专题9—电学—焦耳定律计算类—中考物理计算题专题提升培优练

专题9—电学—焦耳定律计算类

中考物理计算题专题提升培优练

一、单选题

1．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1

B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A

C．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2

D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A

【答案】B

【详解】A．若甲、乙串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流相同时，甲两端的电压为是乙两端的电压的，根据

可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为1：2，故A错误；

B．将甲和乙并联，并联电路各支路两端的电压相等；当甲两端电压为2V时，由图像可知，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为

故B正确；

C．甲、乙并联在电路中，电压是相同的，由图像可知，当电压相同时，甲的电流是乙的电流的2倍，根据可知，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2：1，故C错误；

D．将甲和乙串联，电流相同，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，甲两端的电压为1V，乙两端的电压为2V，满足它们两端总电压为3V，所以由串联电路的电流特点可知，此时通过甲的电流为0.2A，故D错误。

故选B。

2．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（　　）

A．电源电压为16V

B．电动机的功率为3W

C．通过电动机的电流为0.3A

D．1min内电动机产热180J

【答案】B

【详解】由电路图可知，定值电阻R0与电动机M并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R0支路的电流。

A．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可知，电源的电压

故A不符合题意；

C．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电动机的电流

故C不符合题意；

B．电动机的功率为

故B符合题意；

D．1min内电流通过电动机产生的热量

故D不符合题意。

故选B。

3．纳米技术不仅应用于高科技，在生产、生活中得到了广泛的应用，某中学纳米课题研究小组的同学了解到的某一新产品——纳米电热水器的部分技术参数表及电路图如下，设R1、R2、R3均为加热电阻，其值不受温度影响，S为挡位开关，是热水器有“低”“中”“高”温度挡，使用时接入家庭电路中，则下列说法正确的是（　　）

A．开关S接“3”挡时为高温挡，因为接入电路的加热电阻多

B．R2的阻值为26.4Ω

C．在低温挡通电10min，该热水器消耗电能为5×103J

D．该热水器在“低”“中”温度挡分别通电1min（不计热量损耗）两种情况下水箱内水温升高之比为1∶4

【答案】B

【详解】A．S接3时，三个加热电阻串联；S接2时，两个加热电阻串联；S接1时，只有电阻R1接入电路中；所以S接3时，电路中电阻最大，根据

可知，电功率最小，为低温挡，故A错误；

B．当S接1时，电阻R1接入电路中,电路中电阻最小，根据

可知，此时电功率最大，为高温挡，由表中数据可知，高温挡额定功率

P1=2.2kW=2200W

则电阻R1的阻值

当S接2时，为中温挡，电路为R1、R2的串联电路，由表中数据可知，额定功率

P2=1kW=1000W

则此时电路中的电阻

则R2的阻值

R2=R′-R1=48.4Ω-22Ω=26.4Ω

故B正确；

C．由可得，在低温挡通电10min，消耗的电能

W低=P低t=0.5×103W×10×60s=3×105J

故C错误；

D．由可得，该热水器在“低”“中”温挡分别通电1min消耗的电能之比

不计热量损耗时，Q吸=W，由W=Q吸=cm∆t可得，两种情况下水箱内水温升高之比

故D错误。

故选B。

4．图是一个油量表的示意图，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。闭合开关，当浮球最低时滑片P滑到a端，电流表示数为0.3A，当浮球最高时，滑片P滑到b端，电流表示数为0.5A。下列说法错误的是（　　）

A．电阻R1的阻值为30Ω

B．电源电压为15V

C．在加满油后，1min内电阻R1产生的热量为45J

D．电阻R1最小功率为2.7W

【答案】C

【详解】AB．由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由可得，电源的电压为

当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，则电源的电压为

因电源的电压不变，所以

解得，电源的电压为

故A B正确，不符合题意；

C．在加满油后，滑片位于b端，则1min内电阻R1产生的热量为

故C错误，符合题意；

D．当滑片位于a端时，电阻R1的功率最小，则

故D正确，不符合题意。

故选C。

5．如图所示的电路电源电压恒为3V，闭合开关S，电流表A1示数为0.5A，A2示数为0.3A。则（　　）

A．通过R1和R2的电流之比是5：3

B．R1和R2的阻值之比是3：2

C．在5min的时间内R2消耗的电能是180J

D．电阻R2的电功率是1.5W

【答案】C

【详解】闭合开关，两电阻并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过R1的电流。

A．电流表A1示数为0.5A，A2示数为0.3A，故通过R1的电流为I1＝0.3A，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流为

通过R1和R2的电流之比

故A错误；

B．根据并联电路的电压特点可知R1和R2两端的电压相等，根据欧姆定律的变形可知，R1和R2的阻值之比

故B错误；

C．在5min的时间内R2消耗的电能等于电流做的功，为

故C正确；

D．根据P＝UI可知电阻R的功率

故D错误。

故选C。

6．小林同学在进行电学知识综合复习时，根据如图所示电阻a、b的I-U图象，通过分析、计算作出了以下的判断，其中正确的是（   ）

A．a、b串联时，相同时间内产生的热量之比为1:2

B．a、b并联时，相同时间内消耗的电能之比为2:1

C．将a、b并联接在2V的电源上，干路电流为0.3A

D．将a、b串联接在3V的电源上，通过b的电流为0.3A

【答案】C

【详解】A．a、b串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流都为0.2A时，a的电压为4V，b的电压为2V，即a两端的电压是b两端电压的2倍，根据

可知，相同时间内a、b产生热量之比为2:1，故A错误；

B．a、b并联在电路中，电压是相同的，由图象可知，当电压为2V时，a的电流是0.1A，b的电流是0.2A，即a的电流是b的电流的二分之一；根据可知，相同时间内a、b消耗的电能之比为1:2，故B错误；

C．将a和b并联，并联电路各支路两端的电压相等；当a两端电压为2V时，由图象可知，通过a的电流为0.1A，通过b的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为

故C正确；

D．将a和b串联，电流相同，由图象可知，当电路中的电流为0.1A时，a的电压为2V，b的电压为1V，满足它们两端电压（总电压）为3V，所以由串联电路的电流特点可知，通过b的电流为0.1A，故D错误。

故选C。

7．甲、乙两电阻，通过的电流之比为1:2，通电时间之比为3:4，若产生的电热相等，则甲和乙电阻之比为（   ）

A．8:3 B．3:8 C．3:16 D．16:3

【答案】D

【详解】根据题意可知，通过甲乙的电流之比

通电时间之比

产生热量之比

由得甲和乙电阻之比为

故D符合题意。

故选D。

8．两个电热器的电阻之比是3:2，把它们串联在电路中使用，在相同时间内它们放出的热量之比是（　　）

A．3:2 B．2:3 C．9:4 D．4:9

【答案】A

【详解】由题意可知，两个电热器串联，根据串联电路中各处的电流相等，由可得，在相同时间内它们放出的热量之比

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

9．a和b两个定值电阻的电流与电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )

A．将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2

B．将a和b串联接入电路中，a,b消耗的功率之比是2：1

C．将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是1：2

D．将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比是4：1

【答案】A

【详解】A．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b两端的电压之比是1：2，故A正确；

B．由图可知若将a和b串联接入电路中，a、b消耗的功率之比为

故B错误；

C．由图可知若将a和b并联接人电路中，通过a、b的电流之比是2：1，故C错误；

D．由图可知若将a和b并联接入电路中，相同时间内电流通过a、b产生的热量之比为

故D错误。

10．如图所示，已知电阻、，当开关闭合后，下列说法正确的是（　　）

A．通过与的电流之比为

B．相同时间内与产生的热量之比为

C．与两端的电压之比为

D．与消耗的电功率之比为

【答案】B

【详解】A．两电阻串联，串联电路各处的电流相等，通过与的电流之比为，故A错误；

BCD．因为

根据，在通电时间和电流相同的条件下，产生的热量与电阻成正比， 相同时间内与产生的热量之比为，故B正确；

根据，在电流不变时，电压与电阻成正比，故与两端的电压之比为，故C错误；

根据，在电流不变时，电功率与电压成正比，与消耗的电功率之比为，故D错误。

故选B。

二、填空题

11．某电饭煲设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S闭合时，电饭煲处于______（填“加热”或“保温”）状态；若R1∶R2=1∶24，则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为______。

【答案】     加热     1∶25

【详解】[1]由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R2被S2短路，电路中电阻最小，由可知，在电压一定时，此时电功率最大，电饭煲处于加热状态。

[2]由题意可知，R1∶R2=1∶24，则

R2=24R1

保温和加热时，电源电压不变，且加热时间相同，则有

U1∶U2=220V∶220V=1∶1，t1∶t2=5min∶5min=1∶1

则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比

12．如图所示的电路中R1:R2=3:5，则V1和V2的示数之比=______，通电5minR1、R2产生的热量Q1:Q2=______。

【答案】     3:8     3:5

【详解】[1]由电路图可知，两电阻串联，电压表V2测两电阻两端的电压之和，电压表V1测R1两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以I=I1=I2，由U=IR可得，V1和V2的示数之比

[2]由可得，通电5min，R1、R2产生的热量之比

13．有两个定值电阻R1=12，R2=24，串联后接在某电源上，R1和R2两端的电压之比为______；若并联后接在同一电源上，在相同时间内R1和R2产生的热量之比为______。

【答案】     1:2     2:1

【详解】[1]根据可知，串联电路电流相等，电压之比即为电阻之比，故为1:2。

[2]并联后，电压相等，根据可知，相同的时间内电阻产生的热量之比即为电阻的反比，故为2:1。

14．如图所示，当开关S断开，甲、乙两表均为电流表，若两表示数之比I甲：I乙=1：4，R1：R2=______；当开关S闭合，甲、乙两表均为电压表时，则两表示数之比U甲：U乙=______；相同时间内R1、R2产生的热量之比Q1：Q2=______。

【答案】              

【详解】[1]如图所示，当开关S断开，甲、乙两表均为电流表，则R1与R2并联，甲电流表测R2电流，乙电流表测电路干路电流，因为

根据并联电路电流规律可得

则

根据并联电路电压规律

由欧姆定律，可得

，

则

则

[2]当开关S闭合，甲、乙两表均为电压表时，则R1与R2串联，乙电压表测R2两端电压，甲电压表测电源电压，因为

由欧姆定律和串联电路电流规律可得

，

则

根据串联分压规律，则

[3] R1与R2串联，相同时间内，两个电阻产生的电热，由焦耳定律可得

，

则

15．如图所示，电源电压不变，R1=10Ω，R2=20Ω。只闭合 S、S2时，电流表 A1示数为0.2A。当开关都闭合时，电流表A1、A2示数之比为3∶1，则R3=______Ω，通电10min电阻R2产生的热量为______J。

【答案】     40     1080

【详解】[1]只闭合S、S2时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律知，电源的电压

当开关都闭合时，R2与R3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测量R3的电流，因为电流表A1、A2示数之比为3∶1，所以

并联电路各支路电压相等，根据欧姆定律知，当电压一定时，电流与电阻成反比，所以

[2]通电10min电阻R2产生的热量

16．家用电风扇的电动机线圈电阻为20Ω，正常工作时，通过的电流为1A，通电1分钟，电风扇消耗的电能为 ___________J，线圈产生的热量为 ___________J。

【答案】     1.32×104     1.2×103

【详解】[1]家用电风扇正常工作时的电压为220V，电流为1A，通电时间

t=1min=60s

则电风扇消耗的电能

W=UIt=220V×1A×60s=1.32×104J

[2]线圈产生的热量

Q=I2Rt=(1A)2×20Ω×60s=1.2×103J

17．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物。已知电源电压80V，电压表示数60V，线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈的电流2A，在10s内电动机将重物提升了40m，此过程中电动机消耗的电能是______J，该电动机转化为机械能的效率是______。

【答案】     1200     95%

【详解】[1]由图得，电阻与电动机串联，电压表测量电动机的电压，通过线圈的电流2A，10s内电动机将重物提升了40m，此过程中电动机消耗的电能是

[2]电动机使用过程中，产生的热量为

该电动机转化为机械能的部分能量为

该电动机转化为机械能的效率是

18．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω 1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为 _____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会 _____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是 _____。

【答案】     54     不变     16∶9

【详解】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡并联，当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，通电1min滑动变阻器R1产生的热量为

[2]因并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，所以滑片的移动灯泡的亮暗不变。

[3]根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的最小电流为

由并联电路中电流特点可得，通过干路的最小电流

电路消耗的最小总功率为

由变阻器的铭牌可知，其允许通过的最大电流为1A，则干路中的最大电流为

则电路消耗的最大总功率为

此电路最大功率与最小功率之比为

19．如图是在一定温度下，甲、乙两个电阻的电流与电压的关系图像，根据图像可得R甲∶R乙=______，若将甲、乙串联后接在同一电路上，产生的热量Q甲∶Q乙=______。

【答案】     1∶4     1∶4

【详解】[1]由图像可知，当通过两电阻电流为I0时，两电阻两端的电压

U甲=U0，U乙=4U0

由可得，甲、乙两电阻之比

[2]将甲、乙串联后接在同一电路上，串联电路中各处的电流相等，通电时间相等，由Q=I2Rt，甲、乙两电阻产生的热量之比

20．当某发热导体两端电压是4V时，通过它的电流是0.2A，则该导体的电阻是______Ω，当它两端电压为2V时，该发热导体10min产生的热量是______J。

【答案】     20     120

【详解】[1]由欧姆定律得该导体的电阻为

[2]当发热导体两端电压为2V时，此时通过的电流为

该发热导体10min产生的热量为

三、计算题

21．如图所示，电源电压保持不变，R1的阻值为10Ω，开关S闭合后，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。求：

（1）电源电压；

（2）通电10s电阻R1产生的热量。

【答案】（1）6V；（2）16J

【详解】解：（1）如图所示，两电阻串联，电压表测R2的电压，由欧姆定律，R1两端电压为

U1=IR1=0.4A×10Ω=4V

电源电压为

U=U1+U2=4V+2V=6V

（2）通电10min电阻R1产生的热量为

Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J

答：（1）电源电压6V；

（2）通电10s电阻R1产生的热量为16J。

22．如图甲是小明设计热水壶调温装置，工作电路电压恒为220V、加热电阻R3=22Ω，灯L的铭牌为“220V  44W”；当控制电路中电流大于等于0.5A时，达到设定温度，衔铁被吸下，停止加热。热敏电阻R2与环境温度的关系如图乙所示，线圈电阻R0=5Ω，闭合开关S1和S2，将R1滑片移到最右端时，此时设定温度为90℃，此时R0的电功率为P0，R1的电功率为P1，R2两端电压为U2；将R1滑片移到最左端时，设定温度为50℃，R2两端电压为U2′。已知P0∶P1=1∶4，U2∶U2′=3∶7，求：

（1）灯L的额定电流；

（2）加热电阻工作10s放出的热量；

（3）控制电路的电压；

（4）若设定温度为70℃，应调节滑动变阻器阻值为多大？

【答案】（1）10A；（2）2.2×104J；（3）220V；（4）10Ω

【详解】（1）由P=UI知灯L的额定电流

（2）加热电阻的工作电流

加热电阻工作10s放出的热量

Q放=I工2Rt=(10A)2×22Ω×10s=2.2×104J

（3）闭合开关S1和S2，将R1滑片移到最右端时，R0、R1、R2串联，当达到90℃时衔铁吸合，控制电路的电流I=0.5A，R0的电功率

P0=I2R0=(0.5A)2×5Ω=1.25W

滑动变阻器处于阻值最大处，阻值为Rmax，其功率为P1，由P0∶P1=1∶4知，R1的电功率

P1=4P0=4×1.25W=5W

由P=I2R可得，滑动变阻器的最大电阻

控制电压

U控=U2+I(Rmax+R0)=U2+0.5A×(20Ω+5Ω)=U2+12.5V   ①

将R1滑片移到最左端时，此时只有R0、R2串联在电路中，当温度达到50℃时衔铁吸合，电流仍为0.5A，控制电压

U控=U2′+IR0=U2′+5Ω×0.5A=U2+2.5V  ②

由题意可知

U2∶U2′=3∶7   ③

由①②③得U控=20V。

（4）若设定温度为70℃，R2的阻值为25Ω，由得此时的总电阻

滑动变阻器阻值

R1=R-R0-R2=40Ω-5Ω-25Ω=10Ω

答：（1）灯L的额定电流为10A；

（2）加热电阻工作10s放出的热量2.2×104J；

（3）控制电路的电压为220V；

（4）若设定温度为70℃，应调节滑动变阻器阻值为10Ω。

23．在如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合后，电流表为0.2A，电压表示数为2V，求：

（1）R2两端的电压是多少伏？

（2）R2的电阻是多少欧？

（3）通电1min电流通过R2所产生的热量是多少焦？

【答案】（1）1V；（2）5Ω；（3）12J

【详解】解：（1）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。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压

U2=U-U1=3V-2V=1V

（2）由可得，R2的电阻

（3）1min电流通过R2所产生的热量

Q1=I2R2t=(0.2A)2×5Ω×60s=12J

答：（1）R2两端的电压为1V；

（2）R2的电阻为5Ω；

（3）1min电流通过R2所产生的热量为12J。

24．某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）电路消耗的最小功率；

（3）滑动变阻器滑片P在最右端时，1min内电流通过R1产生的热量。

【答案】（1）10Ω；（2）0.9W；（3）13.5J

【详解】解：（1）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，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，由可得，R1的阻值

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功率最小，由图乙可知，电路中的最小电流I′=0.15A，则电路消耗的最小功率

P小=UI′=6V×0.15A=0.9W

（3）滑动变阻器滑片P在最右端时，电路中的电流最小，则1min内电流通过R1产生的热量

Q1=I′2R1t=(0.15A)2×10Ω×60s=13.5J

答：（1）R1的阻值为10Ω；

（2）电路消耗的最小功率为0.9W；

（3）滑动变阻器滑片P在最右端时，1min内电流通过R1产生的热量13.5J。

25．如图所示的电路中电源电压恒为3V。闭合开关S后，电阻R1的电功率为3W，电阻R2的电功率为4.5W。求：

（1）通过电阻R1的电流；

（2）电阻R2的阻值；

（3）整个电路在10s内产生的热量。

【答案】（1）1A；（2）2Ω；（3）75J

【详解】解：（1）R1和R2并联，故电压关系为

通过电阻R1的电流

（2）电阻R2的阻值

（3）整个电路在10s内产生的热量

答：（1）通过电阻R1的电流1A；

（2）电阻R2的阻值2Ω；

（3）整个电路在10s内产生的热量75J。

26．百善孝为先，我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图，它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为4Ω，加热电阻正常工作时电功率为1kW，电源电压220V稳定不变。

（1）启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1A，按摩20min，电动机线圈产生的热量是多少？

（2）加热电阻正常工作时的电阻是多少？

（3）在足浴盆中加入体积为4L、初温为20℃的水升高至40℃，水吸收的热量为多少？若加热时间为420s，它的电加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【答案】（1）；（2）；（3），80%

【详解】解（1）电动机线圈产生的热量是

（2）加热电阻正常工作时的电阻是

（3）水吸收的热量为

电加热效率为

答：（1）电动机线圈产生的热量是；

（2）加热电阻正常工作时的电阻是；

（3）水吸收的热量为，电加热效率为80%。

27．随着国家大力倡导共享经济，大量的共享单车和电动车出现在了马路上．下表是一辆共享电动车的铭牌上给出的技术参数．

根据表中数据计算：

（1）电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量．

（2）电动机线圈的电阻．

（3）电动机正常工作时的效率．

【答案】（1）（2）（3）

【详解】(1)电动机的输入功率：

P总

由表中可知，电动机的输出功率：P出，电动机内部的发热功率：

P热=P总-P出=200W-160W=40W

电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量：

Q=P热t；

(2)电动机的发热功率：P热=I2r，则电动机线圈的电阻：

；

(3)电动机正常工作时的效率：

．

答：(1)电动机正常工作10分钟，线圈产生的热量为24000J；

(2)电动机线圈的电阻为1.6Ω；

(3)电动机正常工作时的效率为80%．

28．小亮给爸爸买了一款如图甲所示的“便携式”折叠电热水壶，有“加热”和“保温”两个档位。相关参数如下表所示，（电热丝 R1、R2 电阻不变）。图乙是它电路原理图的一部分，已知电热水壶在“加热”档位工作时，开关 S1、S2都闭合，此时只有电热丝 R1 工作；小亮关闭家中其他用电器，只使用该电热水壶将一满壶 20的水加热至沸腾（标准大气压），发现如图丙所示的电能表， 指示灯闪烁 210 次。解答下列问题：[水的密度 1.0×103kg/m3，水的比热容为 4.2×103J/（kg·）]

（1）请在虚线框内画出折叠电热水壶内部的电路图；

（2）将一满壶 20的水加热至沸腾，吸收的热量是多少？

（3）电热水壶的加热效率是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）80 %

【详解】解：（1）已知电热水壶在“加热”档位工作时，开关 S1、S2都闭合，此时只有电热丝 R1 工作，而开关S1必须闭合，而保温档位是开关S1闭合，开关S2断开，根据可知，总电阻比较大，总功率小，为保温，而两个电阻，串联时，总电阻最大，电功率最小，为保温档，故加热档时，是因为开关S2闭合，电阻R2被短路，只有R1工作，电阻较小，总功率较大，为加热档，故如下图所示：

（2）由得，水的质量

水吸收的热量为

（3）消耗的电能

电热水壶的加热效率

29．如图所示是某温控装置的简化电路图。

工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（阻值忽略）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~100Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示：

当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸下切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

（1）工作电路正常工作时，电热丝R在1秒内产生的热量是多少？

（2）当温度为60℃，变阻器R2=50Ω时，衔铁恰好被吸下，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可达到的最低温度是多少度？

【答案】（1）550J；（2）5V；（3）30℃

【详解】解：（1）工作电路正常工作时，电热丝R在1秒内产生的热量

（2）当温度为60℃时

此时

控制电路的电源电压是

（3）低温度时，衔铁将被释放开始加热，此时

由欧姆定律得，控制电路总电阻

即

因R1越大温度越低，故

时

温度最低，查表可知，最低温度为

答：（1）工作电路正常工作时，电热丝R在1秒内产生的热量是550J；

（2）控制电路的电源电压是5V；

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可达到的最低温度是30度。

30．某种智能型电饭锅有加热、保温、断电的功能，内部简化电路如图甲所示，开关S可根据设定在“1”、“2”或“3”挡之间自动转换，某次煮饭工作电压为220V，电功率变化情况如图乙所示。求：

（1）保温挡的工作电流；

（2）加热挡工作10分钟产生的热量；

（3）电阻R2的阻值。

【答案】（1）0.5A；（2）4.8×105J；（3）379.5Ω

【详解】解：（1）由图乙可知，加热挡功率较大，为

P热=0.8kW=800W

保温挡功率较小，为

P温=0.11kW=110W

故由P=UI可得，保温挡的工作电流为

（2）由W=Pt可得，加热挡工作10分钟产生的热量为

Q=W=P热t=800W×10×60s=4.8×105J

（3）由可知，当电源电压不变时，电路的电阻越大，功率越小，由电路图可知，当开关S接“1”时，此时电路中只有电阻R1，阻值较小，故此时电路为加热挡，当开关S接“2”时，电阻R1与R2串联，总电阻较大，故此时电路为保温挡，则有

解得电阻R1的阻值为

解得R1和R2串联的总电阻为

由串联电路的电阻规律可得，电阻R2的阻值为

R2=R总-R1=440Ω-60.5Ω=379.5Ω

答：（1）保温挡的工作电流为0.5A；

（2）加热挡工作10分钟产生的热量为4.8×105J；

（3）电阻R2的阻值为379.5Ω。