中考物理--电学综合计算题专练 含答案

这是一份中考物理--电学综合计算题专练 含答案，共34页。试卷主要包含了电学基础计算，两挡位电器类，三挡位电器类等内容，欢迎下载使用。

1. 某居民家安装了一台电热水器，额定加热功率为2 400 W，容量为40 L．加满20 ℃的水后加热至70 ℃，已知水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），干木材的热值q＝1.2×107 J/kg.
（1）该热水器使用的是三角插头，中间较长的脚连接的是电热水器的________，插入三孔插座后可将其与________相连，防止漏电时对人造成伤害．
（2）加满20 ℃的水后加热至70 ℃，水需要吸收多少热量？
（3）电热水器正常工作至少需要多长时间？
（4）如果用干木材代替电热水器烧水，效率为14%，需要多少干木材？
2. （ 绥化）小泽家有一新型的电热足浴器．其铭牌上的部分信息如下．
（1）求电热足浴器正常工作时的电阻．
（2）用这个足浴器将5 kg的水从20 ℃加热到40 ℃，求水吸收的热量．
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500 s才能将（2）问中的水从20 ℃加热到40 ℃，求这个电热足浴器的加热效率．（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示．某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1 min内电能表的转盘转过50 r，求此时该足浴器两端的实际电压．
第2题图
3. （枣庄）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
（1）养生壶正常工作的电阻．
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12 ℃的一壶水烧开，需要多长时间．[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率．电能表上标着“1 200 r/（kW·h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2 min电能表的转盘转了40 r．求电养生壶的实际功率．
第3题图
4. （泸州）小明家电热水器铭牌标识为“220 V 1 000 W”.由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220 V的家庭电路中工作5 min，发现电能表指示灯闪烁了242次，电能表规格如图所示．问：
第4题图
（1）小明测得该电热水器的实际电功率是多少？
（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段电热丝的电阻值为多少？
5. 小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示．ABO为一水平杠杆，O为支点，OA∶OB＝5∶1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6 V时，报警器R0开始发出报警信号．已知电路中电源电压为8 V，R0的阻值恒为15 Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计．试问：
第5题图
（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而________．
（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？
（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？
6. 一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图如图甲所示．工作电路由电压U0＝220 V的电源和阻值为R0＝88 Ω的电热丝组成．控制电路是由电压U1＝7.5 V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0～120 Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示．当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热．
（1）由图乙可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而________（选填“增大”“不变”或“减小”）．
（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5 min产生的热量．
（3）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，则电阻箱R1应取多大阻值？
（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？
第6题图
二、两挡位电器类
7. （西工大附中6模）小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲．小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其电路示意图如图乙，电源电压为12 V，高温功率为20 W，低温功率为9 W．求：
（1）座椅垫处于“低温”挡时，电路中的电流是多少？
（2）R1的阻值是多少？
（3）座椅垫处于“高温”挡时 ，5 min就可以将质量为0.5 kg的加热片从10 ℃加热到35 ℃.若不计热量损失，求加热片一共吸收了多少热量？加热片材料的比热容是多少？

甲 乙
第7题图
8. （西铁一中1模）如图甲是小明家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便．图乙是它的电路原理图．R1、R2为电热丝，其中R2＝242 Ω.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．不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
（1）电热丝是利用电流的________效应工作的，分析电路图，开关与________（选填 “1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水．
（2）水龙头放温水时，正常工作功率为1 100 W，求R1的电阻是多大？
（3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是多少W?

甲 乙
第8题图
9. （西交大附中9模）图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管放出的热量能被水吸收．S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2是手动开关，调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌．请解答下列问题：
（1）若要使电热水壶处于加热状态，开关的状态应为________________________．
（2）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2＝170 Ω，则电热水壶在保温状态时加热管的保温功率是多少？
（3）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长，他猜想晚上的电压不足220 V．为了测量加在电热水壶两端的实际电压，晚上他关掉家里其他电器，仅让电热水壶工作，他观察到家里电能表（如图乙）1 min转盘转了40转，则晚上烧水时加在电热水壶两端的实际电压为多少？

甲 乙
第9题图
10. （西安高新一中5模）如图甲为一款全自动炒菜机，工作电路简化如图乙所示，S1为手动开关，S2为温控开关（温度高到一定时可自动断开），R1、R2为阻值恒定的发热电阻．电路正常工作时，搅拌电动机的功率为44 W，高温挡和低温挡时R1的功率分别为2 200 W和352 W．请解答下列问题：
（1）R1的阻值是多少欧？
（2）图丙是炒菜机正常工作做一次可乐鸡翅的过程中的“P－t”图像，P2的功率是多少瓦？
（3）该炒菜机的搅拌电动机线圈电阻为220 Ω且阻值不变，则正常工作时通过线圈电流为________A，若电动机出现故障卡住不动，则此时电流通过线圈1 s产生的热量是正常转动时电流通过线圈1 s产生热量的________倍，所以此时电动机易烧坏．

甲 乙 丙
第10题图
11. （西安高新一中6模）如表所示为小李设计的电热水器的部分铭牌信息．该热水器的内部电路如图所示，由控制电路和工作电路组成，其中热敏电阻R和发热电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．随着水温的升高，电磁铁中的电流减小，控制电路中的电磁铁就会与衔铁断开．已知R1＝44 Ω、R2＝88 Ω.
（1）随着水温的升高，热敏电阻R阻值变________，电磁铁中的电流变小．当电磁铁与衔铁断开时，工作电路处于________（选填“保温”或“加热”）状态．
（2）求R3的阻值．
（3）用电高峰期间，家庭电路电压降为198 V，此时该热水器加热挡的实际功率为多少瓦？

第11题图
12. （西安高新一中七模）如图甲所示为一款智能电饭锅的工作电路简化图，其中R1和R2均为加热电阻、S是温控开关，当锅内温度达到一定温度时自动断开，当锅内温度低于一定温度时自动闭合．如图乙所示为它在某次正常工作的全过程中电流随时间变化的图像，则：
第12题图
（1）在第7 min时，温控开关处于________状态．加热电阻R1的电阻为________Ω.
（2）电饭锅的保温功率为多少瓦？
（3）若用电高峰期实际电压为200 V时，使用该电饭锅高温挡加热需要多长时间才能与正常工作时前10 min提供相同的热量？（不计热损失）
13. （西宁）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示．它由控制电路和工作电路两部分组成．其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小．开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热．当电热水器中水的温度达到50 ℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态．已知：R1＝44 Ω，R2＝2 156 Ω.求：
（1）将电热水器水箱中2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，水吸收的热量．[c水＝4.2×103 J/（kg· ℃）]
（2）电热水器处于加热状态时工作电路的功率．
（3）将2.2 kg的水从15 ℃加热到45 ℃，需要通电5 min，电热水器的加热效率为多少？
（4）当温度达到50 ℃后，通电10 min，R2产生的热量．
第13题图
14. 如图所示是某款电热水壶内部的简化电路图，其中R1为加热管，R2为限流电阻，只有加热管R1放出的热量能被水吸收．S1是温控开关（也叫防干烧开关），S、S2 是手动开关，调节S、S2 可以使电热水壶分别处于加热和保温状态，下表是该电热水壶的铭牌.
（1）电热水壶处于加热状态时，手动开关S、S2 应处于______状态，此时通过加热管R1的电流为______A.
（2）水烧开后，让电热水壶处于保温状态，若R2＝165 Ω，则电热水壶的保温功率为多少？
（3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12 ℃的一壶水烧开，若电热水壶加热挡热效率为80%，求烧开一壶水需要的时间[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），g取10 N/kg]．
第14题图
15. （西安高新一中一模）如图甲是一种电热水龙头，俗称“小厨宝”，通常安装在厨房以便提供热水，旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点（当S旋到位置1，只接触1触点；当S旋到位置2，同时接触1、2触点；当S旋到位置3时，同时接触2、3触点），从而控制水龙头流出的水为冷水、热水或温水，图乙是内部电路图，已知R1、R2是电热丝，其中R1＝55 Ω，热水挡的电功率是1 980 W．图丙是小雪一次洗碗的过程中，功率随时间的变化关系．求：
（1）当S旋到位置3时，水龙头流出________水．（选填“冷”“温”或“热”）
（2）当S旋到位置2时，电阻R1的功率P1.
（3）小雪洗碗的过程消耗的总电能．
（4）在用电高峰期，电路的实际电压为200 V，求“小厨宝”出温水的实际功率．（结果保留整数）
第15题图
16. （陕师大附中六模）下表是小明家的电烤箱铭牌部分参数，其内部电路如图所示，R1和R2均为电阻丝，求：

第16题图
（1）开关S闭合，S1________后电烤箱处于高温挡．
（2）高温挡正常工作2 h，消耗多少kW·h的电能？
（3）求出R2的阻值．（结果保留1位小数）
（4） 图乙是小明家安装的电能表， 小明为了测量电烤箱在用电高峰期的实际功率，断开了家里其他用电器，只用该电烤箱高温挡工作6分钟，发现家里的电能表转动了150 r，请计算电烤箱的实际功率是多少瓦．
17. （西安高新一中六模）如表所示为小李设计的电热水器的部分铭牌信息．该热水器的内部电路如图所示，由控制电路和工作电路组成，其中热敏电阻R和发热电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．随着水温的升高，电磁铁中的电流减小，控制电路中的电磁铁就会与衔铁断开．已知R1＝44 Ω、R2＝88 Ω.
（1）随着水温的升高，热敏电阻R阻值变________，电磁铁中的电流变小．当电磁铁与衔铁断开时，工作电路处于________（选填“保温”或“加热”）状态．
（2）求R3的阻值．
（3）用电高峰期间，家庭电路电压降为198 V，此时该热水器加热挡的实际功率为多少瓦？

第17题图
18. （西交大附中六模）如图甲为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6 V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I＜10 mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10 mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通．热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝20 mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙所示，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中．已知R1＝44 Ω、R2＝88 Ω、R3＝121 Ω、U2＝220 V.
（1）电磁继电器实际上是由____________控制的开关，为使控制电路正常工作，保护电路的电阻至少为______Ω.
（2）若R0为200 Ω，求衔铁被吸下时储水箱中水温是多少？
（3）电热水器加热功率是多少？
（4）已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10分钟能将多少千克的水从20 ℃加热到50 ℃？（结果保留两位小数）
第18题图
三、三挡位电器类
19. （随州）随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地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．求：
第19题图
（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50 kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10 min，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1.1×103 J/（kg·℃ ）]
20. （威海改编）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式．如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图．它有高、中、低三个加热挡位，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，低温挡功率为高温挡功率的eq \f(1,5)，R1为242 Ω，R2为60.5 Ω.（忽略温度对电阻的影响）
（1）当旋钮开关置于________接线柱时，火锅处于低温挡．
（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温挡正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转，请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3 000 r/（kW·h）]
第20题图
21. （2018重庆B卷改编）某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把水加热到的最高温度为75 ℃.简化电路如图乙所示，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），若电热水器中已装满质量为40 kg、温度为25 ℃的水．请完成下列问题：[已知水的比热容c＝4.2×103 J/（kg·℃）]
（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量．
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于________工作状态，求R1的阻值．
（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？（结果保留整数）
甲

乙
第21题图
22. （绍兴）电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果．如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下表乙．
第22题图
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图．电源电压U恒为 4.8 V，已知电热丝R1阻值为4 Ω，电热丝R2阻值为6 Ω，开关S3只接a或b.
①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________（选填“高”“中”或“低”）温挡．
②中温挡功率为多少瓦？
③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
23. 天气状况对安全行车的影响极大．如图甲是某公司一款高智能汽车的后视镜及电路原理图，该智能后视镜有三个挡位，分别控制防雾、除雨露、除冰霜功能，该公司介绍防雾、除雨露、除冰霜依次需要后视镜提供更高的热量．车主只需通过转动旋钮开关就可让其工作．已知车载电源电压为100 V，电热丝R1＝100 Ω，电热丝R2＝200 Ω，电热丝R3＝300 Ω，电阻值均不受温度的影响，求：
（1）如图乙中旋钮开关接1、2、3时，分别对应__________、__________、__________功能．
（2）当车主开启除冰霜功能时，该电路的功率．
（3）当车主开启防雾功能时，流过旋钮开关的电流．
第23题图
24. （西铁一中2模）如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，该电热水壶有高温、中温、低温三挡，下表为其铭牌的部分参数（其中高温挡的额定功率模糊不清），R1、R2均为电热丝（电阻不随温度变化，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3）求：
（1）当开关S1接a，S2闭合，电热水壶处于________挡．
（2）电热水壶调至中温挡正常加热，将1.5 L、温度为20 ℃的水加热至沸腾（标准大气压下）需要10分钟，求水所吸收的热量以及电热水壶的效率．（百分号前保留一位小数）
（3）电热水壶高温挡的额定功率．
第24题图
参考答案
1. （1）金属外壳 大地
解：（2）由m＝ρV和Q＝cmΔt可得：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.0×103 kg/m3×40×10－3 m3×（70 ℃－20 ℃）＝8.4×106 J
（3）由Q吸＝W电和W电＝Pt可得：t＝eq \f(Q吸,P)＝eq \f(8.4×106 J,2 400 W)＝3 500 s
（4）由Q吸＝14%Q放可得：Q放＝eq \f(Q吸,14%)＝eq \f(8.4×106 J,14%)＝6×107 J
由Q＝qm可得：m木＝eq \f(Q放,q木)＝eq \f(6×107 J,1.2×107 J/kg)＝5 kg
2. 解：（1）由P＝UI，I＝eq \f(U,R)得
电热足浴器正常工作时的电阻
R＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P额)＝eq \f(（220 V）2,1 210 W)＝40 Ω
（2）水吸收的热量
Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×5 kg×（40 ℃－20 ℃）＝4.2×105 J
（3）加热时足浴器消耗的电能
W1＝Pt1＝1 210 W×500 s＝6.05×105 J
电热足浴器的加热效率
η＝eq \f(Q吸,W1)×100%＝eq \f(4.2×105 J,6.05×105 J)×100%≈69.4%
（4）足浴器1 min消耗的电能
W2＝eq \f(50 r,3 000r)×1 kW·h＝eq \f(1,60) kW·h＝6×104 J
t2＝1 min＝ 60 s
足浴器的实际功率P实＝eq \f(W2,t2)＝eq \f(6×104 J,60 s)＝1 000 W
由P＝eq \f(U2,R)得，足浴器两端的实际电压
U实＝eq \r(P实R)＝eq \r(1 000 W×40 Ω)＝200 V
3. 解：（1）由表格中的数据可知：电养生壶的额定电压为220 V，额定功率为1 100 W
根据P＝eq \f(U2,R)可得R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(（220 V）2,1 100 W)＝44 Ω
（2）水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.001 m3＝1 kg
水吸收热量Q吸＝cm（t2－t1）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－12 ℃）＝3.696×105 J
由η＝eq \f(Q吸,W电)×100%＝eq \f(Q吸,Pt)×100%
得t＝eq \f(Q吸,ηP)＝eq \f(3.696×105 J,80%×1 100 W)＝420 s
（3）电能表转40 r消耗的电能W实＝eq \f(40,1 200) kW·h＝1.2×105 J
时间t′＝2 min＝120 s
实际功率P实＝eq \f(W实,t′)＝eq \f(1.2×105 J,120 s)＝1 000 W
4. 解：（1）热水器5 min内消耗的电能：
W＝eq \f(242 imp,3 000 imp/（kW·h）)＝eq \f(242,3 000) kW·h＝eq \f(242,3 000)×3.6×106 J＝2.904×105 J
热水器的实际功率：P＝eq \f(W,t)＝eq \f(2.904×105 J,5×60 s)＝968 W
（2）由P＝eq \f(U2,R)得，电热水器氧化电热丝的实际电阻：
R实＝eq \f(U2,P实)＝eq \f(（220 V）2,968 W)＝50 Ω
（3）电热水器正常工作时，P热＝1 000 W
电阻丝的阻值：R＝eq \f(U2,P热)＝eq \f(（220 V）2,1 000 W)＝48.4 Ω
为恢复电热水器的铭牌功率，应与氧化电热丝并联一段新电热丝
并联电路中eq \f(1,R)＝eq \f(1,R实)＋eq \f(1,R新)，可得：eq \f(1,48.4 Ω)＝eq \f(1,50 Ω)＋eq \f(1,R新)
解得R新＝1 512.5 Ω
5. （1）减小
解：（2）闭合开关，由图乙可知踏板空载时R＝25 Ω，电路中的电流I＝eq \f(U,R＋R0)＝eq \f(8 V,25 Ω＋15 Ω)＝0.2 A
报警器两端电压U0＝IR0＝0.2 A×15 Ω ＝3 V，即电压表示数为3 V
（3）报警器R0开始发出报警信号时，U0′＝6 V，此时电路中的电流I′＝eq \f(U0′,R0)＝eq \f(6 V,15 Ω)＝0.4 A
由I＝eq \f(U,R) 可知传感器此时的阻值
R′＝eq \f(U′,I′)＝eq \f(8 V－6 V,0.4 A)＝5 Ω
由图乙可知当传感器的阻值为5 Ω时，对应的压力为7 N
根据杠杆平衡条件可得F压×OA＝F踏×OB，即7 N×5＝F踏×1，得踏板设定的最大压力值F踏＝35 N
6. （1）减小
解：（2）根据I＝eq \f(U,R)得工作电路中电热丝R0工作时的电流I＝eq \f(U0,R0)＝eq \f(220 V,88 Ω)＝2.5 A
工作电路工作5 min 产生的热量
W＝U0It＝220 V×2.5 A×5×60 s＝1.65×105 J
（3）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，由图乙知，此时热敏电阻的阻值为80 Ω，控制电路的总电阻为R总＝eq \f(U1,I′)＝eq \f(7.5 V,0.05 A)＝150 Ω
则电阻箱R1 的阻值为R1＝R总－Rt＝150 Ω－80 Ω＝70 Ω
（4）因为电磁继电器的吸合电流一定，吸合时总电阻一定，所以当电阻箱的电阻最大时，热敏电阻的阻值最小，此时设定温度最高．
可得热敏电阻最小为Rt′＝R总－R1′＝150 Ω－120 Ω＝30 Ω
由图乙得，热敏电阻阻值为30 Ω时，可设定最高温度为150 ℃
7. 解：（1）由P＝UI可得I低＝eq \f(P低,U)＝eq \f(9 W,12 V)＝0.75 A
（2）由P＝UI和I＝eq \f(U,R)可知R2＝eq \f(U2,P高)＝eq \f(（12 V）2,20 W)＝7.2 Ω
低温挡时R1与R2串联，串联时总电阻R串＝eq \f(U2,P低)＝eq \f(（12 V）2,9 W)＝16 Ω
则R1的电阻R1＝R串－R2＝16 Ω－7.2 Ω＝8.8 Ω
（3）消耗的电能W＝P高t＝20 W×5×60 s＝6 000 J
由题可知，不计热量损失，则Q吸＝W＝6 000 J
由Q＝cmΔt可得c＝eq \f(Q吸,mΔt)＝eq \f(6 000 J,0.5 kg×（35 ℃－10 ℃）)＝480 J/（kg·℃）
8. （1）热 2、3
解：（2）由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，由P＝UI＝eq \f(U2,R)可得，R1的阻值为R1＝eq \f(U2,P温)＝eq \f(（220 V）2,1 100 W)＝44 Ω
（3）水龙头放热水时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电路消耗的总电功率P热＝P1＋P2＝P温＋eq \f(U2,R2)＝1 100 W＋eq \f(（220 V）2,242 Ω)＝1 300 W
9. （1）S、S1、S2都闭合
解：（2）加热管电阻R1＝eq \f(U2,P)＝eq \f(（220 V）2,968 W)＝50 Ω
当开S、S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路处于保温状态，此时电路的总电阻：
R串联＝R2＋R1＝170 Ω＋50 Ω＝220 Ω，由欧姆定律，此时电路中的电流：I＝eq \f(U,R串联)＝eq \f(220 V,220 Ω)＝1 A
加热管R1的保温功率：P1保＝I2R1＝（1 A）2×50 Ω＝50 W
（3）如图乙电能表上标有3 000 r/（kW·h），表示电能表转盘每转3 000转消耗1度电，则转40转消耗的电能为：W＝eq \f(40,3 000) kW·h＝eq \f(1,75)×3.6×106 J＝4.8×104 J
1 min转盘转了40转，晚上烧水时电热水壶的实际功率为：P实＝eq \f(W,t)＝eq \f(4.8×104 J,1×60 s)＝800 W
由P＝eq \f(U2,R)得，电热水壶两端的实际电压：U实＝eq \r(P实R1)＝eq \r(800 W×50 Ω)＝200 V
10. 解：（1）高温挡时，只有电热丝R1工作，功率为2 200 W，由P＝eq \f(U2,R)得
R1的阻值为：R1＝eq \f(U2,P高温)＝eq \f(（220 V）2,2 200 W)＝22 Ω
（2）由于R1在低温挡时的功率为352 W，由P＝I2R得，
R1在低温挡时的电流：I1低＝eq \r(\f(P1低,R1))＝eq \r(\f(352 W,22 Ω))＝4 A
R1在低温挡时其两端的电压为：U1低＝I1低R1＝4 A×22 Ω＝88 V
R2两端的电压为：U2低＝U－U1低＝220 V－88 V＝132 V
在低温挡时R2的功率：P2低＝ U2低I2低＝132 V×4 A＝528 W
在“P－t”图像中，P2＝ P2低＋P电动机＋P1低＝528 W＋44 W＋352 W＝924 W
（3）0.2 25
11. （1）大 保温
解：（2）当工作电路处于保温状态时，由P＝eq \f(U2,R)得
电路中的总电阻为R总＝eq \f(U2,P保温)＝eq \f(（220 V）2,220 W)＝220 Ω
R总＝R2＋R3，R3＝R总－R2＝220 Ω－88 Ω＝132 Ω
（3）衔铁吸下，R1与R2并联，热水器处于加热挡
总电阻为R＝eq \f(R1R2,R1＋R2)＝eq \f(44 Ω×88 Ω,44 Ω＋88 Ω)＝eq \f(88,3) Ω
当家庭电路电压降为198 V，此时该热水器加热挡的实际功率P实＝eq \f(Ueq \\al(2,实),R)＝eq \f(（198 V）2,\f(88,3) Ω)＝1 336.5 W
12. （1）闭合 40
解：（2）当温控开关S断开时，电饭锅处于保温状态，此时电路中的电流为I保＝2 A
则保温功率P保＝UI保＝220 V×2 A＝440 W
（3）电饭锅在高温挡正常工作10 min消耗的电能为
W＝P高t1＝UI高t＝220 V×5.5 A×10×60 s＝7.26×105 J
由W＝P实t2＝eq \f(Ueq \\al(2,实), R1)t2可知，这些电能需要电饭锅在实际电压为200 V下工作的时间：
t2＝eq \f(WR1,Ueq \\al(2,实))＝eq \f(7.26×105 J×40 Ω,（200 V）2)＝726 s＝12.1 min
13. 解：（1）水所吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×2.2 kg×（45℃－15℃）＝2.772×105 J
（2）由P＝UI，I＝eq \f(U,R)得，电热器加热的功率为：
P＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（220 V）2,44 Ω)＝1 100 W
（3）电热器加热5 min消耗的电能：W＝Pt＝1 100 W×5×60 s＝3.3×105 J
电热器的加热效率：η＝eq \f(Q吸,W)×100%＝eq \f(2.772×105 J,3.3×105 J)×100%＝84%
（4）当温度达到50℃时，电磁铁将衔铁吸下，使BC接触，R1与R2串联，则
R总＝R1＋R2＝44 Ω＋2 156 Ω＝2 200 Ω
电路中的电流为I总＝eq \f(U,R总)＝eq \f(220 V,2 200 Ω)＝0.1 A
通电10 min，R2产生的热量：
Q2＝Ieq \\al(2,总)R2t′＝（0.1 A）2×2 156 Ω×10×60 s＝12 936 J.
14. （1）闭合 4
解：（2）由欧姆定律I＝eq \f(U,R)，根据（1）知，加热管电阻R1＝eq \f(U,I)＝eq \f(220 V,4 A)＝55 Ω
当开关S1、S闭合、S2断开时两电阻串联，电路处于保温状态R串＝R2＋R1＝165 Ω＋55 Ω＝220 Ω
此时电路中的电流I′＝eq \f(U,R串)＝eq \f(220 V,220 Ω)＝1 A
则电热水壶的保温功率P保＝I′2R1＝（1 A）2×55 Ω＝55 W
（3）水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.2×10－3 m3＝1.2 kg
水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.2 kg×（100－12） ℃＝443 520 J
由η＝eq \f(Q,W)×100%和W＝Pt得烧开一壶水需要的时间t＝eq \f(Q,Pη)＝eq \f(443 520 J,880 W×80%)＝630 s
15. （1）热
解：（2）当S旋到位置2时，电路为R1的简单电路，则电阻R1的功率
P1＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（220 V）2,55 Ω)＝880 W
（3）由图丙可知，流出热水的工作时间t1＝10 min＝600 s，
流出温水的工作时间t2＝10 min＝600 s
由P＝eq \f(W,t)可得，小雪洗碗的过程消耗的总电能
W＝P热t1＋P1t2＝1 980 W×600 s＋880 W×600 s＝1.716×106 J
（4）当电路中的实际电压为200 V时，“小厨宝”出温水时的实际功率为P1′＝eq \f(Ueq \\al(2,实),R1)＝eq \f(（200 V）2,55 Ω)≈727 W
16. （1）闭合
（2）高温挡正常工作2 h，消耗的电能
W＝P高t＝1.1 kW×2 h＝2.2 kW·h
（3）高温挡时，R1与R2并联，则P高＝P1＋P2
低温挡时为R1的简单电路，则P低＝P1
所以，R2的功率P2＝P高－P1＝1 100 W－440 W＝660 W
根据P＝eq \f(U2,R)可得，R2＝eq \f(U2,P2)＝eq \f(（220 V）2,660 W)≈73.3 Ω
（4）电烤箱消耗的电能W＝150 r×eq \f(1,1 500 r) kW·h＝0.1 kW·h
工作时间t′＝6 min＝0.1 h，则此时电烤箱的实际功率
P实＝eq \f(W,t′)＝eq \f(0.1 kW·h,0.1 h)＝1 kW＝1 000 W
17. （1）大 保温
（2）当工作电路处于保温状态时，由P＝eq \f(U2,R)得
电路中的总电阻为R总＝eq \f(U2,P保温)＝eq \f(（220 V）2,220 W)＝220 Ω
R总＝R2＋R3，R3＝R总－R2＝220 Ω－88 Ω＝132 Ω
（3）热水器处于加热挡时，
总电阻为R＝eq \f(R1R2,R1＋R2)＝eq \f(44 Ω×88 Ω,44 Ω＋88 Ω)＝eq \f(88,3) Ω
当家庭电路电压降为198 V，此时该热水器加热挡的实际功率P实＝eq \f(Ueq \\al(2,实),R)＝eq \f(（198 V）2,\f(88,3) Ω)＝1 336.5 W
18. （1）电磁铁 100
解：（2）由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I＝10 mA＝0.01 A
此时控制电路总电阻R总＝eq \f(U1,I)＝eq \f(6 V,0.01 A)＝600 Ω
则热敏电阻R＝R总－R0＝600 Ω－200 Ω＝400 Ω
由图乙可知，此时水温为60 ℃
（3）当继电器下方触点和a、b接触时，电热水器处于加热状态，则P加＝eq \f(Ueq \\al(2,2),R1)＋eq \f(Ueq \\al(2,2),R2)＝eq \f(（220 V）2,44 Ω)＋eq \f(（220 V）2,88 Ω)＝1 650 W
（4）由P＝eq \f(W,t)得，热水器在加热状态下10 min内电流做的功为W＝P加t＝1 650 W×600 s＝9.9×105 J
由η＝eq \f(Q,W)×100%得，水吸收的热量为Q吸＝Wη＝9.9×105 J×80%＝7.92×105 J
由Q＝cmΔt得，水的质量为m＝eq \f(Q吸,cΔt) ＝
eq \f(7.92×105 J,4.2×103 J/（kg·℃）×（50 ℃－20 ℃）)≈6.29 kg
19. 解：（1）由电器铭牌数据可知，当S、S1闭合时电路中只有R1接入电路，根据电功率P＝eq \f(U2,R)，则R1＝eq \f(U2,P低温)＝eq \f(（220 V）2,440 W)＝110 Ω
（2）由图乙可知，当闭合S、S2时电暖气处于中温挡，当S、S1、S2均闭合时处于高温挡，高温挡时电路中两电阻并联
电路中的电流I＝eq \f(P高温,U)＝eq \f(1 650 W,220 V)＝7.5 A
当低温挡时电流为I1＝eq \f(P低温,U)＝eq \f(440 W,220 V)＝2 A
中温挡时电路中的电流I2＝I－I1＝7.5 A－2 A＝5.5 A
（3）由题意可得Q放η＝cmΔt，代入数据可得
1 650 W×10×60 s×50%＝1.1×103 J/（kg·°C）×50 kg×Δt，计算可得Δt＝9 ℃
20. （1）1和2
解：（2）当旋钮开关置于3和4接线柱时，电阻R1和R2并联，此时电路处于高温挡．则R1和R2的功率分别为
P1＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（220 V）2,242 Ω)＝200 W
P2＝ eq \f(U2,R2)＝eq \f(（220 V）2,60.5 Ω)＝800 W
此时高温挡的功率为
P高温＝ P1＋ P2＝200 W＋800 W＝1 000 W
所以P低温＝ eq \f(1,5) P高温＝eq \f(1,5)×1 000 W＝200 W
所以低温挡时电路中的总电阻为
R＝eq \f(U2,P低温)＝eq \f(（220 V）2,200 W)＝242 Ω
R3和R2串联，所以R3＝R－R2＝242 Ω－60.5 Ω＝181.5 Ω
低温挡1 min产生的热量等于低温挡工作1 min时电流做的功，故Q＝W＝P低温t＝200 W×60 s＝12 000 J
（3）高温挡加热2 min火锅实际消耗的电能为
W′＝eq \f(n,N)＝eq \f(81 r,3 000 r/（kW·h）)＝0.027 kW·h，
t′＝2 min＝eq \f(1,30) h
此时火锅处于高温挡的实际功率为
P实＝eq \f(W′,t′)＝eq \f(0.027 kW·h,\f(1,30) h)＝0.81 kW＝810 W＜1 000 W
故此时电火锅不是正常工作．
21. 解：（1）水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×40 kg×（75 ℃－25 ℃）＝8.4×106 J
（2）慢加热
当开关S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路为仅有R1的简单电路，则R1的阻值
R1＝eq \f(U2,P慢)＝eq \f(（220 V）2,1 210 W)＝40 Ω
（3）当开关S1断开，S2接b时，R1与R2串联，此时电路处于保温状态，此时电路的总电阻
R＝eq \f(U2,P保)＝eq \f(（220 V）2,605 W)＝80 Ω
则R2的阻值R2＝R－R1＝80 Ω－40 Ω＝40 Ω
当开关S1闭合，S2接a时，R1与R2并联，此时电路处于快加热状态，此时电路的总电阻
R′＝eq \f(R1×R2,R1＋R2)＝eq \f(40 Ω×40 Ω,40 Ω＋40 Ω)＝20 Ω
此时电路的总功率P快＝eq \f(U2,R′)＝eq \f(（220 V）2,20 Ω)＝2 420 W
加热电阻产生的热量
W电＝eq \f(Q,η)＝eq \f(8.4 ×106 J,84%)＝1×107 J
用快加热需要的时间t快＝eq \f(W电,P快)＝eq \f(1×107 J,2 420 W)≈4 132 s
用慢加热需要的时间t慢＝eq \f(W电,P慢)＝eq \f(1×107 J,1 210 W)≈8 264 s
故用快加热比用慢加热节约的时间
Δt＝t慢－t快＝8 264 s－4 132 s＝4 132 s
22. 解：（1）t＝eq \f(800 mAh×（1－10%）,500 mA)＝1.44 h
（2）①低
②当S1闭合，S2闭合，S3接a时电路为中温挡
P1＝eq \f(U2,R1)＝eq \f(（4.8 V）2,4 Ω)＝5.76 W
③当S1闭合，S2闭合，S3接b时电路为高温挡
R2的功率：P2＝eq \f(U2,R2)＝eq \f(（4.8 V）2,6 Ω)＝3.84 W
R1的功率：P1＝5.76 W
总功率：P＝P1＋P2＝5.76 W＋3.84 W＝9.6 W
消耗的总电能：W＝Pt＝9.6 W×20×60 s＝11 520 J
23. （1）防雾 除雨露 除冰霜
解：（2）由（1）知，开启除冰霜功能时，只有R2接入电路中，由P＝eq \f(U2,R)可得，电路的功率：
P总＝eq \f(U2,R2)＝eq \f(（100 V）2,200 Ω)＝50 W
（3）由（1）知，开启防雾功能时R1与R3串联，此时电路的总电阻
R总＝R1＋R3＝100 Ω＋300 Ω＝400 Ω
由欧姆定律可得，电路中的电流：
I＝eq \f(U,R总)＝eq \f(100 V,400 Ω)＝0.25 A
24. （1）高温
解：（2）标准大气压下水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝c ρV（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3×（100 ℃－20 ℃）＝5.04×105 J
由P＝eq \f(W,t)可得，中温挡加热10 min消耗的电能W＝P中t′＝880 W×10×60 s＝5.28×105 J
电热水壶的效率η＝eq \f(Q吸,W)×100%＝eq \f(5.04×105 J,5.28×105 J)×100%≈95.5%
（3）R1单独工作，此时电热水壶处于中温挡，则R1的阻值R1＝eq \f(U2,P中)＝eq \f(（220 V）2,880 W)＝55 Ω
当R1和R2串联时，电热水壶处于低温挡，由表格数据可知P低＝440 W
此时电路中的电流为I1＝eq \f(P低,U)＝eq \f(440 W,220 V)＝2 A
此时电路中的总电阻R总＝eq \f(U,I1)＝eq \f(220 V,2 A)＝110 Ω
则R2＝R总－R1＝110 Ω－55 Ω＝55 Ω
当R1和R2并联时，电热水壶处于高温挡，
则高温挡的额定功率
P高＝P1＋P2＝eq \f(U2,R1)＋eq \f(U2,R2)＝eq \f(（220 V）2,55 Ω)＋eq \f(（220 V）2,55 Ω)＝1 760 W
额定电压
220 V
额定功率
1 210 W
容积
7 L
额定电压
220 V
频率
50 Hz
额定功率
1 100 W
容量
1 L
XX牌电热水壶
额定电压
220 V
额定加热功率
968 W
保温功率
最大容量
1.5 L
工作电路
额定电压
220 V
额定
功率
保温挡
220 W
加热挡
1 650 W
额定电压
220 V
额定功率
高温挡
1 100 W
低温挡
440 W
工作电路
额定电压
220 V
额定
功率
保温挡
220 W
加热挡
1 650 W
XX牌电暖器
额定电压
220 V
额定功率
低温挡
440 W
中温挡
高温挡
1 650 W
频率
50 Hz
额定电压
220 V
保温功率
605 W
慢加热功率
1 210 W
快加热功率