余的电能被全部浪费掉的现象，假设平均每天供电、用电时间均为5h，那么平均每天浪费多少kW•h电能
②该发电站经过改进，能回收原来每天浪费的全部电能，并经转化可再次发电，再次发电的电能与回收的电能之间的关系如图乙所示，如果6×103kg的水从该电站上游落下可发电1kW•h，那么改进后的发电站每天回收后再发电的电能相当于多少质量的水所发的电
【解答】解：
〔1〕该工程1h可消耗的电能W=UIt=380V×500A×3600s=6.84×108J，
6.84×108J=6.84×kW•h=190kW•h；
〔2〕①由P=可得，发电站提供的电能：
W1=P1t=2×106kW×5h=107kW•h；
用户使用的电能：
W2=P2t=1.2×106kW×5h=6×106kW•h；
浪费的电能：
W浪费=W1﹣W2=107kW•h﹣6×106kW•h=4×106kW•h；
W回收=W浪费=4×106kW•h；
②由图象可知，=，
那么W再发电=W回收=×4×106kW•h=3×106kW•h；
由题意知，==，
答：
〔1〕某工厂用电电压U=380V，电流I=500A，那么该工程1h可消耗190kW•h的电能
〔2〕①平均每天浪费4×106kW•h电能；
3．〔2022•黔东南州〕家用豆浆机的外形如图甲所示，其机头主要由一个电热器〔电热丝〕R和一个电动机M带动的打浆器构成，内部电路简化图如图乙所示．制作豆浆的过程是加热，后打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．某品牌豆浆机铭牌上的局部技术参数如表．
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电热器额定功率
1000W
电动机额定功率
180W
净重
2.4kg
〔1〕豆浆机在额定电压下打浆，通过电动机的电流是多少
〔2〕小明同学想测算该豆浆相的加热效率，他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃，当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾，测其温度为100℃．请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量豆浆机的加热效率是多少[C豆浆=4.0×103J/〔kg•℃〕]
〔3〕小明同学晚上使用该豆浆机，在与第〔2〕问条件相同情况下，发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟，豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变，求晚上的实际电压值．≈0.95．
【解答】解：〔1〕根据P=UI可得：
豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流：
I电机==≈0.82A；
〔2〕豆浆吸收的热量：
Q1=c豆浆m豆浆〔t2﹣t1〕=4.0×103J∕〔kg•℃〕×0.1kg×〔100℃﹣20℃〕=3.2×104J，
水吸收的热量：
Q2=c水m水〔t2﹣t1〕=4.2×103J∕〔kg•℃〕×1.4kg×〔100℃﹣20℃〕=4.704×105J，
豆浆机吸收的热量Q=Q1+Q2=3.2×104J+4.704×105J=5.024×105J，
由P=可得，电流通过电热器做的功：
W=P电热器t=1000W×9×60s=5.4×105J，
电热器的加热效率：
η=×100%=×100%≈93%．
〔3〕由I=，P=UI可得，R===48.4Ω，
W实际=W=5.4×105J，
由P=可得，P实际===900W，
由P=可得，=P实际R，
那么U实际==≈232V．
答：〔1〕豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流约为0.82A；
〔2〕豆浆机吸收的少热量为5.024×105J，豆浆机电热器的加热效率大约是93%．
〔3〕晚上的实际电压值约为232V．
4．〔2022•玉林〕如图是一台电热水壶铭牌上的局部信息，请根据铭牌所提供的信息[水的比热容c=4.2×103J〔kg•℃〕]，求：
〔1〕电热水壶正常工作时的电流；
〔2〕电热水壶装满水时水的质量；
〔3〕假设给该电热水壶装满水进行加热，使水的温度从28℃升高到72℃，那么水吸收的热量是多少
〔4〕假设电热水壶正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，那么在第〔3〕小问中给水加热的时间是多少秒
【解答】解：〔1〕据铭牌所提供的信息，电热水壶正常工作时的电流：
I===10A；
〔2〕电热水壶装满水时水的质量：
m=ρV=103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg；
〔3〕该电热水壶装满水进行加热，使水的温度从28℃升高到72℃，那么水吸收的热量：
Q=mc△t=1kg×4.2×103J/〔kg•℃〕×〔72℃﹣28℃〕=1.848×105J；
〔4〕电热水壶的效率η=，
即80%=，
解得给水加热的时间：
t=105s．
答：〔1〕电热水壶正常工作时的电流为10A；
〔2〕电热水壶装满水时水的质量为1kg；
〔3〕水吸收的热量为1.848×105J；
〔4〕在第〔3〕小问中给水加热的时间是150s．
5．〔2022•揭阳〕如表所示为某电烤箱的铭牌，如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图．R1和R2均为电热丝，电烤箱开关接1时是低温档，接2时是高温档．求：
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
1100W
低温档
440W
频率
50Hz
〔1〕电路中R1和R2的阻值．
〔2〕如果实际电压只有200V，那么电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能是多少．〔最后结果保存整数〕
【解答】解：〔1〕开关接2时，电路为R1的简单电路，电烤箱处于高温档，
由P=可得，电路中R1的阻值：
R1===44Ω，
开关接1时，R1与R2串联，电烤箱处于低温档，
此时电路中的总电阻：
R===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﹣R1=110Ω﹣44Ω=66Ω；
〔2〕实际电压只有200V，电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能：
W=t=×10×60s≈545455J．
答：〔1〕电路中R1和R2的阻值依次为44Ω、66Ω；
〔2〕如果实际电压只有200V，那么电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能是545455J．
6．〔2022•南平〕如图1所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其局部技术参数．R1、R2为发热电阻，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〞之间的转换〔低档为小功率加热，高档为大功率加热〕．
额定电压
220V
高档发热功率
400W
水箱容积
3L
适用面积
20～40m2
〔1〕加湿器需在高档加热，开关S应旋转至触点 3、4 〔选填：“1、2〞、“2、3〞或“3、4〞〕位置；
〔2〕电阻R1的阻值；
〔3〕加湿器处于低档位置时的发热功率；
〔4〕如图2所示是某次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器消耗的总电能．
【解答】解：
〔1〕由图1知，开关S接“1、2〞时电路断路为关；“2、3〞时两电阻串联，接“3、4〞时只有R1接入电路，电源电压一定，由P=可知，接“2、3〞时电阻最大，为低档，接“3、4〞时电阻最小，为高档；
〔2〕由图2知，高档功率：P高=400W，由P=可得R1的阻值：
R1===121Ω；
〔3〕由题知，R2=3R1，低档发热功率：
P低====100W；
〔4〕由图2知，工作30min时，其中高档10min，低档20min，
所以加湿器消耗的总电能：
W=W高+W低=P高t高+P低t低=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×105J．
答：〔1〕3、4；〔2〕电阻R1的阻值121Ω；〔3〕100W；〔4〕加湿器消耗的总电能3.6×105J．
7．〔2022•东营〕随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中．某家庭煲汤用电热锅简化电路如下列图，电热锅额定电压为220V，R1，R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω．接通电源，闭合开关S1、S2，电热锅处于“大火〞加热状态；当锅内温度到达100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于“小火〞炖煮状态．
〔1〕电热锅在额定电压下，处于“大火〞加热状态时，电路中的电流多大
〔2〕电热锅在额定电压下，处于“大火〞加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳
〔3〕电热锅在额定电压下，处于“小火〞炖煮状态时，电功率多大
〔4〕为测量电热锅的实际电压，将家中其他用电器全部关闭，电热锅在“大火〞加热状态下，观察到标有“2000r/kW•h〞字样的电能表在6分钟内转了100转，电热锅的实际电压是多少
【解答】解：〔1〕闭合开关S1、S2时，电路为R1的简单电路，电热锅处于“大火〞加热状态，
电热锅在额定电压下，电路中的电流：
I===2.75A；
〔2〕电热锅在额定电压下，处于“大火〞加热状态15min消耗的电能：
W=UIt=220V×2.75A×15×60s=5.445×105J；
〔3〕开关S2断开、S1仍闭合时，R1与R2串联，电热锅处于“小火〞炖煮状态，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热锅的电功率：
P小===100W；
〔4〕电热锅在“大火〞加热状态下，6分钟消耗的电能：
W′==0.05kW•h=1.8×105J，
由W=t可得，电热锅的实际电压：
U′===200V．
答：〔1〕电热锅在额定电压下，处于“大火〞加热状态时，电路中的电流为2.75A；
〔2〕电热锅在额定电压下，处于“大火〞加热状态15分钟，消耗的电能是5.445×105J；
〔3〕电热锅在额定电压下，处于“小火〞炖煮状态时，电功率为100W；
〔4〕电热锅的实际电压是200V．
8．〔2022•大连〕如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2〞时，小灯泡恰好正常发光．假设灯丝电阻不变，试求：
〔1〕小灯泡的额定电流是多少灯丝的电阻是多少
〔2〕小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是多少
〔3〕开关S接“1〞时，电阻R的功率是多少
【解答】解：
〔1〕由题知，电源电压U=12V，
当开关S接“2〞时，小灯泡直接接在电源上，小灯泡恰好正常发光，UL=U=12V，PL=P额=6W，
由P=UI可得小灯泡的额定电流：
IL===0.5A；
由P=得灯丝电阻：
RL===24Ω；
〔2〕小灯泡正常发光，PL=P额=6W，
5min电流通过小灯泡做的功：
WL=PLt=6W×5×60s=1800J；
〔3〕开关S接“1〞时，灯和电阻R串联，电路中电流：
I′===0.4A，
电阻R的功率：
PR=〔I′〕2R=〔0.4A〕2×6Ω=0.96W．
答：〔1〕小灯泡的额定电流是0.5A，灯丝的电阻是24Ω；
〔2〕小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是1800J；
〔3〕开关S接“1〞时，电阻R的功率是0.96W．
9．〔2022•雅安〕有两只灯泡，A灯“6V 6W〞，B灯“6V 3W〞．A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示．
〔1〕将A、B并联接在6V电源两端，求干路上的电流；
〔2〕将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，求此时A灯电阻；
〔3〕将A与一个滑动变阻器〔20Ω 2A〕串联接在6V电源两端，如图乙所示．调节滑动变阻器，当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时，求滑动变阻器的功率．
【解答】解：〔1〕将A、B并联接在6V电源两端，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两灯泡两端的电压均为6V，
由图甲可知，通过两灯泡的电流分别为IA=1.0A，IB=0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路上的电流：
I=IA+IB=1.0A+0.5A=1.5A；
〔2〕将A、B串联接在某电源两端，
因串联电路中各处的电流相等，且使B灯恰好正常发光，
所以，由图象可知，电路中的电流I′=IB=0.5A，
此时A灯泡两端的电压UA′=2V，
由I=可得，此时A灯电阻：
RA===4Ω；
〔3〕将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍，
所以，由P=UI可知，U滑=2UA′，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U滑+UA′=2UA′+UA′=3UA′=6V，
解得：UA′=2V，U滑=2UA′=2×2V=4V，
由图象可知，此时电路中的电流I=0.5A，
那么滑动变阻器的功率：
P滑=U滑I=4V×0.5A=2W．
答：〔1〕将A、B并联接在6V电源两端，那么干路上的电流为1.5A；
〔2〕将A、B串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，此时A灯电阻为4Ω；
〔3〕将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端，当滑动变阻器的功率为A灯功率的两倍时，滑动变阻器的功率为2W．
10．〔2022•丽水〕小科同学家有一种新型插座如图甲，能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，插座本身消耗电能由内部电池提供．如图乙为电火锅的铭牌．周六晚餐吃火锅时，小科同学将电火锅单调插在该插座上，这时插座屏幕显示如图丙；用加热档加热一段时间后，屏幕显示如图丁．〔电费单价：0.5元/千瓦时；忽略温度对电阻的影响；本次使用电火锅时，假设其两端电压不变．〕请答复：
〔1〕晚餐时家中照明电路的实际电压是 200 伏；
〔2〕请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率．
【解答】解：〔1〕由图丙可知，晚餐时家中照明电路的实际电压是200V；
〔2〕方法一：
由图丙和图丁可知，电费为0.25元，那么消耗的电能：
W==0.5kW•h，
电火锅工作的时间：
t=18：40﹣18：10=30min=0.5h，
电火锅加热的实际电功率：
P===1kW=1000W；
方法二：
由P=可得，电火锅的电阻：
R===40Ω，
U实=200V时的实际功率：
P实===1000W．
答：〔1〕200；
〔2〕电火锅加热的实际电功率为1000W．
11．〔2022•丹东〕如图，电源电压恒为6V，定值电阻R为6Ω，灯泡L标有“6V3W〞字样，灯丝电阻不变，求：
〔1〕灯泡L正常发光的电阻是多少
〔2〕开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最小最小功率是多少
〔3〕开关S1、S2、S3分别在什么状态时，整个电路中消耗的总功率最大最大功率是多少
【解答】解：〔1〕由P=可知，灯泡正常发光的电阻：RL===12Ω；
〔2〕当S2闭合，S1、S3断开时，此时L与R串联，电路的总电阻最大，由P=可知，电路总功率最小；
电路中的总电阻：R总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω，
电路的总功率：Pmin===2W；
〔3〕当S2断开，S1、S3闭合时，此时L与R并联，L正常发光，电路总电阻最小，由P=可知，电路中电功率最大；
电阻R的功率：PR===6W；
电路的总功率：Pmax=PL+PR=3W+6W=9W．
答：〔1〕灯泡L正常发光的电阻是12Ω；
〔2〕当S2闭合，S1、S3断开时，整个电路中消耗的总功率最小，最小功率是2W；
〔3〕当S2断开，S1、S3闭合时，整个电路中消耗的总功率最大，最大功率是9W．
12．〔2022•重庆〕小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率为22W和44W．利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b．当它接入家庭电路中正常工作时：
〔1〕低温档加热的电流多大
〔2〕中温档加热5h，消耗多少度电
〔3〕高温档加热的额定功率是多少瓦
【解答】解：〔1〕由P=UI可得，低温档加热的电流：
I===0.1A；
〔2〕由P=可得，中温档加热5h消耗的电能：
W=P中温t=44×10﹣3kW×5h=0.22kW•h=0.22度；
〔3〕当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温档，
由P=可得，R1的阻值：
R1===1100Ω，
当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温档，
那么电路中的总电阻：
R===2200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值阻值：
R2=R﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω，
当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联，电热马桶盖处于高温档，
因并联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的总电阻：
R′===550Ω，
高温档加热的额定功率：
P高温===88W．
答：〔1〕低温档加热的电流为0.1A；
〔2〕中温档加热5h，消耗0.22度电；
〔3〕高温档加热的额定功率是88W．
13．〔2022•重庆〕小杜家有一台浮管式水力发电机，它可以利用流水资源实现24小时全天候发电．图甲是发电机在流水中的工作示意图，在水深1m、水面宽1m、横截面为矩形的沟渠中发电机的输出功率和水流速度的关系如图乙所示．求：
〔1〕当水流速度为1.5m/s时，24h可以发电多少千瓦时
〔2〕发电机对家里“220V 800W〞的电饭锅供电，实测家中电压约为额定电压的0.9倍，电饭锅煮饭时的实际功率约为多少瓦
〔3〕水力发电利用了大量流水资源，当水流速度为1.5m/s时，1h通过沟渠横截面的水是多少吨
【解答】解：〔1〕由图乙可知水流速度为1.5m/s时的功率P=500W=0.5kW，
由P=可得，W=Pt=0.5kW×24h=12kW•h；
〔2〕由P=UI，I=可得，P=，那么电饭锅电阻R===60.5Ω，
U实际=0.9U额=0.9×220V=198V，
电饭锅煮饭时的实际功率P实际===648W．
〔3〕沟渠横截面的面积S=1m×1m=1m2，
1h内流水的体积V=Svt=1m2×1.5m/s×3600s=5.4×103m3；
由ρ=可得，这些水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×5.4×103m3=5.4×106kg=5.4×103t；
答：〔1〕当水流速度为1.5m/s时，24h可以发电12千瓦时；
〔2〕电饭锅煮饭时的实际功率约为648瓦；
〔3〕水力发电利用了大量流水资源，当水流速度为1.5m/s时，1h通过沟渠横截面的水是多少吨5.4×103t．
14．〔2022•威海〕如图是某型号电动轮椅工作原理示意图．开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1〞或接“2〞，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退．蓄电池的电压为24V保持不变，R2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W，额定电压为24V．请解答以下问题：
〔1〕当开关S1和S2同时接 1 时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的 方向 能够改变．
〔2〕当电动轮椅后退时，电流表示数为1A，此时电动机的实际功率是多少
〔3〕当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，假设此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是多大
【解答】解：〔1〕由题轮椅前进且能调速，故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即滑动变阻器且与电动机串联在电路中．由电路图可知，此时开关S1和S2都接1；
轮椅后退时，轮椅以恒定速度后退，即电动机应与R2串联，此时电流方向与前进时相反，由电路图可知，此时开关S1和S2都接2．那么电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的方向能够改变．
〔2〕当开关接1、2时，R2与电动机串联，由欧姆定律可得：
电阻R2两端的电压为：U2=IR2=1A×10Ω=10V
那么由串联电路的电压规律可得：
电动机两端的电压为：U电=U﹣U2=24V﹣10V=14V，
那么电动机的实际功率为：P实=U电I=14V×1A=14W；
〔3〕电动机的机械功率P机=P0η=100W×75%=75W，
由P===Fv可得，牵引力F牵===37.5N，因为匀速运动，故阻力f=F牵=37.5N．
答：〔1〕1；方向；〔2〕此时电动机的实际功率是14W；〔3〕此时电动轮椅受到的阻力是37.5N．
15．〔2022•丹东〕某电水壶铭牌上的一些数据如表格所示：
〔1〕电水壶正常工作电流是多大〔结果保存1为小数〕
〔2〕如果将电水壶装满后，把20℃的水烧开，水吸收热量是多少〔1标准大气压〕[C水=4.2×103J/〔kg•℃〕]
〔3〕该电水壶正常工作时，烧开一壶水需要10min，电水壶的加热效率是多少
容量
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
频率
50Hz
【解答】解：〔1〕由P=UI可得，电水壶正常工作电流：
I==≈4.5A；
〔2〕将电水壶装满后，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，
在一个标准大气压下水的沸点是100℃，那么水所需吸收热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×1.5kg×〔100℃﹣20℃〕=5.04×105J；
〔3〕该电水壶正常工作10min消耗的电能：
W=Pt′=1000W×10×60s=6×105J，
电水壶的加热效率：
η=×100%=×100%=84%．
答：〔1〕电水壶正常工作电流是4.5A；
〔2〕如果将电水壶装满后，把20℃的水烧开，水吸收热量是5.04×105J；
〔3〕电水壶的加热效率是84%．
16．〔2022•鄂州〕如下列图为某电热饮水机电路原理图，当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，当S断开时，处于保温状态，从其说明书上的收集到的信息如下表，为了测量它加热时的实际功率，小明断开家中其它所用电器，只将该饮水机接入家庭电路，闭合开关S，测得水箱装满时水从20℃升高到100℃所用时间为15分钟，同时观察到家中标有“〞3000r/kwh“字样的电能表转盘转过600转〔r〕．
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的额定功率
880W
根据以上信息，求：
〔1〕加热电阻R1的阻值〔不考虑温度对阻值的影响〕；
〔2〕水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量[C水=4.2×103J/〔kg•C〕]；
〔3〕饮水机加热时实际功率．
【解答】解：〔1〕由P=可知，电阻R1的阻值为：
R1===55Ω；
〔2〕由ρ=可知，水的质量为：
m=ρV=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg；
水吸收的热量为：
Q吸=c水m〔t﹣t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×2kg×〔100℃﹣20℃〕=6.72×105J；
〔3〕因为每消耗1kw•h的电能，电能表的转盘就转过3000r，
所以电能表的转盘转过120r消耗的电能为：
W=kW•h=0.2kW•h=7.2×105J，
饮水机的实际功率为：
P实际===800W．
答：〔1〕加热电阻R1的阻值为55Ω；
〔2〕水箱中的水从20℃升高到100℃时所吸收的热量为6.72×105J；
〔3〕饮水机加热时实际功率为800W．
17．〔2022•泉州〕小强就爱买了一个自动电热水壶，其铭牌如下表，小强装了1L的水，加热6min后把水烧开，水壶自动断电．大气压为1个标准大气压，家庭电路电压为220V，电热水壶的电阻不变，水的初温为20℃，c水=4.2×103J/〔kg•℃〕，ρ水=1.0×103kg/m3．求：
〔1〕这壶水吸收的热量；
〔2〕电热水壶的热效率；
〔3〕在用电顶峰期，电路中的实际电压降为198V时，电热水壶的实际功率．
自动电热水壶
型号
WL100F
电源
220V 50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
【解答】解：〔1〕由ρ=得，水的质量：
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg；
水升高到100℃吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/〔kg•℃〕×1kg×〔100℃﹣20℃〕=3.36×105J；
〔2〕由P=得，电热水壶在6min消耗的电能为：
W=Pt=1100W×6×60s=3.96×105J；
电热水壶的热效率为：
η=×100%=×100%≈84.8%．
〔3〕由P=UI=得，电热水壶的电阻：
R===44Ω
当电压为198V时，实际功率为：
P′===891W．
答：〔1〕这壶水吸收的热量为3.36×105J；
〔2〕电热水壶的热效率84.8%；
〔3〕电路中的实际电压降为198V时，电热水壶的实际功率为891W．
18．〔2022•泰安〕如下列图是某型号电压力锅工作电路简图，如表是其局部参数，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1档加热器开始加热．当锅内混合物质温度到达102℃时，开关S自动与a、b断开，与触点c接通，2挡加热器工作，保持锅内温度和压强不变，进入保压状态．现将质量为2.0kg，初温为36℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20min．假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容c=4.0×103J/〔kg•℃〕．求：
额定电压/V
220
1挡加热器额定功率/W
550
2挡加热器额定功率/W
110
保压温度/℃
102
最大容积/dm3
3
〔1〕R1、R2的阻值．
〔2〕电压力锅加热多少时间后开始保压
〔2〕电压力锅最后2min内消耗的电能．
【解答】解：〔1〕由题意可知，开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电饭锅处于1档加热状态；
开关S自动与a、b断开并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电饭锅处于2档加热状态，
因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，1档加热时，R1消耗的电功率：P1=P加热1﹣P加热2=550W﹣110W=440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P=可得，R1、R2的阻值分别为：
R1===110Ω，R2===440Ω；
〔2〕当锅内混合物质温度到达102℃时，开始保压，
那么混合物质温度升高到102℃时所吸收的热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕=4.0×103J/〔kg•℃〕×2kg×〔102℃﹣36℃〕=5.28×105J，
因加热器产生的热量全部被混合物质吸收，
所以，由W=Q吸=Pt可得，从加热到保压的时间：
t′===960s=16min；
〔3〕由于电压力锅正常工作时间为20min，所以电压力锅最后2min处于保压状态，
那么消耗的电能：W=P加热2t″=110W×2×60s=1.32×104J．
答：〔1〕R1、R2的阻值依次为110Ω、440Ω；
〔2〕电压力锅加热16min后开始保压；
〔2〕电压力锅最后2min内消耗的电能为1.32×104J．
19．〔2022•河源〕如图甲是某款电热水龙头．即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如表．不考虑温度对电阻丝值的影响，请答复以下问题：
〔1〕开关与1、2接触时，水龙头放出的水是 温 〔填“温〞、“热〞〕水，此时电路中的电流多大
〔2〕水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是多少
〔3〕R2的电阻值多大
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水〔2200W〕
热水〔3300W〕
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类〔最高等级〕
【解答】解：
〔1〕开关与1、2接触时，电阻R1单独接入电路，连入电阻较大，P=可知电功率较小，为低温档，水龙头放出的水是温水；
此时电路中的电流I1===10A；
〔2〕开关与2、3接触时，电阻R1、R2并联接入电路，连入电阻较小，P=可知电功率较大，为高温档，水龙头放出的水是热水，P热水=3300W，
正常工作50s，消耗的电能：
W=P热水t=3300W×50s=1.65×105J；
〔3〕由P=UI得总电流I===15A，
R2支路的电流I2=I﹣I1=15A﹣10A=5A，
由欧姆定律得：
R2===44Ω．
故答案为：
〔1〕温；
〔2〕水龙头放热水时，正常工作50s，消耗的电能是1.65×105J；
〔3〕R2的电阻值44Ω．
20．〔2022•通辽〕养生壶是一种用于养生保健的可以烹饮的容器，类似于电水壶，其最大的特点是釆用一种新型的电加热材料，通过髙温把电热膜电子浆料〔金属化合物〕喷涂在玻璃外表形成 面状电阻，在两端制作银电极，通电后产生热量把壶内的水加热．小明家买了一个养生壶〔图甲〕，其铭牌如表所示．
型号
HX﹣202204
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1210W
〔1〕该养生壶正常工作时，面状电阻的阻值多少
〔2〕假设壶内装有2L温度为20℃的水，在一个标准大气压下，将水烧开，此过程中水吸收的热量是多少[c水=4.2×l03J/〔kg•℃〕，lL=1×10﹣3m3]
〔3〕小明关闭了家中的其他所有用电器，只用该壶在加热过程中家用电能表〔图乙〕的转盘 5min内转了300转，此过程中养生壶消耗的电能和实际电功率各是多少
【解答】解：〔1〕由P=可得，面状电阻的阻值：
R===40Ω；
〔2〕水的体积：
V=2L=2dm3=2×10﹣3m3，
由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg，
在一个标准大气压下水的沸点是100℃，那么水所需吸收热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×2kg×〔100℃﹣20℃〕=6.72×105J；
〔3〕此过程中养生壶消耗的电能：
W=kW•h=0.1kW•h，
实际功率：
P′===1.2kW．
答：〔1〕该养生壶正常工作时，面状电阻的阻值为40Ω；
〔2〕此过程中水吸收的热量是6.72×l05J；
〔3〕此过程中养生壶消耗的电能为0.1kW•h，实际电功率是1.2kW．
21．〔2022•怀化〕爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机．如图：甲是饮水机的简化示意图，S是温控开关，当S、S1都闭合时为加热状态，S断开、S1闭合为保温状态．图乙是饮水机的铭牌参数．请你帮他求出：
〔1〕初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90℃需要吸收的热量是多少[C水=4.2×103J/〔kg•℃〕]
〔2〕电阻丝R2的阻值多大
〔3〕在正常加热状态工作下，加热5min需要消耗的电能是多少J
【解答】解：〔1〕水吸收的热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×2kg×〔90℃﹣20℃〕=5.88×105J；
〔2〕S断开、S1闭合为保温状态．此时电路为R2的简单电路，P保温=44W，
由P=可得，
电阻丝R2的阻值：R2===1100Ω；
〔3〕P加热=1000W，t=5min=300s，
由P=可得，加热5min需要消耗的电能：
W=P加热t=1000W×300s=3×105J．
答：〔1〕初温为20℃的一满箱水，用此饮水机将水加热到90℃需要吸收的热量是5.88×105J；
〔2〕电阻丝R2的阻值为1100Ω；
〔3〕在正常加热状态工作下，加热5min需要消耗的电能是3×105J．
22．〔2022•潍坊〕某品牌的电热水器铭牌如下列图，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从25℃加热到50℃．[C水=4.2×103J/〔kg•℃〕，ρ水=1.0×103kg/m3，不计热损失]．求：
〔1〕水吸收的热量；
〔2〕加热所需要的时间．
【解答】解：
〔1〕由ρ=可得，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg
水吸收的热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×50kg×〔50℃﹣25℃〕=5.25×106J；
〔2〕设所需时间为t，那么由Q=W，P=，可得，t===2625s．
答：〔1〕水吸收的热量为5.25×105J；
〔2〕加热所需要的时间为2625s．
23．〔2022•黑龙江〕学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表〔如下列图〕测量电水壶的电功率和热效率．他把质量为1kg温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器都与电源断开，仅让电水壶工作，在5分钟内将这壶水烧开〔在标准器压下〕，他观察到电能表转盘转了70转．试求：
〔1〕将这壶水烧开，水吸收的热量是多少
〔2〕电水壶的电功率为多少
〔3〕电水壶的热效率为多少
【解答】解：〔1〕在标准器压下水的沸点为100℃，那么水吸收热量：
Q吸=cm〔t﹣t0〕
=4.2×103J/〔kg•℃〕×1kg×〔100℃﹣20℃〕
=3.36×105J；
〔2〕电能表转盘转了70转消耗电能：
W=kW•h=×3.6×106J=4.2×105J，
电水壶的电功率：
P===1400W；
〔3〕电水壶的热效率：
η=×100%=×100%=80%．
答：〔1〕将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J；
〔2〕电水壶的电功率为1400W；
〔3〕电水壶的热效率为80%．
24．〔2022•日照〕吴丽发现家中电视机的额定功率为121W，额定电压为220V；电饭锅上的铭牌如下表，工作电路如图：
型号
WKF﹣315S
电源
220V～50Hz
加热功率
1100W
保温功率
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