专题19 家用电器多档位题型（热电综合）（解析版）

2022年中考物理二轮复习专题提升练习家用电器多档位题型（热电综合）姓名：________学校：________班级：________题型选择题填空题作图题实验题计算题总计题数00002020一、计算题（共20小题）：1．小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如表格所示，图甲为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。求：型号MLJY﹣01额定电压220V额定加热功率880W额定保温功率100W（1）额定加热电流；（2）R1和R2的阻值各为多少欧？（3）在用电高峰期，小峻关闭家中其它用电器，只让浴足盆通电，使其处于加热状态1min，电能表（如图乙所示）的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦？【答案】（1）额定加热电流为4A；（2）R1和R2的阻值分别为429Ω和55Ω；（3）在用电高峰期，浴足盆加热的实际电功率为600W。【解析】解：（1）由表中数据知，浴足盆的额定加热功率880W，由P＝UI可得，额定加热电流：I加热=P（2）由电路图知，S接b时只有R2接入电路中，电路中电阻较小，电源电压一定，由P=U由欧姆定律可得R2的阻值：R2=U保温状态下，由串联电路的特点和P=U2R可得总电阻：R则R1＝R总﹣R2＝484Ω﹣55Ω＝429Ω；（3）由图乙可知，电能表上标有3000r/kW•h，3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘就转过3000r，则表盘转过30转时，浴足盆消耗的电能：W=13000kW•h×30此时浴足盆加热的实际电功率：P实=W答：（1）额定加热电流为4A；（2）R1和R2的阻值分别为429Ω和55Ω；（3）在用电高峰期，浴足盆加热的实际电功率为600W。2．图甲所示为某品牌家用热水器的简化电路图，S1是手动开关，置于热水器外部；S2是温控开关，置于热水器内部；当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开，R1与R2均为用来发热且阻值不变的电热丝，使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。下表为该电热水器部分参数。额定电压220V频率50Hz保温功率220W加热功率2420W水箱容量50L设定温度40℃（1）该热水器正常工作时，电热丝R1的阻值是多少？（2）热水器正常加热时，通过R2的电流是多大？（3）假设关闭家中的其它所有用电器，只让该热水器接入电路烧水5min，刚好将水箱中水温升到40℃，观察到家中电能表（如图乙所示）的转盘转过200r，则此时热水器两端的实际电压多大？【答案】（1）该热水器正常工作时电热丝R1的阻值是220Ω；（2）热水器正常加热时，通过R2的电流是10A；（3）热水器两端的实际电压是200V。【解析】解：（1）S1闭合，S2断开时，为保温挡；R1的阻值为：R1=U（2）根据表格中的数据可知，高温挡时，两个电阻都工作，低温挡时，只有R1工作，根据并联电路特点可知，各支路互不影响，所以R2的功率为：P2＝P﹣P1＝2420W﹣220W＝2200W；由P＝UI可知，通过R2的电流是：I=P（3）电路的总电阻为：R=U1200r/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kw•h的电能，电能表的转盘转过1200r，则电热水器消耗的电能为：W=200r电热水器消耗的实际功率：P实=W由于总电阻不变，根据P=U2R可知，实际电压为：U答：（1）该热水器正常工作时电热丝R1的阻值是220Ω；（2）热水器正常加热时，通过R2的电流是10A；（3）热水器两端的实际电压是200V。3．美的牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。热水器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。[水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）热水器把水从25℃加热到75℃时，水吸收的热量；（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值；（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要多少分钟？【答案】（1）电热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是8.4×106J；（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值是40Ω；（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要17min。【解析】解：由电路图可知，开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，由并联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最小，由P=U开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最大，由P=U开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻较小，由P=U（1）水需要吸收的热量：Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J；（2）开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热挡，由P=U2R可得，电阻R1的阻值：R（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡，此时电路的总电阻：R串=U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串﹣R1＝80Ω﹣40Ω＝40Ω；开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热挡；由并联电路的电阻特点可知：1R并=解得R并＝20Ω，则快加热功率：P快=U由题意可知，W＝Q＝2.42×106J，由P=Wt可知，用快加热所用的时间为：t快答：（1）电热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是8.4×106J；（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值是40Ω；（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要17min。4．图乙是养生壶图甲的简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为养生壶中的加热电阻，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡养生壶的电功率为440W。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：（1）低温挡工作时，电路中电流是多少？（2）高温挡工作时的电功率是多少？（3）若用此电水壶将1.2kg的水，温度升高60℃，水吸收的热量是多少？【答案】（1）低温挡工作时、电路中电流是2A；（2）高温挡工作时的电功率是1210W；（3）若用此电水壶将1.2kg的水，温度升高60℃，水吸收的热量是3.024×105J。【解析】解：（1）当只闭合S1时，R1、R2串联，处于低温挡，由P＝UI可知，电路中电流：I=P（2）由P=U2R可知，低温挡时电路中的总电阻：R低=U2P低=(220V当S1、S2都闭合时，电路中只有电阻R1接入电路中，此时电路中电阻最小，由P=U高温挡工作时的电功率：P=U（3）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×60℃＝3.024×105J。答：（1）低温挡工作时、电路中电流是2A；（2）高温挡工作时的电功率是1210W；（3）若用此电水壶将1.2kg的水，温度升高60℃，水吸收的热量是3.024×105J。5．电水壶是大家非常喜欢的电器，如图甲所示，它有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，图乙是电水壶的工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88Ω，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，电水壶处于保温状态，且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值，A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态。求：（1）请标明指示灯的颜色：A为色灯，B为色灯；（2）该电水壶的加热功率；（3）电阻R2的阻值及电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量。【答案】（1）红；绿；（2）该电水壶的加热功率为550W；（3）电阻R2的阻值为462Ω，电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量为739.2J。【解析】解：（1）当开关S接左侧时，电路中只有R1和A灯串联；当开关S接右侧时，R1、R2和B灯串联，由串联电路电阻特点可知此时总电阻最大，由P=U（2）该电水壶的加热功率为：P加热=U（3）已知保温状态时的功率P保温＝88W，由P=U2R则电阻R2的阻值为：R2＝R﹣R1＝550Ω﹣88Ω＝462Ω；保温状态时电路中的电流为：I=U则保温状态时R2在10s内产生的热量为：Q＝I2R2t＝（0.4A）2×462Ω×10s＝739.2J。答：（1）红；绿；（2）该电水壶的加热功率为550W；（3）电阻R2的阻值为462Ω，电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量为739.2J。6．近年冬天，越来越多的人们在使用电热桌垫，如图1，好奇的小东同学很想知道它的发热原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12V电源供电，发热部分由两根电热丝R1、R2组成，设计低温、高温两挡，内部简化电路图如图2所示，旋钮开关S可置于“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，已知R1的阻值为6Ω，R2的阻值为4Ω。求：（1）低温挡加热的电流；（2）高温挡加热的功率。【答案】（1）低温挡加热的电流为2A；（2）高温挡加热的功率为60W。【解析】解：（1）旋钮开关S可置于“2和3”接线柱时，电路为R1的简单电路，总电阻较大，电源电压不变，根据P=U根据欧姆定律可知低温挡加热的电流I=U（2）旋钮开关S可置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，总电阻较小，电源电压不变，根据P=U根据P=U2R答：（1）低温挡加热的电流为2A；（2）高温挡加热的功率为60W。7．图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见表（“高温”挡功率未标出），图乙为其简化的电路原理图，电阻恒定，且R1＞R2，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，请完成下列问题：（1）电阻R1的阻值是多少？（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？（3）某天傍晚，小明关闭家里其它用电器，只让“中温挡”状态的电暖气工作，发现自家电能表（如图丙）指示灯每闪烁40次所用的时间为2min。则实际电压为多少？电暖器额定电压220V额定功率低温挡550W中温挡1210W高温挡频率50Hz【答案】（1）电阻R1的阻值是88Ω；（2）“高温”挡正常工作时的总电流是8A；（3）实际电压为200V。【解析】解：（1）已知R1＞R2，闭合S和S1时，只有电阻R1连在电路中，此时电路中电阻最大，由公式P=U已知“低温”挡的额定功率为550W，额定电压是220V，根据P=U2R得R1的阻值：R（2）已知R1＞R2，闭合S和S2时，此时只有电阻R2连在电路中，此时电路中电阻较小，由公式P=U当S、S1、S2同时闭合，R1、R2并联，总电阻最小，由公式P=U高温挡的额定功率：P高温＝P低温+P中温＝550W+1210W＝1760W，根据P＝UI可得高温挡时正常工作的电流：I=P（3）“中温挡”状态时只有R2接入电路，由P=U2R可得，R2的阻值：R电能表指示灯闪烁40次，则电暖器消耗的电能：W=40所用时间t＝2min=1“中温挡”状态的实际功率：P中实=W由P=U2R答：（1）电阻R1的阻值是88Ω；（2）“高温”挡正常工作时的总电流是8A；（3）实际电压为200V。8．如图甲所示的是智能多功能热菜板，该热菜板有“高温挡”、“中温挡”、“低温挡”三种加热功能，其电路原理如图乙所示。通过开关S1和S2的不同接法组合，实现三挡加热功能，R1、R2均为加热定值电阻，已知“高温挡”的功率为440W，“中温挡”的功率为220W。求：（1）R1的电阻值是多少；（2）热菜板“低温挡”的功率P低温是多少；（3）若热菜板以“高温挡”的工作电路加热110s，实际消耗的电能为4×104J，此时热菜板工作电路的实际电压U实是多少。【答案】（1）R1的电阻值是220Ω；（2）热菜板“低温挡”的功率P低温是110W；（3）此时热菜板工作电路的实际电压U实是200V。【解析】解：串联电路的总电阻大于任一用电器的电阻，并联电路的总电阻小于任一用电器的电阻；由图可知，当S1闭合时，S2接a，此时电路为R1和R2的并联电路，电路总电阻最小，由P=U当S1断开时，S2接b，此时电路为R1和R2的串联电路，电路总电阻最大，由P=U当S1闭合，S2断开时，电路中只有R1，电路总阻值处于最大值与最小值之间，此时电路的总功率处于最小值与最大值之间，即为“中温挡”；（1）已知“中温挡”的功率为P中＝220W，由P=U2R可知R1的阻值为：R（2）已知“高温挡”的功率为P高＝440W，电路的总功率等于所有用电器的功率之和，由此可知电阻R2的功率为：P2＝P高﹣P中＝440W﹣220W＝220W，由P=U2R可知电阻R2的阻值为：R当热菜板处于“低温挡”时，电路的总电阻为：R＝R1+R2＝220Ω+220Ω＝440Ω，则低温挡的功率为：P低温=U（3）热菜板的实际功率为：P=W高温挡电路的总电阻为：R并=R则由P=U2R可知：U实2＝PR并=则此时热菜板工作电路的实际电压为：U实＝200V。答：（1）R1的电阻值是220Ω；（2）热菜板“低温挡”的功率P低温是110W；（3）此时热菜板工作电路的实际电压U实是200V。9．空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝50Ω，R2＝200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温挡；开关S1闭合，开关S2断开时为中温挡。求：【薯条的比热容c＝3.63×103J/（kg•℃）】（1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流；（2）高温挡正常工作时，求R1、R2消耗的总功率；（3）使用空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，若空气炸锅电能转化为热能效率为75%，求一次炸熟200g薯条需要的时间。【答案】（1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流为1.1A；（2）高温挡正常工作时，求R1、R2消耗的总功率为1210W；（3）使用空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，若空气炸锅电能转化为热能效率为75%，一次炸熟200g薯条需要的时间为120s。【解析】解：（1）中温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S断开，电路中只有R2连入电路，则R2的电流：I2=U（2）高温挡正常工作时，开关S1闭合，开关S接b端，R1、R2并联，则P1=U22R总功率：P＝P1+P2＝968W+242W＝1210W；（3）薯条质量m＝200g＝0.2kg，薯条吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝3.63×103J/（kg•℃）×0.2kg×（170℃﹣20℃）＝1.089×105J；根据η=Q吸W可得需要消耗的电能W=若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制，根据P=Wt可得加热时间：t答：（1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流为1.1A；（2）高温挡正常工作时，求R1、R2消耗的总功率为1210W；（3）使用空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，若空气炸锅电能转化为热能效率为75%，一次炸熟200g薯条需要的时间为120s。10．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。如图所示，是其简化等效电路，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。旋至1挡时R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；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。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响。R1＝22Ω，主要参数如下表。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]**牌智能滚筒洗衣机额定电压220V加热功率2400W设定温度范围30℃～90℃电动机功率240W防电墙电阻1×106Ω（1）洗衣机内注入10kg的水，在额定电压下连续加热1050秒，水温由20℃上升到50℃，此过程中的加热效率是多少？（2）R2阻值是多少？（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？【答案】（1）此过程中的加热效率是50%；（2）R2阻值是242Ω；（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A。【解析】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×106J，由P=Wt可得，洗衣机加热消耗的电能：W＝Pt′＝2400W×1050s＝2.52×10洗衣机加热的效率：η=Q吸W（2）闭合开关S，旋钮旋至1挡时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电热丝R1的加热功率：P1=U则电热丝R2的加热功率：P2＝P﹣P1＝2400W﹣2200W＝200W，则电热丝R2的阻值：R2=U（3）闭合开关S，旋钮旋至2挡时，电热丝R2与电动机并联，则电热丝R2和电动机的总功率：P总＝P2+P电动＝200W+240W＝440W，由P＝UI得，保温洗涤的干路电流：I=P答：（1）此过程中的加热效率是50%；（2）R2阻值是242Ω；（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是2A。11．某中学纳米课题小组的同学了解到的某一厂家生产的新产品“纳米电热水器”工作时有高温、中温、低温三挡部分技术参数表和电路原理图如图所示。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】求：型号额定电压（V）水箱容量（L）频率（Hz）额定功率（kW）DJW50N22050500.5/1.0/2.2（1）开关S接哪一挡（“1”、“2”、“3”）时为低温挡；（2）求R1的阻值；（3）求满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量；（4）若中温挡的加热效率为80%，求达到第（3）问效果需要的时间。【答案】（1）开关S接3时为低温挡；（2）R1的阻值为22Ω；（3）满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量为4.2×106J；（4）若中温挡的加热效率为80%，达到第（3）问效果需要的时间为5250s。【解析】解：（1）S接1时，只有R1连入电路中；S接2时，R1、R2串联接入电路中；S接3时，R1、R2、R3三个电阻串联接入电路中；因串联电阻大于其中任一电阻，根据P=U（2）S接1时，只有R1连入电路中，根据P=U由表中数据可知，P大＝2.2kW＝2200W，故R1=U（3）水箱容量为50L，由ρ=mm＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，水箱中水从20℃的升温至40℃吸收的热量：Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×106J；（4）S接2时，R1、R2串联接入电路中，电路的电阻较大，为中温挡，由表中数据知，P中＝1000W，由η=QW=答：（1）开关S接3时为低温挡；（2）R1的阻值为22Ω；（3）满箱初温为20℃的水升温升至40℃需要吸收的热量为4.2×106J；（4）若中温挡的加热效率为80%，达到第（3）问效果需要的时间为5250s。12．如图甲所示，是一款新型热奶器，它有着高温挡消毒，中温挡加热和低温挡保温等功能。小华根据其功能设计了模拟电路如图乙所示，电流表量程为0～3A，电源电压恒为12V。当装置处于高温挡或中温挡时开关S1始终闭合，高温挡和中温挡的功率分别为36W、24W。R1、R2和R3分别为加热电阻，电阻R3规格为“30Ω1A”，当R3只与一个定值电阻串联时，移动滑片还可以手动调节低温挡的加热功率。求：（1）中温挡时通过的电流；（2）定值电阻R2的阻值；（3）手动调节低温挡电功率允许的范围。【答案】（1）中温挡时通过的电流为2A；（2）定值电阻R2的阻值为12Ω；（3）手动调节低温挡电功率允许的范围为4～12W。【解析】解：当S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，电阻最小，根据P=U当S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，电阻较大，根据P=U当S1、S2都断开时，电阻R1和R3串联，电阻最大，根据P=U（1）根据P＝UI知，电器以中温挡工作时，通过加热电阻的电流：I=P（2）当S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，处于高温挡，当S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，处于中温挡；所以R2的功率为：P2＝P高﹣P中＝36W﹣24W＝12W，根据P=U2R知，定值电阻R2的电阻：R（3）当S1闭合、S2断开时，只有电阻R1工作，处于中温挡，根据I=UR知，R1的电阻大小：R1当S1、S2都断开时，电阻R1和R3串联，处于低温挡，电流表测量通过滑动变阻器的电流，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，低温挡的功率最小，此时电路中总电阻：R＝R1+R3＝6Ω+30Ω＝36Ω，低温挡加热功率的最小值为：P低小=U电流表示数最大为3A，R3规格为“30Ω1A”，所以电路的最大电流为1A时，低温挡的功率最大，低温挡加热功率的最大值为：P低大＝UI大＝12V×1A＝12W，所以，低温挡加热功率的范围为4～12W。答：（1）中温挡时通过的电流为2A；（2）定值电阻R2的阻值为12Ω；（3）手动调节低温挡电功率允许的范围为4～12W。13．某一天晚上睡觉前，小兰同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小兰将大米等食材放入电饭煲内，晚上11点接通了电饭煲电路并断开家里所有用电器，经过了待机、加热、保温三个过程，7点起床断开了电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，已知这一晚电饭煲接入电路中仅在待机状态下小兰家的电能表（如图乙所示）就闪烁了480imp，电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图丙所示，R1与R2电阻之和是275Ω。求：（1）待机状态下电饭煲消耗了多少电能？（2）R2的阻值；（3）若整个过程电饭煲消耗电能共1.4kW•h，求保温时间。【答案】（1）待机状态下电饭煲消耗了0.3kW•h的电能；（2）R2的阻值为220Ω；（3）保温时间为1.25h。【解析】解：（1）待机状态下电饭煲消耗的电能W待机=480imp（2）由图乙可知，当开关S、S1闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，根据P=UP加热=U当开关S闭合、S1断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，根据P=U2R可知总功率较小，其功率为P根据图甲可知，P加热：P保温＝5：1..........③联立①②③可得R2＝220Ω；（3）P保温=UP加热＝5P保温＝0.22kW×5＝1.1kW；从图甲可知待机功率为50W＝0.05kW，则待机时间t1=W晚上11点接通了电饭煲电路并断开家里所有用电器，经过了待机、加热、保温三个过程，7点起床断开了电源，整个过程共用时8h，设保温时间为t，则加热时间为8h﹣6h﹣t＝2h﹣t，电饭煲消耗电能共1.4kW•h，则：W待机+W加热+W保温＝1.4kW•h，根据W＝Pt可得：W待机+P加热t加热+P保温t保温＝1.4kW•h，即：0.3kW•h+1.1kW×（2h﹣t）+0.22kW×t＝1.4kW•h，解出t＝1.25h。答：（1）待机状态下电饭煲消耗了0.3kW•h的电能；（2）R2的阻值为220Ω；（3）保温时间为1.25h。14．电压力锅集高压锅和电饭锅于一体，既安全又节能。如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路，R0是阻值为484Ω的保温电阻，R1是规格为“220V880W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。S自动接到a时，电压力锅正常工作时的最大电流为5A，用电压力锅分为“加热升压→保压→保温”三阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“（P﹣t）”关系图像可了解其工作过程：接通电源S接a，当锅内工作压强达80kPa时，S1自动断开；当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，S自动接到b，进入保温状态。请回答如下问题：（1）保温状态时的功率为多少？（2）R2是的阻值为多少？（3）电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共消耗的电能为多少？【答案】（1）保温状态时的功率为100W；（2）R2是的阻值为220Ω；（3）电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共消耗的电能为8.712×105J。【解析】解：（1）当开关S接到b时，为保温状态，电路为R0的基本电路；保温时的功率：P保温=U（2）开关接到a，S1闭合时，为升压状态，此时R1、R2并联；电压力锅正常工作时，由P＝UI可得，通过R1的电流：I1=P因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以升压时，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝5A﹣4A＝1A，由I=UR可得，R2的阻值：R2（3）保压时，R2的功率：P2＝UI2＝220V×1A＝220W，根据图乙可知，t升压＝6min＝360s，t保压＝12min＝720s则电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共消耗的电能：W＝W升压+W保压＝（P1+P2）t升压+12（P1+P2）t保压+12＝（880W+220W）×360s+（880W+220W）×360s+220W×360s＝8.712×105J。答：（1）保温状态时的功率为100W；（2）R2是的阻值为220Ω；（3）电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共消耗的电能为8.712×105J。15．如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，若壶中药液的总质量为1.5kg，且在正常工作电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图3所示。（1）观察图像3可知：高火加热的过程中，电煎药壶在前半段比后半段时间的升温慢，请你分析原因。保温时，Sa接1，Sb断开，则电阻R1、R2是（“串联”“并联”）接入电路工作；（2）高火加热过程中，药液所吸收的热量是多少？[c药液＝4.2×103J/（kg•℃）]（3）如果高火加热过程中药液所吸收的热量由天然气燃烧提供，其中天然气完全燃烧放出能量的70%被药液吸收，则消耗了多少天然气？（天然气的热值4×107J/m3）（4）已知高火加热时，Sa接2，通过Sa的电流为2.3A，电阻R2的阻值是440Ω，则R1的电阻值是多少（仅此问保留整数）？【答案】（1）串联；（2）高火加热过程中，药液所吸收的热量是5.04×105J；（3）消耗了0.018m3的天然气；（4）R1的电阻值是122Ω。【解析】解：（1）高火加热的过程中，前半段和后半段药液吸收的热量相同，药液的质量不变，由Q吸＝cm△t可知，加热过程中前半段药液的比热容大于后半段药液的比热容，所以电煎药壶在前半段比后半段时间的升温慢；由电路图可知，当Sa接1，Sb断开时，R1、R2串联连接；（2）根据图3可知，药液升高的温度：△t＝98℃﹣18℃＝80℃，药液所吸收的热量：Q吸＝c药液m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×80℃＝5.04×105J；（3）由η=Q吸Q放可得，Q放由Q放＝Vq可得，天然气的体积：V=Q放q（4）由P=U2R可得，电压一定时，电阻越小，功率越大，因此当Sa通过电阻R2的电流：I2=U因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流：I1＝I﹣I2＝2.3A﹣0.5A＝1.8A；由I=UR可得，R1的电阻值：R1答：（1）高火加热的过程中，前半段和后半段药液吸收的热量相同，药液的质量不变，由Q吸＝cm△t可知，加热过程中前半段药液的比热容大于后半段药液的比热容，所以电煎药壶在前半段比后半段时间的升温慢；串联；（2）高火加热过程中，药液所吸收的热量是5.04×105J；（3）消耗了0.018m3的天然气；（4）R1的电阻值是122Ω。16．如图为某型号电热水器电路原理图，虚线框内的R、R2为两个加热电阻，在电路中可以实现加热和保温功能。热水器加热电阻R的额定电压为220V。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使热水器处于保温状态，此时绿色指示灯亮（绿灯电阻不计）；加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1，红灯标有“15V5W”的字样，热水器工作时两灯均正常发光。求：（1）红灯正常发光时的电阻R红；（2）电阻R1的阻值；（3）当热水器处于加热状态时，将20L水温度升高50℃用时14min，设此过程中加热电阻产生的热量全部被水吸收。求加热电阻R的额定加热功率和加热电阻R2的阻值。[已知：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]【答案】（1）红灯正常发光时的电阻R红为45Ω；（2）电阻R1的阻值为615Ω；（3）加热电阻R的额定加热功率为5000W，加热电阻R2的阻值为19.36Ω。【解析】解：（1）根据P=U2R知，红灯正常发光时的电阻为：R（2）加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时外围电路中电阻R1和红灯串联，红色指示灯亮，且正常发光；根据P＝UI知，通过红灯的电流：I=P根据串联电路电压的规律可得，电阻R1两端的电压：U1＝U﹣UL红＝220V﹣15V＝205V；因为串联电路电流处处相等知：I1＝I=1电阻R1的阻值：R1=U（3）根据ρ=mV知，4L水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×20×10﹣3m水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×50℃＝4.2×106J；因为加热电阻产生的热量全部被水吸收，所以加热时消耗的电能W＝Q吸＝4.2×106J；加热功率（即加热电阻R的额定功率）：P加热=W根据P=U2R因为加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1，所以保温时R的电功率为PR保温=5000W温控开关S跳接到c时，用电器处于保温状态，此时R与R2串联（绿灯电阻不计），根据P＝I2R得，保温时电路的电流为：I保温=P保温时R与R2的总电阻为：R总=U则加热电阻R2的阻值为：R2＝R总﹣R＝29.04Ω﹣9.68Ω＝19.36Ω。答：（1）红灯正常发光时的电阻R红为45Ω；（2）电阻R1的阻值为615Ω；（3）加热电阻R的额定加热功率为5000W，加热电阻R2的阻值为19.36Ω。17．电压力锅集高压锅和电饭锅于一体，既安全又节能，“美的”牌某型号电压力锅铭牌如表所示。其工作原理如图甲所示，A为密闭锅体，R1、R2分别是主加热器和保温加热器，L是用来指示电压力锅保温状态的发光二极管（电阻忽略不计），S1为电源开关，闭合开关S1后，电路通过R1对电压力锅加热，当锅内水温达到105℃时，锅体向下移动，压力开关S2与触点a断开，与b点接通，电路通过R2对电压力锅保温。求：美的电压力锅额定电压220V额定功率加热1210W保温100W（1）电压力锅正常加热时，R1的电阻；（2）该电压力锅消耗的电能有84%被用来给水加热。对2kg、20℃的水正常加热到92.6℃，电压力锅加热的时间；（3）若只让电压力锅加热工作时，测得图乙中电能表的转盘在6min内转过了60转，此时家庭电路的实际电压。【答案】（1）电压力锅正常加热时，R1的电阻为40Ω；（2）电压力锅加热的时间为600s；（3）此时家庭电路的实际电压为200V。【解析】解：（1）电压力锅正常加热时，只有R1连入电路中，由表中数据知，电压力锅正常加热功率P1＝1210W，由P=U2R可得，R1的电阻：R（2）2kg、20℃的水正常加热到92.6℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（92.6℃﹣20℃）＝6.0984×105J；由加热消耗的电能84%被水吸收，由η=QW×t′=Q（3）电能表的转盘在6min内转过了60转，测消耗的电能为：W=60则电压力锅的实际功率为：P=W′根据P=U则有：U实2U额2=即此时家庭电路的实际电压：U实=10答：（1）电压力锅正常加热时，R1的电阻为40Ω；（2）电压力锅加热的时间为600s；（3）此时家庭电路的实际电压为200V。18．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6V的电源U1、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I＜10mA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≥10mA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＝20mA，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R2＝88Ω、R3＝121Ω、U2＝220V。求：（1）为使控制电路正常工作，保护电阻R0至少为多少Ω？（2）若R0为200Ω，求衔铁被吸下时储水箱中水温是多少？（3）电热水器保温功率为多大？（4）已知该热水器的加热效率为80%，在加热状态下70分钟能将40千克的水升温33℃，求电阻R1为多大？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]【答案】（1）为使控制电路正常工作，保护电阻R0至少为100Ω；（2）若R0为200Ω，衔铁被吸下时储水箱中水温是60℃；（3）电热水器保温功率为231.6W；（4）电阻R1为44Ω。【解析】解：（1）由题意可知，热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝20mA＝0.02A，则控制电路的最大电流为0.02A，此时电路的总电阻最小，由I=UR可得，电路的最小总电阻：R总由图乙可知，热敏电阻的最小阻值R小＝200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，保护电阻R0的最小阻值：R0＝R总﹣R小＝300Ω﹣200Ω＝100Ω；（2）由题意可知，电磁铁的衔铁被吸下时，电路中的电流I＝10mA＝0.01A，此时R0＝200Ω，控制电路的总电阻：R总′=U此时热敏电阻的阻值：R＝R总′﹣R0＝600Ω﹣200Ω＝400Ω，由图乙可知，此时储水箱中水温是60℃；（3）由电路图可知，继电器上方触点和触点c接通时，R2与R3串联，电路的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态，则电热水器保温功率：P保温=U（4）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×33℃＝5.544×106J，由η=Q吸W×100%可得，消耗的电能：W由P=Wt可得，该热水器的加热功率：P加热由题意可知，继电器下方触点和触点a、b接通时，R1与R2并