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【精準把脈·聚焦中考】2025年中考科學專項沖刺限時精練
精練24 電功電熱的計算
01 電功、電功率公式
1、計算公式：P=UI=W/t（適用于所有電路），由此可得電功W=UIt。
2、對于純電阻電路可推導出：P=I2R=U2/R
3、串聯電路和并聯電路中電功和電功率的關系
串聯電路 并聯電路
電功
電功率
總電功率 ， ，
電功率的比例關系
02 焦耳定律、電熱器
1、電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt。
2、電熱器是利用電流的熱效應制成的加熱設備。發熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優點：①清潔衛生，②熱效率高，③方便調控，缺點是非加熱用電器工作時也產生熱量。
03 串聯、并聯式電熱器擋位
▲類型一：串聯式
1、S1閉合、S2斷開時，R1和R2串聯，電阻最大，實際功率小，處于低檔，此時電路功率P總=。
2、S1、S2閉合時，只有R1接入電路，電阻最小，實際功率大，處于高檔，此時電路功率P總=。
▲類型二：并聯式
（1）S1接b、S2斷開時，R1和R2串聯，電阻最大，實際功率小，處于低檔，此時電路功率P總=（串聯電路合著求）。
斷開S1、閉合S2時，只有R1接入電路，處于中檔，此時電路功率P總=。
（3）S1接b、S2閉合時，R1和R2并聯，電阻最小，實際功率大，處于高檔，此時電路功率P總=+ （并聯電路分著求）。
01 電動率的計算
1．【答案】D
【分析】燈泡的亮度決定于實際功率大小，
（1）根據串聯分壓確定串聯時的電壓，得出實際功率與額定功率的關系；
（2）根據并聯電壓相等，確定實際功率。
【解答】解：燈泡的亮度決定于實際功率大小，甲圖中兩個燈泡串聯，根據串聯分壓，每個燈泡的電壓都小于6V，實際功率都小于額定功率，
而乙圖并聯，每個燈泡的電壓都等于額定電壓6V，都正常發光，兩燈泡L1和L2規格分別為“6V 3W”和“6V 6W“，說明L2的實際功率大，故并聯時L2最亮。
故選：D。
【點評】本題考查串并聯的特點和電功率的比較，屬于中檔題。
2．【答案】B
【分析】由甲電路圖可知兩燈泡串聯，由乙電路圖可知兩燈泡并聯；根據P＝UI算出兩燈泡的電阻；根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律求出甲圖電路中的電流，根據P＝UI＝I2R求出甲圖中兩燈泡的實際功率；根據并聯電路的電壓特點求出乙圖中兩燈泡兩端的電壓，根據P＝UI求出乙圖中兩燈泡的實際功率，比較各實際功率得出答案。
【解答】解：由甲電路圖可知兩燈泡串聯，由乙電路圖可知兩燈泡并聯；
根據P＝UI知，兩燈泡的電阻分別為：
R112Ω，
R23Ω，
由串聯電路的電阻特點和歐姆定律可知，甲圖中電路中的電流：
I甲0.2A，
則圖甲中，L1的功率：
P1＝I甲2R1＝（0.2A）2×12Ω＝0.48W，
L2的功率：
P2＝I甲2R2＝（0.2A）2×3Ω＝0.12W，
由并聯電路的電壓特點可知，乙圖中兩燈泡兩端的電壓：
U1＝U2＝U＝3V，
則圖乙中L1的功率：
P30.75W，
L2的功率：
P43W
因此P2＜P1＜P4＜P3，故B正確。
故選：B。
【點評】本題考查串并聯電路的特點、電功率公式和歐姆定律的應用，難度不大，但要注意區分額定功率與實際功率。
3．【答案】D
【分析】由電路圖可知，定值電阻R0與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。根據串聯電路的電阻分壓特點可知，當電壓表示數為10V時，電流表示數為0.4A，當電壓表示數為6V時，電流表示數為0.6A，根據電源電壓不變和串聯電路的電壓特點及歐姆定律列出等式，求出定值電阻R0的大小，根據P＝I2R得出定值電阻R0的電功率，進一步求出電阻R0電功率的變化量。
【解答】解：由電路圖可知，定值電阻R0與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
當電壓表示數為U1＝10V時，電流表示數為I1＝0.4A，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，電源的電壓：U＝I1R0+U1＝0.4A×R0+10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當電壓表示數為U2＝6V時，電流表示數為I2＝0.6A，
同理可得電源電壓：U＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
電源的電壓不變，由①②可得：R0＝20Ω，
由P＝I2R可得，定值電阻R0消耗功率的變化量：ΔP0＝P0′﹣P0＝R0﹣R0＝（0.6A）2×20Ω﹣（0.4A）2×20Ω＝4W。
故選：D。
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據電源的電壓不變得出等式以及電表示數的對應關系。
4．【答案】D
【分析】根據PR1分析解答。
【解答】解：滑動變阻器的功率為：
PR1，當R1＝R0＝20Ω時，小燈泡的電功率最大，最大為：
P大0.45W，
此時的電路為：
I0.15A，故圖D符合題意。
故選：D。
【點評】本題考查了電功率計算公式的應用，解題關鍵是從圖中讀取相關信息。
5．【答案】（1）燈泡L2正常工作時的燈絲電阻為440Ω；
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，電路消耗的總功率是28W；
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，L1消耗的電能是39600J。
【分析】（1）由圖知燈泡L2兩端的電壓為220V時，通過小燈泡L2的電流為0.5A，根據R2算出燈泡L2正常工作時的燈絲電阻；
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2A，經過L2的電流也為0.2A，由圖知此時小燈泡L1兩端的電壓為：U1＝100V，小燈泡L2兩端的電壓為：U2＝40V，
由串聯電路電壓的規律算出電源電壓，由P＝UI算出電路消耗的總功率；
（3）由圖知燈泡L1兩端的電壓為220V時，通過小燈泡L1的電流為0.3A，將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，根據W＝U′I′t算出L1消耗的電能。
【解答】解：（1）由圖知燈泡L2兩端的電壓為220V時，通過小燈泡L2的電流為0.5A，
燈泡L2正常工作時的燈絲電阻為：
R2440Ω；
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2A，經過L2的電流也為0.2A，由圖知此時小燈泡L1兩端的電壓為：U1＝100V，小燈泡L2兩端的電壓為：U2＝40V，
由串聯電路電壓的規律知電源電壓為：U＝U1+U2＝100V+40V＝140V，
電路消耗的總功率是：
P＝UI′＝140V×0.2A＝28W；
（3）由圖知燈泡L1兩端的電壓為220V時，通過小燈泡L1的電流為0.3A，
將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，小燈泡L1消兩端的電壓等于電源電壓，所以L1消耗的電能是：
W＝U′I′t＝220V×0.3A×10×60s＝39600J。
答：（1）燈泡L2正常工作時的燈絲電阻為440Ω；
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，電路消耗的總功率是28W；
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，L1消耗的電能是39600J。
【點評】本題考查了電功率公式以及串并聯電路的特點，是一道綜合題，但難度不大。
02 串、并聯式電熱器
6．【答案】（1）通過甲圖R的電流為0.5A。
（2）定值電阻R的阻值為20Ω。
（3）通電10s，乙圖R產生的熱量為200J。
【分析】（1）由甲圖可知，L與R串聯；燈泡L正常發光，根據P＝UI求出燈泡正常發光時的電流，根據串聯電路的電流特點可知通過甲圖R的電流；
（2）根據串聯電路的電壓特點求出甲圖中R兩端的電壓，根據歐姆定律求出R的阻值；
（3）由乙圖可知，燈泡L與R并聯，燈泡正常發光，根據并聯電路特點可知電源電壓和R兩端的電壓，根據歐姆定律可知乙圖中通過R的電流，根據焦耳定律Q＝I2Rt求出通電10s，乙圖R產生的熱量。
【解答】解：（1）由甲圖可知，L與R串聯，燈泡L正常發光，則燈泡兩端的電壓UL＝20V，
由P＝UI可知，燈泡正常發光時的電流：IL0.5A，
根據串聯電路的電流特點可知，通過R的電流：IR＝IL＝0.5A；
（2）根據串聯電路的電壓特點可知，甲圖中R兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝30V﹣20V＝10V，
由I可知，R的阻值：R20Ω；
（3）由乙圖可知，燈泡L與R并聯，燈泡正常發光，
根據并聯電路的電壓特點可知，電源電壓：U′＝UR′＝UL＝20V，
乙圖中通過R的電流：IR′1A，
通電10s，乙圖R產生的熱量：Q＝IR′2Rt＝（1A）2×20Ω×10s＝200J。
答：（1）通過甲圖R的電流為0.5A。
（2）定值電阻R的阻值為20Ω。
（3）通電10s，乙圖R產生的熱量為200J。
【點評】本題考查串并聯電路的特點、電功的計算、歐姆定律以及焦耳定律的應用，是一道電學綜合題，難度不大。
7．【答案】（1）低溫；
（2）圖乙中該電熱桌墊低溫擋時消耗的功率是14.4W；
（3）斷開；
（4）圖丙中當電熱桌墊處于高溫擋時，20分鐘內產生的熱量是1.08×105J。
【分析】（1）由圖乙可知，當S1閉合、S2斷開時，R1、R2串聯，當開關S1、S2都閉合時，只有R2工作，根據串聯電路的特點和P可知電熱桌墊高溫擋和低溫擋的電路連接；
（2）根據串聯電路的特點求出R1、R2的串聯總電阻，根據P可求出該電熱桌墊低溫擋時消耗的功率；
（3）由圖丙可知，當開關S1、S2都閉合時，R1、R2并聯，當S1閉合、S2斷開時，只有R1工作，根據并聯電路的電阻特點和P可知電熱桌墊高溫擋和低溫擋的電路連接；
（4）根據P可求出電熱桌墊處于高溫擋時的電功率，根據Q＝W＝Pt求出20分鐘內產生的熱量。
【解答】解：（1）由圖乙可知，當S1閉合、S2斷開時，R1、R2串聯，根據串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P可知，電路中的總功率最小，電熱桌墊處于低溫擋；
（2）根據串聯電路的電阻特點可知，R1、R2的串聯總電阻：R＝R1+R2＝8Ω+2Ω＝10Ω，
該電熱桌墊低溫擋時消耗的功率：P低14.4W；
（3）由圖丙可知，當開關S1、S2都閉合時，R1、R2并聯，根據并聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最小，由P可知，電路中的總功率最大，電熱桌墊處于高溫擋；
（4）電熱桌墊處于高溫擋時的電功率：P高90W，
電熱桌墊20分鐘內產生的熱量：Q＝W＝P高t＝90W×20×60s＝1.08×105J。
答：（1）低溫；
（2）圖乙中該電熱桌墊低溫擋時消耗的功率是14.4W；
（3）斷開；
（4）圖丙中當電熱桌墊處于高溫擋時，20分鐘內產生的熱量是1.08×105J。
【點評】本題考查串并聯電路的特點、電功率公式以及焦耳定律的靈活運用，是一道電學綜合題，能正確分析電路連接是解題的關鍵。
8．【答案】（1）熱；（2）變大；減小；720W；（3）44Ω。
【分析】（1）分析圖示電路圖，然后作出電路圖，根據電路圖答題；
（2）由圖象知溫度升高到400℃時，R0電阻增大；電源電壓不變，當R0電阻變大時，電路中電流變小，通過公式可知電熱絲電功率變化；
電源電壓不變，當R0電阻最小時，電熱絲電阻不變，由功率公式可知電熱絲此時功率最大；
（3）由電能公式先求出電能，根據熱損耗為20%，.算出熱損耗的能量，最后得出電阻大小。
【解答】解：（1）當開關S與1、2位置同時連接時，R0與R串聯，電熱絲工作，所以吹熱風；
（2）由圖象知溫度升高到400℃時，R0電阻增大；電源電壓不變，當R0電阻變大時，電路中電流變小，電熱絲阻值不變，由P＝I2R，可知電熱絲電功率減小；
由圖可知，R0的阻值最小為10Ω，R總＝R0+R＝10Ω+45Ω＝55Ω，電熱絲所在電流I4A，該電熱絲的最大功率：P＝I2R＝（4A）2×45Ω＝720W；
（3）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流為1A，工作20s，消耗的電能W＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，
熱損耗Q＝0.2×W＝0.2×4400J＝880J，由Q＝I2Rt，可知R電動44Ω。
故答案為：（1）熱；（2）變大；減小；720W；（3）44Ω。
【點評】本題考查電功率的計算，關鍵是會分析圖像，能從圖像中找到有用的數據，這是解題的重點。
9．【答案】（1）開關S閉合后，正常工作10分鐘電熱絲產生的熱量是1.452×105J；
（2）一樣多；
（3）電熱絲R。
【分析】（1）由圖乙可知，開關閉合后，電熱絲R與風機M并聯，根據并聯電路的電壓特點可知電熱絲R兩端的電壓，根據Q＝Wt求出正常工作10分鐘電熱絲產生的熱量；
（2）根據W＝Pt分析兩個用電器5min消耗電能的關系；
（3）根據并聯電路的特點和開關位置與其作用的關系確定開關的位置。
【解答】解：（1）由圖乙可知，開關閉合后，電熱絲R與風機M并聯，
根據并聯電路的電壓特點可知，電熱絲R兩端的電壓：UR＝U＝220V，
正常工作10分鐘電熱絲產生的熱量：QR＝WRt10×60s＝1.452×105J；
（2）根據題意可知，電熱水壺和烘干機的額定功率相同，由W＝Pt可知，當兩個電器都正常工作5分鐘，消耗電能是一樣多的；
（3）根據題意可知，吹冷風時，只有風機工作，電熱絲不工作，所以應該把開關S2應安裝在電熱絲R的支路上。
故答案為：（1）開關S閉合后，正常工作10分鐘電熱絲產生的熱量是1.452×105J；
（2）一樣多；
（3）電熱絲R。
【點評】本題考查并聯電路的特點、電功公式焦耳定律推導公式的應用，難度不大。
10．【答案】（1）高溫擋；
（2）電阻絲R1的阻值為48.4Ω；
（3）在額定電壓下，使用高溫擋工作3h，電加熱器產生的熱量為2.376×107J；
（4）該加熱器在低溫擋工作時，測得消耗的實際功率為810W，則實際電壓是198V。
【分析】（1）由圖2可知，當開關S1、S2均閉合時，R1、R2并聯，當開關S1閉合，S2斷開時，只有R1工作；根據并聯電路的電阻特點和P可知高溫擋和低溫擋的電路連接；
（2）根據低溫擋功率和P可求出電熱絲R1的阻值；
（3）根據Q＝W＝Pt求出在額定電壓下，使用高溫擋工作3h，電加熱器產生的熱量；
（4）根據P可求出該加熱器在低溫擋工作時，測得消耗的實際功率為810W，該電路的實際電壓。
【解答】解：（1）由圖2可知，當開關S1、S2均閉合時，R1、R2并聯，當開關S1閉合，S2斷開時，只有R1工作；
根據并聯電路的電阻特點可知，當開關S1、S2均閉合時，R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，由P可知，電路中的總功率最大，電加熱器處于高溫擋；
（2）當開關S1閉合，S2斷開時，只有R1工作，電路中的總電阻最大，電功率最小，電加熱器處于低溫擋；
由P可知，電熱絲R1的阻值：R148.4Ω；
（3）由P可知，在額定電壓下，使用高溫擋工作3h，電加熱器產生的熱量：Q＝W＝P高t＝2200W×3×3600s＝2.376×107J；
（4）由P可知，該加熱器在低溫擋工作時，測得消耗的實際功率為810W，該電路的實際電壓：U實198V。
答：（1）高溫擋；
（2）電阻絲R1的阻值為48.4Ω；
（3）在額定電壓下，使用高溫擋工作3h，電加熱器產生的熱量為2.376×107J；
（4）該加熱器在低溫擋工作時，測得消耗的實際功率為810W，則實際電壓是198V。
【點評】本題考查電功率公式以及焦耳定律的應用，解題的關鍵是能正確分析不同狀態下的電路連接。
11．【答案】（1）小燈泡正常發光時的電阻是4Ω；
（2）當小燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率是4.5W。
【分析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯，電壓表測L兩端的電壓，
（1）小燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P＝UI求出小燈泡正常發光時的電阻；
（2）根據串聯電路電壓規律計算燈泡正常發光時變阻器R兩端的電壓，根據串聯電路電流特點結合歐姆定律計算通過電路的電流，根據P＝UI計算滑動變阻器消耗的電功率。
【解答】解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯，電壓表測L兩端的電壓，
（1）小燈泡上標有“6V 9W”，小燈泡正常發光時的電阻：；
（2）因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，小燈泡正常發光時變阻器R兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
因串聯電路中各處的電流相等，根據歐姆定律可得此時電路中的電流：I1.5A，
滑動變阻器消耗的電功率P＝URI＝3V×1.5A＝4.5W。
答：（1）小燈泡正常發光時的電阻是4Ω；
（2）當小燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率是4.5W。
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，要注意燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等。
12．【答案】（1）在對外供熱時的最低功率P低為880W；
（2）中擋功率正常工作10分鐘，電流產生的熱量Q中為6.6×105J；
（3）在對外供熱時的最高功率P高為1980W。
【分析】當開關S1閉合時，只有R1工作，當開關S2閉合時，只有R2工作，當開關S1、S2同時閉合時，R1、R2并聯；根據并聯電路特點、R1和R2的大小關系以及P可知電暖器不同擋位的電路連接；
（1）根據P求出在對外供熱時的最低功率P低；
（2）根據P求出在對外供熱時的中擋功率；然后利用Q＝W＝Pt求出中擋功率正常工作10分鐘，電流產生的熱量Q中；
（3）根據并聯電路特點可求出在對外供熱時的最高功率P高。
【解答】解：當開關S1閉合時，只有R1工作，當開關S2閉合時，只有R2工作，當開關S1、S2同時閉合時，R1、R2并聯；
根據并聯電路的電阻特點可知，當開關S1、S2同時閉合時，R1、R2并聯，此時電路中的電阻最小，根據P可知，電路中的總功率最大，電暖器處于高擋；
根據題意可知，R1＞R2，所以當開關S1閉合時，只有R1工作，電路中的總電阻最大，電功率最小，電暖器處于最低擋，
當開關S2閉合時，只有R2工作，電暖器處于中擋；
（1）在對外供熱時的最低功率：P低880W；
（2）在對外供熱時的中擋功率：P中1100W，
中擋功率正常工作10分鐘，電流產生的熱量Q中＝W＝P中t＝1100W×10×60＝6.6×105J；
（3）在對外供熱時的最高功率：P高＝P低+P中＝880W+1100W＝1980W。
答：（1）在對外供熱時的最低功率P低為880W；
（2）中擋功率正常工作10分鐘，電流產生的熱量Q中為6.6×105J；
（3）在對外供熱時的最高功率P高為1980W。
【點評】本題考查并聯電路的特點、電功率公式以及焦耳定律的應用，解題的關鍵是能正確分析電暖器不同狀態下的電路連接。
13．【答案】見試題解答內容
【分析】（1）當S1閉合，S2接a時，電路為R1的簡單電路，根據R求出R1的阻值；
（2）當S1閉合，S2接b時，兩電阻并聯，根據I求出干路中的電流，再根據歐姆定律求出通過R1的電流，再利用并聯電路電流的規律求出通過R2的電流，最后根據歐姆定律的變形公式求出R2的阻值；
（3）先根據W＝Pt求出電路消耗的電能率，然后根據吸收的熱量等于消耗的電能，再利用吸熱公式的變形公式即可氯化鈉水溶液的比熱容。
【解答】解：（1）中溫擋工作時，R2被短路，P1＝18W，U＝36V，則R1的阻值：R172Ω；
（2）高溫擋工作時，R1和R2并聯，P2＝45W，則
I總1.25A，
I10.5A，
I2＝I總﹣I1＝1.25A﹣0.5A＝0.75A，
R248Ω；
（3）5min消耗的電能：W＝Pt＝45W×300s＝13500J；
∵W＝Q吸，Q吸＝cmΔt
∴c3000J/（kg ℃。
答：（1）R1的阻值為72Ω；
（2）高溫擋時電路中的總電流為1.25A，R2的電阻為48Ω；
（3）氯化鈉水溶液的比熱容為3000J/（kg ℃）。
【點評】本題考查了并聯電路的特點、吸熱公式和電功率公式的靈活運用，關鍵是靈活選擇計算公式。
14．【答案】（1）熱效應；（2）低；（3）電燉鍋高溫擋工作7分鐘，電燉鍋消耗的電能為8.4×105J；（4）中。
【分析】（1）電流的熱效應：電流通過導體有熱量產生；
（2）分析開關轉換時電路的連接，根據串并聯電路的電阻特點和P得出低溫擋、高溫擋、中溫擋電路的連接方式；
（3）根據R和串聯電路電阻規律計算電阻R2的阻值，根據P計算高溫擋的功率，根據W＝Pt計算電燉鍋高溫擋工作7分鐘電燉鍋消耗的電能；
（4）根據W＝Pt可知電功率越大，加熱越快，根據歐姆定律計算家庭電路的電壓是220伏，電燉鍋處于中溫擋時通過電路的電流可知應選擇的擋位。
【解答】解：（1）電燉鍋是利用電流通過導體有熱量產生，所以該電燉鍋是利用電流的熱效應工作的。
（2）由電路圖可知，當開關S1 閉合，S2 接B時，電阻R1、R2 并聯，電路中的總電阻最小，由P可知，總功率最大，所以此時電燉鍋為高溫擋；
當開關S1斷開，S2 接A時，電阻R1、R2 串聯，電路中的總電阻最大，由P可知，總功率最小，所以此時電燉鍋為低溫擋；
當開關S1閉合，S2 接A時，R2 被短路，只有電阻R1 接入電路，電燉鍋處于中溫擋；
（3）電阻R1、R2 串聯的總電阻：R96.8Ω，
電阻R1的阻值：R148.4Ω，
串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，電阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝96.8Ω﹣48.4Ω＝48.4Ω，
高溫擋的功率：P2000W，
電燉鍋高溫擋工作7分鐘，電燉鍋消耗的電能：W＝Pt＝2000W×7×60s＝8.4×105J；
（4）家庭電路的電壓是220伏，電燉鍋處于中溫擋時通過電路的電流：I5A，
根據W＝Pt可知電功率越大，加熱越快，所以從安全用電和加熱快這兩個角度綜合考慮，應選擇中溫擋。
答：（1）熱效應；（2）低；（3）電燉鍋高溫擋工作7分鐘，電燉鍋消耗的電能為8.4×105J；（4）中。
【點評】本題是電熱計算的綜合性題目，題目有一定難度，需要仔細分析。
15．【答案】（1）高擋工作時，電路中的電流為2A；
（2）加濕器處于低擋時的電功率為88W；
（3）加濕器工作30分鐘消耗的電能為3.696×105J。
【分析】（1）已知加濕器的高擋功率，根據P＝UI求出高擋工作時，電路中的電流；
（2）由電路圖可知，旋轉開關接2、3觸點時，R1與R2串聯，此時電路的總電阻最大，根據P＝UI可知，電源的電壓一定時，電路的總功率最小，加濕器處于低擋；當旋轉開關接3、4觸點時，電路為R1的簡單電路，此時電路的總電阻最小，根據P＝UI可知，電源的電壓一定時，電路的總功率最大，加濕器處于高擋；根據P＝UI求出R1的阻值，進一步求出R2的阻值，再根據串聯電路電阻規律和P＝UI求出加濕器處于低擋時的電功率；
（3）由圖乙可知，加濕器工作30min內高擋工作的時間和低擋工作的時間，根據P求出加濕器工作30分鐘消耗的電能。
【解答】解：（1）由題意可知，加濕器的高擋功率為440W，由P＝UI可知，高擋工作時，電路中的電流：I2A；
（2）由電路圖可知，當旋轉開關接3、4觸點時，電路為R1的簡單電路，此時電路的總電阻最小，由P＝UI可知，電源的電壓一定時，電路的總功率最大，加濕器處于高擋，
由P＝UI可知，R1的阻值：R1110Ω，
因R2＝4R1，所以R2的阻值：R2＝4R1＝4×110Ω＝440Ω，
旋轉開關接2、3觸點時，R1與R2串聯，此時電路的總電阻最大，由P＝UI可知，電源的電壓一定時，電路的總功率最小，加濕器處于低擋，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以此時電路的總電阻：所以，R＝R1+R2＝110Ω+440Ω＝550Ω，
則加濕器處于低擋時的電功率：P低擋88W；
（3）由圖乙可知，加濕器工作30min內，高擋工作的時間為10min，低擋工作的時間為20min，
由P可得，加濕器工作30分鐘消耗的電能：W＝P高t高+P低t低＝440W×10×60s+88W×20×60s＝3.696×105J。
答：（1）高擋工作時，電路中的電流為2A；
（2）加濕器處于低擋時的電功率為88W；
（3）加濕器工作30分鐘消耗的電能為3.696×105J。
【點評】本題考查了電功率公式和電功公式的應用，分清加濕器處于不同狀態時電路的連接方式是關鍵。
16．【答案】（1）在額定電壓下使用中溫擋加熱時電路中的電流為2A；
（2）電煮鍋的低溫擋功率為242W；
（3）該電煮鍋的電熱效率67.9%。
【分析】（1）已知中溫擋的功率，根據P＝UI可求出中溫擋加熱時電路中的電流；
（2）當S接高溫擋觸點時，電路為R3的簡單電路，根據P＝UI求出R3的阻值；
當S接低溫擋觸點時，R1、R3串聯，根據電阻的串聯和P＝UI求出電煮鍋的低溫擋功率；
（3）知道水的體積，根據ρ求出水的質量，又知道水的初溫、末溫以及比熱容，根據Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量，根據W＝Pt求出電煮鍋消耗的電能，最后根據η100%求出電煮鍋的效率。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，中溫擋加熱時電路中的電流：
I中溫2A；
（2）當S接高溫擋觸點時，電路為R3的簡單電路，
由P＝UI可得，R3的阻值：
R340Ω，
當S接低溫擋觸點時，R1、R3串聯，則電煮鍋的低溫擋功率：
P低242W；
（3）水的體積：V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，
由ρ可得，水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣12℃）＝7.392×105J，
由P可得，消耗的電能：W＝P高溫t＝1210W×15×60s＝1.089×106J，
電煮鍋的電熱效率：η100%100%≈67.9%。
答：（1）在額定電壓下使用中溫擋加熱時電路中的電流為2A；
（2）電煮鍋的低溫擋功率為242W；
（3）該電煮鍋的電熱效率67.9%。
【點評】本題考查了電功率公式和電阻串聯、密度公式、吸熱公式、電功公式以及效率的綜合應用，判斷出加熱杯處于不同狀態時電路的連接方式是關鍵。
17．【答案】（1）中溫擋；
（2）空氣炸鍋處于高溫擋工作時的功率為1100W；
（3）一次炸熟200克薯條需要的時間為99s。
【分析】（1）開關S1閉合，開關S接a端時，電路中只有R2連入電路；開關S1閉合，開關S接b端時，R1、R2并聯；開關S1斷開，開關S接a端時，R1、R2串聯；根據串并聯電路的特點和P可知各個擋位的電路連接；
（2）根據高溫擋的電路連接和P求出高溫擋工作時的電功率；
（3）知道薯條的質量、比熱容、初溫和末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出薯條吸收的熱量，不計熱量損失，消耗的電能等于薯條吸收的熱量，利用t求出一次炸熟200克薯條需要的時間。
【解答】解：（1）由圖乙可知，開關S1閉合，開關S接a端時，電路中只有R2連入電路；開關S1閉合，開關S接b端時，R1、R2并聯；開關S1斷開，開關S接a端時，R1、R2串聯；
根據串并聯電路的電阻特點可知，串聯電路的總電阻大于任一分電阻，并聯電路的總電阻小于任一分電阻；
所以，當開關S1閉合，開關S接b端時，R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，根據P可知，此時電路的總功率最大，空氣炸鍋處于高溫擋；
開關S1斷開，開關S接a端時，R1、R2串聯，電路中的總電阻最大，根據P可知，電路的總功率最小，空氣炸鍋處于低溫擋；
開關S1閉合，開關S接a端時，電路中只有R2連入電路，此時空氣炸鍋處于中溫擋；
（2）當開關S1閉合，開關S接b端時，R1、R2并聯，空氣炸鍋處于高溫擋，
根據并聯電路的特點可知，空氣炸鍋處于高溫擋正常工作時的功率：P高1100W；
（3）薯條的質量m＝200g＝0.2kg，
炸熟200克薯條需要吸收的熱量：Q吸＝c薯條m（t﹣t0）＝3.63×103J/（kg ℃）×0.2kg×（170℃﹣20℃）＝1.089×105J，
不計熱量損失，消耗的電能：W＝Q吸＝1.089×105J，
由P可知，一次炸熟200克薯條需要的時間：t99s。
答：（1）中溫擋；
（2）空氣炸鍋處于高溫擋工作時的功率為1100W；
（3）一次炸熟200克薯條需要的時間為99s。
【點評】本題考查了串并聯電路的特點、電功率公式、電功公式熱量公式的靈活運用，正確的判斷空氣炸鍋處于不同擋位時電路的連接方式是關鍵。
18．【答案】（1）S和S1均閉合時，電路中的總電流為3A；
（2）R1和R2的電阻值分別為110Ω、220Ω；
（3）30min內電飯煲消耗的電能為9.9×105J；
（4）在不同電壓下，電飯煲從S1第一次自動斷開到重新閉合期間產生的熱量相同。若使用該電飯煲時的實際電壓為198V，則從S1第一次自動斷開到重新閉合需要的時間為370s。
【分析】（1）由圖乙可知，當S和S1均閉合時，電阻R1與R2并聯，根據并聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最小，由P可知，電飯煲的功率最大，由圖丙可知此時的電功率，根據P＝UI求出電路中的總電流；
（2）由圖乙可知，當開關S閉合，S1斷開時，只有R1工作，電路中的總電阻最大，總功率最小，由圖丙可知此時的電功率，由P可求出R1的阻值；根據P2＝P高﹣P低求出R2的電功率，根據P可求出R2的阻值；
（3）根據圖乙可知工作30min中兩種情況下的工作時間，根據Q＝W＝UIt求出兩種情況下消耗的電能，據此求出消耗的總電能；
（4）由圖丙可知，電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開時的時間，根據Q＝W＝UIt求出產生的熱量，又知道正常工作時電飯煲的最大功率，根據P可求出電路的總電阻，根據Q＝Wt求出實際電壓為200V時的工作時間。
【解答】解：（1）由圖乙可知，當S和S1均閉合時，電阻R1與R2并聯，根據并聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最小，由P可知，電飯煲的功率最大，電飯煲處于高溫擋；
由圖丙可知，此時電飯煲的電功率P高＝660W，
由P＝UI可知，此時電路中的總電流：I3A；
（2）由圖乙可知，當開關S閉合，S1斷開時，只有R1工作，電路中的總電阻最大，總功率最小，電飯煲處于低溫擋；
由圖丙可知，此時電飯煲的電功率P低＝440W，
由P可知，R1的阻值：R1110Ω；
電飯煲高溫擋工作時，R2的電功率：P2＝P高﹣P低＝660W﹣440W＝220W，
由P可知，R2的阻值：R2220Ω；
（3）由圖丙可知，0～30min，以功率P低＝440W的工作時間t1＝15min＝900s，
以功率P高＝660W的工作時間t2＝30min﹣15min＝15min＝900s，
0～30min內電飯煲消耗的總電能：W＝W1+W2＝P低t1+P高t2＝440W×900s+660W×900s＝9.9×105J；
（4）電飯煲在220V電壓下正常工作時，由圖丙可知，電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開時的時間t＝15min﹣10min＝5min＝300s，
此過程中產生的熱量：Q＝W＝P低t＝440W×300s＝1.32×105J，
電飯煲最小功率時電路中的總電阻：R110Ω，
根據題意可知，在不同電壓下，電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開產生的熱量相同。
由Q＝Wt可得，在實際電壓198V時，電飯煲從開始工作到S1第一次自動斷開需要的時間：t′370s。
答：（1）S和S1均閉合時，電路中的總電流為3A；
（2）R1和R2的電阻值分別為110Ω、220Ω；
（3）30min內電飯煲消耗的電能為9.9×105J；
（4）在不同電壓下，電飯煲從S1第一次自動斷開到重新閉合期間產生的熱量相同。若使用該電飯煲時的實際電壓為198V，則從S1第一次自動斷開到重新閉合需要的時間為370s。
【點評】本題考查了并聯電路的特點、電功公式以及電功率公式的靈活應用，從圖像中讀出有用的信息和判斷出不同功率時電飯煲電路的連接方式是關鍵。
19．【答案】（1）甲電路開關閉合后的兩個擋位的功率均在安全功率的范圍內，所以合理；乙電路中，當兩電阻串聯時，電路的功率在安全功率的范圍外，所以不合理；（2）60W；（3）2160J。
【分析】（1）圖甲中，當開關S首先在bc位置，只有R2工作，當S在cd位置時，兩電阻并聯，求出兩種情況下的功率，與安全用電規定的功率比較即可
圖乙中，當開關都閉合時，只有R2工作，當S1閉合，S2斷開時，兩電阻串聯，分別求出兩種情況下的功率，與安全用電規定的功率比較即可；
（2）當兩電阻并聯時，電路電阻最小，消耗的功率最大，根據公式P求出電功率的大小；
（3）由圖得出當電熱桌墊處于低溫擋時電路電功率，根據公式Q＝W＝Pt求出產生的熱量。
【解答】解：（1）圖甲中，當開關S首先在bc位置，只有R2工作，
此時電路功率P36W，在安全功率范圍內；
當開關S在cd位置時，兩電阻并聯，功率P′＝P1+P224W+36W＝60W，
在安全功率范圍內，所以甲電路圖合理；
圖乙中，當開關都閉合時，只有R2工作，此時電路功率P36W，在安全功率范圍內；
當S1閉合，S2斷開時，兩電阻串聯，根據串聯電路的總電阻等于各電阻之和得：
R串＝R1+R2＝6Ω+4Ω＝10Ω，
此時電功率P″14.4W＜30W，
即功率過低，超出安全功率范圍，所以電路圖不合理；
（2）當兩電阻并聯時，電路電阻最小，消耗的功率最大，P大＝P′＝60W；
（3）由甲圖可知：當電熱桌墊處于低溫擋時，只有R2工作，
則在1分鐘內產生的熱量Q＝W＝Pt＝36W×60s＝2160J。
答：（1）甲電路開關閉合后的兩個擋位的功率均在安全功率的范圍內，所以合理；乙電路中，當兩電阻串聯時，電路的功率在安全功率的范圍外，所以不合理；（2）60W；（3）2160J。
【點評】本題考查電功率、熱量等的計算，關鍵是開關斷開與閉合時電路連接情況的分析。
20．【答案】（1）閉合；
（2）電加熱絲R1的阻值為121Ω；
（3）電煎藥壺處于保溫擋時的功率80W；
（4）小于。
【分析】（1）由電路圖可知，當單刀雙擲開關S1撥到“1”位置，開關S2斷開時，電阻R1、R2串聯；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2斷開時，電路為電阻R2的簡單電路；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2閉合時，電阻R1、R2并聯；根據串并聯電路電阻特點和P可知，當電源電壓一定時，電路總電阻越小，電路總功率越大，據此分析不同情況下電煎藥壺的擋位；
（2）當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2斷開時，電路為電阻R2的簡單電路，電煎藥壺為文火擋，根據P求出電加熱絲R2的阻值；
根據武火擋和文火擋求出電阻R1的功率，再根據P求出電加熱絲R1的阻值；
（3）根據串聯電阻規律和P求出電成藥壺處于保溫擋時的功率；
（4）根據圖丙讀出電煎藥壺武火加熱前半段時間和后半段時間藥液溫度的變化量，根據Q吸＝cmΔt比較兩種情況下吸收的熱量關系，根據W＝Pt比較兩種情況下消耗的電能關系，利用η100%比較兩種情況下加熱效率的關系。
【解答】解：（1）由電路圖可知，當單刀雙擲開關S1撥到“1”位置，開關S2斷開時，電阻R1、R2串聯；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2斷開時，電路為電阻R2的簡單電路；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2閉合時，電阻R1、R2并聯；
由串并聯電路電阻特點可知，兩電阻串聯時電路的總電阻最大，兩電阻并聯時電路的總電阻最小，且P可知，當電源電壓一定時，電路總電阻越小，電路總功率越大，因此當單刀雙擲開關S1撥到“1”位置，開關S2斷開時，電煎藥壺處于保溫擋；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2斷開時，電煎藥壺處于文火擋；當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2閉合時，電煎藥壺處于武火擋；
（2）由P可知，電加熱絲R2的阻值：R2484Ω；
當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，開關S2閉合時，電阻R1的電功率：P1＝P武火﹣P文火＝500W﹣100W＝400W，
電加熱絲R1的阻值：R1121Ω；
（3）因串聯電路的總電阻等于各分電阻之和，所以電成藥壺處于保溫擋時的功率：P保溫80W；
（4）由圖丙可知，電煎藥壺武火加熱前半段時間藥液溫度變化量Δt1＝48℃﹣18℃＝30℃，后半段時間藥液溫度變化量Δt2＝98℃﹣48℃＝50℃，
由Q吸＝cmΔt可知，電煎藥壺武火加熱時藥液后半段時間吸收的熱量多，
由P的變形式W＝Pt可知，電煎藥壺武火加熱時前后半段時間內消耗的電能相等，
由η100%可知，電煎藥壺武火加熱前半段時間的加熱效率小于后半段時間的加熱效率。
答：（1）閉合；
（2）電加熱絲R1的阻值為121Ω；
（3）電煎藥壺處于保溫擋時的功率80W；
（4）小于。
【點評】本題考查了吸熱公式和電功公式、效率公式、串并聯電路的特點以及電功率公式的綜合應用等，正確得出電煎藥壺處于不同加熱狀態時電路的連接方式是關鍵。
21．【答案】（1）燈泡正常發光時的電阻為8Ω；
（2）當開關S、S1、S2同時閉合，調節滑片P，電路消耗的最大功率為14.4W
【分析】（1）已知燈泡額定功率和額定功率，利用公式P算出燈泡正常發光時的電阻；
（2）當開關S1、S2閉合，開關S1斷開，將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時，燈泡與整個滑動變阻器串聯。由圖像可以得到燈泡實際功率為1W時的電壓和電流，根據串聯電路電流處處相等，得到通過滑動變阻器的電流；已知滑動變阻器接入電路的電阻和通過的電流，得到滑動變阻器兩端電壓；根據串聯電路電壓特點得到電源電壓；
由P知，在電源電壓一定，并且燈泡兩端電壓不大于額定電壓，電路總電阻最小時，總功率最大，所以當開關S、S1、S2同時閉合，滑片應位于最左端，此時定值電阻R1和燈泡L并聯。因為電源電壓等于燈泡額定電壓，所以燈泡實際功率等于額定功率；由圖像先得到R1阻值，然后利用公式P得到定值電阻功率，最后得到總功率。
【解答】解：（1）根據P知燈泡正常發光時的電阻為：
RL8Ω；
（2）當開關S、S2閉合，開關S1斷開，將滑動變阻器R2的滑片P滑到b端時，燈泡與整個滑動變阻器串聯，
由圖像知，燈泡實際功率P實L＝1W時，燈泡兩端電壓為U實L＝2V，I實＝0.5A，
因為I，
滑動變阻器兩端電壓為：
U2＝I實R2＝0.5A×12Ω＝6V，
電源電壓為：
U＝U實L+U2＝2V+6V＝8V；
當開關S、S1、S2同時閉合，滑動變阻器滑片位于最左端，燈泡和定值電阻R1并聯。
因為U實L′＝U＝U額＝8V，
所以燈泡實際功率P實L′＝P額＝8W；
定值電阻阻值為：
R110Ω，
R1功率為：
P16.4W；
電路消耗的最大總功率為P總＝P實L′+P1＝8W+6.4W＝14.4W。
答：（1）燈泡正常發光時的電阻為8Ω；
（2）當開關S、S1、S2同時閉合，調節滑片P，電路消耗的最大功率為14.4W。
【點評】此題考查了串并聯電路的特點、歐姆定律和電功率計算公式的應用。明確電路連接關系，通過圖像得到有價值的信息，是解答此題的關鍵。
22．【答案】（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是0.5A；
（2）正常工作時電熱絲的電阻是55Ω；
（3）電吹風內電動機的線圈電阻是0.8Ω，電吹風吹冷風10min線圈產生的熱量是120J；
（4）電吹風此時的實際功率是800W。
【分析】（1）當吹冷風時，只有電動機工作，根據P＝UI求出通過電動機的電流；
（2）當電吹風吹熱風時，電動機和電熱絲同時工作，電動機與電熱絲并聯，電熱絲的功率等于電吹風吹熱風時的功率減去吹冷風時的功率，根據P求出電熱絲R的電阻值；
（3）根據Q＝I2Rt求出10min內電流通過電動機產生的熱量；
（4）3000r/（kW h）表示電路中用電器每消耗1kW h電能，電能表的轉盤轉過3000r，據此求出電能表5min內轉了200圈，電吹風消耗的電能；根據消耗的電能和通電時間，求出實際功率。
【解答】解：（1）當吹冷風時，只有電動機工作，其功率P1＝110W，
由P＝UI可得，通過電動機的電流：
I10.5A；
（2）當電吹風吹熱風時，電動機和電熱絲同時工作，電動機與電熱絲并聯，
電熱絲R2的電功率：
P2＝P﹣P1＝990W﹣110W＝880W，
由P可得電熱絲R2的電阻值：
R255Ω。
（3）t＝10min＝600s，則電吹風吹冷風10min產生的熱量（電流通過電動機產生的熱量）：
Q1R1t＝（0.5A）2×0.8Ω×600s＝120J。
（4）3000r/（kW h）表示電路中用電器每消耗1kW h電能，電能表的轉盤轉過3000r，
電能表轉盤轉了200圈，消耗的電能為：WkW hkW h。
電吹風此時的實際功率P實0.8kW＝800W。
答：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是0.5A；
（2）正常工作時電熱絲的電阻是55Ω；
（3）電吹風內電動機的線圈電阻是0.8Ω，電吹風吹冷風10min線圈產生的熱量是120J；
（4）電吹風此時的實際功率是800W。
【點評】本題考查了電功率公式和焦耳定律的應用，關鍵是知道電熱絲的功率等于電吹風吹熱風時的功率減去吹冷風時的功率。
23．【答案】（1）加熱器的阻值是48.4Ω；
（2）加熱器通電10s產生的熱量是10000J；
（3）水吸收的熱量是525000J；
（4）電路消耗的實際功率是800W。
【分析】（1）加熱器電阻阻值由R計算得出；
（2）加熱10s產生的熱量：Q＝W＝Pt計算得出；
（3）水吸收的熱量由Q＝cmΔt計算得出；
（4）電能表600r/（kW h）表示消耗1kW h電能，圓盤轉動600轉，圓盤轉24轉，消耗的電能為：，則根據P計算得出實際功率。
【解答】解：（1）加熱器電阻阻值：R48.4Ω；
（2）加熱10s產生的熱量：Q＝W＝Pt＝1000W×10s＝10000J；
（3）2.5L水的質量為：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg；
水吸收的熱量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（75℃﹣25℃）＝525000J；
（4）圓盤轉24轉，消耗的電能為：0.04kW h＝144000J；
實際功率為：P800W
答：（1）加熱器的阻值是48.4Ω；
（2）加熱器通電10s產生的熱量是10000J；
（3）水吸收的熱量是525000J；
（4）電路消耗的實際功率是800W。
【點評】本題考查電功和電功率的計算，仔細閱讀題目分析題意可求解，難度不大。
24．【答案】（1）乙圖中，電源電壓是6V；R1的阻值是10Ω；
（2）燈的額定功率是1.72W；
（3）在乙圖中，用燈泡L取代電路中變阻器，R1消耗的功率是1.225W。
【分析】（1）乙圖中，滑動變阻器R與R1串聯，電壓表測量R兩端電壓，當I＝0時，就是變阻器斷路，此時電壓表的示數等于電源電壓；
當U＝0時，變阻器短路，由此可知電流表示數，然后利用歐姆定律公司變形可求得R1的阻值；
（2）已知燈的電壓和通過它的電流，利用P＝UI可求得燈的額定功率；
（3）在乙圖中，用燈泡L取代電路中變阻器，R1與燈泡B串聯；R1＝10Ω，作出R1的U﹣I圖線，因串聯電路中電流處處相等，電源電壓為6V，且電源電壓等于各用電器兩端電壓之和，從圖象找出滿足要求的電流值以及R1與燈泡B的電壓值，然后利用P＝UI可求得R1消耗的功率。
【解答】解：（1）乙圖中，滑動變阻器R與R1串聯，電壓表測量R兩端電壓，
由A圖線可知，當I＝0時，就是變阻器斷路，此時電壓表的示數等于電源電壓，則電源電壓為6V，
當U＝0時，即變阻器短路，此時電路中的電流I＝0.6A，
由I可得R1的阻值：
R110Ω；
（2）燈的額定功率：P額＝U額I額＝4V×0.43A＝1.72W；
（3）在乙圖中，用燈泡L取代電路中變阻器，即R1與燈泡L串聯，
R1＝10Ω，作出R1的U﹣I圖線，如圖所示：
因串聯電路中電流處處相等，電源電壓為6V，且電源電壓等于各用電器兩端電壓之和，
所以，由上圖可知，當電路中電流I＝0.35A時，此時燈的電壓為UL＝2.5V，R1的電壓為U1＝3.5V，滿足電源電壓為6V；
則R1消耗的功率：P1＝U1I＝3.5V×0.35A＝1.225W。
答：（1）乙圖中，電源電壓是6V；R1的阻值是10Ω；
（2）燈的額定功率是1.72W；
（3）在乙圖中，用燈泡L取代電路中變阻器，R1消耗的功率是1.225W。
【點評】本題考查了串聯電路的特點和以及歐姆定律和電功率的計算，關鍵是從圖象中讀懂當R1與燈串聯時，電路中的電流、電壓值。
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精練24 電功電熱的計算
01 電功、電功率公式
1、計算公式：P=UI=W/t（適用于所有電路），由此可得電功W= 。
2、對于純電阻電路可推導出：P= = 。
3、串聯電路和并聯電路中電功和電功率的關系
串聯電路 并聯電路
電功
電功率
總電功率 P1=U1I，P2=U2I P=P1+P2=UI P1=UI1，P2=UI2 P=P1+P2=UI
電功率的比例關系
02 焦耳定律、電熱器
1、電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝ 。
2、電熱器是利用電流的熱效應制成的加熱設備。發熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。
其優點：①清潔衛生，②熱效率高，③方便調控，缺點是非加熱用電器工作時也產生熱量。
03 串聯、并聯式電熱器擋位
▲類型一：串聯式
1、S1閉合、S2斷開時，R1和R2串聯，電阻最大，實際功率小，處于低檔，此時電路功率
P總=。
2、S1、S2閉合時，只有R1接入電路，電阻最小，實際功率大，處于高檔，此時電路功率
P總=。
▲類型二：并聯式
（1）S1接b、S2斷開時，R1和R2串聯，電阻最大，實際功率小，處于低檔，此時電路功率
P總=（串聯電路合著求）。
斷開S1、閉合S2時，只有R1接入電路，處于中檔，此時電路功率P總=。
（3）S1接b、S2閉合時，R1和R2并聯，電阻最小，實際功率大，處于高檔，此時電路功率
P總=+ （并聯電路分著求）。
01 電動率的計算
1．如圖，電源電壓恒為6V，兩燈泡L1和L2的規格分別為“6V 3W”和“6V 6W，假定燈絲電阻不變，按甲、乙方式連接，接通電路后最亮的是（　　）
A．甲圖中的L1 B．甲圖中的L2
C．乙圖中的L1 D．乙圖中的L2
2．小明分別將規格為“6V 3W“的燈泡L1和“3V 3W”的燈泡L2，按圖甲、圖乙兩種方式連接。圖甲中L1的功率為P1，L2的功率為P2；圖乙中，L1的功率為P3，L2的功率為P4。若電源電壓恒為3V，不計溫度對燈泡電阻的影響，下列關系正確的是（　　）
A．P1＝P2 B．P2＜P4
C．P3＝P4 D．P1＞P3
3．如圖所示，將滑動變阻器的滑片P從某一位置移動到另一位置，則電壓表的示數由10V變為6V，電流表示數相應由0.4A變成0.6A，那么定值電阻R0的電功率改變量為（不計溫度對電阻的影響，電源電壓保持不變）（　　）
A．0.4W B．0.8W C．2W D．4W
4．如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，R0是阻值為20Ω的定值電阻，R1為滑動變阻器。若在電路中換接最大阻值不同的滑動變阻器，則下列有關滑動變阻器消耗的電功率與電流大小關系的圖像與對應滑動變阻器規格正確的是（　　）
A．0～10Ω B．0～20Ω
C．0～30Ω D．0～40Ω
5．如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U—I圖像。請回答下列問題。
（1）求燈泡L2正常工作時的燈絲電阻。
（2）當把兩燈串聯在電路中工作，經過L1的電流為0.2安，求電路消耗的總功率是多少。
（3）將兩燈并聯在220伏的電路中工作10分鐘，求L1消耗的電能是多少。
02 串、并聯式電熱器
6．燈泡L標有“20V、10W”的字樣，當把L和定值電阻R分別按甲圖、乙圖連接電路，燈泡均正常發光，甲圖電源電壓為30V，求。
（1）通過甲圖R的電流。
（2）定值電阻R的阻值。
（3）通電10s，乙圖R產生的熱量。
7．電熱桌墊在冬天很受歡迎（如圖甲）。某校綜合實踐活動小組的同學探究了它的原理，查看說明書后發現：該電熱桌墊由12伏電源供電，發熱部分由R1和R2組成，調溫擋有關、低溫、高溫三擋，已知兩圖中R1均為8歐，R2均為2歐。
（1）按圖乙的電路，當S1閉合、S2斷開時，電熱桌墊處于　 擋（選填“關”、“低溫”或“高溫”）。
（2）圖乙中該電熱桌墊低溫擋時消耗的功率是多少瓦？
（3）若該電熱桌墊實際電路如圖丙，現電熱桌墊處于低溫擋，開關S1閉合，S2　 　 （選填“斷開”或“閉合”）。
（4）圖丙中當電熱桌墊處于高溫擋時，求20分鐘內產生的熱量是多少焦？（不考慮溫度的變化對電阻的影響）。
8．龍龍家新買了一個電吹風，他想研究一下電吹風的工作原理。如圖甲，電吹風工作時，可以分別吹出熱風和冷風，為了防止溫度過高，用一個PTC電阻R0與電阻為45Ω的電熱絲R串聯，R0的阻值隨溫度的變化如圖乙所示，請回答下列問題
（1）當開關S與1、2位置同時連接時，電吹風吹　 　 風。
（2）該電吹風吹熱風時，其溫度基本恒定在200℃左右，當它的溫度繼續升高時，R0電阻將 　 　 ，電熱絲的發熱功率將 　 　 （選填“增大”、“不變”或“減小”），則電熱絲的最大發熱功率為多少？
（3）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流為1A，工作20s，經計算，熱損耗為20%，則此時電動機線圈電阻。（不計機械摩擦損耗的能量）
9．如圖甲所示是小科家購買的衣物烘干機，主機為熱風輸出設備，置于烘干機底部，主機電路可簡化為圖乙，它由電源、小型風機M、電熱絲R（阻值為200Ω）、導線、開關等元件組成。該烘衣機的額定電壓為220V，用熱風烘干時額定功率為1200W。不計導線、開關、電源內部電阻。
（1）開關S閉合后，正常工作10分鐘電熱絲產生的熱量是多少焦？
（2）如圖丙，家里有一只電熱水壺，規格為“220V 1200W”。當兩個電器都正常工作5分鐘，消耗電能的情況是　 　（選填“電熱水壺多”“簡易烘衣機多”“一樣多”）。
（3）某些材質的衣服只適用冷風吹干。則可在上述電路中增加一個開關S2，則S2應安裝 　（選填“風機M”或“電熱絲R”）所在支路。
10．如圖甲所示為某型號室內加熱器，有高溫和低溫兩個擋位，額定電壓為220V，高溫擋和低溫擋的額定功率分別為2200W和1000W，簡化電路如圖乙所示。求：
（1）當開關S1、S2均閉合時，電加熱器處于 　 　 （選填“高溫擋”或“低溫擋”）。
（2）電阻絲R1的阻值。
（3）在額定電壓下，使用高溫擋工作3h，電加熱器產生的熱量是多少？
（4）若該加熱器在低溫擋工作時，測得消耗的實際功率為810W，則實際電壓是多少？
11．小莉在實踐活動中設計的模擬調光燈電路，如圖所示。她選用的電源電壓恒為9V，小燈泡上標有“6V 9W”、滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣。若不考慮燈泡溫度對電阻的影響，閉合開關S后，問：
（1）小燈泡正常發光時的電阻是多少？
（2）當小燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率是多少？
12．如圖甲所示為某家用電暖器，如圖乙所示為其簡化電路。已知R1＝55Ω，R2＝44Ω，在220V的額定電壓下工作，通過控制開關可實現低、中、高三種不同的功率。求：
（1）在對外供熱時的最低功率P低；
（2）中擋功率正常工作10分鐘，電流產生的熱量Q中；
（3）在對外供熱時的最高功率P高。
13．張麗買了一個三擋電暖寶，電暖寶內部裝有某種濃度的氯化鈉水溶液充當保熱介質，電熱絲產生的熱量全部被保熱介質吸收。其電路圖如圖所示，R1、R2都是電熱絲，電源電壓保持36V不變。
（1）當S1閉合，S2接a時為中溫擋，此時電暖寶的功率為18W，求R1的阻值為多少？
（2）當S1閉合，S2接b時為高溫擋，此時電暖寶的功率為45W，求電路中的總電流和R2的阻值為多少？
（3）若用高溫擋給保熱介質加熱，5分鐘內使氯化鈉水溶液的溫度上升了5℃．那么該電熱寶內0.9kg的氯化鈉水溶液的比熱容為多少？
14．如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費者認可和青睞。它有三段溫控功能：高溫燉，中溫煮和低溫熬。圖乙是它的簡化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數。
（1）該電燉鍋是利用電流的 　 　 工作的；
（2）開關S1斷開、S2接A時，電燉鍋為 　 　 （選填“高”、“中”或“低”）溫擋；
（3）若電燉鍋高溫擋工作7分鐘，求電燉鍋消耗的電能；
（4）若家庭電路的電壓是220伏，某插座的額定電流是5安，用該插座僅給電燉鍋供電，從安全用電和加熱快這兩個角度綜合考慮，應選擇 　 　 （選填“高”、“中”或“低”）溫擋。
15．小明家有一臺額定電壓為220V的加濕器，說明書上的電路圖為圖甲，R1、R2為發熱電阻，且R2＝4R1，S為旋轉型開關。1、2、3、4為觸點，通過旋轉開關S可實現“關”“低擋”“高擋”之間的轉換（低擋為小功率加熱，高擋為大功率加熱），其高擋功率為440W。
（1）高擋工作時，電路中的電流為多大？
（2）加濕器處于低擋時的電功率為多大？
（3）加濕器的P﹣t關系圖像如圖乙所示，加濕器工作30分鐘消耗的電能為多少？
額定電壓 220V
高溫擋功率 1210W
中溫擋功率 440W
低溫擋功率
容量 2L
16．如圖甲所示的電煮鍋，可以通過控制開關實現高、中、低三擋加熱，其簡化電路圖如圖乙所示。R1、R2、R3均為電熱絲，R1＝160Ω，R1＞R2，電煮鍋的部分參數如表，求：
（1）在額定電壓下使用中溫擋加熱時電路中的電流；
（2）電煮鍋的低溫擋功率；
（3）若電煮鍋在額定電壓下使用高溫擋加熱，用時15min將2L水從12℃升高到100℃，求該電煮鍋的電熱效率[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
17．圖甲為某品牌空氣炸鍋，其發熱元件為兩個電阻，R1＝48.4歐，R2＝484歐，額定工作電壓為220伏，通過開關S、S1，可實現高溫擋、中溫擋和低溫擋三個擋位的切換，其內部電路可簡化為圖乙所示電路。
（1）開關S1閉合，S接a端時為 　 　 （選填“高溫擋”、“中溫擋”或“低溫擋”）。
（2）求空氣炸鍋處于高溫擋工作時的功率？
（3）若不計熱量損失，用此空氣炸鍋高溫擋加工薯條，原料薯條溫度為20℃，炸熟至少需要達到170℃，求一次炸熟200克薯條需要多少時間？[c薯條＝3.63×103J/（kg ℃）]
18．圖甲為某款新型電飯煲，其額定電壓為220V，它能智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S為手動開關，S1是自動控制開關，通過S1的控制，可智能實現高溫擋或低溫擋，從而控制食物在不同時段的溫度。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內，它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示。求：
（1）S和S1均閉合時，電路中的總電流。
（2）R1和R2的電阻值。
（3）30min內電飯煲消耗的電能。
（4）在不同電壓下，電飯煲從S1第一次自動斷開到重新閉合期間產生的熱量相同。若使用該電飯煲時的實際電壓為198V，則從S1第一次自動斷開到重新閉合需要多長時間？
19．今年的寒朝已經來臨，為了御寒在辦公桌上會用電熱桌墊（如圖）。好奇的小東同學看到后，很想知道它的電熱原理，他查看說明書后發現：該電熱桌墊由12伏電源供電，電功率在安全用電規定的30W～80W范圍內，發熱部分由兩根電熱絲組成，R1、R2的阻值分別為6Ω、4Ω，該桌墊可通過調溫開關控制不同的電功率（不考慮溫度的變化對電阻的影響）。
（1）小東根據剛剛學習過的電熱器知識，畫出了電熱桌墊甲、乙兩種電路，思考之后認為甲才符合設計要求，請你說出理由 　 　 。
（2）該電熱桌墊消耗的最大功率是多少瓦？
（3）當電熱桌墊處于低溫擋時，在1分鐘內產生的熱量是多少焦？
20．如圖甲為陶瓷電煎藥壺，其簡化的工作電路如圖乙所示，電源電壓為220V，S1為單刀雙擲開關，R1和R2均為電加熱絲。電煎藥壺剛開始工作時先用武火擋快速加熱，當藥液的溫度達到98℃時自動跳到文火擋慢熬，藥液熬制一段時間后自動跳到保溫擋防止藥液燒干。已知電煎藥壺在220V電壓下正常工作時，武火快速加熱功率為500W，文火慢熬功率為100W，某次煎藥時藥液的溫度與電煎藥壺工作時間的關系圖像如圖丙所示。
（1）根據題意可知，當單刀雙擲開關S1撥到“2”位置，同時開關S2　 　 （填“閉合”或“斷開”）時，電煎藥壺處于武火擋。
（2）求電加熱絲R1的阻值。
（3）求電煎藥壺處于保溫擋時的功率。
（4）分析圖像可知，電煎藥壺武火加熱前半段時間對藥液的加熱效率 　 　 （填“大于”“小于”或“等于”）后半段時間的加熱效率。
21．如圖甲是定值電阻R1和標有“8V 8W”燈泡L的I﹣U關系圖象。如圖乙所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器的最大阻值為12Ω。當開關S、S2閉合，開關S1斷開，將滑動變阻器的滑片P滑到b端時，電流表的示數為0.5A，燈泡L的實際功率為1W。求：
（1）燈泡L正常發光時的電阻；
（2）同時閉合開關S、S1、S2，電路消耗的最大功率。
22．小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術參數如表。電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題：
熱風溫度 50～75℃
額定功率 熱風時：990W
冷風時：110W
額定電壓 220V
質量 0.5kg
（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？
（2）正常工作時電熱絲的電阻是多大？
（3）電吹風內電動機的線圈電阻是0.8Ω，電吹風吹冷風10min線圈產生的熱量是多少？
（4）一天，小華斷開家中其它用電器，只用電吹風吹熱風時，發現家中標有“220V 10（20A）；3000r/（kW h）”的電能表5min內轉了200圈，求電吹風此時的實際功率是多少？
23．如圖甲是某電熱水壺的電路圖，銘牌如圖乙。R為加熱器，溫控器S是一個雙金屬片溫控開關，當溫度較低時，其處于閉合狀態，加熱器加熱。當水沸騰后，S會自動斷開進入保溫狀態，從而實現了自動溫度開關控制（設加熱器電阻阻值一定）。[已知：水的比熱容c＝4.2×103J/（kg ℃），1L＝10﹣3m3]。求：
（1）該電熱水壺正常加熱工作時，其加熱器的阻值是多少？
（2）該電熱水壺正常加熱工作時，對加熱器通電10s產生的熱量是多少？
（3）將電熱水壺裝滿初溫為25℃的水加熱到75℃，水吸收的熱量是多少？
（4）用如圖丙所示的電能表單獨測量該電熱水壺消耗的電能，實際加熱時，3min電能表中間的鋁質圓盤轉動了24轉，此時電路消耗的實際功率是多少？
24．在圖甲中的A是乙電路中開關閉合時電壓表讀數U與電流表讀數I的關系圖，B是額定電壓為4V的燈的U﹣I曲線。
（1）乙圖中，電源電壓是多少？R1的阻值是多少？
（2）由甲中的B線可知，當燈的電壓為4V時，通過它的電流為0.43A，則燈的額定功率是多少？
（3）在乙圖中，用燈泡L取代電路中變阻器，R1消耗的功率是多少？（溫馨提示：可借助R1的圖線進行解題）
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