2026年中考物理二轮复习：计算题18 力学、电磁学、热学综合计算 压轴培优专练（解析版）

计算题18力学、电磁学、热学综合计算压轴培优专项训练

-----------/A组•保分基础练/------------

1.(2025・广东•中考真题)如图所示是我国自主设计建迨的“极地”号破冰调查船。某次任务

中，该船的总质量为4.12xl0''kg。已知g=10N/kg,2海水=1.03xlO’kg/n?,

夕燃油=4.3x107J/kg。求该船：

(1)受到的总重力：

(2)静止时排开海水的体积；

(3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。

【答案】⑴4.12xlO?N

(2)4xl03m3

(3)4.3x10，

【详解】(1)该船受到的总重力G=m船g=4.12xl06kgxi0N/kg=4.12xl()7N

(2)船只漂浮，静止时，受到的浮力为/=G=4.12X107N

=4xl3m

则排开海水的体积%=―1—=n?［黑2坐”°'

p料水g1.03x10kg/mx1ON/kg

(3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。放=%⑼=100kgx4.3xl07J/kg=4.3xl09j

2.(2025•四川宜宾•中考真题)中医药是中国传承儿千年的文化瑰宝。如图甲是一款小型的

电热煎药壶，额定电压为220V,有高温、低温两个挡位，其内部简化电路如图乙所示，当

双触点选择开关接触力、8时为断开状态。飞、&是两个阻值不变的电热丝，A=484Q,

&2=121。，U=220V。

选择开关

图甲图乙

(1)判断并简要说明使用低温挡工作时开关应接触夙C还是C、。?

(2)计算使用低温挡工作时的功率是多少？

(3)计算使用高温挡工作Imin,电流做功是多少？

(4)采用低温挡加热已煎好的某种中药液。已知该中药液比热容为4.0xl()3j/(kg・℃),质量为

200g,加热8min,温度从5。(3升高到45(。请计算此过程的加热效率(加热过程中药液蒸

发的影响可忽略不计)。

【答案】(1)使用低温挡工作时开关应接触8、C

(2)100W

(3)3X104J

(4)66.6%

【详解】(1)由图乙可知，当双触点选择开关接触仄C时，灯接入电路，当双触点选择开

关接触C、。时，R、&并联接入电路，根据并联电路电阻规律可知，处、&并联接入电路

时，电路中的总电阻小于任意一个并联的电阻，所以此、匕并联接入电路时，电路中的总

电阻最小，由尸=攵可知，电路的总功率最大，此时电热煎药壶处于高温挡，则当双触点

R

选择开关接触仄C时，电热煎药壶处于低温挡。

(2)当双触点选择开关接触8、C时•，电热煎药壶处于低温挡，处接入电路，由尸

R

可知.低温挡工作时的功率4=4=啜詈-=100川

(3)使用高温挡时，力、£并联接入电路，工作Imin,根据并联电路特点可知电流做功

U2U2}220V）2（220V）2

%=（片+2），=一+一/x1x60s=3x|04J

【4484Q+121c

(4)该中药液比热容为4.0xl03j/(kg.oc),质量为200g,温度从5P升高到4容C,中药液

吸收的热量。一。末一%.)-4.0乂1(Pj«kg.9)x200x10-3检乂(45℃-5℃)-3.2乂104

低温挡加热8min,消耗的电能/=々山=100WX8X60S=4.8X1()4J

此过程的加热效率〃得xlOO%=常需xl00%=66.6%

3.(2025•黑龙江齐齐哈尔•中考真题)如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我

国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直

距离为12m。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面二平稳的匀速直线航行了30km,发

动机做的有用功为6x10"」。已知：海水的密度月每水nl.OxlO,kg/m=该舰艇所用燃料的热

值q=4xlO?J/kg。求:

(1)该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa?

(2)该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N?

(3)若该舰艇发动机的效率为30%,则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少kg?

【答案】(l)1.2xlO'Pa

(2)2X107N

(3)5xlO4kg

【详解】(1)海水对舰艇底最低点的压强

p=p浙,,<gh=l.Ox]O'kg/xION/kgx12m=1.2x105Pa

(2)该段航行过程中，发动机提供的前进的动力/="=gl£?_=2xlO7N

s30x101

(3)该段航行燃料完全燃烧放出的热量。放=—=^^=2xlO,2J

730%

则消耗燃料的质量〃[="=二2：??=5xI04kg

q4x10J/kg

4.(2025・陕西•中考真题)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱，其电路如图-1

所示。

图-2

(1)电热丝，的阻值为220C,则电路中的电流是多少？

(2)已知保温箱内空气的质量为11kg,图-1所示电路工作300s产生的热量，可使保温箱内

空气的温度升高多少？[不计热损失，空气的比热容为l.()xlO3J/(kg℃)]

(3)现增加一个阻值为44c的电热丝金，根据实际需求，利用电热丝火/与火2,为保温箱设

计两个挡位，高温挡的电功率为1100W,低温挡的电功率为220W。请根据需求，在图-2的

虚线框内将电路连接完整,

【答案】(1)1A

(2)6℃

U220V

【详解】(1)电路中的电流是/=k=诉有=从

(2)图-1所示电路工作300s产生的热量为。=%=U〃=220VX1AX300s=66000J

不计热损失，则空气吸收的热量与电路产生的热量相等，保温箱内空气升高的温度为

人Q66000J

A/=—=------------------=6℃

cm1x103J/(kg•℃)x11kg

II2_(220V)2

(3)高温挡的电功率为I100W,高温挡电路电阻为火岛==4密2

iioow

低温挡的电功率为220W,低温挡电路电阻力及低=—U=(\220V'F=2200

々改ZZUW,

所以两个电阻并联接入电路，高温挡支路接电热丝处，低温挡支路接电热丝勺，连接如下

图所示：

5.（2025・陕西•中考真题）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，

若火电站的煤电转化效率，7=察（叱也为火电站发出的电能，。总为消耗的煤炭完全燃烧时

所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”

技术的“碳一氢一风一电''能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图

所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经

加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提

高火电站的煤电转化效率，

“碳-氢-风-电”能源耦合模型

（I）某风电站总装机功率为lO^kW,平均每天工作时长以IOh计。若风电站以总装机功率工

作时，I天所发出的电能中，有8.2xlO$kWh的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水

制氢（每产生Inf氢气消耗3.6kW-h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？

（氢气的热值为1.28xl07J/m3）

（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发

出lkW・h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？

（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%,则同样发出

lkW-h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为

2.9x107J/kg)

【答案】(1)6.4x10”

(2)40%

(3)0.03kg

【详解】(1)富余的电能为

555

W=W好-WIx=PIt-Wx=10kWxl0h_82xl0kWh=l8xlOkW.h

产生的氢气为P==50000m,

3.6kWh/m3

氢气完全燃烧释放的热量为。=夕P=1.28x107J/m3x50000m3=6.4xlO"J

(2)煤电转化效率是〃吟=弋6：*=40%

.0.3Ikgx2.9x10J/kg

(3)采用富氧燃烧技术后,煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%,则技术革新之前

MZ176X1061

的效率为36%,同样发出IkWh的电能需要消耗的热量为Q=」=—x——=ixlO7J

736%

需要煤的质量为班=—-=Q-34kg

q、2.9x10J/kg

可以节约煤的质量为吗=0.34kg-0.31kg=0.03kg

6.(2025•江苏扬州•中考真题)某电水壶内部电路简化后如图。当开关耳、，都闭合，电水

壶处于加热状态。水烧开后温控开关S2自动断开，电水壶处于保温状态。已知电阻4为

3

22Q,保温时通过用的电流为0.2A,^=4.2xl0J/(kg-r)o求：

-----------o220VQ-----

(4

—r)-----11—'

(1)将质量为1kg、初温为20。(3的水加热至70。(2,水吸收的热量。；

(2)电水壶处尸加热状态时的电功率P：

(3)电水壶处于保温状态时，Imin消耗的电能W.

【答案】⑴2.1x103

(2)2200W

(3)2640J

【详解】(1)水吸收的热量0=。水成WngxlOSjdkg.qxlkgxOOC-ZOCYZ.lxlO51

(2)当开关S「S2都闭合，电路中只有电阻4，电水壶处「加热状态，则电水壶处「加热

ri2(220V)2

状态时的电功率PMG-MFTT-MZZOOW

22L1

(3)水烧开后温控开关S?自动断开，电路为两个电阻串联，保温时通过用的电流为0.2A,

则电路中电流为0.2A,此时电水壶处于保温状态，Imin消耗的电能

W=UIt=220Vx0,2Ax60s=2640J

-------------------------------------/B组•抢分能力练；-----------------------------------

//

7.(2025•山东聊城•模拟预测)某学校为保障学生的饮水卫生，配备了智能饮水机，如图甲

所示。如图乙所示是饮水机内部的简化电路图，技术参数如表所示，通过开关$、S?实现

高、低挡的控制，仆和凡均为电热丝且电阻恒定［。木=4.2xl03j/(kg〃C),标准大气压］。

求：

?MJ

图甲图乙

额定电压220V

高温挡3000W

正常_L作电

功率

低温挡440W

容量5L

(1)当开关明、S2同时闭合时，饮水机处于挡位。判断理由是

(2)电热丝&的阻值;

(3)饮水机在高温挡正常工作15min消耗的电能；

(4)将饮水机中装满水，若饮水机将20。(2的水加热15min正好烧开，求加热时饮水机的热效

率是多少？

【答案】(1)高温见解析

⑵93.9C

(3)2.7x1(尸J

(4)62.2%

【详解】(1)由电路图可知，当开关$、S?同时闭合时，电热丝&被开关S?短路，只

有电热丝K接入电路。当开关&闭合、S2断开时，电热丝人和4串联接入电路。根据尸二匕

/?

可知，在电源电压■•定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因为串联电路的总电阻大于任

何一个分电阻，所以当开关勒、S?同时闭合时，电路的总电阻最小，电功率最大。故饮水

机处于高温挡。

(2)饮水机处于高温挡时，只有电热丝A接入电路，由尸=生可得其阻值为

U2_(220V)2

与~P~~3000W

饮水机处于低温挡时，电热丝凡和&中联，由尸=匕可得电路总电阻为

_U2_(220V)2

=I1OQ

~~P~~440W

根据串联电路电阻特点，&的阻值为4=R总-凡=110Q-16.1。=93.9Q

(3)饮水机在高温挡正常工作时,工作15min消耗的电能为

6

Wi：,=P,t=3000WX15X60S=2.7X10J

(4)加热时饮水机在高温找匚作15min消耗的电能为唳=2.7xl()6j

饮水机装满水的质量为以=2水鼠=1.0xI(J?kg/n?x5x10-3n?=5kg

在标准大气压下，水的沸点是100℃,将这些水烧开需要吸收的热量为

。吸=6”?水(廉—刖)=4.2>1j/(kg.。(2)x5kgx(100℃-20℃)=1.68x106J

饮水机的热效率为〃啜外。。％=翳需-。。％，62.2%

8.(2025•河南•模拟预测)如图甲所示为科技小组的同学设计的一款带保温功能的电热水壶

的内部结构简化电路图，该电热水壶的部分参数如下表所示。单独开启盛满水的电热水壶,

2min将76。(2的水烧开(在标准大气压下)，如图乙所示所在电路的电能表的表盘转过20r,

3

夕水nl.OxlO'kg/m:C/f,=4.2xlOJ/(kg℃),求：

额定电压220V

高温挡功率〜W

保温挡功率200W

水容量1L

kWh

1123@

220V10(20)A50Hz

600r/kWh

0

甲乙

(I)高温挡电功率.；

(2)电阻丝用电阻；

(3)电热水壶的加热效率：

(4)怎样改进电路可以提高加热效率？写出一种方法。

【答案】(I)IOOOW

⑵60.5Q

(3)84%

(4)减小4的阻值

【详解】（1）根据电能表“600r/kW-h”的参数可知，电能表转盘每转600圈，消耗的电能为

lkW-h。电能表转盘转过2。,，此过程中消耗的电能*丽*西$物力

—kWh

W

该电热水壶高温挡的电功率以=-=——=lHK=1000W

—h

60

（2）由电路图可知，低温挡时只有电阻巳工作，高温挡时两电阻并联，高温挡时电阻匕

的功率为片=匕-%=I090W-200W=800W

U/=(22()V『

所以火।==60.5Q

片800W

（3）电热水壶盛满水时，水的体积P=lL=l"〃，=lxl（T3m3

3?_3J

水的质量为w=p1.r=1.0xl0^/mxlxl0m=1kg

在标准大气压下，水的沸点为100℃o水吸收的热量

Q=cm2=4.2x1j/（检.0xUgx（100℃-76℃）=1.008xl05J

加热过程中消耗的电能力=9%h$x3.6xl06j=1.2x10”

电热水壶的加热效率〃=华xI（）0%=x100%=84%

（4）可以减小电路中的电阻，例如更换阻值更小的电住丝K，在电源电压不变时，根据

P=与，电阻减小，功率增大，相同时间内产生的热量更多，能更快加热水，减少热量损

失的时间，从而提高加热效率。

9.（2025•福建福州•一模）如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、

清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水

下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg,无水舱设计，浸没在水中时的排水

体积为0.2m3,线缆对机器人的作用力可忽略不计，p^=1.03xl03kg/m\求：

(1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N?

(2)清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方

向的推力，以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对

它轻直向上的阻力恒为60N,则推力为多大？

⑶若(2)的过程中，电动机消耗的总电能为0.0()6kWh,则电动机驱动螺旋桨的效率为多

少？(结果保留一位小数)

【答案】⑴2.06x10小

(2)320N

(3)74.1%

【详解】(1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为

3333

F.(二0、g匕।=1.03x10kg/mx1ON/kgx0.2m=2.06xi0N

(2)机器人的重力为G=mg=180kgx1ON/kg=1.8xlO3N

机器人匀速下潜时受到竖直向下的推力，竖直向下的重力，竖直向上的阻力，竖直向上的浮

力,且受力平衡,螺旋桨的推力为%=/+库-G=60N+2.06XI()3N-L8X103N=320N

(3)电动机驱动螺旋桨产生推力，推力所做的有用功为

%仃用=量s=320Nx50m=1.6xl04J

消耗的电能为=0006kWh=2.16xlO4J

电动机驱动螺旋桨的效率为〃=嬖=岩黑;工74.1%

%2.16x10J

10.(2025•江西新余一模)如图所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化

图，其中4的阻值为48.4Q,4和&均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正

常工作时，保温档功率为HOW。[^=4.2xlO3J/(kg℃)]

(1)求饮水机在保温档正常JJ乍时的电流;

（2）当只有饮水机工作时，将3kg水从10。（3加热到100。。公园安装的数字式电能显示消耗

了0.35kW-h电能，求饮水机的加热效率；

（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装太阳能电池为饮水机供电。已知晴天1m?太阳能

电池每天能发电0.4kW-h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天。饮

水机每天正常工作加热时间计为3h,保温时间计为8h,求至少要安装多大面积的太阳能电

池。

【答案】（D0.5A

（2）90%

（3）29.1m2

【详解】（1）由题意知，饮水机保温档的功率为U0W,根据电功率公式尸/可得，保温

档正常工作时的电流/保小益==0.5A

U220V

（2）水吸收的热量为。吸=c水〃（T。）=4.2x1（）3J/（kgr）x3kgx（100℃-10℃）=1.134xl06J

饮水机消耗的电能为％=0-35kWh=1.26xlO6J

饮水机的加热效率为〃=*xl0（）%=黑喘xl（）（）%=90%

rrJA1XIUJ

（3）由电路图可知，当开关S闭合时，电阻&被短路，电路中只有以工作，此时电路总

电阻最小，根据尸=巨可知，电功率最大，饮水机处于加热档。饮水机的加热功率为

紧篝3°°°W=lkW

饮水机一天消耗的电能为%=加热+//保海=IkwX3h+110x10-3kwX8h=3.88kW•h

饮水机3天消耗的电能为％眯=3）％=3x3・88kW・h=11.64kW・h

根据题意，晴天In?太阳能电池每天能发电0.4kW-h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电

量应等于饮水机3天消耗的电能，则需要安装太阳能电池的面积为

11.64kWh

S==29.1nr

0.4k\Vh/m2

11.（2025•辽宁鞍山•一模）为实现自动控制，小明观察发现，某恒温调奶器利用电磁继电

器（线圈电阻不计）具有延时加热、保温、消毒等功能，其电路图如图甲所示。控制电路中,

电压q=3V,定值电阻4=50Q,热敏电阻/?的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作

电路中，电压U=220V,R=836Q,4=44。。已知恒温调奶器容量为2L,水温达到8(TC

3

时衔铁会跳起。[8=L0xl()3kg/m3,^=4.2xlOJ/(kg℃)]o求:

(1)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流是多少？

(2)T.作电路在保温状态下的电功率是多少？

(3)当调奶器加满温度为25。(：的水，此过程中水吸收的热量是多少？

(4)上述加热过程中加热元件工作500s后衔铁跳起，恒温调奶器的加热效率是多少？

【答案】⑴0.02A

(2)55W

(3)4.62XI05J

(4)84%

【详解】(1)当水温达到80%：时衔铁会跳起，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值为100Q，，

控制电路中，定值电阻与热敏电阻串联，线圈电阻不计，通过电磁铁线圈的电流为

3V

1=q=0.02A

R+4100。+50。

(2)当温度较低时，控制电路中电流较大，电磁铁磁性强，吸合衔铁，动触点与下方静触

点接通，工作电路中只有a工作，此时为加热状态。当温度达到80。(3时，衔铁跳起，动触

rj2

点与上方静触点接通，工作电路中以和段串联，电路总电阻较大，根据夕=幺可知电功

R

率较小，此时为保温状态，工作电路在保温状态下的电功率是

(22QV)2=55W

%=

/?,+/?,836C+44c

(3)水的质量为m=0水。=1x103幅/m3x2xl0-?m3=2kg

水吸收的热撬为Q吸=c水/必/=4.2x1O'J/(依。C)x24gx(80℃-25℃)=4.62x10sJ

(4)加热过程中，工作电路处于加热状态，只有电阻火2工作。加热功率为

_(220V)2

=1100W

至一44Q

消耗的电能为爪=P"=1100Wx500s=5.5X105J

恒温调奶器的加热效率〃=告=芸:舄=84%

12.(2025・广东深圳•三模)如图甲所示，这是一款电加热煮茶壶，其额定电压为220V。图

乙为其简化工作原理图，4、用均为限值不变的加热丝，通过改变旋钮开关的位置，可实

现“加热”“保温”两挡的调节。已知保温挡的额定功率为242W,&=4()Q0求:

(1)煮茶壶在保温挡正常工作时电路中的电流;

(2)电阻丝A的阻值；

⑶在某次用电高峰期使用加热挡将0.5kg的茶水从40。(2刚好加热到100℃,用时150s,该

煮茶壶加热时的效率为8C%。求

①茶水吸收的热量；②煮茶壶此次工作的实际电功率。

[茶水的比热容。茶水=4.0xl03J/(kg℃)]

【答案】⑴

1.1A

(2)

160c

(3)

①1.2xl()5j

②1000W

【详解】(1)已知煮茶壶保温挡的额定功率4=242W,额定电压U衙=22()V。根据电功率

f>242W

公式P=UI,煮茶壶在保温挡正常工作时的电流/=产=下命=1・从

(2)由电路图可知，当开关S接“2”时，电阻片和4串联，电路总电阻最大。根据电功率

公式P=UI=《

R

可知，在电源电压不变的情况下，电路的总功率最小，此时煮茶壶处于保温挡。保温挡电路

的总电阻为以=兽=霍=200c

根据串联电路电阻的特点，4的阻值为凡=8-&=200Q-40Q=160Q

(3)①由题意，茶水吸收的热量为

35

Qfi=cwAr=cw(r-/o)=4OxlOJ/(kg℃)xO.5kgx(lOO℃-4O℃)=1.2xlOJ

②由电路图可知，当开关S接“3”时，电阻K被短路，只有用接入电路，甩路电阻最小，功

率最大，处于加热挡。根据效率公式〃=隼，煮茶壶消耗的电能为

5

[F=QL=1,2xl0J=15xl05J

n80%

w\5xIO51

煮茶壶此次工作的实际电功率为％=HF^-=100CW

13.(2025•河南濮阳•二模)如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电

路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V,£、号为电加

热丝，加热功率为1210W,保温功率为100W。控制电路中的凡为热敏电阻，其阻值随水

温变化的关系如图乙所示，匕为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力厂与控制电路中电流/的

关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下

才能被吸下.求：

乙

(1)/?3的阻值是多少？

(2)将滑动变阻器Q的阻值调整到40d可将电水壶的保温温度设定为40。0则控制电路中

的电源电压U多大？

(3)已知电热水壶的加热效率为80%,用加热档将2kg的水由25(加热至65。0用时7min,

则工作电路的实际加热功率多大？[c=4.2xl()3j/(kg.oC)]

【答案】(1)4440

(2)9V

(3)1000W

【详解】(1)由尸=攵可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，为保温挡；电阻越

R

小，电功率越大，为加热挡。当开关S与下方触点连接：%、%串联接入工作电路，电阻

大，为电热水壶的保温挡；当开关S与上方触点连接，只有电热丝&接入工作电路，电阻

小，为电热水壶的加热挡，由题意可知，加热挡功率为1210W,所以电阻&的阻值为

U1(220V)2

=40Q

R2=-1210W

热

保温挡功率为100W,电路中的总电阻为R总=6—=磊而厂=484。

/温100W

故Ri的阻值为R广R£-/?2=484Q-40Q=444c

(2)由图甲可知，控制电路中，热敏电阻凡与滑动变阻器匕串联。由图乙可知，当温度

为40。(3时，热敏电阻凡的阻值为4=50Q,根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的

总电阻为R.六必+4=40C+50c=90Q

当F=3N时，衔铁恰好被吸下进入保温状态，由丙图可知，此时的电流为

,250x10-3A

x3N=0.1A

控制电路电压为t/=//?/=0.1Ax90Q=9V

35

(3)水吸收的热量为Q«=cw(/-rfl)=4.2x10J/(kg℃)x2kgx(65℃-25℃)=3.36x10J

电热水壶消耗的电能为"=幺=卫察岂=4.2xl()sj

;780%

加热时间为t初=7min=420s

工作电路的实际加热功率为七=等=隼黑=1。00次

/加热420s

14.(24-25九年级下•江苏无锡・月考)如图甲是莉莉同学设计的一款“智能电水壶”，图乙是

“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，U/=4V,保护电阻8=100Q,凡为热

敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计：工作电路中。S=220V,

Ri、&为加热电阻：当通过电磁铁的电流/S0.008A时，工作电路开始保温，加热功率为

440W,保温功率为100W。求：

甲

(1)加热电阻火/的阻值有多大？

(2)某次将1.2L的水从2(H：烧开，水吸收了多少热量？

(3)升始保温时，电水壶内水的温度是多少？

(4)要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50。。请通过计算写出改进方案。(调整一个电学

元件，计算出具体数值，写出一种方案即可)

【答案】(i)iioc

(2)4.032x1()5j

(3)65℃

(4)品改为200C/电源电压改为3.2V

【详解】(1)当控制电路中电磁铁的衔铁被往下吸时，工作电路为仅有加热电阻修的简单

电路；当电磁铁失去磁性，衔铁没有被吸引时，工作电路中修、心串联，电路中的总电阻

根据尸=攵可知，电阻较小时，电功率较大，为加热状态。已知％=220V,加热功率为

R

U2(220Vr

440W,则加热电阻必的咀值"=十=--二1100

/414UW

(2)水的体积P=L2L=L2xl(T3m3

水的质量加=pV=1x103kg/m3x1.2x10-3m3=1.2kg

将1.2L的水从20年烧开，水吸收的热量

0吸=c〃皿=4.2x10?J/(kg℃)xl.2kgx(100℃-20℃)=4.032x105J

(3)当通过电磁铁的电流/40.008A时，工作电路开始保温，%、%串联，因此开始保温

时，电路中的电流/=0.008A,串联电路的总电阻仆箫~=500C

10.008A

则热敏电阻凡=R总一凡=500C-100C=400Q

根据图丙可知，当凡=400C时，电水壶内水的温度，=65℃。

(4)要使电水壶刚开始俣温时的温度设定为50(,由图乙可知，此时热敏电阻的阻值

U4V

4=300。。工作电路开始保温时，市联电路的总电阻凡\1=500C

1u.UUoA

根据电阻串联的特点可知，此时定值电阻的阻值应为%=R总-凡=500C-300Q=200C

因此可将保护电阻更换为200Q的定值电阻。

或不改变&的阻值，电路中的总电阻为/=&卜6=100CI300c=400c

将电源电压调整为U=%=0.008Ax400Q=3.2V

15.(2025・辽宁抚顺•模拟预测)如图甲所示是办公时候用的电热桌垫，小丽想知道它的工

作原理，杳看说明书后发现：该电热桌垫的材质为亲肤硅胶，质量为165g,工作电路如图

乙所示，12V电源供电，发热部分由凡、凡两根电热丝组成，"心的阻值分别为6C、

4Q,设计高、低温两挡，旋钮开关S可置于力和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。(不考虑

温度的变化对电阻的影响)。求：

甲乙

(1)低温挡加热时的电路电流大小；

(2)高温挡加热时，整个电路在1min内产生的热量；

(3)高温挡加热时，若不计热量损失，求桌垫的温度升高20。(3所用的时间。［硅胶的比热容

为2xlO3J/（Ag℃）］

【答案】（1）2A

（2）3.6xlO3J

（3）110s

【详解】（1）旋钮开关S置于“1和2”时两电阻均没有接入，为关闭状态；旋钮开关S置于

“2和3”时只有以接入电路；旋钮开关S置于“3和4”时两电阻并联，故旋钮开关S置于“2

利3”时电阻较大，由9可知此时功率较小，为低温挡，由欧姆定律/=与可得电路

RA

电流为4=，=票=2人

（2）旋钮开关S置于“3和4”时两电阻并联，为高温挡，由欧姆电路/=§可得，通过电阻

,u12V—

心的电流为12=V=7FT=3A

由并联电路电流规律可得总电流/=4+4=2A+3A=5A

由%=U〃可得，整个电路在Imin内产生的热晶。=W=U〃=12Vx5Axix60s=3.6xl（）3j

（3）高温挡时，若不计热量损失，升温所需热量

Q及=cmM=2X103J/（ZgC）X165X|kgx20℃=6.6xIOil

不计热品损失有幽=0吸=6.6x10,J

由此=可得所用时间，=△=6.汨0"=110s

UI12Vx5A

16.（2025•山东烟台•一模）小明为老师设计了一个