題型十電學綜合計算題一、電學基礎計算1.某居民家安裝了一臺電熱水器，額定加熱功率為2400W，容量為40L．加滿20℃的水后加熱至70℃，已知水的比熱容c水＝×103J/（kg·℃），干木材的熱值q＝×107J/kg.（1）該熱水器使用的是三角插頭，中間較長的腳連接的是電熱水器的________，插入三孔插座后可將其與________相連，防止漏電時對人造成傷害．（2）加滿20℃的水后加熱至70℃，水需要吸收多少熱量？（3）電熱水器正常工作至少需要多長時間？（4）如果用干木材代替電熱水器燒水，效率為14%，需要多少干木材？2.（綏化）小澤家有一新型的電熱足浴器．其銘牌上的部分信息如下．（1）求電熱足浴器正常工作時的電阻．（2）用這個足浴器將5kg的水從20℃加熱到40℃，求水吸收的熱量．（3）若此足浴器在額定電壓下使用，需500s才能將（2）問中的水從20℃加熱到40℃，求這個電熱足浴器的加熱效率．（計算結果精確到%）（4）小澤家安裝的電能表如圖所示．某次小澤斷開家中的其它用電器，讓電熱足浴器單獨工作，在1min內電能表的轉盤轉過50r，求此時該足浴器兩端的實際電壓．第2題圖額定電壓220V額定功率1210W容積7L3.（棗莊）如圖所示是某款電養生壺及其銘牌的部分參數，當養生壺正常工作時，求：（1）養生壺正常工作的電阻．（2）若該養生壺的加熱效率為80%，在標準大氣壓下，將初溫是12℃的一壺水燒開，需要多長時間．[c水＝×103J/（kg·℃），ρ水＝×103kg/m3]（3）在物理綜合實踐活動中，小明和小麗同學利用所學習的物理知識，合作測量養生壺的實際功率．電能表上標著“1200r/（kW·h）”，他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓養生壺接入電路中燒水，2min電能表的轉盤轉了40r．求電養生壺的實際功率．第3題圖額定電壓220V頻率50Hz額定功率1100W容量1L4.（瀘州）小明家電熱水器銘牌標識為“220V1000W”.由于使用了多年，該電熱水器中的電熱絲明顯氧化導致其電阻發生了變化，為準確測量氧化電熱絲的實際電阻值，小明在家中把該電熱水器單獨接入220V的家庭電路中工作5min，發現電能表指示燈閃爍了242次，電能表規格如圖所示．問：（1）小明測得該電熱水器的實際電功率是多少？（2）該電熱水器氧化電熱絲的實際電阻值是多少？（3）為恢復該電熱水器的銘牌功率，可與氧化電熱絲并聯一段新的電熱絲，則并聯的這段電熱絲的電阻值為多少？5.小麗設計了一個防踩踏模擬報警裝置，工作原理如圖甲所示．ABO為一水平杠桿，O為支點，OA∶OB＝5∶1，當水平踏板所受壓力增大，電壓表示數達到6V時，報警器R0開始發出報警信號．已知電路中電源電壓為8V，R0的阻值恒為15Ω，壓力傳感器R固定放置，其阻值隨所受壓力F變化的關系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計．試問：（1）由圖乙可知，壓力傳感器R的阻值隨壓力F的增大而________．（2）當踏板空載時，閉合開關，電壓表的示數為多少？（3）當報警器開始報警時，踏板設定的最大壓力值為多少？6.一種電加熱恒溫箱的簡化工作原理電路圖如圖甲所示．工作電路由電壓U0＝220V的電源和阻值為R0＝88Ω的電熱絲組成．控制電路是由電壓U1＝V的電源、開關、電磁繼電器（線圈電阻不計）、電阻箱R1（可取值范圍為0～120Ω）和熱敏電阻Rt組成的，熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示．當控制電路的電流達到50mA時，銜鐵才吸合，從而切斷右邊工作電路，停止加熱．（1）由圖乙可知熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而________（選填“增大”“不變”或“減小”）．（2）求工作電路中電熱絲R0工作時的電流和工作5min產生的熱量．（3）如果恒溫箱的溫度設定為60℃，則電阻箱R1應取多大阻值？（4）該恒溫箱可設定的最高溫度是多少℃？二、兩擋位電器類7.（西工大附中6模）小明的爸爸給自家的小汽車安裝了電加熱座椅墊．小明研究發現該座椅墊有“高溫”、“低溫”、“關”三個擋位，其電路示意圖如圖乙，電源電壓為12V，高溫功率為20W，低溫功率為9W．求：（1）座椅墊處于“低溫”擋時，電路中的電流是多少？（2）R1的阻值是多少？（3）座椅墊處于“高溫”擋時，5min就可以將質量為kg的加熱片從10℃加熱到35℃.若不計熱量損失，求加熱片一共吸收了多少熱量？加熱片材料的比熱容是多少？8.（西鐵一中1模）小明家廚房用的電熱水龍頭，能夠即開即熱、冷熱兼用，非常方便．圖乙是它的電路原理圖．R1、R2為電熱絲，其中R2＝242Ω.通過旋轉手柄帶動開關S接通對應的電路，從而實現冷水、溫水、熱水之間切換．不考慮溫度對電阻絲的影響，請回答下列問題：（1）電熱絲是利用電流的________效應工作的，分析電路圖，開關與________（選填“1、2”或“2、3”）接觸時，水龍頭放出的是熱水．（2）水龍頭放溫水時，正常工作功率為1100W，求R1的電阻是多大？（3）水龍頭放熱水時，電路消耗的總電功率是多少W?9.圖甲是小明家電熱水壺內部的簡化電路圖，其中R1為加熱管，R2為限流電阻，只有加熱管放出的熱量能被水吸收．S1是溫控開關（也叫防干燒開關），S、S2是手動開關，調節S、S2可以使電熱水壺分別處于加熱和保溫狀態，下表是該電熱水壺的銘牌．請解答下列問題：（1）若要使電熱水壺處于加熱狀態，開關的狀態應為________________________．（2）水燒開后，讓電熱水壺處于保溫狀態，若R2＝170Ω，則電熱水壺在保溫狀態時加熱管的保溫功率是多少？（3）小明發現在晚上用電高峰時燒開一壺水比白天用時長，他猜想晚上的電壓不足220V．為了測量加在電熱水壺兩端的實際電壓，晚上他關掉家里其他電器，僅讓電熱水壺工作，他觀察到家里電能表（如圖乙）1min轉盤轉了40轉，則晚上燒水時加在電熱水壺兩端的實際電壓為多少？甲乙第9題圖XX牌電熱水壺額定電壓220V額定加熱功率968W保溫功率最大容量L10.（西安高新一中5模）如圖甲為一款全自動炒菜機，工作電路簡化如圖乙所示，S1為手動開關，S2為溫控開關（溫度高到一定時可自動斷開），R1、R2為阻值恒定的發熱電阻．電路正常工作時，攪拌電動機的功率為44W，高溫擋和低溫擋時R1的功率分別為2200W和352W．請解答下列問題：（1）R1的阻值是多少歐？（2）圖丙是炒菜機正常工作做一次可樂雞翅的過程中的“P－t”圖像，P2的功率是多少瓦？（3）該炒菜機的攪拌電動機線圈電阻為220Ω且阻值不變，則正常工作時通過線圈電流為________A，若電動機出現故障卡住不動，則此時電流通過線圈1s產生的熱量是正常轉動時電流通過線圈1s產生熱量的________倍，所以此時電動機易燒壞．11.（西安高新一中6模）如表所示為小李設計的電熱水器的部分銘牌信息．該熱水器的內部電路如圖所示，由控制電路和工作電路組成，其中熱敏電阻R和發熱電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中．隨著水溫的升高，電磁鐵中的電流減小，控制電路中的電磁鐵就會與銜鐵斷開．已知R1＝44Ω、R2＝88Ω.（1）隨著水溫的升高，熱敏電阻R阻值變________，電磁鐵中的電流變小．當電磁鐵與銜鐵斷開時，工作電路處于________（選填“保溫”或“加熱”）狀態．（2）求R3的阻值．（3）用電高峰期間，家庭電路電壓降為198V，此時該熱水器加熱擋的實際功率為多少瓦？工作電路額定電壓220V額定功率保溫擋220W加熱擋1650W第11題圖12.（西安高新一中七模）如圖甲所示為一款智能電飯鍋的工作電路簡化圖，其中R1和R2均為加熱電阻、S是溫控開關，當鍋內溫度達到一定溫度時自動斷開，當鍋內溫度低于一定溫度時自動閉合．如圖乙所示為它在某次正常工作的全過程中電流隨時間變化的圖像，則：（1）在第7min時，溫控開關處于________狀態．加熱電阻R1的電阻為________Ω.（2）電飯鍋的保溫功率為多少瓦？（3）若用電高峰期實際電壓為200V時，使用該電飯鍋高溫擋加熱需要多長時間才能與正常工作時前10min提供相同的熱量？（不計熱損失）13.（西寧）一個有加熱和保溫兩種狀態的微型電熱水器，內部簡化電路如圖所示．它由控制電路和工作電路兩部分組成．其中R0為熱敏電阻，它的阻值隨溫度的升高而減小．開關S0和S都閉合時，電熱水器開始加熱．當電熱水器中水的溫度達到50℃時，電磁鐵才會把銜鐵吸下，使B、C兩個觸點接通，電熱水器處于保溫狀態．已知：R1＝44Ω，R2＝2156Ω.求：（1）將電熱水器水箱中kg的水從15℃加熱到45℃，水吸收的熱量．[c水＝×103J/（kg·℃）]（2）電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率．（3）將kg的水從15℃加熱到45℃，需要通電5min，電熱水器的加熱效率為多少？（4）當溫度達到50℃后，通電10min，R2產生的熱量．第13題圖14.如圖所示是某款電熱水壺內部的簡化電路圖，其中R1為加熱管，R2為限流電阻，只有加熱管R1放出的熱量能被水吸收．S1是溫控開關（也叫防干燒開關），S、S2是手動開關，調節S、S2可以使電熱水壺分別處于加熱和保溫狀態，下表是該電熱水壺的銘牌.（1）電熱水壺處于加熱狀態時，手動開關S、S2應處于______狀態，此時通過加熱管R1的電流為______A.（2）水燒開后，讓電熱水壺處于保溫狀態，若R2＝165Ω，則電熱水壺的保溫功率為多少？（3）在標準大氣壓下，使用高溫擋將初溫是12℃的一壺水燒開，若電熱水壺加熱擋熱效率為80%，求燒開一壺水需要的時間[ρ水＝×103kg/m3，c水＝×103J/（kg·℃），g取10N/kg]．第14題圖15.（西安高新一中一模）如圖甲是一種電熱水龍頭，俗稱“小廚寶”，通常安裝在廚房以便提供熱水，旋轉手柄可使扇形開關S同時接觸兩個相鄰觸點（當S旋到位置1，只接觸1觸點；當S旋到位置2，同時接觸1、2觸點；當S旋到位置3時，同時接觸2、3觸點），從而控制水龍頭流出的水為冷水、熱水或溫水，圖乙是內部電路圖，已知R1、R2是電熱絲，其中R1＝55Ω，熱水擋的電功率是1980W．圖丙是小雪一次洗碗的過程中，功率隨時間的變化關系．求：（1）當S旋到位置3時，水龍頭流出________水．（選填“冷”“溫”或“熱”）（2）當S旋到位置2時，電阻R1的功率P1.（3）小雪洗碗的過程消耗的總電能．（4）在用電高峰期，電路的實際電壓為200V，求“小廚寶”出溫水的實際功率．（結果保留整數）16.（陜師大附中六模）下表是小明家的電烤箱銘牌部分參數，其內部電路如圖所示，R1和R2均為電阻絲，求：額定電壓220V額定功率高溫擋1100W低溫擋440W第16題圖（1）開關S閉合，S1________后電烤箱處于高溫擋．（2）高溫擋正常工作2h，消耗多少kW·h的電能？（3）求出R2的阻值．（結果保留1位小數）（4）圖乙是小明家安裝的電能表，小明為了測量電烤箱在用電高峰期的實際功率，斷開了家里其他用電器，只用該電烤箱高溫擋工作6分鐘，發現家里的電能表轉動了150r，請計算電烤箱的實際功率是多少瓦．17.（西安高新一中六模）如表所示為小李設計的電熱水器的部分銘牌信息．該熱水器的內部電路如圖所示，由控制電路和工作電路組成，其中熱敏電阻R和發熱電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中．隨著水溫的升高，電磁鐵中的電流減小，控制電路中的電磁鐵就會與銜鐵斷開．已知R1＝44Ω、R2＝88Ω.（1）隨著水溫的升高，熱敏電阻R阻值變________，電磁鐵中的電流變小．當電磁鐵與銜鐵斷開時，工作電路處于________（選填“保溫”或“加熱”）狀態．（2）求R3的阻值．（3）用電高峰期間，家庭電路電壓降為198V，此時該熱水器加熱擋的實際功率為多少瓦？工作電路額定電壓220V額定功率保溫擋220W加熱擋1650W第17題圖18.（西交大附中六模）如圖甲為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能．圖甲中電磁繼電器（線圈電阻不計）、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導線等組成控制電路．當電磁鐵線圈中的電流I＜10mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通；當電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點和觸點a、b接通．熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝20mA，其電阻R隨溫度變化的規律如圖乙所示，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中．已知R1＝44Ω、R2＝88Ω、R3＝121Ω、U2＝220V.（1）電磁繼電器實際上是由____________控制的開關，為使控制電路正常工作，保護電路的電阻至少為______Ω.（2）若R0為200Ω，求銜鐵被吸下時儲水箱中水溫是多少？（3）電熱水器加熱功率是多少？（4）已知該熱水器的加熱效率為80%，則在加熱狀態下10分鐘能將多少千克的水從20℃加熱到50℃？（結果保留兩位小數）三、三擋位電器類19.（隨州）隨州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常選用一些小型電暖器越冬．如圖甲電暖器有“高溫、中溫、低溫”三擋，銘牌見下表（“中溫”擋功率空出），其電路原理如圖乙，S是自我保護開關，當電暖器傾倒時S自動斷開，切斷電源保證安全，當S、S1閉合，S2斷開時電暖器為“低溫”擋．求：XX牌電暖器額定電壓220V額定功率低溫擋440W中溫擋高溫擋1650W頻率50Hz第19題圖（1）R1的阻值．（2）“中溫”擋正常工作時電路中的電流．（3）若室內空氣質量為50kg，用該電暖器的“高溫”擋正常工作10min，放出熱量的50%被室內空氣吸收，那么可使室內氣溫升高多少？[假設空氣的比熱容為×103J/（kg·℃）]20.（威海改編）火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式．如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖．它有高、中、低三個加熱擋位，旋鈕開關可以分別置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接線柱．正常工作時，低溫擋功率為高溫擋功率的eq\f(1,5)，R1為242Ω，R2為Ω.（忽略溫度對電阻的影響）（1）當旋鈕開關置于________接線柱時，火鍋處于低溫擋．（2）R3的阻值是多少歐姆？電火鍋處于低溫擋正常工作時，在1分鐘內產生的熱量是多少焦耳？（3）小明關閉家中的其他用電器，只讓電火鍋獨立工作，用高溫擋加熱湯液2分鐘，電能表的表盤轉了81轉，請通過計算判斷此時電火鍋是否正常工作？[電能表的銘牌上標有3000r/（kW·h）]第20題圖21.（2022重慶B卷改編）某品牌電熱水器有慢加熱、快加熱和保溫三個工作狀態，銘牌上的部分參數如圖甲所示，其中快加熱功率參數模糊不清，它能夠把水加熱到的最高溫度為75℃.簡化電路如圖乙所示，R1、R2均為加熱電阻（溫度對電阻的影響忽略不計），若電熱水器中已裝滿質量為40kg、溫度為25℃的水．請完成下列問題：[已知水的比熱容c＝×103J/（kg·℃）]（1）用該電熱水器把水加熱到最高溫度，水需要吸收的熱量．（2）開關S1閉合，S2接b，電熱水器處于________工作狀態，求R1的阻值．（3）若加熱電阻產生的熱量有84%被水吸收，用該電熱水器把原有的水加熱到最高溫度，用快加熱比用慢加熱節約多少秒？（結果保留整數）額定電壓220V保溫功率605W慢加熱功率1210W快加熱功率甲乙第21題圖22.（紹興）電加熱眼罩對緩解眼疲勞有一定效果．如圖甲是一款市場上的產品，小敏查閱使用說明書，其相關參數如下表乙．第22題圖（1）當該款眼罩還剩10%的電池容量時，在額定電壓下充電，充滿電至少需要多少時間？（2）圖丙是小敏設計的可以手動調節高、中、低三擋加熱的電熱眼罩原理圖．電源電壓U恒為V，已知電熱絲R1阻值為4Ω，電熱絲R2阻值為6Ω，開關S3只接a或b.①丙圖電路中S1閉合，S2斷開，S3接a時，加熱電路為________（選填“高”“中”或“低”）溫擋．②中溫擋功率為多少瓦？③高溫擋工作20分鐘，眼罩消耗的電能為多少焦？23.天氣狀況對安全行車的影響極大．如圖甲是某公司一款高智能汽車的后視鏡及電路原理圖，該智能后視鏡有三個擋位，分別控制防霧、除雨露、除冰霜功能，該公司介紹防霧、除雨露、除冰霜依次需要后視鏡提供更高的熱量．車主只需通過轉動旋鈕開關就可讓其工作．已知車載電源電壓為100V，電熱絲R1＝100Ω，電熱絲R2＝200Ω，電熱絲R3＝300Ω，電阻值均不受溫度的影響，求：（1）如圖乙中旋鈕開關接1、2、3時，分別對應__________、__________、__________功能．（2）當車主開啟除冰霜功能時，該電路的功率．（3）當車主開啟防霧功能時，流過旋鈕開關的電流．第23題圖24.（西鐵一中2模）如圖所示，是某家用電熱水壺內部的電路簡化結構圖，該電熱水壺有高溫、中溫、低溫三擋，下表為其銘牌的部分參數（其中高溫擋的額定功率模糊不清），R1、R2均為電熱絲（電阻不隨溫度變化，c水＝×103J/（kg·℃），ρ水＝×103kg/m3）求：（1）當開關S1接a，S2閉合，電熱水壺處于________擋．（2）電熱水壺調至中溫擋正常加熱，將L、溫度為20℃的水加熱至沸騰（標準大氣壓下）需要10分鐘，求水所吸收的熱量以及電熱水壺的效率．（百分號前保留一位小數）（3）電熱水壺高溫擋的額定功率．第24題圖參考答案1.（1）金屬外殼大地解：（2）由m＝ρV和Q＝cmΔt可得：Q吸＝cmΔt＝×103J/（kg·℃）××103kg/m3×40×10－3m3×（70℃－20℃）＝×106J（3）由Q吸＝W電和W電＝Pt可得：t＝eq\f(Q吸,P)＝eq\f×106J,2400W)＝3500s（4）由Q吸＝14%Q放可得：Q放＝eq\f(Q吸,14%)＝eq\f×106J,14%)＝6×107J由Q＝qm可得：m木＝eq\f(Q放,q木)＝eq\f(6×107J,×107J/kg)＝5kg2.解：（1）由P＝UI，I＝eq\f(U,R)得電熱足浴器正常工作時的電阻R＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),P額)＝eq\f(（220V）2,1210W)＝40Ω（2）水吸收的熱量Q吸＝cm（t－t0）＝×103J/（kg·℃）×5kg×（40℃－20℃）＝×105J（3）加熱時足浴器消耗的電能W1＝Pt1＝1210W×500s＝×105J電熱足浴器的加熱效率η＝eq\f(Q吸,W1)×100%＝eq\f×105J,×105J)×100%≈%（4）足浴器1min消耗的電能W2＝eq\f(50r,3000r)×1kW·h＝eq\f(1,60)kW·h＝6×104Jt2＝1min＝60s足浴器的實際功率P實＝eq\f(W2,t2)＝eq\f(6×104J,60s)＝1000W由P＝eq\f(U2,R)得，足浴器兩端的實際電壓U實＝eq\r(P實R)＝eq\r(1000W×40Ω)＝200V3.解：（1）由表格中的數據可知：電養生壺的額定電壓為220V，額定功率為1100W根據P＝eq\f(U2,R)可得R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω（2）水的質量m＝ρV＝×103kg/m3×m3＝1kg水吸收熱量Q吸＝cm（t2－t1）＝×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－12℃）＝×105J由η＝eq\f(Q吸,W電)×100%＝eq\f(Q吸,Pt)×100%得t＝eq\f(Q吸,ηP)＝eq\f×105J,80%×1100W)＝420s（3）電能表轉40r消耗的電能W實＝eq\f(40,1200)kW·h＝×105J時間t′＝2min＝120s實際功率P實＝eq\f(W實,t′)＝eq\f×105J,120s)＝1000W4.解：（1）熱水器5min內消耗的電能：W＝eq\f(242imp,3000imp/（kW·h）)＝eq\f(242,3000)kW·h＝eq\f(242,3000)××106J＝×105J熱水器的實際功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f×105J,5×60s)＝968W（2）由P＝eq\f(U2,R)得，電熱水器氧化電熱絲的實際電阻：R實＝eq\f(U2,P實)＝eq\f(（220V）2,968W)＝50Ω（3）電熱水器正常工作時，P熱＝1000W電阻絲的阻值：R＝eq\f(U2,P熱)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝Ω為恢復電熱水器的銘牌功率，應與氧化電熱絲并聯一段新電熱絲并聯電路中eq\f(1,R)＝eq\f(1,R實)＋eq\f(1,R新)，可得：eq\f(1,Ω)＝eq\f(1,50Ω)＋eq\f(1,R新)解得R新＝1Ω5.（1）減小解：（2）閉合開關，由圖乙可知踏板空載時R＝25Ω，電路中的電流I＝eq\f(U,R＋R0)＝eq\f(8V,25Ω＋15Ω)＝A報警器兩端電壓U0＝IR0＝A×15Ω＝3V，即電壓表示數為3V（3）報警器R0開始發出報警信號時，U0′＝6V，此時電路中的電流I′＝eq\f(U0′,R0)＝eq\f(6V,15Ω)＝A由I＝eq\f(U,R)可知傳感器此時的阻值R′＝eq\f(U′,I′)＝eq\f(8V－6V,A)＝5Ω由圖乙可知當傳感器的阻值為5Ω時，對應的壓力為7N根據杠桿平衡條件可得F壓×OA＝F踏×OB，即7N×5＝F踏×1，得踏板設定的最大壓力值F踏＝35N6.（1）減小解：（2）根據I＝eq\f(U,R)得工作電路中電熱絲R0工作時的電流I＝eq\f(U0,R0)＝eq\f(220V,88Ω)＝A工作電路工作5min產生的熱量W＝U0It＝220V×A×5×60s＝×105J（3）如果恒溫箱的溫度設定為60℃，由圖乙知，此時熱敏電阻的阻值為80Ω，控制電路的總電阻為R總＝eq\f(U1,I′)＝eq\fV,A)＝150Ω則電阻箱R1的阻值為R1＝R總－Rt＝150Ω－80Ω＝70Ω（4）因為電磁繼電器的吸合電流一定，吸合時總電阻一定，所以當電阻箱的電阻最大時，熱敏電阻的阻值最小，此時設定溫度最高．可得熱敏電阻最小為Rt′＝R總－R1′＝150Ω－120Ω＝30Ω由圖乙得，熱敏電阻阻值為30Ω時，可設定最高溫度為150℃7.解：（1）由P＝UI可得I低＝eq\f(P低,U)＝eq\f(9W,12V)＝A（2）由P＝UI和I＝eq\f(U,R)可知R2＝eq\f(U2,P高)＝eq\f(（12V）2,20W)＝Ω低溫擋時R1與R2串聯，串聯時總電阻R串＝eq\f(U2,P低)＝eq\f(（12V）2,9W)＝16Ω則R1的電阻R1＝R串－R2＝16Ω－Ω＝Ω（3）消耗的電能W＝P高t＝20W×5×60s＝6000J由題可知，不計熱量損失，則Q吸＝W＝6000J由Q＝cmΔt可得c＝eq\f(Q吸,mΔt)＝eq\f(6000J,kg×（35℃－10℃）)＝480J/（kg·℃）8.（1）熱2、3解：（2）由電路圖可知，開關與1、2接觸時，電路為R1的簡單電路，水龍頭放出的是溫水，由P＝UI＝eq\f(U2,R)可得，R1的阻值為R1＝eq\f(U2,P溫)＝eq\f(（220V）2,1100W)＝44Ω（3）水龍頭放熱水時，R1與R2并聯，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且電路的總功率等于各用電器功率之和，所以電路消耗的總電功率P熱＝P1＋P2＝P溫＋eq\f(U2,R2)＝1100W＋eq\f(（220V）2,242Ω)＝1300W9.（1）S、S1、S2都閉合解：（2）加熱管電阻R1＝eq\f(U2,P)＝eq\f(（220V）2,968W)＝50Ω當開S、S1閉合、S2斷開時，兩電阻串聯，電路處于保溫狀態，此時電路的總電阻：R串聯＝R2＋R1＝170Ω＋50Ω＝220Ω，由歐姆定律，此時電路中的電流：I＝eq\f(U,R串聯)＝eq\f(220V,220Ω)＝1A加熱管R1的保溫功率：P1保＝I2R1＝（1A）2×50Ω＝50W（3）如圖乙電能表上標有3000r/（kW·h），表示電能表轉盤每轉3000轉消耗1度電，則轉40轉消耗的電能為：W＝eq\f(40,3000)kW·h＝eq\f(1,75)××106J＝×104J1min轉盤轉了40轉，晚上燒水時電熱水壺的實際功率為：P實＝eq\f(W,t)＝eq\f×104J,1×60s)＝800W由P＝eq\f(U2,R)得，電熱水壺兩端的實際電壓：U實＝eq\r(P實R1)＝eq\r(800W×50Ω)＝200V10.解：（1）高溫擋時，只有電熱絲R1工作，功率為2200W，由P＝eq\f(U2,R)得R1的阻值為：R1＝eq\f(U2,P高溫)＝eq\f(（220V）2,2200W)＝22Ω（2）由于R1在低溫擋時的功率為352W，由P＝I2R得，R1在低溫擋時的電流：I1低＝eq\r(\f(P1低,R1))＝eq\r(\f(352W,22Ω))＝4AR1在低溫擋時其兩端的電壓為：U1低＝I1低R1＝4A×22Ω＝88VR2兩端的電壓為：U2低＝U－U1低＝220V－88V＝132V在低溫擋時R2的功率：P2低＝U2低I2低＝132V×4A＝528W在“P－t”圖像中，P2＝P2低＋P電動機＋P1低＝528W＋44W＋352W＝924W（3）2511.（1）大保溫解：（2）當工作電路處于保溫狀態時，由P＝eq\f(U2,R)得電路中的總電阻為R總＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,220W)＝220ΩR總＝R2＋R3，R3＝R總－R2＝220Ω－88Ω＝132Ω（3）銜鐵吸下，R1與R2并聯，熱水器處于加熱擋總電阻為R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(44Ω×88Ω,44Ω＋88Ω)＝eq\f(88,3)Ω當家庭電路電壓降為198V，此時該熱水器加熱擋的實際功率P實＝eq\f(Ueq\o\al(2,實),R)＝eq\f(（198V）2,\f(88,3)Ω)＝1W12.（1）閉合40解：（2）當溫控開關S斷開時，電飯鍋處于保溫狀態，此時電路中的電流為I保＝2A則保溫功率P保＝UI保＝220V×2A＝440W（3）電飯鍋在高溫擋正常工作10min消耗的電能為W＝P高t1＝UI高t＝220V×A×10×60s＝×105J由W＝P實t2＝eq\f(Ueq\o\al(2,實),R1)t2可知，這些電能需要電飯鍋在實際電壓為200V下工作的時間：t2＝eq\f(WR1,Ueq\o\al(2,實))＝eq\f×105J×40Ω,（200V）2)＝726s＝min13.解：（1）水所吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝×103J/（kg·℃）×kg×（45℃－15℃）＝×105J（2）由P＝UI，I＝eq\f(U,R)得，電熱器加熱的功率為：P＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,44Ω)＝1100W（3）電熱器加熱5min消耗的電能：W＝Pt＝1100W×5×60s＝×105J電熱器的加熱效率：η＝eq\f(Q吸,W)×100%＝eq\f×105J,×105J)×100%＝84%（4）當溫度達到50℃時，電磁鐵將銜鐵吸下，使BC接觸，R1與R2串聯，則R總＝R1＋R2＝44Ω＋2156Ω＝2200Ω電路中的電流為I總＝eq\f(U,R總)＝eq\f(220V,2200Ω)＝A通電10min，R2產生的熱量：Q2＝Ieq\o\al(2,總)R2t′＝（A）2×2156Ω×10×60s＝12936J.14.（1）閉合4解：（2）由歐姆定律I＝eq\f(U,R)，根據（1）知，加熱管電阻R1＝eq\f(U,I)＝eq\f(220V,4A)＝55Ω當開關S1、S閉合、S2斷開時兩電阻串聯，電路處于保溫狀態R串＝R2＋R1＝165Ω＋55Ω＝220Ω此時電路中的電流I′＝eq\f(U,R串)＝eq\f(220V,220Ω)＝1A則電熱水壺的保溫功率P保＝I′2R1＝（1A）2×55Ω＝55W（3）水的質量m＝ρ水V＝×103kg/m3××10－3m3＝kg水吸收的熱量Q＝c水mΔt＝×103J/（kg·℃）×kg×（100－12）℃＝443520J由η＝eq\f(Q,W)×100%和W＝Pt得燒開一壺水需要的時間t＝eq\f(Q,Pη)＝eq\f(443520J,880W×80%)＝630s15.（1）熱解：（2）當S旋到位置2時，電路為R1的簡單電路，則電阻R1的功率P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,55Ω)＝880W（3）由圖丙可知，流出熱水的工作時間t1＝10min＝600s，流出溫水的工作時間t2＝10min＝600s由P＝eq\f(W,t)可得，小雪洗碗的過程消耗的總電能W＝P熱t1＋P1t2＝1980W×600s＋880W×600s＝×106J（4）當電路中的實際電壓為200V時，“小廚寶”出溫水時的實際功率為P1′＝eq\f(Ueq\o\al(2,實),R1)＝eq\f(（200V）2,55Ω)≈727W16.（1）閉合（2）高溫擋正常工作2h，消耗的電能W＝P高t＝kW×2h＝kW·h（3）高溫擋時，R1與R2并聯，則P高＝P1＋P2低溫擋時為R1的簡單電路，則P低＝P1所以，R2的功率P2＝P高－P1＝1100W－440W＝660W根據P＝eq\f(U2,R)可得，R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,660W)≈Ω（4）電烤箱消耗的電能W＝150r×eq\f(1,1500r)kW·h＝kW·h工作時間t′＝6min＝h，則此時電烤箱的實際功率P實＝eq\f(W,t′)＝eq\fkW·h,h)＝1kW＝1000W17.（1）大保溫（2）當工作電路處于保溫狀態時，由P＝eq\f(U2,R)得電路中的總電阻為R總＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,220W)＝220ΩR總＝R2＋R3，R3＝R總－R2＝220Ω－88Ω＝132Ω（3）熱水器處于加熱擋時，總電阻為R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(44Ω×88Ω,44Ω＋88Ω)＝eq\f(88,3)Ω當家庭電路電壓降為198V，此時該熱水器加熱擋的實際功率P實＝eq\f(Ueq\o\al(2,實),R)＝eq\f(（198V）2,\f(88,3)Ω)＝1W18.（1）電磁鐵100解：（2）由題意知，銜鐵剛好被吸下時，控制電路電流I＝10mA＝A此時控制電路總電阻R總＝eq\f(U1,I)＝eq\f(6V,A)＝600Ω則熱敏電阻R＝R總－R0＝600Ω－200Ω＝400Ω由圖乙可知，此時水溫為60℃（3）當繼電器下方觸點和a、b接觸時，電熱水器處于加熱狀態，則P加＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R1)＋eq\f(Ueq\o\al(2,2),R2)＝eq\f(（220V）2,44Ω)＋eq\f(（220V）2,88Ω)＝1650W（4）由P＝eq\f(W,t)得，熱水器在加熱狀態下10min內電流做的功為W＝P加t＝1650W×600s＝×105J由η＝eq\f(Q,W)×100%得，水吸收的熱量為Q吸＝Wη＝×105J×80%＝×105J由Q＝cmΔt得，水的質量為m＝eq\f(Q吸,cΔt)＝eq\f×105J,×103J/（kg·℃）×（50℃－20℃）)≈kg19.解：（1）由電器銘牌數據可知，當S、S1閉合時電路中只有R1接入電路，根據電功率P＝eq\f(U2,R)，則R1＝eq\f(U2,P低溫)＝eq\f(（220V）2,440W)＝110Ω（2）由圖乙可知，當閉合S、S2時電暖氣處于中溫擋，當S、S1、S2均閉合時處于高溫擋，高溫擋時電路中兩電阻并聯電路中的電流I＝eq\f(P高溫,U)＝eq\f(1650W,220V)＝A當低溫擋時電流為I1＝eq\f(P低溫,U)＝eq\f(440W,220V)＝2A中溫擋時電路中的電流I2＝I－I1＝A－2A＝A（3）由題意可得Q放η＝cmΔt，代入數據可得1650W×10×60s×50%＝×103J/（kg·°C）×50kg×Δt，計算可得Δt＝9℃20.（1）1和2解：（2）當旋鈕開關置于3和4接線柱時，電阻R1和R2并聯，此時電路處于高溫擋．則R1和R2的功率分別為P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,242Ω)＝200WP2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(（220V）2,Ω)＝800W此時高溫擋的功率為P高溫＝P1＋P2＝200W＋800W＝1000W所以P低溫＝eq\f(1,5)P高溫＝eq\f(1,5)×1000W＝200W所以低溫擋時電路中的總電阻為R＝eq\f(U2,P低溫)＝eq\f(（220V）2,200W)＝242ΩR3和R2串聯，所以R3＝R－R2＝242Ω－Ω＝Ω低溫擋1min產生的熱量等于低溫擋工作1min時電流做的功，故Q＝W＝P低溫t＝200W×60s＝12000J（3）高溫擋加熱2min火鍋實際消耗的電能為W′＝eq\f(n,N)＝eq\f(81r,3000r/（kW·h）)＝kW·h，t′＝2min＝eq\f(1,30)h此時火鍋處于高溫擋的實際功率為P實＝eq\f(W′,t′)＝eq\fkW·h,\f(1,30)h)＝kW＝810W＜1000W故此時電火鍋不是正常工作．21.