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專題06 電功和電功率 電熱的計算
目 錄
01 題型綜述
02 解題攻略
提分秘籍
知識點一、基本公式
知識點二、電功、電功率常見問題
知識點三、電熱器擋位分析
典例剖析
題型1電能與電功的計算
題型2電功率的計算
題型3焦耳定律電熱的計算
題型4電功與電熱的綜合計算
03 鞏固練習
01題型綜述
與歐姆定律結合：常與歐姆定律結合，通過已知的電壓、電流、電阻等物理量，求解電功、電功率和電熱。例如，在一個串聯電路中，已知電源電壓、兩個電阻的阻值，要求某個電阻消耗的電功率，就需要先根據歐姆定律求出電路中的電流，再利用計算電功率。
與電路知識融合：會與串聯、并聯電路的特點相結合。如在串聯電路中，電流處處相等，總電壓等于各部分電路電壓之和；在并聯電路中，各支路兩端電壓相等，干路電流等于各支路電流之和。通過這些電路特點，結合電功、電功率、電熱公式，計算電路中不同位置的物理量。
02解題攻略
審題：仔細閱讀題目，明確已知條件，包括電源電壓、電阻值、電流值、用電器的額定參數、時間等，以及需要求解的物理量是電功、電功率還是電熱，是總物理量還是某個用電器的物理量。
分析電路：判斷電路是串聯、并聯還是混聯，確定各個用電器之間的連接關系，分析電表測量的對象和電路的工作狀態，如是否為純電阻電路，用電器是否正常工作等。
選擇公式：根據已知條件和電路特點，選擇合適的電功、電功率、電熱公式進行計算。對于復雜電路，可能需要先根據串聯或并聯電路的規律求出總電阻、總電流等中間量，再進一步計算所求物理量。
計算求解：代入數據進行計算，注意單位的統一，如電壓單位用伏特（V），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆（Ω），時間單位用秒（s），電功單位用焦耳（J），電功率單位用瓦特（W）。計算過程要仔細，避免出現計算錯誤。
檢查答案：檢查計算結果是否符合實際情況，如電功率不能為負數，電功和電熱的值應該是合理的。還可以通過不同公式或方法進行驗證，確保答案的準確性。
【提分秘籍】
知識點一、基本公式
Ⅰ、歐姆定律 串并聯電路特點
1．內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。公式：I＝ 。
2．電阻串聯時相當于增加了導體的長度，因此總電阻比任何一個串聯電阻都大。
電阻并聯時相當于增大了導體的橫截面積，因此總電阻比任何一個并聯電阻都小。
3．串聯電路分壓：在串聯電路中各電阻分得的電壓與它們的電阻成正比，表達式：＝；
并聯電路分流：在并聯電路中各支路分得的電流與它們的電阻成反比，表達式：＝。
Ⅱ、電功率
1．定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。
2．計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。
3．導出式：、。對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。
Ⅲ、電路中電功關系的三個推論
1.串并聯電路的電功的特點 串聯電路并聯電路分析如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W總=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W總=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推論一無論是串聯電路還是并聯電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W總=W1+W2+…
2.串、并聯電路電功的分配關系（僅適用于純電阻電路） 推論二串聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比推導分析：推論三并聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比推導分析：
知識點二、電功、電功率常見問題
Ⅰ、比較功大小時，若是串聯常用W=I2Rt來取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并進一步進行其他運算
Ⅱ、求最大功率或不同檔位用電器(電熱器)問題時，常用P=U2/R分析，當并聯時電阻最小，功率最大；串聯時電阻最大，功率最小，再根據題意求相關量
Ⅲ、若關于小燈泡等實際功率隨著溫度改變而變化時，根據實際電流或電壓求電阻，再求其他量
知識點三、電熱器擋位分析
①多開關類
電路圖 檔位分析 表達式
閉合S：電路只有R2 高溫檔
斷開S：R1和R2串聯 低溫檔
閉合S、S1：R1和R2并聯 高溫檔
只閉合S：電路只有R1 低溫檔
（R1>R2） 只閉合S1：電路只有R1 低溫檔
只閉合S2：電路只有R2 中溫檔
閉合S1、S2：R1和R2并聯 高溫檔
②多觸點開關類
電路圖 檔位分析 表達式
接0、1：不工作
接1、2：電路只有R1 低溫檔
接2、3：R1和R2并聯 高溫檔
③旋鈕開關類
電路圖 檔位分析 表達式
接1：R1和R2串聯 低溫檔
接2：電路只有R2 高溫檔
接1：R和R串聯 低溫檔
接2：電路只有R 中溫檔
接3：R和R并聯 高溫檔
④單刀雙擲開關類
電路圖 檔位分析 表達式
閉合S1 S2接a：R1和R2并聯 高溫檔 S2接b：電路只有R1 中溫檔
斷開S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串聯 低溫檔
【典例剖析】
題型1電能與電功的計算
（2025秋 余姚市月考）兩個定值電阻R1、R2并聯在電路中，如圖甲所示，通過它們的電流與其兩端的電壓關系如圖乙所示。閉合開關S，經過相同的時間，R1、R2消耗電能之比為（　　）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
（2025 鄞州區模擬）五一假期小寧和家人一起去東錢湖露營、燒烤。
（1）到達目的地后，小寧幫爸爸一起搭建天幕帳篷，如圖甲所示為天幕帳篷搭建的示意圖，其中AC為天幕（遮陽幕布），AB、CD為支撐桿，防風繩的一頭系在支撐桿的頂端，另一頭用地釘固定在地面上。搭建過程中小寧拉緊防風繩后退時，拉力F會 （填“變大”或“變小”）。
（2）小寧在烤肉串的過程中，聞到陣陣香味，原因是 。烤肉時要注意火候，烤焦的肉類食物會含有強致癌物——苯并芘（化學式C20H12）。苯并芘屬于 （填“有機物”或“無機物”），其中碳元素和氫元素的質量比為 。
電池容量 4000mA h
工作電壓 5V
燈的額定功率 5W
（3）夜幕降臨，小寧用露營燈照明，其銘牌參數如表所示。該露營燈的電池充滿電后，可供燈正常工作 h。
（2025秋 路橋區期末）濫用遠光燈失德又違法。夜間行車正確使用遠光燈，可以起到擴大觀察視野的作用。但對面有車或行人時，遠光燈容易擾亂路人以及對面車輛駕駛員的視線而存在安全隱患。如圖甲所示是某汽車大燈的燈泡示意圖，A和B是燈泡內的2條燈絲，S為扇形旋鈕開關。當切換到近光燈擋位時大燈只有一條燈絲通電工作，切換到遠光燈擋位時大燈的兩條燈絲同時通電工作。
（1）當切換到遠光燈時，開關S與觸點 （選填“1和2”“2和3”或“3和4”）接觸；
（2）司機某次用車10分鐘，車燈的功率與時間的關系如圖乙所示，已知電源電壓保持12V不變，則燈絲A的電阻為多少？（不考慮溫度變化對電阻的影響）
（3）請計算10分鐘內大燈消耗的電能為多少？
（2025秋 江北區期末）我國“華為”公司是當今世界通訊領域的龍頭企業，其生產的“Mate60”不僅采用超大容量電池，并且還采用了“超級快充”技術，不到10分鐘可把電池電量充達一半以上，極大方便了人們的使用。該電池的部分參數如表所示，小寧家有一個標有“66瓦”字樣的超級快速充電器，他認為充電過程功率應該不是保持全程66瓦，他測量出充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制圖像如圖所示。完成下列問題：
電池名稱 鋰電子電池
輸出電壓 4伏
容量 5000毫安 時
（1）該手機電池充滿電后，完全放電能釋放出多少電能？
（2）利用測量得出的數據，通過計算來證明小寧的猜測是否正確。
（3）該手機充電器還支持“5V 4.5A”、“4.5V 5A”這兩種輸出規格，選用的充電線一樣，則在充電的過程中哪種充電器的充電效率會更高？從能量轉化的角度分析。
題型2電功率的計算
（2025秋 衢州期末）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
（2025 杭州二模）在“創新實驗設計比賽”的活動中，小明從如圖甲所示的“兩端發光的激光劍”玩具中得到啟發，設計了圖乙所示的電路原理圖。小明設計的電路中兩燈的連接方式是 。若電源電壓為3V，燈泡的規格均為“2.5V 0.5A”，假設燈泡電阻不變，則電路接通后，每個燈泡的實際功率是 W。
（2025 寧波自主招生）如圖所示，燈泡規格均相同，甲圖中電壓恒為6V，乙圖中電壓恒為18V．分別調節R1、R2使燈均正常發光，那么此時電路消耗的總功率之比P1：P2＝ ，可變電阻接入電路中的電阻值之比R1：R2＝ 。
（2025 甌海區校級模擬）如圖是一種調溫型電熱毯的電路示意圖，R1和R2是兩根相同的電熱絲。圖中虛線框內是“三刀四擋”滑動式調溫開關，“三刀”（即AB、CD、EF三個滑片）只能同時并排向左或向右滑動，使開關處于“1”、“2”、“3”、“4”擋中的某一擋位上。當開關處于“4”擋時，電熱毯不發熱；當開關處于其他三擋中的某一擋位時，電熱毯的最小發熱功率為40W。
（1）開關處于“3”擋時，電熱毯的發熱功率為 W。
（2）開關處于“2”擋時，電熱毯工作30分鐘所用消耗的電能為 J。
題型3焦耳定律電熱的計算
（2023秋 慶元縣校級月考）如圖甲所示，電源電壓不變，將小燈泡L和電阻R接入電路中，只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為1W。圖乙是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖像。下列說法中正確的是（　　）
A．只閉合開關S1時，L的電阻為10Ω
B．再閉合開關S2后，電路總功率為1.2W
C．再閉合開關S2后，電流表示數增加0.5A
D．再閉合開關S2后，在1min內電阻R產生的熱量是24J
（2023 寧波模擬）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測得R2的電功率與通過它的電流的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．R2的滑片向左滑動時，電流表和電壓表的示數都變大
B．電源電壓為12V
C．R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W
D．電流為0.6A時，2min內電流通過R1產生的熱量是648J
（2023秋 桐鄉市期末）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）
（2025 平陽縣校級模擬）小科同學為實現衣服快速晾干，計劃利用電源、小型風機M、電熱絲R、導線等元件做一個簡易烘衣機，如圖是他設計的烘衣機外形及其電路結構圖。其中U0＝6伏，R＝10歐，電動機的內阻為4歐，當開關閉合時測得電流表示數為1.5安。回答下列問題：
（1）開關閉合后，計算電熱絲工作10分鐘產生的熱量。
（2）工作10分鐘，計算風機產生的機械能。
（3）嘗試工作幾次后小科發現：電流表示數會不斷減小，同時剛開始工作時干衣室內溫度變化不明顯，而當衣物快烘干時，干衣室內的溫度逐步升高。請你分析造成這種現象的原因。
題型4電功與電熱的綜合計算
（2025秋 海曙區期末）圖甲的水熱毯由主機和毯體組成，采用水電分離的設計。毯體內的固定水管與主機相連。水經過主機加熱至設定溫度，并由水泵推動，在水管中循環來實現取暖功能。主機內部的工作電路簡化后如圖乙所示，其中R為電熱絲，M為水泵，S1為智能開關，下列說法正確的是（　　）
A．采用水電分離的設計可以防止觸電或短路
B．達到設定的溫度后，智能開關S1應閉合
C．S和S1都閉合時，電熱絲R和水泵M的電功率相同
D．電熱絲R產生的熱量與通過它的電流成正比
（2025秋 江北區期末）如圖所示，圖甲是某款即熱式電熱水龍頭，圖乙是它的電路原理圖，R1和R2是電熱絲，通過旋轉手柄可使扇形開關S同時接觸兩個相鄰觸點，實現冷水、溫水、熱水擋的切換。若R2＝2R1，水龍頭在溫水擋正常工作時電功率為1100W，電源電壓恒為220V，則以下說法正確的是（　　）
A．電熱絲電阻R1＝44Ω
B．水龍頭在熱水擋正常工作時的功率是3300W
C．開關S接觸3、4觸點時，電熱絲R1、R2串聯
D．開關S接觸2、3觸點時，水龍頭放出的是熱水
（2025秋 湖州期末）如圖甲所示是智能多功能熱菜板，該熱菜板有“高溫擋”“保溫擋”兩擋位，其電路原理如圖乙。使用時先高溫擋加熱，當溫度達到設定溫度后，溫控開關自動調節進入保溫狀態繼續工作，R1、R2均為阻值恒定的加熱電阻，已知“高溫擋”的功率為440W，“保溫擋”的功率為110W。
（1）根據題意判斷處于保溫擋時兩開關的狀態 。
（2）電阻R1阻值是多少？
（3）圖丙為某次熱菜板正常工作1.5小時的P﹣t圖象，求本次消耗的電能？
（2025秋 三門縣期末）小科家新裝了一臺智能電熱馬桶蓋，如圖甲所示，查閱使用說明書發現便座加熱電路有高、中、低三擋，部分參數如表所示。圖乙是便座加熱電路的示意圖，加熱電阻為R1和R2，單刀雙擲開關S2可接a或b。請回答下列問題：
智能電熱馬桶蓋部分參數
低溫擋功率/W
中溫擋功率/W 44
高溫擋功率/W 88
（1）開關處于 時電路處于高溫擋。
A.S閉合，S1閉合，S2接a
B.S閉合，S1閉合，S2接b
C.S閉合，S1斷開，S2接a
D.S閉合，S1斷開，S2接b
（2）中溫擋加熱時，電路中的電流多少安？
（3）低溫擋加熱的額定功率是多少？
03鞏固練習
1．某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電路如圖甲所示，電熱絲R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小濱為測量電熱壺的實際功率，他把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，1min內電能表（如圖乙）的轉盤轉動了16轉。下面說法正確的是（　　）
A．開關S接“l”時， 電熱壺為“保溫”擋位
B．電熱壺的加熱額定功率為 100W
C．測量時電熱壺的實際加熱功率為 800W
D．電熱壺在額定電壓下，保溫 10min消耗的電能為6×104J
2．夏天，人們常用電熱驅蚊器滅蚊.電熱驅蚊器的發熱部分使用了PTC發熱材料，它的電阻隨溫度變化規律如圖所示，使用時發熱體直接連入電壓為200V的電路中。
（1）當把蚊香片放在通電的驅蚊器發熱板上時，蚊香片的溫度會升高，這是通過　 　方式改變蚊香片內能的。
（2）當發熱體溫度為　 　℃時，它的電功率最大，當發熱體的溫度為60℃時，則此時電功率為　 　W，當發熱體溫度繼續上升時，它的電功率會　 　減小（選填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）如果這只電滅蚊器的平均電功率為4W，按一天工作10h計算，該家用電滅蚊器一個月（按30天計算）消耗電能　 　 kW·h。
3．如圖甲所示是電熱桌墊，小明查看說明書后發現：該電熱桌墊電路圖如圖乙，電源電壓為12V，發熱部分由R1、R2兩根電熱絲組成，R1、R2的阻值分別為6Ω、4Ω，該桌墊可通過調溫開關控制有高溫和低溫兩個模式。某次使用時，將其調至高溫模式工作2min后，桌墊的溫度升高了20℃（不考慮溫度的變化對電阻的影響）。
（1）電熱桌墊高溫模式時，電路的總電流是多少？
（2）已知電熱桌墊的質量為144g，電熱桌墊處于高溫模式時的熱效率是多少？電熱桌墊硅膠板的比熱容為2×103 J/（kg ℃）】
（3）若要使高溫模式的功率提升到84W，在保證低溫功率和R1不變的情況下，請通過計算說明應該如何改裝電路？
4．某型號電加熱器的內部簡化電路如圖甲所示，R1和R2都是發熱電阻，已知發熱電阻R2=176Ω。通過旋轉開關S可實現“關”“低擋”“高擋”之間的切換。電加熱器的部分技術參數如表所示。
物理量 參數
額定電壓 220V
高擋功率 1100W
低擋功率 ？
（1）開關S接“3、4”觸點時，電加熱器處于　 　擋；
（2）發熱電阻R1的阻值為多大？
（3）電加熱器在低擋消耗的電功率為多少？
（4）某次在額定電壓下使用電加熱器，其消耗的電功率與加熱時間的關系圖像如圖乙所示。請計算30min內電加熱器消耗的總電能。
5．圖（如下表）是某電熱水壺銘牌上的部分參數。
電熱水壺
容量 2.3L
額定電壓 220V
額定功率 1500W
（1）該電熱水壺正常工作時的電功率是多少
（2）該電熱水壺正常工作5min，求電流所做的功。
（3）在220V的家庭電路中，若將該電熱水壺接在額定電流為5A的接線板(插座)上使用，請通過計算判斷是否安全
6．為估測電熱水壺燒水時的電功率，小明在壺中裝入1kg20℃的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫升高到70℃，已知水的比熱容為J/（kg·℃）．
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）假若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該電熱水壺的電功率；
（3）用上述方法估測出來的電功率與實際值相比，偏小還是偏大？為什么？
7．如圖所示，圖甲是某款家用即熱式電熱水龍頭，圖乙是它的電路原理圖，R1和R2是阻值分別為22Ω和44Ω的電熱絲。通過旋轉手柄改變與開關S接觸的兩個相鄰觸點（有1、2、3、4四個觸點），實現溫水擋和熱水擋的切換。
（1）開關S將哪兩個相鄰的觸點接通時，水龍頭放出的是熱水；
（2）水龍頭在溫水擋工作時的功率是多少；
（3）小石用圖乙中的電熱絲R1和R2設計成如圖丙所示電路，也可實現溫水擋和熱水擋的切換。若家中使用額定電流是10A的插座。請通過計算說明圖乙、圖丙的設計是否滿足用電安全要求。
8．右下表是某同學設計的電熱加濕器部分參數，其發熱電路如圖甲所示。R1、R2為發熱電阻且R2＝3R1，通過旋轉開關 S 可實現“關”“低檔”“高檔”之間的轉換。
甲 乙
額定電壓 220V
高檔發熱功率 400W
水箱容積 3L
適用面積 20～40m2
（1）求電阻 R1的阻值；
（2）求電熱加濕器處于低檔位置時的發熱功率；
（3）如圖乙所示是某次使用加濕器工作的圖像，請計算加濕器工作 30min 消耗的總電能。
9．“圍爐煮茶”是近年人們喜愛的“國風”休閑方式之一，其中最離不開的就是土陶罐制作的小火爐如圖甲所示，考慮到安全性和環保性，不少顧客更愿意選擇電陶爐如圖乙所示。小德同學發現其中工作的關鍵就是一條可拆卸的發熱電阻絲，在原包裝盒內還找到了一條一模一樣的備用電熱絲可剪短，于是他想通過所學知識改裝該電陶爐的加熱擋位。可惜由于食物污漬，已無法由銘牌得知電熱絲的具體信息。小德關閉其他用電器，將電陶爐單獨接入的家庭電路，觀察并記錄家中電能表如圖丙所示的指示燈閃爍情況：分鐘之內閃爍了次，求：
（1）該過程中電熱絲產生的電熱為多少焦耳；
（2）爐腔內電熱絲的電阻的大小；
（3）小德同學想借助備用電阻絲串聯或并聯在原爐體內部或外部改裝電陶爐的加熱功率，使之與原功率成為不同擋位，且高低擋位功率之比為：，請你從安全性和可實現性兩個方面通過計算說明改裝方案。
10．圖甲是小紅家某電取暖器簡化電路圖，R1和R2均為發熱電阻，其部分參數如表乙。
額定電壓 220V
低溫擋功率 1100W
高溫擋功率 2200W
乙
（1）電取暖器在高溫擋工作時的電流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用電高峰期，小紅用如圖丙所示的電力監測儀測出電取暖器在低溫擋工作時的實際電壓和實際功率。小紅認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓。試通過計算說明小紅的判斷是否正確。
11．某電熱水器銘牌標識為“220V 1200W”，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。把該電熱水器如圖﹣1所示的插頭插入如圖﹣2所示的智能插座工作一段時間，通過智能插座讀出這段時間電熱水器的工作電壓為220V，電流為5A，消耗的電能為0.55kW h。
（1）插頭插腳①較長，將插頭插入插座時，可確保電熱水器的金屬外殼先接觸 　 　線，避免觸電事故。用橡膠做插頭外殼是因為橡膠是 　 　體。
（2）電熱水器的實際功率是多大？工作的這段時間是多長？
（3）為恢復該電熱水器的銘牌功率，可將一段新的電熱絲與氧化電熱絲串聯還是并聯？這段電熱絲的電阻值為多少？
12．小明家的電熱毯有高溫和低溫兩擋，其簡化電路如圖所示.電源電壓為220V，R1和R2均為電熱絲，且R1=R2。當開關S閉合時，電熱毯處于高溫擋，功率為88 W； 當S斷開時，電熱毯處于低溫擋。求：
（1）處于高溫擋時電路中的電流：
（2）電阻R1的阻值；
（3）處于低溫擋時電熱毯的電功率.
13．某電壓力鍋，額定電壓220V， 有加熱和保溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖甲所示。R1、R2都是加熱電阻，加熱擋時只有電阻R1工作，加熱功率為800W；保溫擋時只有電阻R2工作，電阻R2=1210Ω。S為溫控開關，可自動實現“加熱”和“保溫”狀態的轉換。求：
（1）R1的阻值和壓力鍋的保溫功率。
（2）將2L水從23℃加熱到63℃，水吸收的熱量是多少 若壓力鍋的效率為84%。額定電壓下，加熱這些水，需要多少秒 ( ρ水=1.0×103kg/m3， c水=4.2×103J/(kg*℃)
（3）用電高峰期電壓會降低。若電路中只讓壓力鍋單獨工作600s， 圖中的電能表轉盤轉了330轉，請算出它的實際加熱功率。
14．某商場新進了一批具有加熱和保溫兩種功能的微型電熱水器。其內部簡化電路如圖甲所示。該電熱水器由控制電路和工作電路兩部分組成。控制電路由電源（電壓恒為12V）、開關S0、電磁鐵（線圈電阻R0=60Ω）和熱敏電阻R組成，R的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示。當開關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=48.4Ω，R2=435.6Ω，c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）當水溫達到50℃時，電熱水器停止加熱，求此時控制電路中的電流。
（2）電熱水器正常工作時，加熱和保溫功率各為多少。
（3）電熱水器正常工作時，將水箱中1kg的水從20℃加熱到50℃用時3min，求此過程中水吸收的熱量及電熱水器的加熱效率。
15．圖甲是某電熱水壺內部簡化電路，由控制電路和加熱電路組成。電流鑒別器相當電流表；加熱電路中電源電壓為220V，電熱絲的阻值為24.2Ω；控制電路電源電壓為8V，滑動變阻器（調溫電阻）的最大阻值為130Ω；熱敏電阻置于熱水器內部，其阻值隨溫度t變化的關系如乙圖所示。當電流鑒別器的電流達到50mA時，開關斷開，加熱電路停止加熱。
（1）開關閉合，求加熱電路的電功率；
（2）當最高控溫設置在80℃時，滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
（3）當最高控溫設置在80℃時，若不計能量損失，用電熱水壺把2kg水從30℃開始加熱，通電200s后，請通過計算說明加熱電路是否已經停止加熱；
（4）為了要使最高控溫降低，請你寫出一種可行的方法。
16．一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）電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率。
（2）將 2.2kg 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？【C 水 = 4.2×103J/(kg·℃)】
（3）當溫度達到 50℃后，通電 10min，R2 產生的熱量。
17．圖是某款兩擋電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值一定的電熱絲，R1=550Ω，R2=44Ω。該電熱器接入電壓恒為220V的電路中。求：
（1）低溫擋時電熱器的電功率；
（2）高溫擋時，工作10s產生的熱量。
18．如圖甲為一款家用電熱水壺，其簡化電路圖如圖乙所示。它有高溫和低溫兩種擋位，正常工作時高溫擋功率為550W，R2=132Ω，求：
（1）該電熱水壺將1kg的水從20℃加熱到80℃，水吸收的熱量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的電阻是多少？
（3）該電熱水壺正常工作時低溫擋功率是多少？
（4）在物理綜合實踐活動中，小芳和小麗利用所學的物理知識，合作測量電熱水壺高溫擋的實際功率。電表上標著“2000r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電熱水壺接入電路中燒水。3min電能表的轉盤轉了50r，求電熱水壺的實際功率？
19．如圖所示的是某款兩擋電熱器的簡化電路，、為阻值一定的電熱絲，，，該電熱器接入電壓為的電路中。求：
（1）低溫擋時電路中的電流。
（2）高溫擋時電熱器的電功率。
20．水暖電熱毯是新一代電熱毯，采用水電分離的設計，利用外置主機用電將水加熱，再向毯內軟管輸送溫水，通過水循環使熱量在毯體內向四周傳導，從而使人體感覺到溫暖（如圖甲所示），其特點是恒溫舒適，深受老年人喜愛。如表所示是某型號水暖電熱毯的參數。
水暖電熱毯
額定功率 280W
恒溫功率 60W
主機容量 0.45L
控溫范圍 25~65℃
（1）小明認真研究了它的說明書，并作出以下分析，你認為合理的是 ___________。
A．“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害
B．“每晚僅約0.7度電”是水暖電熱毯在額定功率下工作一晚的用電量
C．“毯體無電流”說明水暖電熱毯使用時無電磁輻射
（2）晚上小明關閉家中其他用電器，只讓水暖電熱毯工作，裝滿0.45L水，使用前記錄電能表讀數為1356.8kW h，開啟水暖電熱毯10h，早晨記錄電能表讀數為1357.5kW h，則此段時間內水暖電熱毯的功率為 　 　W。
（3）小明將所測量的數據與參數（如表所示）對比，發現電功率數據不符，原因可能是 　 　。
（4）該水暖電熱毯雖然具有加熱和保溫功能，但從節能角度考慮，它的電路設計（如圖乙所示）不夠合理。請你指出一條不合理的地方：　 　。
21．閱讀材料，回答問題
我國的核電事業發展迅速，已經建成幾座核電站，其中廣東大亞海核電站每年發電量約70%的電力供應香港，30%的電力供應廣東電網。在保證輸送功率不變的情況下，遠距離送電采取高壓送電的方式來實施，核電站的發電輸出電功率為，用10千伏的高壓進行輸電。如圖是核電站的工作原理圖和遠距離輸電流程示意圖。
（1）核電站中繞制發電機線圈的材料可能是　 　（選填“銅”、“鐵”或“超導材料”）；
（2）關于遠距離輸電，下列表述錯誤的是_____；
A．在保證輸送功率不變的情況下，提高輸電電壓會減小輸電電流，從而減少輸電損失
B．提高輸電電壓可以減小輸電線電阻，從而減小輸電損失
C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大
（3）核電站在輸送功率不變時，若改用100千伏的電壓輸電，則此時導線上的熱損耗功率與原來導線上的熱損耗功率之比為　 　。
22．中國是世界上最早利用風能的國家之一。風能空氣流動所產生的能量，是太陽能的一種轉化形式。由于太陽輻射作用下，空氣沿水平方向運動形成風.題23(1)圖是風力發電機，利用渦輪葉片將氣流的機械能轉化為電能，再利用蓄電池將電能儲存起來。
（1）風能是　 　(選填“可再生”或“不可再生”)能源
（2）風葉產生的動力傳遞給發電機發電是利用了　 　原理：給蓄電池儲能的過程是將發電機產生的電能轉化為　 　儲存起來。
（3）某風力發電機的輸出功率與風速的關系如圖所示，由圖像可知下列信息正確的是____。
A．只要有風，機組就能產生電能
B．風力發電機的輸出功率與風速成正比
C．風速越大，機組產生的電功率一定越大
D．風速在一定范圍內，機組產生的電功率可能不變
（4）下表給出了在不同風速下某風機獲得的能量：
平均風速（m/s） 5 10 15 20
1秒獲得的能量（×104J） 1 8 27 64
①對表格進行分析，以下圖像中符合該風力發電機1s內獲得的能量與風速的定量關系的是　 　。
②已知當風速為10m/s時，風力發電機發電的效率為12.5%，則這臺風機工作1h所產生的電能可供10只“220V200W”電燈正常工作　 　h.
六、綜合題
23．某小組在跨學科實踐活動中，對電熱水器的類型進行了對比研究。調查發現，家庭常用電熱水器分為儲水式電熱水器和快熱式電熱水器兩類。如圖甲是某款儲水式電熱水器（有一個大容積的水箱，如果水箱中被加熱的水沒用完，這些熱水會慢慢冷卻），其銘牌上的部分信息如圖乙；如圖丙是某款快熱式電熱水器（沒有水箱，快速加熱流水），其銘牌上的部分信息如圖丁：
額定升數 50L
產品尺寸（a*b*c） 760×485×455mm
額定功率 2200W
能效等級 1級
乙
額定功率 7000W
額定壓力 0.6MPa
產品尺寸（a*b*c） 266×78×448mm
丁
（1）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器之所以“快”，是因為它的　 　明顯大一些。
（2）該小組還得出了以下結論，你認為不合理的是__________。
A．儲水式電熱水器安裝在承重墻上更安全
B．長期使用過程中，儲水式電熱水器對水電的浪費較大
C．安裝快熱式電熱水器要用更粗的電線
D．用電高峰時段，電熱水器的實際功率大于額定功率
（3）“碳達峰”“碳中和”對常用家電產品研發提出了更高要求。已知：每節約1度電相當于減少排放的二氧化碳。若小利家將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能，請計算由此相當于減排二氧化碳約　 　kg。
（4）若本題中這款快熱式電熱水器的加熱效率是90％，洗澡時每秒的出水量是，進入熱水器的水溫為12℃，則出水溫度可達到　 　℃。[，J/(kg·℃)]
24．如圖甲所示，水暖電熱毯是新一代電熱毯，采用水電分離的設計，利用外置主機用電將水加熱，再向毯內軟管輸送溫水，通過水循環使熱量在毯體內向四周傳導，從而使人體感覺到溫暖。
水暖電熱毯
額定電壓 220V
額定功率 280W
恒溫功率 60W
每晚耗電 約0.7度
主機容量 0.45L
控溫范圍 25℃～65℃
圖乙
（1）州州認真研究了某品牌水暖電熱毯的銘牌（如圖乙）后，認為水暖電熱毯相比普通雙人電熱毯（功率范圍在120W~150W之間）有以下特點，你認為他的分析合理的是____。
A．“280W快速升溫”說明水暖電熱毯產生的熱量比普通雙人電熱毯多
B．“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害
C．“每晚耗電約0.7度”是每晚水暖電熱毯在額定功率下工作的用電量
D．“毯體無電流”說明水暖電熱毯使用時絕對無電磁輻射
（2）州州仔細閱讀了該水暖電熱毯的使用說明書后，發現該水暖電熱毯有“加熱”和“保溫”兩檔，其簡化電路如圖丙所示。當單刀雙擲開關S接1時，該水暖電熱毯處于　 　檔。
圖丙
（3）晚上州州關閉家中所有用電器，裝滿0.45L水，記錄電能表讀數為2546.7kW·h，開啟水暖電熱毯10h，早上記錄電能表讀數為2547.4kW·h，則此款水暖電熱毯這段時間的電功率為　 　W。
（4）某品牌水暖電熱毯的廣告語是“5分鐘熱水循環”。水暖電熱毯在額定電壓下工作，按照銘牌中的數據，5分鐘加熱過程可以讓水箱中的0.45L水升溫約　 　℃（注：，不考慮熱量損失，結果保留一位小數）。
25．小芊想為忙碌的媽媽自制一個電熱飯盒，她找來了兩根電熱絲R1和R2，R1的阻值為440Ω. R2的阻值未知。
（1）甲方案中，小芊把R1接人電路進行測試，閉合開關后，電路的總功率為多少
（2）為了讓電路的總功率降為原來的一半，小芊設計了乙、丙兩種方案，你支持那種方案。請計算你選定方案中電熱絲R2的阻值。
（3）小芊考慮到不同的季節電熱飯盒的功率應不同，現增加一個開關S1， 請在第(2)問你所選定的方案中把電加熱器改成兩個加熱擋位，在虛線框里畫出改進后的電路圖，并對開關的狀態和對應的擋位做簡要的說明。
26．在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫為診療發揮了積極作用，中藥能有效治療新冠肺炎，降低輕型、普通型病例轉為重癥的比例，縮短新冠肺炎癥狀消退時間，改善輕型和普通型患者的臨床癥狀。如圖甲所示為小華同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，“猛火”擋電功率模糊不清，“文火”擋電功率110W， 其電路原理圖如圖乙所示，R1、R2為兩根電熱絲，L1、L2是顏色不同的指示燈，指示燈在電路中消耗的電功率忽略不計，若讓該電熱水器在“猛火”擋單獨工作3min， 如圖丙所示的電能表脈沖燈閃爍88次。根據上述信息，求：
（1）燈的電阻值與電熱絲R1的電阻值相比較：　 　 (選填“相差很大”、“相差很小”或“相差不大”)；
（2）“猛火”擋電功率和電熱絲R2的阻值；
（3）若打算將“文火”擋的電功率提升10%，“猛火”擋的電功率保持不變，請通過計算具體說明改進措施
27．某暖手寶的工作原理如圖所示，已知為10Ω，在閉合的情況下，斷開時電流表的示數是2A，閉合時電流表示數增大1A。電源電壓不變，求：
（1）電源電壓為　 　V。
（2）求該暖手寶最大發熱功率以及1分鐘內產生多少　 　熱量。（寫出必要計算步驟）
28．小明對家里的一款電熱水器進行探究，其中一些參數如下表所示。
額定功率/W 1500 2000 2500
額定電壓/V 220
額定頻率/Hz 50
加熱溫度范圍/℃ 5~70
最大容量/L 50
（1）電熱水器正常工作，將水加熱到適當溫度，導線卻不怎么發熱，原因可能是______；
A．導線的絕熱皮隔熱
B．電流通過導線不產生熱量
C．導線的電阻比電熱絲阻值小
D．通過導線的電流小于通過電熱絲的電流
（2）當電熱器功率為2000W時，若要求將40L、初溫30℃的水加熱到70℃需要的時間，除了需要水的相關物理量外，還需要的物理量是該熱水器的　 　；
（3）如圖為該電加熱器的簡化電路圖，、、是阻值不變的電熱絲，a、b、c、d為金屬觸點，S為旋鈕開關，轉動旋鈕可以將相鄰兩個觸點連通。轉動旋鈕使S與　 　兩個觸點接通時電熱器為2000W的擋位；（選填“”、“”或“”）
（4）小明認真閱讀了使用說明書，對其中一些重要事項作了分析，其中分析不合理的是______。
A．“不能用濕手去拔電熱水器插頭”，因為濕手容易引起觸電事故
B．“電熱水器不能與多個大功率用電器同時使用”，是為防止電路中電流過大
C．“接入電壓要與本機額定電壓相符合”，因為熱水器只有在額定電壓時才能工作
D．“使用時插頭要充分插入插座”，插頭外露可能會使人觸電，不安全
29．請根據上述材料，回答問題：
電熱水器
電熱水器是利用電對水加熱，使水溫達到生活、采暖、生產工藝等要求的設備。家庭常用電熱水器分為儲水式電熱水器和快熱式電熱水器兩類。市面上某款儲水式電熱水器如圖所示，其銘牌上的部分信息如表1所示。
表1儲水式電熱水器
額定升數： 60L
產品尺寸（a*b*c）： 760×485×455mm
額定功率： 2200W
能效等級： 1級
市面上某款快熱式電熱水器如圖所示，其銘牌上的部分信息如表2所示。
表2快熱式電熱水器
額定功率：8000W 溫度范圍：30-55℃
額定壓力：0.6MPa 防水等級：IPX4
產品尺寸（a*b*c）：266×78×448mm 防電墻：專利防電墻
儲水式電熱水器安裝簡單、方便，功率相對較小，對電線要求低，一般家庭都能安裝使用。但因為帶一個大容積的水箱，要有承重墻才能裝，且影響室內的美觀。使用前需較長時間預熱，且達到預設溫度后額定容量的水被快速用完了，不能再連續使用；如果水箱中被加熱的水沒用完，這些熱水會慢慢冷卻，造成浪費。
快熱式電熱水器是一種快速加熱流水，并且能通過電路控制水溫，使水溫達到適合人體洗浴溫度的熱水器。因為沒有水箱，所以它具有體積小，重量輕，省空間易安裝的特點，且不需要提前預熱，也沒有儲水式熱水器未用的剩余熱水的能量消耗，真正做到了節能省水。一般來說，快熱式電熱水器比儲水式電熱水器省電15%～30%。但快熱式電熱水器普遍功率較大，安裝需要橫截面積較大的銅芯線和不低于30A的電能表，因此家庭選擇此電熱水器時，要考慮是否滿足安裝要求。
（1）根據儲水式電熱水器的銘牌可知，若家庭電路正常工作電壓為220V，該電熱水器正常工作時的電流是　 　A。
（2）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器相比儲水式電熱水器，它的　 　（選填“電功”或“電功率”）明顯大一些。
（3）根據儲水式電熱水器的銘牌可知，使用該儲水式電熱水器在其額定功率下連續加熱30min，則消耗　 　kW·h電能。
（4）2021年，碳達峰、碳中和被首次寫人政府工作報告。已知每節約1度電相當于減少排放1.1kg的二氧化碳。若小利家將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能8kW·h，請計算由此相當于減排二氧化碳約　 　kg。
30．為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏小？簡要說明原因。
31．在“測量小燈泡功率”的實驗中，小燈泡上標有“2.5V”的字樣。小明連接了如圖甲所示的電路。
（1）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現電壓表的示數始終如圖乙所示，小燈泡發光，發生此現象的原因可能是　 　；
（2）排除故障后，閉合開關，此時滑片P在滑動變阻器B端，看到小燈泡不發光，電流表和電壓表有微小示數，則此時小燈泡　 　（選填“消耗”或“不消耗”）電功率；要使小燈泡正常發光滑片應向　 　（選填“C”或“D”）端移動；
（3）當小明移動滑片P將電壓表示數調到2.5V時，電流表示數如圖丙所示，為　 　A，則此時小燈泡的功率為　 　W；
（4）為了完成本次實驗，以下滑動變阻器的規格合適的是______（選填字母代號）；
A．10Ω，1A B．30Ω，0.5A C．50Ω，0.1A
（5）接著小明將一額定功率相同的LED燈替換小燈泡L接入電路中，發現當LED燈正常工作時其亮度遠高于小燈泡L的亮度，下列說法正確的是______。
A．通過LED燈的電流大于通過小燈泡L的電流
B．LED燈的實際功率大于小燈泡L的實際功率
C．相同時間內LED燈消耗的電能等于小燈泡L消耗的電能
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專題06 電功和電功率 電熱的計算
目 錄
01 題型綜述
02 解題攻略
提分秘籍
知識點一、基本公式
知識點二、電功、電功率常見問題
知識點三、電熱器擋位分析
典例剖析
題型1電能與電功的計算
題型2電功率的計算
題型3焦耳定律電熱的計算
題型4電功與電熱的綜合計算
03 鞏固練習
01題型綜述
與歐姆定律結合：常與歐姆定律結合，通過已知的電壓、電流、電阻等物理量，求解電功、電功率和電熱。例如，在一個串聯電路中，已知電源電壓、兩個電阻的阻值，要求某個電阻消耗的電功率，就需要先根據歐姆定律求出電路中的電流，再利用計算電功率。
與電路知識融合：會與串聯、并聯電路的特點相結合。如在串聯電路中，電流處處相等，總電壓等于各部分電路電壓之和；在并聯電路中，各支路兩端電壓相等，干路電流等于各支路電流之和。通過這些電路特點，結合電功、電功率、電熱公式，計算電路中不同位置的物理量。
02解題攻略
審題：仔細閱讀題目，明確已知條件，包括電源電壓、電阻值、電流值、用電器的額定參數、時間等，以及需要求解的物理量是電功、電功率還是電熱，是總物理量還是某個用電器的物理量。
分析電路：判斷電路是串聯、并聯還是混聯，確定各個用電器之間的連接關系，分析電表測量的對象和電路的工作狀態，如是否為純電阻電路，用電器是否正常工作等。
選擇公式：根據已知條件和電路特點，選擇合適的電功、電功率、電熱公式進行計算。對于復雜電路，可能需要先根據串聯或并聯電路的規律求出總電阻、總電流等中間量，再進一步計算所求物理量。
計算求解：代入數據進行計算，注意單位的統一，如電壓單位用伏特（V），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆（Ω），時間單位用秒（s），電功單位用焦耳（J），電功率單位用瓦特（W）。計算過程要仔細，避免出現計算錯誤。
檢查答案：檢查計算結果是否符合實際情況，如電功率不能為負數，電功和電熱的值應該是合理的。還可以通過不同公式或方法進行驗證，確保答案的準確性。
【提分秘籍】
知識點一、基本公式
Ⅰ、歐姆定律 串并聯電路特點
1．內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。公式：I＝ 。
2．電阻串聯時相當于增加了導體的長度，因此總電阻比任何一個串聯電阻都大。
電阻并聯時相當于增大了導體的橫截面積，因此總電阻比任何一個并聯電阻都小。
3．串聯電路分壓：在串聯電路中各電阻分得的電壓與它們的電阻成正比，表達式：＝；
并聯電路分流：在并聯電路中各支路分得的電流與它們的電阻成反比，表達式：＝。
Ⅱ、電功率
1．定義式：。已知某用電器的工作時間t和在這段時間內消耗的電能W，就可以用該公式計算用電器的電功率。
2．計算式：將W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用電器兩端電壓U和通過用電器的電流I，就可以用該公式計算出該用電器的電功率。
3．導出式：、。對于純電阻電路，由P=UI及可推導出上述導出式。
Ⅲ、電路中電功關系的三個推論
1.串并聯電路的電功的特點 串聯電路并聯電路分析如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W總=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如圖所示，在時間t內電流所做的功分別是W總=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W總=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推論一無論是串聯電路還是并聯電路，電流所做的總功都等于電流通過各用電器做功之和，即W總=W1+W2+…
2.串、并聯電路電功的分配關系（僅適用于純電阻電路） 推論二串聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成正比推導分析：推論三并聯電路中，電流通過各電阻所做的功與其阻值成反比推導分析：
知識點二、電功、電功率常見問題
Ⅰ、比較功大小時，若是串聯常用W=I2Rt來取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并進一步進行其他運算
Ⅱ、求最大功率或不同檔位用電器(電熱器)問題時，常用P=U2/R分析，當并聯時電阻最小，功率最大；串聯時電阻最大，功率最小，再根據題意求相關量
Ⅲ、若關于小燈泡等實際功率隨著溫度改變而變化時，根據實際電流或電壓求電阻，再求其他量
知識點三、電熱器擋位分析
①多開關類
電路圖 檔位分析 表達式
閉合S：電路只有R2 高溫檔
斷開S：R1和R2串聯 低溫檔
閉合S、S1：R1和R2并聯 高溫檔
只閉合S：電路只有R1 低溫檔
（R1>R2） 只閉合S1：電路只有R1 低溫檔
只閉合S2：電路只有R2 中溫檔
閉合S1、S2：R1和R2并聯 高溫檔
②多觸點開關類
電路圖 檔位分析 表達式
接0、1：不工作
接1、2：電路只有R1 低溫檔
接2、3：R1和R2并聯 高溫檔
③旋鈕開關類
電路圖 檔位分析 表達式
接1：R1和R2串聯 低溫檔
接2：電路只有R2 高溫檔
接1：R和R串聯 低溫檔
接2：電路只有R 中溫檔
接3：R和R并聯 高溫檔
④單刀雙擲開關類
電路圖 檔位分析 表達式
閉合S1 S2接a：R1和R2并聯 高溫檔 S2接b：電路只有R1 中溫檔
斷開S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串聯 低溫檔
【典例剖析】
題型1電能與電功的計算
（2025秋 余姚市月考）兩個定值電阻R1、R2并聯在電路中，如圖甲所示，通過它們的電流與其兩端的電壓關系如圖乙所示。閉合開關S，經過相同的時間，R1、R2消耗電能之比為（　　）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
【解答】解：根據題意可知，定值電阻R1、R2并聯在電路中，
由圖乙可知，當R1、R2兩端的電壓都電壓3V時，通過R1、R2的電流分別為I1＝0.6A，I2＝0.2A，
即通過R1、R2的電流之比：I1：I2＝0.6A：0.2A＝3：1；
則閉合開關S，經過相同的時間，R1、R2消耗電能之比：W1：W2＝UI1t：UI2t＝I1：I2＝3：1。
故選：B。
（2025 鄞州區模擬）五一假期小寧和家人一起去東錢湖露營、燒烤。
（1）到達目的地后，小寧幫爸爸一起搭建天幕帳篷，如圖甲所示為天幕帳篷搭建的示意圖，其中AC為天幕（遮陽幕布），AB、CD為支撐桿，防風繩的一頭系在支撐桿的頂端，另一頭用地釘固定在地面上。搭建過程中小寧拉緊防風繩后退時，拉力F會 （填“變大”或“變小”）。
（2）小寧在烤肉串的過程中，聞到陣陣香味，原因是 。烤肉時要注意火候，烤焦的肉類食物會含有強致癌物——苯并芘（化學式C20H12）。苯并芘屬于 （填“有機物”或“無機物”），其中碳元素和氫元素的質量比為 。
電池容量 4000mA h
工作電壓 5V
燈的額定功率 5W
（3）夜幕降臨，小寧用露營燈照明，其銘牌參數如表所示。該露營燈的電池充滿電后，可供燈正常工作 h。
【解答】解：（1）人拉防風繩時，杠桿為AB，支點為B，動力為人的拉力，阻力為天幕的拉力，他在拉緊防風繩往后退的過程中，拉力的力臂變化如圖所示：
由所畫圖可知，他在拉緊防風繩往后退的過程中，拉力的力臂越來越大，由杠桿平衡條件可知，阻力和阻力臂一定，動力臂越來越大，動力越來越小；
（2）在烤肉串的過程中，聞到陣陣香味，是擴散現象，說明分子在永不停息地做無規則運動；苯并芘是含有碳元素的化合物，屬于有機物；
苯并芘中碳、氫元素的質量比為：（12×20）：（1×12）＝240：12＝20：
（3）充滿電儲存的電能W＝UIt＝5V×4000×10﹣3A h＝20W h；
則工作時間t4h。
故答案為：（1）變小；（2）分子在永不停息地做無規則運動；有機物；20：1；（3）4。
（2025秋 路橋區期末）濫用遠光燈失德又違法。夜間行車正確使用遠光燈，可以起到擴大觀察視野的作用。但對面有車或行人時，遠光燈容易擾亂路人以及對面車輛駕駛員的視線而存在安全隱患。如圖甲所示是某汽車大燈的燈泡示意圖，A和B是燈泡內的2條燈絲，S為扇形旋鈕開關。當切換到近光燈擋位時大燈只有一條燈絲通電工作，切換到遠光燈擋位時大燈的兩條燈絲同時通電工作。
（1）當切換到遠光燈時，開關S與觸點 （選填“1和2”“2和3”或“3和4”）接觸；
（2）司機某次用車10分鐘，車燈的功率與時間的關系如圖乙所示，已知電源電壓保持12V不變，則燈絲A的電阻為多少？（不考慮溫度變化對電阻的影響）
（3）請計算10分鐘內大燈消耗的電能為多少？
【解答】解：（1）開關S與觸點1、2接觸時，電路未接通；
當開關S與觸點2、3接觸時，只有B燈絲通電工作，電路中電阻較大，由P可知，電功率教小，大燈處在近光燈照明；
當開關S與觸點3、4接觸時，A、B燈絲并聯同時通電工作，根據并聯電路的特點可知，此時電路中的總電阻較小，由P可知，電路中的總功率較大，大燈處在遠光燈照明；
（2）當大燈處在近光燈照明時，電功率為40W；
當大燈處在遠光燈照明時，電功率為100W，燈絲A的電功率PA＝P﹣P′＝100W﹣40W＝60W，
根據P可知燈絲A的電阻RA2.4Ω；
（3）根據W＝Pt可知10分鐘內大燈消耗的電能W＝W1+W2＝40W×4×60s+100W×6×60s＝45600J；
（2025秋 江北區期末）我國“華為”公司是當今世界通訊領域的龍頭企業，其生產的“Mate60”不僅采用超大容量電池，并且還采用了“超級快充”技術，不到10分鐘可把電池電量充達一半以上，極大方便了人們的使用。該電池的部分參數如表所示，小寧家有一個標有“66瓦”字樣的超級快速充電器，他認為充電過程功率應該不是保持全程66瓦，他測量出充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制圖像如圖所示。完成下列問題：
電池名稱 鋰電子電池
輸出電壓 4伏
容量 5000毫安 時
（1）該手機電池充滿電后，完全放電能釋放出多少電能？
（2）利用測量得出的數據，通過計算來證明小寧的猜測是否正確。
（3）該手機充電器還支持“5V 4.5A”、“4.5V 5A”這兩種輸出規格，選用的充電線一樣，則在充電的過程中哪種充電器的充電效率會更高？從能量轉化的角度分析。
【解答】解：（1）該手機電池電壓U＝3.7V，容量5000毫安 時，充滿電時儲存的電能：
W＝UIt＝3.7V×5000×10﹣3A×3600s＝6.66×104J；
（2）根據圖像知，充電器的5～10分功率：P＝UI＝11V×4A＝44W；充電器的10～20分功率：P＝UI＝11V×2A＝22W；所以充電過程功率不是保持全程66W；
（3）因為“輸出5V4.5A”的充電器的充電電流更小，根據焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，當選用的充電線一樣，電阻和通電時間相同時，電流越小產生的熱量越小，充電過程中的能量損耗更少，所以充電效率更高。故選擇規格為“5V4.5A”的充電器的充電效率會更高。
題型2電功率的計算
（2025秋 衢州期末）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
【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。
（2025 杭州二模）在“創新實驗設計比賽”的活動中，小明從如圖甲所示的“兩端發光的激光劍”玩具中得到啟發，設計了圖乙所示的電路原理圖。小明設計的電路中兩燈的連接方式是 。若電源電壓為3V，燈泡的規格均為“2.5V 0.5A”，假設燈泡電阻不變，則電路接通后，每個燈泡的實際功率是 W。
【解答】解：（1）由圖乙可知，兩個燈泡逐個順次地接在電源兩端，即兩燈串聯；
（2）燈泡的規格均為“2.5V 0.5A”，
所以每個燈泡的電阻均為：；
串聯電路中各用電器兩端的電壓與電阻成正比，
由于兩個燈泡的電阻相同，則它們的實際電壓相同，
所以每個燈泡的實際電壓為總電壓的一半，均為1.5V，
則每個燈泡的實際功率：。
故答案為：串聯；0.45。
（2025 寧波自主招生）如圖所示，燈泡規格均相同，甲圖中電壓恒為6V，乙圖中電壓恒為18V．分別調節R1、R2使燈均正常發光，那么此時電路消耗的總功率之比P1：P2＝ ，可變電阻接入電路中的電阻值之比R1：R2＝ 。
【解答】解：設三個規格相同燈泡正常發光時的電流為IL，電壓為UL。
（1）由甲電路圖可知，三燈泡并聯后與R1串聯，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，且三燈泡均正常發光，
所以，干路電流：
I1＝3IL，
電路的總功率：
P1＝UI1＝U×3IL＝6V×3IL，
由乙電路圖可知，三燈泡與R2串聯，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路的總功率：
P2＝U′I2＝18V×IL，
所以，P1：P2＝6V×3IL：18V×IL＝1：1；
（2）因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，甲電路圖中，R1兩端的電壓：
U1＝U﹣UL＝6V﹣UL，
由I可得，R1接入電路中的電阻值：
R1，
乙電路圖中，R2兩端的電壓：
U2＝U﹣3UL＝18V﹣3UL＝3（6V﹣UL），
R2接入電路中的電阻值：
R2，
所以，R1：R2：1：9。
故答案為：1：1；1：9。
（2025 甌海區校級模擬）如圖是一種調溫型電熱毯的電路示意圖，R1和R2是兩根相同的電熱絲。圖中虛線框內是“三刀四擋”滑動式調溫開關，“三刀”（即AB、CD、EF三個滑片）只能同時并排向左或向右滑動，使開關處于“1”、“2”、“3”、“4”擋中的某一擋位上。當開關處于“4”擋時，電熱毯不發熱；當開關處于其他三擋中的某一擋位時，電熱毯的最小發熱功率為40W。
（1）開關處于“3”擋時，電熱毯的發熱功率為 W。
（2）開關處于“2”擋時，電熱毯工作30分鐘所用消耗的電能為 J。
【解答】解：（1）由圖可知，開關處于“1”擋時，電路為R1和R2并聯，電路中的電阻最小，由P＝UI可知，電路消耗的電功率最大；
開關處于“2”擋時，電路為R2接在電源兩端的簡單電路；
開關處于“3”擋時，電路為R1和R2串聯，電路中的電阻最大，由P可知，電路消耗的電功率最小，由題意可知最小功率為：P340W；
（2）開關處于“2”擋時，電路為R2接在電源兩端的簡單電路，電路消耗的電功率：P22P3＝2×40W＝80W；
由W＝Pt可得，電熱毯工作t＝30min＝1800s所用消耗的電能：W＝P2t＝80W×1800s＝1.44×105J。
故答案為：（1）40；（2）1.44×105。
題型3焦耳定律電熱的計算
（2023秋 慶元縣校級月考）如圖甲所示，電源電壓不變，將小燈泡L和電阻R接入電路中，只閉合開關S1時，小燈泡L的實際功率為1W。圖乙是小燈泡L和電阻R的I﹣U圖像。下列說法中正確的是（　　）
A．只閉合開關S1時，L的電阻為10Ω
B．再閉合開關S2后，電路總功率為1.2W
C．再閉合開關S2后，電流表示數增加0.5A
D．再閉合開關S2后，在1min內電阻R產生的熱量是24J
【解答】解：A．只閉合開關S1時，電路為小燈泡L的簡單電路，此時小燈泡L的實際功率為1W，
由圖像可知，當UL＝2V時，IL＝0.5A，其實際功率為：PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W，
則電源的電壓U＝UL＝2V，
由I可得，小燈泡L的電阻：RL4Ω，故A錯誤；
B．再閉合S2后，R與L并聯，電流表測干路電流，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，R兩端的電壓也為2V，由圖像可知，此時通過R的電流為0.2A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流為：I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，
電路總功率：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故B錯誤；
C．因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，再閉合開關S2后，通過L的電流不變，
則電流表示數的增加量即為通過R的電流，其大小為0.2A，故C錯誤；
D．再閉合開關S2后，在1min內電阻R產生的熱量：QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D正確。
故選：D。
（2023 寧波模擬）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60歐，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片從一端滑到另一端的過程中，測得R2的電功率與通過它的電流的關系如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．R2的滑片向左滑動時，電流表和電壓表的示數都變大
B．電源電壓為12V
C．R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W
D．電流為0.6A時，2min內電流通過R1產生的熱量是648J
【解答】解：
由圖甲可知，兩電阻串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
A、R2的滑片向左滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據歐姆定律可知斷電路中的電流變大，根據串聯電路的電壓分配特點可知電壓表示數變小，故A錯誤；
B、當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的總電阻最小，根據歐姆定律可知，電路中的電流最大，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
由圖乙可知，最小和最大電流分別為I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，
由歐姆定律和串聯電路的電壓規律可得：U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R1＝30Ω，U＝18V，故B錯誤；
C、R1的最小電功率：P1最小＝I最小2R1＝（0.2A）2×30Ω＝1.2W，
R1的最大電功率：P1最大＝I最大2R1＝（0.6A）2×30Ω＝10.8W，
所以，R1的電功率變化范圍是1.2～10.8W，故C正確；
D、R1產生的熱量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×2×60s＝1296J，故D錯誤。
故選：C。
（2023秋 桐鄉市期末）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）
【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。
（2025 平陽縣校級模擬）小科同學為實現衣服快速晾干，計劃利用電源、小型風機M、電熱絲R、導線等元件做一個簡易烘衣機，如圖是他設計的烘衣機外形及其電路結構圖。其中U0＝6伏，R＝10歐，電動機的內阻為4歐，當開關閉合時測得電流表示數為1.5安。回答下列問題：
（1）開關閉合后，計算電熱絲工作10分鐘產生的熱量。
（2）工作10分鐘，計算風機產生的機械能。
（3）嘗試工作幾次后小科發現：電流表示數會不斷減小，同時剛開始工作時干衣室內溫度變化不明顯，而當衣物快烘干時，干衣室內的溫度逐步升高。請你分析造成這種現象的原因。
【解答】解：（1）根據電路圖知，電動機與電阻并聯，電流表測量干路電流，電阻的電壓U＝6V；
根據歐姆定律知，電阻的電流I0.6A；
電熱絲工作10分鐘產生的熱量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×10×60s＝2160J；
（2）根據并聯電路的電流特點知，通過電動機的電流I'＝I總﹣I＝1.5A﹣0.6A＝0.9A；
電動機工作10分鐘產生的熱量Q'＝I'2R't＝（0.9A）2×4Ω×10×60s＝1944J；
電動機工作10分鐘消耗的電能W＝UIt＝6V×0.9A×10×60s＝3240J；
獲得的機械能W機械＝W﹣Q'＝3240J﹣1944J＝1296J；
（3）隨著通電時間的增大，電熱絲產生的熱量增大，溫度升高，而電熱絲的電阻隨著溫度的升高而增大，根據歐姆定律知，電熱絲的電流減小，干路中電流減小，電流表示數會不斷減小；
同時剛開始工作時，干衣室水較多，水的蒸發需要吸熱，使得干衣室內溫度變化不明顯，而當衣物快烘干時，水減少，蒸發吸熱減少，干衣室內的溫度逐步升高。
題型4電功與電熱的綜合計算
（2025秋 海曙區期末）圖甲的水熱毯由主機和毯體組成，采用水電分離的設計。毯體內的固定水管與主機相連。水經過主機加熱至設定溫度，并由水泵推動，在水管中循環來實現取暖功能。主機內部的工作電路簡化后如圖乙所示，其中R為電熱絲，M為水泵，S1為智能開關，下列說法正確的是（　　）
A．采用水電分離的設計可以防止觸電或短路
B．達到設定的溫度后，智能開關S1應閉合
C．S和S1都閉合時，電熱絲R和水泵M的電功率相同
D．電熱絲R產生的熱量與通過它的電流成正比
【解答】解：A、采用水電分離的設計可以防止觸電或短路，故A正確；
B、達到設定的溫度后，智能開關S1應斷開，電熱絲不再發熱，故B錯誤；
C、S和S1都閉合時，電熱絲R和水泵M的電壓相等，電功率不一定相同，故C錯誤；
D、電熱絲R產生的熱量與通過它的電流的二次方成正比，故D錯誤。
故選：A。
（2025秋 江北區期末）如圖所示，圖甲是某款即熱式電熱水龍頭，圖乙是它的電路原理圖，R1和R2是電熱絲，通過旋轉手柄可使扇形開關S同時接觸兩個相鄰觸點，實現冷水、溫水、熱水擋的切換。若R2＝2R1，水龍頭在溫水擋正常工作時電功率為1100W，電源電壓恒為220V，則以下說法正確的是（　　）
A．電熱絲電阻R1＝44Ω
B．水龍頭在熱水擋正常工作時的功率是3300W
C．開關S接觸3、4觸點時，電熱絲R1、R2串聯
D．開關S接觸2、3觸點時，水龍頭放出的是熱水
【解答】解：ACD、由圖乙可知，當扇形開關S接1、2時，電路斷開，水龍頭處于冷水擋；
當扇形開關S接3、4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，電路的總功率最大，水龍頭處于熱水擋；
當扇形開關S接2、3時，只有R2工作，電路中的總電阻最大，總功率最小，水龍頭處于溫水擋，
由P可知，R2的阻值：R244Ω，
根據題意可知，R2＝2R1，則R1的阻值：R1R244Ω＝22Ω，故ACD錯誤；
B、水龍頭在熱水擋正常工作時的功率：P熱3300W，故B正確。
故選：B。
（2025秋 湖州期末）如圖甲所示是智能多功能熱菜板，該熱菜板有“高溫擋”“保溫擋”兩擋位，其電路原理如圖乙。使用時先高溫擋加熱，當溫度達到設定溫度后，溫控開關自動調節進入保溫狀態繼續工作，R1、R2均為阻值恒定的加熱電阻，已知“高溫擋”的功率為440W，“保溫擋”的功率為110W。
（1）根據題意判斷處于保溫擋時兩開關的狀態 。
（2）電阻R1阻值是多少？
（3）圖丙為某次熱菜板正常工作1.5小時的P﹣t圖象，求本次消耗的電能？
【解答】解：（1）由圖乙可知，當開關S1閉合、S2斷開時，R1、R2串聯，此時電路中的總電阻最大，由P可知，電路的總功率最小，智能多功能熱菜板處于低溫擋；
當開關S1、S2都閉合時，只有R1工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，智能多功能熱菜板處于高溫擋；
（2）R1的阻值：R1110Ω；
（3）由圖丙可知，熱菜板正常工作1.5小時，其中高溫擋工作時間t1＝0.5h＝1800s，低溫擋工作時t2＝1h＝3600s，
本次消耗的電能：W＝W1+W2＝P高t1+P低t2＝440W×1800s+110W×3600s＝1.188×106J。
（2025秋 三門縣期末）小科家新裝了一臺智能電熱馬桶蓋，如圖甲所示，查閱使用說明書發現便座加熱電路有高、中、低三擋，部分參數如表所示。圖乙是便座加熱電路的示意圖，加熱電阻為R1和R2，單刀雙擲開關S2可接a或b。請回答下列問題：
智能電熱馬桶蓋部分參數
低溫擋功率/W
中溫擋功率/W 44
高溫擋功率/W 88
（1）開關處于 時電路處于高溫擋。
A.S閉合，S1閉合，S2接a
B.S閉合，S1閉合，S2接b
C.S閉合，S1斷開，S2接a
D.S閉合，S1斷開，S2接b
（2）中溫擋加熱時，電路中的電流多少安？
（3）低溫擋加熱的額定功率是多少？
【解答】解：（1）由圖乙可知，當開關S、S1閉合、S2接a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，智能電熱馬桶處于高溫擋；
當開關S閉合、S1斷開、S2接b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，總功率最小，智能電熱馬桶處于低溫擋；
當開關S、S1閉合、S2接b時，只有R1工作，智能電熱馬桶處于中溫擋，故選A；
（2）由表格數據可知，智能電熱馬桶中溫擋功率P中＝44W，
由P＝UI可知，中溫擋加熱時，電路中的電流：I0.2A；
（3）由P可求出R1的阻值：R11100Ω；
高溫擋工作時R2的電功率：P2＝P高﹣P中＝88W﹣44W＝44W，
由P可知，R2的阻值：R21100Ω，
根據串聯電路的電阻特點可知，R1、R2的串聯總電阻：R＝R1+R2＝1100Ω+1100Ω＝2200Ω，
則低溫擋的額定功率：P低22W。
03鞏固練習
1．某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電路如圖甲所示，電熱絲R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小濱為測量電熱壺的實際功率，他把家中的其它用電器都與電源斷開，僅讓電熱壺工作，1min內電能表（如圖乙）的轉盤轉動了16轉。下面說法正確的是（　　）
A．開關S接“l”時， 電熱壺為“保溫”擋位
B．電熱壺的加熱額定功率為 100W
C．測量時電熱壺的實際加熱功率為 800W
D．電熱壺在額定電壓下，保溫 10min消耗的電能為6×104J
【答案】C,D
【知識點】電能表參數的理解；電功率的計算
【解析】【解答】AB．開關S接1時，電熱壺只R1接入，電阻小，電熱壺為“加熱”檔位，計算加熱額定功率為：，故AB錯誤；
C．測量時，電熱壺的實際加熱功率為：，故C正確；
D．當S接2，R1、R2串聯接入，電熱壺是保溫檔，額定電壓下，保溫功率為
，
10min消耗的電能為：，故D正確。
故選CD。
【分析】電路中，串聯的電阻越少，電功率越大，根據，計算電功率；結合電能表轉盤轉數，計算消耗的電能，利用，計算電功率；根據，計算實際電功率；根據W=Pt，計算消耗的電能。
2．夏天，人們常用電熱驅蚊器滅蚊.電熱驅蚊器的發熱部分使用了PTC發熱材料，它的電阻隨溫度變化規律如圖所示，使用時發熱體直接連入電壓為200V的電路中。
（1）當把蚊香片放在通電的驅蚊器發熱板上時，蚊香片的溫度會升高，這是通過　 　方式改變蚊香片內能的。
（2）當發熱體溫度為　 　℃時，它的電功率最大，當發熱體的溫度為60℃時，則此時電功率為　 　W，當發熱體溫度繼續上升時，它的電功率會　 　減小（選填“增大”、“不變”或“減小”）。
（3）如果這只電滅蚊器的平均電功率為4W，按一天工作10h計算，該家用電滅蚊器一個月（按30天計算）消耗電能　 　 kW·h。
【答案】（1）熱傳遞
（2）30；4；減小
（3）1.2
【知識點】熱傳遞改變物體內能；電功率的計算
3．如圖甲所示是電熱桌墊，小明查看說明書后發現：該電熱桌墊電路圖如圖乙，電源電壓為12V，發熱部分由R1、R2兩根電熱絲組成，R1、R2的阻值分別為6Ω、4Ω，該桌墊可通過調溫開關控制有高溫和低溫兩個模式。某次使用時，將其調至高溫模式工作2min后，桌墊的溫度升高了20℃（不考慮溫度的變化對電阻的影響）。
（1）電熱桌墊高溫模式時，電路的總電流是多少？
（2）已知電熱桌墊的質量為144g，電熱桌墊處于高溫模式時的熱效率是多少？電熱桌墊硅膠板的比熱容為2×103 J/（kg ℃）】
（3）若要使高溫模式的功率提升到84W，在保證低溫功率和R1不變的情況下，請通過計算說明應該如何改裝電路？
【答案】（1）5A
（2）80%
（3）并聯一個阻值為6Ω的電阻
【知識點】比熱容；熱機的效率；歐姆定律及其應用；電功的計算；電功率的計算
4．某型號電加熱器的內部簡化電路如圖甲所示，R1和R2都是發熱電阻，已知發熱電阻R2=176Ω。通過旋轉開關S可實現“關”“低擋”“高擋”之間的切換。電加熱器的部分技術參數如表所示。
物理量 參數
額定電壓 220V
高擋功率 1100W
低擋功率 ？
（1）開關S接“3、4”觸點時，電加熱器處于　 　擋；
（2）發熱電阻R1的阻值為多大？
（3）電加熱器在低擋消耗的電功率為多少？
（4）某次在額定電壓下使用電加熱器，其消耗的電功率與加熱時間的關系圖像如圖乙所示。請計算30min內電加熱器消耗的總電能。
【答案】（1）高
（2）44Ω
（3）220W
（4）9.24×105J
【知識點】電功的計算；電功率的計算
5．圖（如下表）是某電熱水壺銘牌上的部分參數。
電熱水壺
容量 2.3L
額定電壓 220V
額定功率 1500W
（1）該電熱水壺正常工作時的電功率是多少
（2）該電熱水壺正常工作5min，求電流所做的功。
（3）在220V的家庭電路中，若將該電熱水壺接在額定電流為5A的接線板(插座)上使用，請通過計算判斷是否安全
【答案】（1）解： 電熱水壺正常工作，P=P額=1500W
（2）解： W=P額t=1500W×5×60s=4.5×105J
（3）解： 解法一：I額=P額U額=1500W/220V≈6.8A>5A
解法二：P板=U額I=220V×5A=1100W<1500W不安全
【知識點】電功的計算；額定功率
【解析】【分析】（1）用電器正常工作的電功率就是用電器的額定功率，從表格中直接讀取數據；
（2）根據電功的計算公式W=Pt計算；
（3）為保證家庭電路安全，不能超過額定功率，也不能超過額定電流，所以可以計算出實際功率或者電流，與額定功率或者電流進行對比。
6．為估測電熱水壺燒水時的電功率，小明在壺中裝入1kg20℃的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫升高到70℃，已知水的比熱容為J/（kg·℃）．
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）假若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該電熱水壺的電功率；
（3）用上述方法估測出來的電功率與實際值相比，偏小還是偏大？為什么？
【答案】（1）解：水吸收的熱量：
（2）解： 若電流產生的熱量全部被水吸收，電熱水壺消耗的電能：
電熱水壺的功率為：
（3）解： 用上述方法估測出來的電功率與實際值相比，偏小。由于加熱過程中有熱量散失，使Q小于W
【知識點】熱量的計算；電功率的計算
【解析】【分析】1）據題可知，水的質量為1kg，溫度變化量為50℃，根據 計算 水吸收的熱量
2）根據題目可知 電熱水壺消耗的電能： ，根據P=W/t可知熱水壺的電功率
3） 由于加熱過程中有熱量散失，使Q小于W
7．如圖所示，圖甲是某款家用即熱式電熱水龍頭，圖乙是它的電路原理圖，R1和R2是阻值分別為22Ω和44Ω的電熱絲。通過旋轉手柄改變與開關S接觸的兩個相鄰觸點（有1、2、3、4四個觸點），實現溫水擋和熱水擋的切換。
（1）開關S將哪兩個相鄰的觸點接通時，水龍頭放出的是熱水；
（2）水龍頭在溫水擋工作時的功率是多少；
（3）小石用圖乙中的電熱絲R1和R2設計成如圖丙所示電路，也可實現溫水擋和熱水擋的切換。若家中使用額定電流是10A的插座。請通過計算說明圖乙、圖丙的設計是否滿足用電安全要求。
【答案】（1）3、4
（2）2200W
（3）圖丙滿足要求
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算
8．右下表是某同學設計的電熱加濕器部分參數，其發熱電路如圖甲所示。R1、R2為發熱電阻且R2＝3R1，通過旋轉開關 S 可實現“關”“低檔”“高檔”之間的轉換。
甲 乙
額定電壓 220V
高檔發熱功率 400W
水箱容積 3L
適用面積 20～40m2
（1）求電阻 R1的阻值；
（2）求電熱加濕器處于低檔位置時的發熱功率；
（3）如圖乙所示是某次使用加濕器工作的圖像，請計算加濕器工作 30min 消耗的總電能。
【答案】（1）解： 由題意知，“高擋”時R1電阻接入電路，“低擋”時R1和R2串聯接入電路；
由得
答：電熱加濕器中R1的阻值為；
（2）解： R2=3R1=3×121Ω=363Ω
“低擋”時R1和R2串聯接入電路，
故此時電功率為
答：加濕器處于低擋位置時的發熱功率為；
（3）解：根據工作30min的功率與時間的關系圖像如圖乙所示可得消耗的總電能為
W=P高t1+ P低t2=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×105J
答：加濕器消耗的總電能為。
【知識點】電阻的串聯；電功的計算；電功率的計算
【解析】【分析】（1）根據，計算用電器的電阻；
（2）根據串聯電路電阻規律，計算總電阻；利用，計算電功率；
（3）根據W=Pt，計算用電器消耗的電能。
9．“圍爐煮茶”是近年人們喜愛的“國風”休閑方式之一，其中最離不開的就是土陶罐制作的小火爐如圖甲所示，考慮到安全性和環保性，不少顧客更愿意選擇電陶爐如圖乙所示。小德同學發現其中工作的關鍵就是一條可拆卸的發熱電阻絲，在原包裝盒內還找到了一條一模一樣的備用電熱絲可剪短，于是他想通過所學知識改裝該電陶爐的加熱擋位。可惜由于食物污漬，已無法由銘牌得知電熱絲的具體信息。小德關閉其他用電器，將電陶爐單獨接入的家庭電路，觀察并記錄家中電能表如圖丙所示的指示燈閃爍情況：分鐘之內閃爍了次，求：
（1）該過程中電熱絲產生的電熱為多少焦耳；
（2）爐腔內電熱絲的電阻的大小；
（3）小德同學想借助備用電阻絲串聯或并聯在原爐體內部或外部改裝電陶爐的加熱功率，使之與原功率成為不同擋位，且高低擋位功率之比為：，請你從安全性和可實現性兩個方面通過計算說明改裝方案。
【答案】（1）解：根據焦耳定律可知，電阻絲屬于純電阻電路，產生的電熱Q小等于消耗的電能W，從電能表的參數和工作情況可知， 600imp/kW·h閃爍10次，所以電熱為
（2）解：該電阻絲工作時的功率為
則電阻大小為
（3）解：可能的改裝方案有四種，等效電路圖如圖所示
考慮到使用安全，改裝后的發熱絲在爐腔外的方案②和④不予考慮。
方案①：爐腔內總電阻大于R，故發熱功率低于原發熱功率 ，因此改裝后該方案只能作為低溫擋 由
則腔的電熱絲阻值為
由于電爐絲不能達到，故該方案舍去。
方案③：爐腔內總電阻小于R，故發熱功率高于原發熱功率 ，因此改裝后該方案只能作為高溫擋 又因為此時
故 由
需要并聯入爐腔的電熱絲
備用電爐絲剪短為原長度的 即可實現，該方案可行。
【知識點】歐姆定律及其應用；電能表參數的理解；電功率與電壓、電流的關系
【解析】【分析】 首先，根據電能表參數和閃爍次數計算出消耗的電能，也就得到了電熱絲產生的電熱。然后根據功率公式計算出工作時的功率，再通過功率和電阻的關系求出電阻絲的電阻。接著提出了四種可能的改裝方案，考慮到安全因素排除了方案②和④。對于方案①，分析其電阻和功率情況，發現不能實現所需功能而舍去。對于方案③，詳細分析其電阻、功率以及具體的計算過程，得出該方案可行，即通過將備用電爐絲剪短一定比例并并聯入爐腔來實現高溫擋，原電熱絲作為低溫擋。
10．圖甲是小紅家某電取暖器簡化電路圖，R1和R2均為發熱電阻，其部分參數如表乙。
額定電壓 220V
低溫擋功率 1100W
高溫擋功率 2200W
乙
（1）電取暖器在高溫擋工作時的電流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用電高峰期，小紅用如圖丙所示的電力監測儀測出電取暖器在低溫擋工作時的實際電壓和實際功率。小紅認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓。試通過計算說明小紅的判斷是否正確。
【答案】（1）
（2）
（3）小紅判斷錯誤
【知識點】電功率的計算
11．某電熱水器銘牌標識為“220V 1200W”，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。把該電熱水器如圖﹣1所示的插頭插入如圖﹣2所示的智能插座工作一段時間，通過智能插座讀出這段時間電熱水器的工作電壓為220V，電流為5A，消耗的電能為0.55kW h。
（1）插頭插腳①較長，將插頭插入插座時，可確保電熱水器的金屬外殼先接觸 　 　線，避免觸電事故。用橡膠做插頭外殼是因為橡膠是 　 　體。
（2）電熱水器的實際功率是多大？工作的這段時間是多長？
（3）為恢復該電熱水器的銘牌功率，可將一段新的電熱絲與氧化電熱絲串聯還是并聯？這段電熱絲的電阻值為多少？
【答案】（1）地；絕緣
（2）解：電熱水器的實際功率是：P=UI=220V×5A=1100W；
工作的這段時間是：；
（3）解：為恢復該電熱水器的銘牌功率，需要并聯一段新的電熱絲。
并聯電阻的功率為：P并=P額-P實=1200W-1100W=100W；
并聯的電阻為：。
【知識點】電功率的計算；安全用電原則
【解析】【解答】 （1）為了防止觸電，有金屬外殼的家用電器一定要接地；不容易導電的物體叫絕緣體，容易導電的物體叫導體，用橡膠做插頭外殼是因為橡膠是絕緣體。
【分析】 （1）有金屬外殼的家用電器一定要接地；不容易導電的物體叫絕緣體，容易導電的物體叫導體。
（2）根據功率的公式進行計算；根據計算工作時間。
（3）為恢復該電熱水器的銘牌功率，需要并聯一段新的電熱絲，根據并聯電路電功率的特點求出并聯電阻的功率，根據求出并聯的電阻。
12．小明家的電熱毯有高溫和低溫兩擋，其簡化電路如圖所示.電源電壓為220V，R1和R2均為電熱絲，且R1=R2。當開關S閉合時，電熱毯處于高溫擋，功率為88 W； 當S斷開時，電熱毯處于低溫擋。求：
（1）處于高溫擋時電路中的電流：
（2）電阻R1的阻值；
（3）處于低溫擋時電熱毯的電功率.
【答案】（1）解：當開關S閉合時，只有R1接入電路，電熱毯處于高溫擋，功率為88 W，此時電路中的電流為：
答：處于高溫擋時電路中的電流為0.4A。
（2）解：電阻R1的阻為：
答：電阻R1的阻為550Ω。
（3）解：當S斷開時，R1與R2串聯，電熱毯處于低溫擋，低溫擋時電熱毯的電功率為：
答：低溫擋時電熱毯的電功率為44W。
【知識點】歐姆定律及其應用；電路的動態分析；電功計算公式的應用
【解析】【分析】（1）（2）當開關S閉合時，只有R1接入電路，電熱毯處于高溫擋，根據求出高溫擋時電路中的電流，根據求出電阻R1的阻值；
（3）當S斷開時，R1與R2串聯，電熱毯處于低溫擋，根據求出低溫擋時電熱毯的電功率。
13．某電壓力鍋，額定電壓220V， 有加熱和保溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖甲所示。R1、R2都是加熱電阻，加熱擋時只有電阻R1工作，加熱功率為800W；保溫擋時只有電阻R2工作，電阻R2=1210Ω。S為溫控開關，可自動實現“加熱”和“保溫”狀態的轉換。求：
（1）R1的阻值和壓力鍋的保溫功率。
（2）將2L水從23℃加熱到63℃，水吸收的熱量是多少 若壓力鍋的效率為84%。額定電壓下，加熱這些水，需要多少秒 ( ρ水=1.0×103kg/m3， c水=4.2×103J/(kg*℃)
（3）用電高峰期電壓會降低。若電路中只讓壓力鍋單獨工作600s， 圖中的電能表轉盤轉了330轉，請算出它的實際加熱功率。
【答案】（1）解：加熱擋時只有電阻R1工作，加熱功率為800W，額定電壓為220V，根據；
（2）解：根據密度公式m=ρv計算2L的水的質量m=1.0×103kg/m3 ×2×10-3m3=2kg，根據Q=cmΔt計算可知Q=4.2×103J/(kg×℃×2kg×40℃=3.36×105J， 壓力鍋的效率為84% ，所以壓力鍋提供的熱量為4×105J，根據W=Pt計算可知t=
（3）解： 電能表轉盤轉了330轉 ，消耗電能Q=；根據W=Pt計算可知P=。
【知識點】密度公式及其應用；熱量的計算；燃料的熱值；電能表參數的理解
14．某商場新進了一批具有加熱和保溫兩種功能的微型電熱水器。其內部簡化電路如圖甲所示。該電熱水器由控制電路和工作電路兩部分組成。控制電路由電源（電壓恒為12V）、開關S0、電磁鐵（線圈電阻R0=60Ω）和熱敏電阻R組成，R的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示。當開關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=48.4Ω，R2=435.6Ω，c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）當水溫達到50℃時，電熱水器停止加熱，求此時控制電路中的電流。
（2）電熱水器正常工作時，加熱和保溫功率各為多少。
（3）電熱水器正常工作時，將水箱中1kg的水從20℃加熱到50℃用時3min，求此過程中水吸收的熱量及電熱水器的加熱效率。
【答案】（1）0.12A
（2）100W
（3）70%
【知識點】比熱容；歐姆定律及其應用；電功率的計算
15．圖甲是某電熱水壺內部簡化電路，由控制電路和加熱電路組成。電流鑒別器相當電流表；加熱電路中電源電壓為220V，電熱絲的阻值為24.2Ω；控制電路電源電壓為8V，滑動變阻器（調溫電阻）的最大阻值為130Ω；熱敏電阻置于熱水器內部，其阻值隨溫度t變化的關系如乙圖所示。當電流鑒別器的電流達到50mA時，開關斷開，加熱電路停止加熱。
（1）開關閉合，求加熱電路的電功率；
（2）當最高控溫設置在80℃時，滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
（3）當最高控溫設置在80℃時，若不計能量損失，用電熱水壺把2kg水從30℃開始加熱，通電200s后，請通過計算說明加熱電路是否已經停止加熱；
（4）為了要使最高控溫降低，請你寫出一種可行的方法。
【答案】（1）2000W
（2）90Ω
（3）加熱電路還未停止工作
（4）減小R2
【知識點】比熱容；歐姆定律及其應用；電功率的計算；焦耳定律的應用
16．一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）電熱水器處于加熱狀態時工作電路的功率。
（2）將 2.2kg 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？【C 水 = 4.2×103J/(kg·℃)】
（3）當溫度達到 50℃后，通電 10min，R2 產生的熱量。
【答案】（1）解： 當開關和S都閉合時，B觸點與A接通，電熱水器處于加熱狀態
（2）解：
（3）解： 當溫度達到50℃后，電磁鐵會把銜鐵吸下，B觸點與C接通，與串聯，
【知識點】熱量的計算；電功率的計算；電功與熱量的綜合計算
【解析】【分析】（1） 當開關和S都閉合時，B觸點與A接通，此時電路中只有R1，電熱水器處于加熱狀態，根據計算加熱功率；
（2）由（1）可知加熱功率，根據W=Pt計算加熱的電功，根據熱量計算公式計算 2.2kg 的水從 15℃加熱到 45℃吸收的熱量，根據效率公式計算 加熱效率 ；
（3）當溫度達到50℃后，電磁鐵會把銜鐵吸下，B觸點與C接通，與串聯，此時電路的總電阻為；根據歐姆定律U=IR計算電路的電流，根據焦耳定律 計算 R2 產生的熱量 。
17．圖是某款兩擋電熱器的簡化電路，R1、R2為阻值一定的電熱絲，R1=550Ω，R2=44Ω。該電熱器接入電壓恒為220V的電路中。求：
（1）低溫擋時電熱器的電功率；
（2）高溫擋時，工作10s產生的熱量。
【答案】（1）88W
（2）11880J
【知識點】電功率的計算；焦耳定律的應用
18．如圖甲為一款家用電熱水壺，其簡化電路圖如圖乙所示。它有高溫和低溫兩種擋位，正常工作時高溫擋功率為550W，R2=132Ω，求：
（1）該電熱水壺將1kg的水從20℃加熱到80℃，水吸收的熱量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的電阻是多少？
（3）該電熱水壺正常工作時低溫擋功率是多少？
（4）在物理綜合實踐活動中，小芳和小麗利用所學的物理知識，合作測量電熱水壺高溫擋的實際功率。電表上標著“2000r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電熱水壺接入電路中燒水。3min電能表的轉盤轉了50r，求電熱水壺的實際功率？
【答案】（1）2.52×105J
（2）88Ω
（3）220W
（4）500W
【知識點】比熱容；電能表參數的理解；電功率的計算
19．如圖所示的是某款兩擋電熱器的簡化電路，、為阻值一定的電熱絲，，，該電熱器接入電壓為的電路中。求：
（1）低溫擋時電路中的電流。
（2）高溫擋時電熱器的電功率。
【答案】（1）解： 根據可知，當閉合，斷開時，電路中僅工作，電熱器處于低溫擋；和閉合時，和并聯，電熱器處于高溫擋；
低溫擋時電路中的電流：
答：低溫擋時電路中的電流為；
（2）解： 高溫擋時通過的電流為：；
高溫擋時電熱器的電功率為：。
答：高溫擋時電熱器的電功率為
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算
【解析】【分析】根據歐姆定律、電功率的計算
（1）根據P=U2/R可知，電阻越大，功率越小，所以低溫檔對應R1，此時電路的電壓為220V，電阻為550Ω，根據歐姆定律U=I1R1計算此時電路的電流
（2）高溫檔時，兩電阻并聯，通過R2的電流為I2=U/R2，根據并聯電路電流規律可知，總電流為I=I1+I2，根據P=UI計算高溫擋時電熱器的電功率
20．水暖電熱毯是新一代電熱毯，采用水電分離的設計，利用外置主機用電將水加熱，再向毯內軟管輸送溫水，通過水循環使熱量在毯體內向四周傳導，從而使人體感覺到溫暖（如圖甲所示），其特點是恒溫舒適，深受老年人喜愛。如表所示是某型號水暖電熱毯的參數。
水暖電熱毯
額定功率 280W
恒溫功率 60W
主機容量 0.45L
控溫范圍 25~65℃
（1）小明認真研究了它的說明書，并作出以下分析，你認為合理的是 ___________。
A．“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害
B．“每晚僅約0.7度電”是水暖電熱毯在額定功率下工作一晚的用電量
C．“毯體無電流”說明水暖電熱毯使用時無電磁輻射
（2）晚上小明關閉家中其他用電器，只讓水暖電熱毯工作，裝滿0.45L水，使用前記錄電能表讀數為1356.8kW h，開啟水暖電熱毯10h，早晨記錄電能表讀數為1357.5kW h，則此段時間內水暖電熱毯的功率為 　 　W。
（3）小明將所測量的數據與參數（如表所示）對比，發現電功率數據不符，原因可能是 　 　。
（4）該水暖電熱毯雖然具有加熱和保溫功能，但從節能角度考慮，它的電路設計（如圖乙所示）不夠合理。請你指出一條不合理的地方：　 　。
【答案】（1）A
（2）根據電能表窗口示數差，計算消耗的電能為計算電功率：；
（3）實際電壓不等于額定電壓
（4）增加一個低功率的保溫擋位
【知識點】電功率的計算；額定功率
【解析】【解答】（1）A．生活用水容易導電，水電分離設計中，可防止觸電或引發短路帶來危害，故A符合題意；
B．電熱毯的額定功率，計算在額定功率下工作8h的用電量
，故B不符合題意；
C．毯體無電流，但加熱裝置有電流，水暖電熱毯使用時不是絕對無電磁輻射，故C不符合題意。
故選A。
（2）根據電能表窗口示數差，計算消耗的電能為
計算電功率：；
（3）當用電器的實際電壓不等于額定電壓，實際電功率和額定功率不同，導致所測量的數據與參數不同。
（4）保溫功率仍然比較大，不利于節能，可以增加低功率保溫檔。
【分析】（1）生活中的水容易導電，是導體；根據W=Pt，可以計算消耗的電能；導體中有電流通過，會產生電磁輻射；
（2）根據電能表窗口示數差，可以計算消耗的電能； 根據，計算電功率；
（3）用電器的實際電壓較低，實際電功率較低；
（4）為了節能，可以降低電功率。
（1）A．“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害，故A符合題意；
B．額定功率
由得，每晚8小時在額定功率下工作的用電量
故B不符合題意；
C．“毯體無電流”，但加熱裝置有電流，說明水暖電熱毯使用時不是絕對無電磁輻射，故C不符合題意。
故選A。
（2）消耗的電能為
電功率
（3）實際電壓不等于額定電壓，導致所測量的數據與參數（如表所示）對比，發現電功率數據不符。
（4）保溫功率仍然比較大，不利于節能，可以增加低功率保溫擋。
21．閱讀材料，回答問題
我國的核電事業發展迅速，已經建成幾座核電站，其中廣東大亞海核電站每年發電量約70%的電力供應香港，30%的電力供應廣東電網。在保證輸送功率不變的情況下，遠距離送電采取高壓送電的方式來實施，核電站的發電輸出電功率為，用10千伏的高壓進行輸電。如圖是核電站的工作原理圖和遠距離輸電流程示意圖。
（1）核電站中繞制發電機線圈的材料可能是　 　（選填“銅”、“鐵”或“超導材料”）；
（2）關于遠距離輸電，下列表述錯誤的是_____；
A．在保證輸送功率不變的情況下，提高輸電電壓會減小輸電電流，從而減少輸電損失
B．提高輸電電壓可以減小輸電線電阻，從而減小輸電損失
C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大
（3）核電站在輸送功率不變時，若改用100千伏的電壓輸電，則此時導線上的熱損耗功率與原來導線上的熱損耗功率之比為　 　。
【答案】（1）銅
（2）B
（3）1∶100
【知識點】超導體特點及作用；電能的輸送；電功率的計算
22．中國是世界上最早利用風能的國家之一。風能空氣流動所產生的能量，是太陽能的一種轉化形式。由于太陽輻射作用下，空氣沿水平方向運動形成風.題23(1)圖是風力發電機，利用渦輪葉片將氣流的機械能轉化為電能，再利用蓄電池將電能儲存起來。
（1）風能是　 　(選填“可再生”或“不可再生”)能源
（2）風葉產生的動力傳遞給發電機發電是利用了　 　原理：給蓄電池儲能的過程是將發電機產生的電能轉化為　 　儲存起來。
（3）某風力發電機的輸出功率與風速的關系如圖所示，由圖像可知下列信息正確的是____。
A．只要有風，機組就能產生電能
B．風力發電機的輸出功率與風速成正比
C．風速越大，機組產生的電功率一定越大
D．風速在一定范圍內，機組產生的電功率可能不變
（4）下表給出了在不同風速下某風機獲得的能量：
平均風速（m/s） 5 10 15 20
1秒獲得的能量（×104J） 1 8 27 64
①對表格進行分析，以下圖像中符合該風力發電機1s內獲得的能量與風速的定量關系的是　 　。
②已知當風速為10m/s時，風力發電機發電的效率為12.5%，則這臺風機工作1h所產生的電能可供10只“220V200W”電燈正常工作　 　h.
【答案】（1）可再生
（2）電磁感應；化學能
（3）D
（4）D；16.875
【知識點】能量的轉化或轉移；能源及其分類；電功率的計算；電磁感應
【解析】【解答】（1）風能可以在短時間內得到補充，為可再生能源；
（2）風葉產生的動力傳遞給發電機發電是利用電磁感應原理：給蓄電池儲能的過程是將發電機產生的電能轉化為化學能儲存起來。
（3）根據圖片可知，當風速小于v1時風機功率為0，故A錯誤；
當風速小于V2時，風速越大則功率越大；當風速大于v2時，功率保持不變，故B、C錯誤，D正確。
故選D。
（4）①根據表格數據可知，風機獲得的能量與風速的三次方成正比，即二者變化的圖像為一條傾斜的直線，故選D。
②當風速為10m/s時，1s獲得能量27×104J；
則1h獲得能量：W總=27×104J×3600s=9.72×108J；
燈泡消耗的電能為：W=ηW總=9.72×108J×12.5%=1.215×108J=33.75kW·h；
那么燈泡工作時間為：。
【分析】（1）可以在短時間內得到補充的能源為可再生能源；
（2）根據發電機的工作原理解答。根據能量轉化的知識解答。
（3）根據圖像分析發電機的輸出功率于風速的關系即可；
（4）①根據表格數據分析風機獲得能量于風速的數量關系。
②根據表格確定10m/s時1s獲得的能量，再乘以1h計算出獲得的能量，再根據W=ηW總計算燈泡消耗的電能，最后根據計算燈泡工作的時間。
23．某小組在跨學科實踐活動中，對電熱水器的類型進行了對比研究。調查發現，家庭常用電熱水器分為儲水式電熱水器和快熱式電熱水器兩類。如圖甲是某款儲水式電熱水器（有一個大容積的水箱，如果水箱中被加熱的水沒用完，這些熱水會慢慢冷卻），其銘牌上的部分信息如圖乙；如圖丙是某款快熱式電熱水器（沒有水箱，快速加熱流水），其銘牌上的部分信息如圖丁：
額定升數 50L
產品尺寸（a*b*c） 760×485×455mm
額定功率 2200W
能效等級 1級
乙
額定功率 7000W
額定壓力 0.6MPa
產品尺寸（a*b*c） 266×78×448mm
丁
（1）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器之所以“快”，是因為它的　 　明顯大一些。
（2）該小組還得出了以下結論，你認為不合理的是__________。
A．儲水式電熱水器安裝在承重墻上更安全
B．長期使用過程中，儲水式電熱水器對水電的浪費較大
C．安裝快熱式電熱水器要用更粗的電線
D．用電高峰時段，電熱水器的實際功率大于額定功率
（3）“碳達峰”“碳中和”對常用家電產品研發提出了更高要求。已知：每節約1度電相當于減少排放的二氧化碳。若小利家將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能，請計算由此相當于減排二氧化碳約　 　kg。
（4）若本題中這款快熱式電熱水器的加熱效率是90％，洗澡時每秒的出水量是，進入熱水器的水溫為12℃，則出水溫度可達到　 　℃。[，J/(kg·℃)]
【答案】（1）額定功率
（2）D
（3）8.8
（4）42
【知識點】比熱容；熱機的效率；電功率的計算
24．如圖甲所示，水暖電熱毯是新一代電熱毯，采用水電分離的設計，利用外置主機用電將水加熱，再向毯內軟管輸送溫水，通過水循環使熱量在毯體內向四周傳導，從而使人體感覺到溫暖。
水暖電熱毯
額定電壓 220V
額定功率 280W
恒溫功率 60W
每晚耗電 約0.7度
主機容量 0.45L
控溫范圍 25℃～65℃
圖乙
（1）州州認真研究了某品牌水暖電熱毯的銘牌（如圖乙）后，認為水暖電熱毯相比普通雙人電熱毯（功率范圍在120W~150W之間）有以下特點，你認為他的分析合理的是____。
A．“280W快速升溫”說明水暖電熱毯產生的熱量比普通雙人電熱毯多
B．“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害
C．“每晚耗電約0.7度”是每晚水暖電熱毯在額定功率下工作的用電量
D．“毯體無電流”說明水暖電熱毯使用時絕對無電磁輻射
（2）州州仔細閱讀了該水暖電熱毯的使用說明書后，發現該水暖電熱毯有“加熱”和“保溫”兩檔，其簡化電路如圖丙所示。當單刀雙擲開關S接1時，該水暖電熱毯處于　 　檔。
圖丙
（3）晚上州州關閉家中所有用電器，裝滿0.45L水，記錄電能表讀數為2546.7kW·h，開啟水暖電熱毯10h，早上記錄電能表讀數為2547.4kW·h，則此款水暖電熱毯這段時間的電功率為　 　W。
（4）某品牌水暖電熱毯的廣告語是“5分鐘熱水循環”。水暖電熱毯在額定電壓下工作，按照銘牌中的數據，5分鐘加熱過程可以讓水箱中的0.45L水升溫約　 　℃（注：，不考慮熱量損失，結果保留一位小數）。
【答案】（1）B
（2）保溫
（3）70
（4）44.4
【知識點】電功率
【解析】【解答】(1)A.“280W快速升溫”說明水暖電熱毯電功率比普通雙人電熱毯多，但時間未知，產生的熱量無法比較；故A錯誤；
B.“采用水電分離設計”是為了防止觸電或引發短路帶來危害，故B正確；
C.額定功率280W=0.28kW，每晚8小時在額定功率下工作的用電量，故C錯誤；
D.“毯體無電流”，但加熱裝置有電流，說明水暖電熱毯使用時不是絕對無電磁輻射，故D錯誤。故選：B。
(2)發現該水暖電熱毯有“加熱”和“保溫”兩擋，其簡化電路如圖乙所示。當單刀雙擲開關S接1時，兩個電阻串聯，而接2時，只有加熱器接入電路，故串聯時的電流較小，電功較小，該水暖電熱毯處于保溫擋。
(3)消耗的電能為W=2547.4kW·h-2546.7kW·h=0.7kW·h；
電功率；
(4) 5分鐘加熱過程，獲得熱量；
水的質量；
水升高的溫度。
故答案為：(1)B；(2) 保溫；(3) 70；(4) 44.4。
【分析】(1)根據各個選項逐一分析；(2)根據串聯分壓分析解答；
(3)電能表讀數計算電能，根據計算電功率；
25．小芊想為忙碌的媽媽自制一個電熱飯盒，她找來了兩根電熱絲R1和R2，R1的阻值為440Ω. R2的阻值未知。
（1）甲方案中，小芊把R1接人電路進行測試，閉合開關后，電路的總功率為多少
（2）為了讓電路的總功率降為原來的一半，小芊設計了乙、丙兩種方案，你支持那種方案。請計算你選定方案中電熱絲R2的阻值。
（3）小芊考慮到不同的季節電熱飯盒的功率應不同，現增加一個開關S1， 請在第(2)問你所選定的方案中把電加熱器改成兩個加熱擋位，在虛線框里畫出改進后的電路圖，并對開關的狀態和對應的擋位做簡要的說明。
【答案】（1）解：甲方案中，電路的總功率為：
答：電路的總功率為110W。
（2）根據，當U不變，P與R成反比，要使電功率變小，則總電阻變大，
故選丙方案；
由可得，當U不變，總功率變為原來的一半，則總電流也為原來的一半，由歐姆定律可得，總電阻為原來的兩倍。
故：
，
所以：；
（3）
S和都閉合時，電熱飯盒處于高檔位；S閉合時，斷開時，電熱飯盒處于低檔位。
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算；焦耳定律的應用
【解析】【分析】（1）甲方案中，只有電阻R1接入電路，已知R1的電阻和電源電壓，根據計算電路的總功率；
（2）根據分析選擇合適的方案；
根據P=UI可知，當U不變，總功率變為原來的一半，則總電流也為原來的一半，由歐姆定律可得，總電阻為原來的兩倍，根據串聯電路電阻的規律求出R2的阻值；
（3）丙方案中，兩個電阻串聯，總電阻最大，根據可知，電功率最小，為低檔位；電源電壓不變時，要使電加熱器的功率增大，要減小電路中的總電阻，故應增加一個開關，使其中一個電阻短路，此時為高檔位。
26．在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫為診療發揮了積極作用，中藥能有效治療新冠肺炎，降低輕型、普通型病例轉為重癥的比例，縮短新冠肺炎癥狀消退時間，改善輕型和普通型患者的臨床癥狀。如圖甲所示為小華同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，“猛火”擋電功率模糊不清，“文火”擋電功率110W， 其電路原理圖如圖乙所示，R1、R2為兩根電熱絲，L1、L2是顏色不同的指示燈，指示燈在電路中消耗的電功率忽略不計，若讓該電熱水器在“猛火”擋單獨工作3min， 如圖丙所示的電能表脈沖燈閃爍88次。根據上述信息，求：
（1）燈的電阻值與電熱絲R1的電阻值相比較：　 　 (選填“相差很大”、“相差很小”或“相差不大”)；
（2）“猛火”擋電功率和電熱絲R2的阻值；
（3）若打算將“文火”擋的電功率提升10%，“猛火”擋的電功率保持不變，請通過計算具體說明改進措施
【答案】（1）相差很大
（2）解： 由圖丙知， 電能表每消耗 電能， 脈沖燈肉煉 1600 次， 則脈沖燈閃爍 88 次， 消耗的電能
“猛火”擋的電功率
由電路圖知， 開關 接上面接線柱時， 指示燈 和 串聯在電路中， 電路電阻較小， 據 知， 此時是猛火擋； 開關接下面接線柱時，指示燈 與 、 串聯， 電路中電阻較大， 據 知， 此時是文火擋。
電熱絲 ，
而路中的總電阻 ，
所以
（3）解： 火擋功率提升 ， 則提升后的功率
此時電路中的總電阻
則此時 的阻值
開關接下面接線柱時，為文火擋，接上面接線柱時，為猛火擋，所以改變 的阻值對猛火擋無影響， 則用 的電阻替換 可將文火擋的電功率提升
【知識點】歐姆定律及其應用；電路的動態分析；電功率的計算
【解析】【分析】（1）工作時，燈與電阻絲R1串聯連接，通過的電流相同。而指示燈在電路中消耗的電功率忽略不計，據P=I2R知，相對R1，指示燈的電阻很小，即指示燈與R1的阻值相差很大。
（2）由圖丙知，電能表每消耗1kW h電能，脈沖燈閃爍1600次，則脈沖燈閃爍88次，由計算出消耗的電能，由計算出”猛火”擋的電功率。
由電路圖知，開關S接上面接線柱時，指示燈L1和R1串聯在電路中，電路電阻較小，據知，此時是猛火擋；開關接下面接線柱時，指示燈L2與R2、R1串聯，電路中電阻較大，據知，此時是文火擋。
（3）文火擋功率提升10%，由計算出提升后的功率，
由計算出電路中的總電阻，然后由計算出R2的阻值，開進而分析出功率提升情況。
27．某暖手寶的工作原理如圖所示，已知為10Ω，在閉合的情況下，斷開時電流表的示數是2A，閉合時電流表示數增大1A。電源電壓不變，求：
（1）電源電壓為　 　V。
（2）求該暖手寶最大發熱功率以及1分鐘內產生多少　 　熱量。（寫出必要計算步驟）
【答案】（1）10V
（2）30W，1800J
【知識點】并聯電路的電流規律；歐姆定律及其應用；電功率的計算；焦耳定律的應用
28．小明對家里的一款電熱水器進行探究，其中一些參數如下表所示。
額定功率/W 1500 2000 2500
額定電壓/V 220
額定頻率/Hz 50
加熱溫度范圍/℃ 5~70
最大容量/L 50
（1）電熱水器正常工作，將水加熱到適當溫度，導線卻不怎么發熱，原因可能是______；
A．導線的絕熱皮隔熱
B．電流通過導線不產生熱量
C．導線的電阻比電熱絲阻值小
D．通過導線的電流小于通過電熱絲的電流
（2）當電熱器功率為2000W時，若要求將40L、初溫30℃的水加熱到70℃需要的時間，除了需要水的相關物理量外，還需要的物理量是該熱水器的　 　；
（3）如圖為該電加熱器的簡化電路圖，、、是阻值不變的電熱絲，a、b、c、d為金屬觸點，S為旋鈕開關，轉動旋鈕可以將相鄰兩個觸點連通。轉動旋鈕使S與　 　兩個觸點接通時電熱器為2000W的擋位；（選填“”、“”或“”）
（4）小明認真閱讀了使用說明書，對其中一些重要事項作了分析，其中分析不合理的是______。
A．“不能用濕手去拔電熱水器插頭”，因為濕手容易引起觸電事故
B．“電熱水器不能與多個大功率用電器同時使用”，是為防止電路中電流過大
C．“接入電壓要與本機額定電壓相符合”，因為熱水器只有在額定電壓時才能工作
D．“使用時插頭要充分插入插座”，插頭外露可能會使人觸電，不安全
【答案】（1）C
（2）加熱效率
（3）bc
（4）C
【知識點】熱機的效率；電功率的計算；焦耳定律的應用；安全用電原則
【解析】【解答】（1）電熱水器工作時，導線與電熱絲是串聯，電流和通電時間相同，導線的電阻比電熱絲小得多，根據可知，相同時間導線產生的熱量較小，即導線的功率比電熱絲小。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
（2）根據做功公式W=Pt計算加熱時間為；所以需要知道的物理量為比熱容，質量，溫度變化量以及該熱水器的加熱效率。
綜上 第1空、 加熱效率；
（3）當轉動旋鈕使S與ab兩個觸點接通時，R1與R2串聯，此時電阻較大，根據可知，此時為低溫擋位。當轉動旋鈕使S與bc兩個觸點接通時，電路僅接入R1，此時電路為中溫擋位，此時功率為2000W。當轉動旋鈕使S與cd兩個觸點接通時，R1與R3并聯，此時為高溫擋位。
綜上 第1空、 bc；
（4）A．用濕手去拔電熱水器插頭，如果接觸到帶電部分容易引起漏電事故，故A不符合題意；
B．電熱水器功率較大，同時工作會導致干路電流過大，引起空氣開關跳閘，故B不符合題意；
C． 熱水器在額定電壓下才能正常工作，在其它電壓下也可以工作，但不能正常工作，故C符合題意；
D．若插頭外露，人接觸后引起觸電事故，所以一定要充分插入插座，故D不符合題意。
故選C。
【分析】1、電流的熱效應：原理為焦耳定律Q=I2Rt，所以產熱量和電阻成正比，和電流的平方成正比；
2、功率的計算：公式為W=Pt；
3、家庭安全用電原則：不同時使用功率較大的電器，避免電路中功率較大導致電流較大，引發火災、不濕手接觸用電器開關、不在電線上上晾衣服，金屬外殼要接地，避免發生觸電；
4、根據計算，當電壓為定值時，電阻和電功率為反比。
（1）電熱水器工作時，導線與電熱絲是串聯，電流和通電時間相同，但導線的電阻比電熱絲小得多，根據焦耳定律可知，相同時間導線產生的熱量較小，也即是功率比電熱絲要小。故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
（2）加熱時間為
故除了知道水的相關物理量外，還需要知道的物理量是該熱水器的加熱效率。
（3）根據可知，當電壓一定時，功率與電阻成反比。當轉動旋鈕使S與ab兩個觸點接通時，R1與R2串聯；當轉動旋鈕使S與bc兩個觸點接通時，R2短路，僅接入R1；當轉動旋鈕使S與cd兩個觸點接通時，R1與R3并聯；根據串并聯特點可知，當轉動旋鈕使S與bc兩個觸點接通時，R2短路，僅接入R1，電路中電阻大小處于中間值，為中溫擋，此時功率為2000W。
（4）A．因為生活用水是導體，用濕手去拔電熱水器插頭，如果接觸到帶電部分容易引起漏電事故，導致觸電，故A不符合題意；
B．電熱水器工作時功率較大，如果與太多的大功率用電器同時工作會導致干路電流過大，損壞電路，引起空氣開關跳閘，故B不符合題意；
C．“接入電壓要與本機額定電壓相符合”， 熱水器在額定電壓下才能正常工作，在其它電壓下也可以工作，但不能正常工作，故C符合題意；
D．若插頭外露，人可能不小心接觸到帶電部分，引起觸電事故，所以一定要充分插入插座，故D不符合題意。
故選C。
29．請根據上述材料，回答問題：
電熱水器
電熱水器是利用電對水加熱，使水溫達到生活、采暖、生產工藝等要求的設備。家庭常用電熱水器分為儲水式電熱水器和快熱式電熱水器兩類。市面上某款儲水式電熱水器如圖所示，其銘牌上的部分信息如表1所示。
表1儲水式電熱水器
額定升數： 60L
產品尺寸（a*b*c）： 760×485×455mm
額定功率： 2200W
能效等級： 1級
市面上某款快熱式電熱水器如圖所示，其銘牌上的部分信息如表2所示。
表2快熱式電熱水器
額定功率：8000W 溫度范圍：30-55℃
額定壓力：0.6MPa 防水等級：IPX4
產品尺寸（a*b*c）：266×78×448mm 防電墻：專利防電墻
儲水式電熱水器安裝簡單、方便，功率相對較小，對電線要求低，一般家庭都能安裝使用。但因為帶一個大容積的水箱，要有承重墻才能裝，且影響室內的美觀。使用前需較長時間預熱，且達到預設溫度后額定容量的水被快速用完了，不能再連續使用；如果水箱中被加熱的水沒用完，這些熱水會慢慢冷卻，造成浪費。
快熱式電熱水器是一種快速加熱流水，并且能通過電路控制水溫，使水溫達到適合人體洗浴溫度的熱水器。因為沒有水箱，所以它具有體積小，重量輕，省空間易安裝的特點，且不需要提前預熱，也沒有儲水式熱水器未用的剩余熱水的能量消耗，真正做到了節能省水。一般來說，快熱式電熱水器比儲水式電熱水器省電15%～30%。但快熱式電熱水器普遍功率較大，安裝需要橫截面積較大的銅芯線和不低于30A的電能表，因此家庭選擇此電熱水器時，要考慮是否滿足安裝要求。
（1）根據儲水式電熱水器的銘牌可知，若家庭電路正常工作電壓為220V，該電熱水器正常工作時的電流是　 　A。
（2）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器相比儲水式電熱水器，它的　 　（選填“電功”或“電功率”）明顯大一些。
（3）根據儲水式電熱水器的銘牌可知，使用該儲水式電熱水器在其額定功率下連續加熱30min，則消耗　 　kW·h電能。
（4）2021年，碳達峰、碳中和被首次寫人政府工作報告。已知每節約1度電相當于減少排放1.1kg的二氧化碳。若小利家將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能8kW·h，請計算由此相當于減排二氧化碳約　 　kg。
【答案】（1）10
（2）電功率
（3）
（4）8.8
【知識點】電功的計算；電功率的計算
【解析】【解答】（1）若家庭電路正常工作電壓為220V，根據儲水式電熱水器的銘牌可知其額定功率為2200W，
根據P=UI可得，該電熱水器正常工作時的電流：；
（2）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器的額定功率為8000W，儲水式電熱水器的電功率為2200W，故快熱式電熱水器相比儲水式電熱水器，它的電功率明顯大一些；
（3）使用該儲水式電熱水器在其額定功率下連續加熱30min=0.5h，
則消耗電能：W=Pt=2200×10-3kW×0.5h=1.1kW h；
（4）將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能8kW h，即節約8度電，已知每節約1度電相當于減少排放1.1kg的二氧化碳，則由此可知相當于減排二氧化碳的質量：8×1.1kg=8.8kg。
【分析】（1）若家庭電路正常工作電壓為220V，根據儲水式電熱水器的銘牌可知其額定功率，根據P=UI得出該電熱水器正常工作時的電流；
（2）對照兩種熱水器的銘牌可知：快熱式電熱水器的額定功率為8000W，儲水式電熱水器的電功率為2200W，據此分析；
（3）根據儲水式電熱水器的銘牌可知，使用該儲水式電熱水器在其額定功率下連續加熱30min，根據W=Pt得出消耗的電能；
（4）將儲水式電熱水器更換為快熱式電熱水器后，發現一個月僅此一項用電比原來節省電能8kW h，即節約8度電，已知每節約1度電相當于減少排放1.1kg的二氧化碳，據此得出結果。
30．為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質量為1kg的水，接入家庭電路中，通電加熱210s，水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為。
（1）求該過程中水吸收的熱量；
（2）若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；
（3）用上述方案估測出的電功率與實際功率相比、偏大還是偏小？簡要說明原因。
【答案】（1）解：水吸收的熱量為Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
答：這壺水在加熱過程中吸收2.1×105J的熱量；
（2）解：若電熱水壺產生的熱量全部被水吸收W=Q吸=2.1×105J
熱水壺的加熱功率為
答：若電熱水壺產生的熱量全部被水吸收，則熱水壺的加熱功率是1000W；
（3）解：因為在加熱的實際過程中是有熱量損失的，例如：容器吸熱、周圍空氣吸熱等，所以第（2）問所得的功率比實際功率偏小。
【知識點】熱量的計算；電功與熱量的綜合計算
【解析】【分析】則（1）利用 Q吸=cm(t2-t1) 可求出水吸收的熱量；
（2） 若電流產生的熱量全部被水吸收 ，則 W=Q吸 ，根據 可求出熱水壺的電功率。
（3）電熱水壺燒水過程中，會有熱量損失，則Q吸偏小，W=Q吸也偏小，根據 可知，估測出的電功率會偏小。
31．在“測量小燈泡功率”的實驗中，小燈泡上標有“2.5V”的字樣。小明連接了如圖甲所示的電路。
（1）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現電壓表的示數始終如圖乙所示，小燈泡發光，發生此現象的原因可能是　 　；
（2）排除故障后，閉合開關，此時滑片P在滑動變阻器B端，看到小燈泡不發光，電流表和電壓表有微小示數，則此時小燈泡　 　（選填“消耗”或“不消耗”）電功率；要使小燈泡正常發光滑片應向　 　（選填“C”或“D”）端移動；
（3）當小明移動滑片P將電壓表示數調到2.5V時，電流表示數如圖丙所示，為　 　A，則此時小燈泡的功率為　 　W；
（4）為了完成本次實驗，以下滑動變阻器的規格合適的是______（選填字母代號）；
A．10Ω，1A B．30Ω，0.5A C．50Ω，0.1A
（5）接著小明將一額定功率相同的LED燈替換小燈泡L接入電路中，發現當LED燈正常工作時其亮度遠高于小燈泡L的亮度，下列說法正確的是______。
A．通過LED燈的電流大于通過小燈泡L的電流
B．LED燈的實際功率大于小燈泡L的實際功率
C．相同時間內LED燈消耗的電能等于小燈泡L消耗的電能
【答案】（1）電壓表斷路
（2）消耗；C
（3）0.2；0.5
（4）B
（5）C
【知識點】電功的計算；探究用電器的電功率實驗
【解析】【解答】（1）由乙圖可知，閉合開關，移動滑片P，電壓表無示數，而小燈泡正常發光，這說明電路是通路狀態，所以故障可能是電壓表斷路了。
（2）閉合開關，滑片P在滑動變阻器B端，即滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中電流較小，燈泡兩端電壓較小，所以小燈泡不發光，電流表和電壓表有微小示數，但此時小燈泡也消耗電功率，只是電功率較小，要使小燈泡正常發光，根據串聯電路電壓特點可知，應減小滑動變阻器承擔的電壓，增大燈泡兩端的電壓，由分壓原理可知，應將滑片向C端移動從而減小滑動變阻器接入電路的阻值。
（3）由丙圖可知，電流表使用的是小量程，所以分度值為0.02A，示數為0.2A，則燈泡的功率為；
（4）由電路圖（甲圖）可知，電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為2.5V，則實驗中滑動變阻器需要承擔的電壓最少為，燈泡正常發光時的電流為0.2A，則滑動變阻器的阻值為，即滑動變阻器的阻值至少是17.5Ω，允許通過滑動變阻器的最大電流要大于0.2A，故AC不符合題意，B符合題意。
故選：B。
（5）A．將一額定功率相同的LED燈替換小燈泡L接入電路中，當LED燈正常工作時，由于LED燈和小燈泡L的額定電壓可能不同，根據可知，通過LED燈的電流不一定大于通過小燈泡L的電流，故A錯誤；
B．由于兩燈的額定功率相同，所以當LED燈正常工作時，實際功率等于額定功率，因此LED燈的實際功率等于小燈泡L的實際功率，故B錯誤；
C．由于兩燈的額定功率相同，所以正常工作時，由可知，相同時間內LED燈消耗的電能等于小燈泡L消耗的電能，故C正確。
故選：C。
故答案為：（1） 電壓表斷路 ；（2） 消耗 ；C；（3） 0.2 ； 0.5；（4）B；（5）C。
【分析】（1）電壓表無示數，而小燈泡正常發光，說明電路為通路狀態，電壓表可能斷路；
（2）滑動變阻器的滑片移至阻值最大端，導致電路中電流過小，燈泡電功率過小，以至于不發光； 要使小燈泡正常發光，應將適當移動滑片，使滑動變阻器接入電路的電阻變小；
（3）有圖中的電流表可知其所使用的的量程、分度值、讀數，再根據P=UI可求出燈泡的功率；
（4）根據串聯分壓可求出實驗中滑動變阻器需要承擔的最少電壓；根據歐姆定律求出滑動變阻器的最少阻值；電路中電流不應超過額定電流。
（5）燈泡的亮度由實際電功率決定，實際電功率越大，燈泡越亮；根據和分別比較兩種情況下電流的大小、小寒電能的大小。
（1）閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發現電壓表的示數始終如圖乙所示，即電壓表無示數，而小燈泡正常發光，說明電路是通路狀態，因此故障可能是電壓表斷路了。
（2）[1][2]閉合開關，此時滑片P在滑動變阻器B端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中電流較小，燈泡兩端電壓較小，因此看到小燈泡不發光，但是此時小燈泡也消耗電功率，只是電功率較小，為了使小燈泡正常發光，由串聯電路電壓特點可知，應減小滑動變阻器承擔的電壓，增大燈泡兩端的電壓，根據分壓原理，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，即將滑片向C端移動。
（3）[1][2]由圖丙可知，電流表使用的小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，此時燈泡的功率為
（4）由電路圖可知，電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為2.5V，則實驗中滑動變阻器需要承擔的電壓最少為
燈泡正常發光時的電流為0.2A，則此時滑動變阻器的阻值為
即滑動變阻器的阻值至少為17.5Ω，允許通過滑動變阻器的最大電流要大于0.2A，故AC不符合題意，B符合題意。
故選B。
（5）A．將一額定功率相同的LED燈替換小燈泡L接入電路中，當LED燈正常工作時，因LED燈和小燈泡L的額定電壓可能不同，由可知通過LED燈的電流不一定大于通過小燈泡L的電流，故A錯誤；
B．兩燈的額定功率相同，當LED燈正常工作時，實際功率等于額定功率。因此LED燈的實際功率等于小燈泡L的實際功率，故B錯誤；
C．兩燈的額定功率相同，正常工作時，由可知，相同時間內LED燈消耗的電能等于小燈泡L消耗的電能，故C正確。
故選C。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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