家用电器类电学综合计算（解析版）-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘

专题12—家用电器类电学综合计算专题

考点01：电热类电学综合计算：

对于电热类家电如：电饭煲，电热水壶，饮水机等发热家电应注意电阻丝或发热电阻的

串、并联情况的变化会对电热器的功率产生影响，即应注意“高”、“低”，“中”不同的

档位时电路中的电流，电压的分配，及电阻的发热功率情况。另外应注意保温与正常发热情

况下电路中不同的连结方式；一般来说电路中串联的电阻越多，电路中电流越小，此时的总

功率越小通常此时为保温状态，而串联电路中连入电阻越少时，电路中总电流越大，此时电

路中的总功率越大，此时通常为加热状态。

【帮你归纳】对于多挡位电热器，判断电热器的挡位时，应根据P=U2/R,电源电压通常为

220V,当多个电热丝串联时，电路中电阻最大，此时电路的总功率最小，此时通常为“低

温挡”，或处于电热器的“保温状态”；当多个电热丝并联时，电路中的总电阻最小，电路

中的总功率最大，所以此时通常电路为“高温挡”工作状态或处于“加热状态”，当只有一

个电阻丝工作时，电路中的总功率即不是最大值也不是最小值，此时通常为“中温挡”工作

状态。

例1：（2020•四川南充）市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能。下图是某电热水壶

的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、6接通，热水壶开始烧水；当壶内水温

达到100°C时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态.

已知电源电压为220V,电阻用=50。，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍,

水的比热容c=4.2xlO:'J/(kg."C),Ri、L电阻不受温度影响。求：

(1)将1kg初温为35℃的水加热到100"C需要吸收多少热量？

(2)电阻尼的阻值。

(3)在晚上用电高峰期将1kg初温为35℃的水加热到100℃需用时300s,若加热效率为91%,

则晚上用电高峰期的实际电压为多少？

【答案】(1)2.73X10」；(2)200Q；(3)200V.

【解析】(1)初温为35℃的水加热到100"C,温度的变化量为：△t=100°cC-35°C=65°C,需要

吸收的热量为：Q«ecmAt=4.2X103J/(kg.°C)XlkgX65°C=2.73X105J.

(2)由题意可知，开关$自动与触点a、6接通时R与R2并联，电热水壶处于加热状态，得

加热时电功率为：PMtt=Pi+P2＞开关S自动与a、6断开，并与触点c接通时，电路变为R?

的简单电路，电热水壶处于保温状态，得保温时电功率为：PKS=P,,水壶的加热功率〃加

热是保温功率/保温的5倍，即4热=5%温得：6加热=4+6=5［呆温=5Pl,即耳=46

〃2U?U2

根据尸=一得：Px=—，电阻k=5OC,根据［=48可算出电阻凡为：

RA,也

U2U214

R=—=4£=—即：—=—得：R,=4Rj=4x50Q=200C。

&&&&

(3)初温为35℃的水加热到100"C,温度变化量为：△1=/一fo=lOO"C—35℃=65℃

吸收的热量为：Q及=c机加=4.2xl03j/（kg，>C）xlkgx65°C=2.73xl（）5j；总的消耗的电

Q273X105T

能为：W«=^-=———=3xlO5J；电路总电阻为：RB=RXR〃R+R2=40C,根据公

,791%

式片等得：『摩二产噪直200V

【变式1-11（2019湖北荆州中考）随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选

用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”

挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断

电源保证安全。当S、Si闭合，S2断开时电暖器为“低温”挡。（R1>R2）

XX牌电暖器

额定电压220V

额定功率低温挡440W

中温挡

高温挡1600W

频率50Hz

求：（1）Ri的阻值.

（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流.

（3）若室内空气质量为50kg,用该电暖器的“高温”挡正常工作lOmin,放出热量的50%

被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少。（假设空气的比热容为I.1X1O3J/（kg-℃）.

火tt

等改

IBMmtt-

【答案】(1)I10Q(2)5.27A(3)8.73℃«

【解析】(1)闭合开关Si,RI单独接入电路，RI>R2,根据P=U2/R可知电暖气处于低

温；

2

R1的阻值：Ri=U/PtRia=(220V)2/440W=llOO.

(2)闭合Si为“低温”挡，Ri单独接入电路；单独闭合S2为“中温”挡，“高温”挡为

Si、S2同时闭合，Ri、R2并联。P中温=P高温-P低温=1600W-440W=1160W；根据P=UI

可得，“中温档”正常工作时的电流：I2=P，IWU=1160W/220V七5.27A；

(3)因为P=W/t所以电暖器的“高温”档正常工作lOmin,放出的热量：W=Pt«t=1600W

X10X60S=9.6X105J；空气吸收的热量：Q®=riW=50%X9.6X105J=4.8X105J,由Q吸

=cmZ\t可得，房间空气升高的温度:AtuQ咪/C；“、m*气=4.8X105j/50kgX1.1X103J/(kg.<>C)

生8.73℃。

【名师点睛】(1)电暖器在低温档时，由R=U2/P可求Ri的阻值；(2)高温档与低温档

功率之差是中温档功率；已知中温档功率和电源电压，可以得到中温档正常工作时的电流；

(3)根据W=P尚t可求产生的热量，根据Q“*=nW可得空气吸收的热量，根据Q^=cm

△t可得房间的空气温度升高多少

例2：(2020•江苏泰州)如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分

别是高温烧煮和低温炳饭。Si为挡位自动控制开关，A和花为电热丝，用的阻值为80Q,

高温烧煮挡的功率为660W。求：

(1)高温烧煮时干路中的电流：

(2)电阻丝尼的阻值；

(3)电饭锅低温炳饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。

【答案】(1)3A；(2)8800；(3)990004

【解析】(1)由P=UI得，高温烧煮时干路中的电流：I^湍/U=660W/220V=3A.

(2)当开关&和S都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由P=lf/R可知，此时为高温烧

煮挡；当只闭合开关S时，电路为尺的简单电路，此时总电阻较大，由PR2/R可知，此时

为低温烟饭挡；当开关Si和S都闭合时，总电阻为：RS=U/I.：lffl=220V/3A=(220/3)ft；由并

联电阻的公式R『R1XR2/R1+R2可得：R2=880O。

(3)低温娴饭挡的功率为：P低『U7R2=(220V)7880C=55W；由P=W/t可得，电饭锅低温炳

饭0.5h消耗的电能是：W=Pt=55WX1800s=99000Jo

【变式2-1](2018宜昌中考)小红家的饮水机有加热和保温功能，其电路图如图2所示，

Si为温控开关，额定电压为220V,加热功率为500W,保温功率为60W,R、R?均为加热

电阻丝(假设电阻不变)请解答下列问题：

(1)电阻丝Ri的阻值是多少.

(2)某次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上指示灯在5min内闪

烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kw.h”的字样，此时饮水机的实际功率和实际电

压是多少。

【答案】(1〉110。(2)405W,198Vo

【解析】(l)Ri与R2并联，Ri的功率PI=P-P2=500W-60W=440W,RI的电阻

22

R1=U/P!=(220V)/440W=l10Q.(2)5min消耗的电能W=54/l60kw.h=(54/l600)X3.6X

103j=1.215X加热状态下的实际总功率Pi；=W/t=1.215Xl()5j/300s=405W,加热状态下的

总电阻RU=U2/P=(220V)2/500W=96.8Q，再根据P-产U*2/R旗可求得U实=198V。

考点02：电子设备及输电类电学综合计算：

电子设备类是指如电子秤、电能表、电磁炉等电子仪器，此类计算题即要用到电学知识,

又通常用到力学或热学知识，应将几种知识进行融合才能正确解题。

在电能输电过程中，通常由于导线较长，因此导线的电阻通常不能忽略，在进行电学计

算时，应考虑导线的分导及导线上的电能损耗。

例1：(2020•河北)小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头(打开几秒钟

就能流出热水)接入家中电能表［3000r/(kW・h)］。如图所示。电水壶的规格为“220V1210W”,

电水龙头的规格为“220V2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动11Or,用时

120s。在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随

温度变化。求：

■

•••••・

小呵*Q”工J8

(1)电水壶和电水龙头的电阻。

(2)导线的电阻。

(3)在洗漱时，导线上产生的热量。

【答案】⑴40Q,20；⑵4Q⑶60500J。

【解析】(1)电水壶的规格为“220V1210W”，电水龙头的规格为“220V2420W”，根据公

式P=U?/R可知，电水壶的电阻为R；=(220V)2/1210W=40。,同理可得电水龙头的电阻为

R水龙头=(220V)2/2420W=20Q.

(2)当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为W=(110/3000)kw.h,此时电

路的总功率为P3；=W/t=(110/3000)kw.h/120h/3600=110W,此时电水壶和导线的总电阻为

2

R,&=U/P1;=(220V)2/ii00W=44Q,由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻为R

»t=R&-R.=44Q-40Q=4Q»

(3)电水龙头和导线的总电阻为R'=R峻+R水位头=20C+4Q=24Q,此时导线和水龙头的功率为

P总=(220V)2/24Q=(6050/3)W；根据公式P=I2R可知，F=P/R可得通过导线的电流1=

(6050/3)W/24C,则导线上产生的热量根据Q=FR代入上面的数据可得Q=60500J。

【名师点睛】(1)根据公式R=U2/P分别求出电水壶和电水龙头的电阻；(2)根据电能表表盘

转过的数目求出消耗的电能，根据P=W/t可求出电水壶和导线的功率：然后根据功率和电

压求出总电阻，根据串联电路的电阻关系求出导线的电阻；(3)根据导线的电阻和水龙头的

电阻求出其总功率；根据焦耳定律求出产生的热量。

【变式1-1](2019重庆中考B卷)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站

输送的电功率为l」Xl()5kw,,输电电压为llOOkw,经变压器降至220V供家庭用户使用。

小明家中有一个标有“220V、2200W”的叩热式水龙头，其电阻为Ro,他发现冬天使用时

水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯

电阻不计)改装了电路，如图所示。开关Si可以同时与“a、b”相连或只与c相连，使其有

高温和低温两档。求：(1)通过特高压输电线的电流。

(2)改装前若水龙头的热效率为90%,正常加热Imin提供的热量。

(3)改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,请计算出高温挡时的电

功率。

【答案】(1)100A(2)1.188X105J(3)4400Wo

【解析】(1)I=P*/U#,=1.1X108W/l.lX106V=100A.

(2)正常加热Imin消耗的电能W=Pt=2200WX60s=1.32XGJ由n=Q佻/W，u可知，水龙头正

常加热Imin提供的热量Q=WXn=1.32X105JX90%=1.188X105J»

(3)R产U2/P=(220V)2/2200W=22Q,当开关Si与a、b相连时，电阻R与Ro并联，电路总

电阻较小，由P=U2/R可知，此时电路中总功率较大，不龙头处于高温挡，此时P«

=(U2/R)+U2/RO®；当S与c相连时，R与Ro串联，电路总电阻较大，总功率较小，水龙头

处于低温挡，此时P—iP/R+Ro②，因为PMP他=4/1,所以上面两个式子联立可得R=R0=22

Q,所以高温挡时的电功率P«,=(U2/R)+U2/RO=2U2/R=2X(220V)2/22Q=4400W.

例2：(2021河北中考预测题)某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤，其原理如

图1所示.它主要由四部分构成：托板和水平压力杠杆OBA,标有"10V5W"字样的指示灯

L(灯的电阻保持不变)，压力传感器R(电阻值会随所受压力大小变化的可变电阻)，显

示质量大小的仪表(实质是电流表).已知电源电压为10V,OB=6cm,OA=30cm.压力传

感器R的阻值与所受压力的关系如图2所示.若不计托板和杠杆组件的质量，不计摩擦.求:

(1)指示灯L的电阻。

(2)当压力传感器R的电阻为30c时，指示灯L的实际功率。

(3)当电流表的示数为0.1A时，电子秤托板上物体的质量.

【答案】(1)指示灯L的电阻是20Q.(2)当压力传感器R的电阻为30。时，指示灯L

的实际功率是0.8W.(3)当电流表的示数为0.1A时，电子秤托板上物体的质量是20.4kg.

【解析】(1)因为P=W/R所以灯泡电阻RL=UM/P.=(10V)2/5W=20Q.

(2)当R为30。时，电路电流：I=U/RL+R=10V/50Q=0.2A,灯泡实际功率PL=「RL=(0.2A)

2X20Q=0.8W,

(3)当电流表的示数为0.1A时，电路总电阻：Rs=U/l=10V/0.1A=100Q,压力传感器阻值

R=R.,a-RL=100Q-20Q=80Q,由F-R图象可知，当R=80C时，F=40N,由杠杆平衡条件可

得：GxOB=FxOA,物体重力G=FXOA/OB=40NX30cm/6cm=200N,因为G=mg,.•.物体的质

量m=G/g=200N/9.8N/kg=20.4kg。

考点03：电动机械类电学综合计算:

对于电动机械类家电如，电动自行车，洗衣机等应注意电流做功及消耗的电能的计算必须

首先选择正确的公式及单位的统一，且在求电动机的效率时要正确确定W有及W欲，一般来

说消耗的电能总量为w,4。

【帮你归纳】对于电动机械在工作过程中，通常将电能转化为机械能和内能，因此通常要计

算机械的有用功和总功及电动机械的效率，此时w%=FS,w&=w,i.=uit=Pt,电动机效率：n

=7i-X100%=^7X100%（电能转化为机械能）。

W电rt

【易错警示】在计算线圈型电动机械时，电能通常转化成内能和机械能，计算电动机械消耗

的电能公式为W=UIt,而在计算电流通常线圈产生的热量，公式是：Q=I2Rt,此时W电〉Q

W型

热，此类电动机械的效率n=丁义ioo%=【（W，LQ*）/WGx100%=[（uit—i2Rt）/uit]

Win

xioo%«

例1：（2020•贵州黔东南）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部加热系

统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V,额定功率为605肌问：

（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工

作16min将水加热到40°C,此加热过程中吸收的热量是多少？作*=4.2X味加（kg•°C））

（2）加热系统加热时热效率是多少？（结果精确到0.1%）

（3）当小明家实际电压是200V,加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温

度变化而变化）

（4）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V）,工作电

流为4A,其电阻为0.5Q,电动机工作中因发厚想发的功率是多少？

【答案】(1)5.04X107；(2)86.8%；(3)500W；(4)81%

【解析】(1)加热中水吸收的热量：Q«=cinAt=4.2X10：iJ/(kg.0C)X6kgX20°C=5.04X107J.

⑵加热系统加热时消耗的电能：W=P^t=605Wx16x60s=5.808x105J

则热效率：〃=4x100%=。」*1a86.8%。

“-I00%

W5.808xlO5J

（3）由4=维可得加热电阻的限值：人必二⑵。.）=8OQ,当小明家的实际电压

额R4605W

是200V,加热电阻工作的实际功率：p.=£1=.（2OOV）_=500W。

实R80Q

（4）电动机工作过程中要发热，损失功率：弓=/扁动机=（4A）2X0.5O=8W。

【变式1-11（2019湖北宜昌中考）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在

手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate20

pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池

充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。

电池名称锂离子电池

电压3.7V

容量4200mAh

（1）表格中的电池“容量”，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？

（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V600mA"，另一个标注“输出5V4A”，

其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要多少

分钟？（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的

角度来分析为什么有这样的区别。

【答案】（1）表格中的电池“容量”是电流与时间的乘积；（2）需要51.8min；（3）充

电线较粗可以减小电阻，在充电过程中产生的热量较少。

【解析】（1）己知电池的容量是“4200mAh"，1nA是电流的常用单位，h是时间的常用单位,

所以“容量”是电流与通电时间的乘枳。

(2)两个充电器的充电功率分别为:Pi=U1I1=5VX0.6A=3W,P2=U2I2=5VX4A=20W,

所以第二个的充电速度快；电池充满电储存的电能为：W储=U电池Q=3.7VX4.2AX3600s=

55944J,已知充电效率为n=90%,则消耗的电能：IV充62160J；由P可得，选用快速充电

器将电池从零充满需要的时间：13108s=51.8min«

（3）充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得

粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。

【名师点睛】（1）mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，据此得到“容量”的含义

是：是电流与时间的乘积（2）已知充电器输出电压和电流，可以得到输出功率，输出功率

越大表示充电越快；已知电池容量、电压和充电效率，可以得到需要的电能；已知电池电能

和充电功率，可以得到充电时间；（3）在材料和长度一定时，横截面积越大电阻越小；由

焦耳定律知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生热量越多。

例2：.（2020•海南）小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加

热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆

成品，电源开关自动断开。小益用初温20℃,质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源

电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：

（1）从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因。

（2）加热器单独工作时电路中的电流。

(3)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量［c，k=4.2xl()3j(kg-℃)］。

(4)本次制作豆浆共计用了9min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%

被水吸收，且不计豆子吸收的热量。求本次制作豆浆共消耗的电能。

【答案】(1)见解析(2)4A(3)1.848X1O5J(4)5.04X105Jo

【解析】(1)由于扩散现象(或分子热运动)，豆浆分子进入到空气中。(合理即可)

答：热气腾腾的豆浆散发出香味的原因是由于扩散现象(或分子热运动)，豆浆分子进入到

空气中。

(2)加热器单独工作时电路的电流为I=P/U=880W/220V=4A。

(3)水吸收的热量Q=cmAt=4.2X10aJ/(kg.°C)XlkgX44°C=L848X105J.

(4)解：豆浆机的水温升到64℃前只有加热器工作，加热器单独工作时消耗的电能

W=Q/7O%=1.848X105J/70%=2.64X105J,加热器单独工作时间ti=W|/P,=2.64X

105J/880W=300S；加热器和电动机一起工作的时间为t2=t—ti=540s—300s=240s；9min豆浆

机消耗的电能为W=W,+(P|+P2)t2=2.64X105J+(88OW+120W)X240s=5.04X105J,

压轴精练

1：(2020•衡阳)初(17001)班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的

电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状

态，R、也是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如表所示、

额定电压220V

加热功率900W

保温功率20W

水杯容量0.6kg

试回答下列问题:

甲乙丙

(1)S闭合时，饮水机处于工作状态。R?的阻值是Q。

(2)水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？［水的比热容为

4.2X103J/(kg-r),当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失］

(3)最近一次使用时，加热管R损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动

变阻器，以下称为变阻器)设计了如图乙所示的电路来控制加热管心的发热功率，在老师

的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量,

得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则：

①求R2的发热功率范围。

②变阻器的最大功率多大？

③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。

【答案】(1)加热；55；(2)加热224s可将水烧开；(3)①R2的发热功率范围为13.75W-

880W；②变阻器的最大功率为220M③因变阻器与七串联，若其中任一电阻损坏，将导致

整个电路不能工作(或变阻器产生的热量没有被利用)。

【解析】(DS闭合时，两电阻并联，S断开时，为R的简单电路，由并联电路小于其中

任一电阻，根据P=U?/R可知，S闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为900W；$断开

时，饮水机处于保温工作状态，功率为20W；根据并联电路各支路互不影响，故加热时R2

22

的功率为：P2=900W-20W=880W,R2=U/P=(220V)/880W=55C»

(2)一标标准大气压水的沸点为100℃,水杯中装满20℃水加热到沸点吸热：Q«-cm(t

-to)=4.2X103J/(kg「C)X0.6kgX(100℃-20℃)=2.016X104，不考虑热损失，

消耗的电能W=Q吸=2.016X105J,由P=W/t得，将水烧开的时间：t'=W/Pte=2.016X

10j/900W=224s1,

(3)①变阻器与R2串联，当变阻器连入电路的电阻为0时，比的电压为220V,其最大功率

为880忸当变阻器最大电阻连入电路中时，由图知电路的最小电流为0.5A,旦的最小功率

2

为:P2小=1小2R2=(0.5A)X550=13.75W；R?的发热功率范围为13.75W〜880W；

TTU‘

②变阻器的功率：P变=作交=()2XR变=————T=

R变+区2(Rg+R2)

R变

______________________________

(R变-R2)2+4R变R2

R变

当R%=R?时，变阻器的最大功率为：变阻器的最大功率：P交大=-^-=(22.°Vy_=220W；

4R24><55白

③因变阻器与艮串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作(或变阻器产生的

热量没有被利用)。

2:(2018•黔南)图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术，

智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,

R和R2为电阻不变的电热丝，S是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工

作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求

(1)5〜lOmin,电饭煲的功率。

(2)20〜30min,电饭煲产生的总热量

【答案】(1)5〜lOmin,电饭煲的功率为660W。(2)20~30min,电饭煲产生的总热量为

2.64X10sJ«

【解析】(1)由丙可知5〜lOmin的功率，P>=660W,

(2)由丙可知20~30min的功率，P2=440W；时间t2=30min-20min=10min=600s,由Q=W=Pt

可得，20〜30min内电饭煲产生的总热量：Qz=P2t?=440WX600s=2.64X101

3:（2019河北沧州中考模拟试题）下图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫

机，它的正常工作电压为220V,水箱装水最多0.3kg,加热功率有大、小两个挡位。设计

师最初设计的内部电路有如下图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝Ri=56Q，R2=44Q。

（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速成小水珠，放出热量将衣服熨平

（填物态变化名称）。（2）两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为8.2A,请

通过计算说明甲、乙两种电路那种符合设计师的选择。（计算结果保留一位小数）

（3）请分别计算符合设计要求的这款挂烫机两个挡位的额定功率。

【答案】（1）液化（2）甲（3）HOOWo

【解析】（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速，由气态变成液态，是液化现

象；水蒸气液化时，要放出大量的热，从而将衣服熨平；

（2）如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路中只有电阻R?工作，此时的电路中

的电流最大，电流：I产U/R=220V/44Q,=5A；如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，

Ri、Rz并联，电路中电流最大，电流：I火'=II+L=U/R,+U/R2=3.9A+5A=8.9A；由于两个电路

中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A,故设计师最终选择了甲电路.

（3）挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5A,此时功率已=111大=220丫*5人=1100%

4:（2020•广东）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路

原理图，So为温控开关，Ri、R2为电热丝（阻值不变）。某次饮水机在额定电压下工作的

电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：

-----»220Vo—--------

■(=>

用

5X/.min

乙

(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能：

(2)饮水机处于保温挡时，通过Ri的电流；

(3)R2的阻值。

【答案】(1)1.452xlOsJ；(2)0.2A；(3)1100

【解析】(1)由图乙可得，饮水机加热时，加热功率Pi=484W,加热时间ti=300s,故

饮水机处于加热档阶段消耗的电能W尸Pih=484WJ«：300s=1.452xl05J

(2)只闭合S时，Ri接入电路，此时饮水机处于保温档。由图乙可知，保温功率为P2=44

W,流过Ri的电流b=P2/U=44W/220V=0.2A。

(3)当开关S、So闭合时,Ri与R2并联，处于加热档，那R2的功率P=Pi-P?=484W-44W=440W

222

由P=U/R可得R2的阻值R2=U/P=(220V)/440W=R2的阻值为110C。

5：(2019荆门)如图为一个电吹风的简易电路，R\、尼为发热用的电阻丝，材为带动风扇转

动的电动机，开关S上扇形的金属片可与触点1、2、3、4接通。只接通S时，风扇吹冷风,

此时回路中电流为0.1A：在保持S接通的情况下，转动Sz,若使S与2、3接通，风扇吹暖

风；若使%与3、4接通，风扇吹热风。

(1)求吹冷风时，电路消耗的电功率。

(2)吹暖风时，电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的5.5倍；吹热风时，电阻丝的

热功率为吹暖风时电阻丝热功率的10倍，求Ri、R?的阻值。

【答案】(1)22W(2)40。、360Q。

【解析】(1)仅接通，时，电流全部通过电动机，电路消耗的电功率为P机=UI=22W

(2)&接通2、3时，电动机电压不变，消耗的电功率P机总不变，R与R?串联，电压为U

=220V,电阻丝R与R2的热功率P产U2/RI+R2=5.5P机，所以RI+R2=400Q；力接通3、4时,

R?被短路,仅R发热,其热功率Pz=lJ2/R产10Pi,所以RF40C、R2=360Q»

6：(2020•潍坊)图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，K、R2是电热丝，R>

的阻值为110C,通过单独或同时闭合，、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其

铭牌如图丙所示，求：

血热强率80%

颉定电压22CTZ

44OW

电瞪B8OW

(1)低温挡加热时电流的大小；

(2)电热丝R?的阻值；

(3)已知粥的比热容c#=4.0xl()3j/(kg「c),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需

要的时间。

【答案】(1)2A(2)55Q(3)360s«

【解析】(1)电热丝Ri的电功率为PI=U2/R=(220V)2/110C=440W；根据表格数据可知道，

只闭合Si时，电路为Ri的简单电路，电饭锅处于低温档，则低温挡加热时电流的大小为

II=U/RI=220V/110Q=2AO

(2)根据P=U2/R可知，只闭合S2时、电路为R2的简单电路，电饭锅处于中温档，P2=880W,

22

电热丝R2的阻值为R2=U/P=(220V)/88OW=55Q„

(3)当Si、S2都闭合时，电热丝Ri、R2并联，电路总电阻最小，由P=U2/R可知，电饭锅

处于高温档，则高温档的功率为P=Pi+P2=440W+880W=132W；2.2kg的粥用高温挡从20C

加热到74℃吸收的热量为Q.^cmAt=4.2X10：iJ/(kg.°C)X2.2kgX54°C=475200J,不计热

量损失，需要消耗的电能为W=Q畋=4752001，由P=W/t可得，将2.2kg的粥用高温挡从20℃

加热到74℃需要的时间为t=W/P=475200J/l320W=360so

7：(2020石家庄42中一模试题)如题图所示，是某种电加热器的简化电路示意图(图中1、

2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换)。阅读该加热器说明书可知:

水箱容积2L,额定电压220V,加热时的功率400W,低温档的功率40W。试问：

⑴当旋转型开关S置于2、3触点处时，电路处于高温档还是低温档；此时电路中的电流

为多大。(计算结果保留两位小数)

⑵R的电阻值是多大。

⑶该电加热器在高温档时加热效率为8096,若将装满水箱的水从20℃加热至100℃,需要

多长时间。［C^=4.2X103J/(kg•℃),P*=1.0X103kg/m3l.

【答案】(D0.18A(2)121Q(3)2.1X10%.

【解析】(1)当旋转型开关S置于2、3触点处时，兆、是串联，电路中的总电阻最大，由

P=U7R可知，功率最小，因此电路处于低温档；由片小可知，此时电路中的电流：

I=P/U40W/220V«0.18A»

(2)当开关拨到2、4和1、3位置时，电路为R的基本电路，由P=U?/R可知，功率最大，

因此电路处于高温档;则此的电阻值:RI=U7P=(220V)7400W=121Q»

(3)装满水箱的水后水的质量/尸。片1.0X103kg/m3X2X10:im3=2kg,水从20℃加热至100℃

吸收的热量：OTAt=4.2X103J/(kg,℃)X2kgX(100℃-20℃)=6.72X10J,电加热器

在高温档时消耗的电能:W=6.72X10\j/80脏8.4X10$J,由P=W/t可得水从20℃加热至100℃,

需要时间：t=W/P=8.4X105J/400W=2.1X103s.

8：(2020•四川遂宁)图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关s可

以控制其加热、保温和停止三个状态，其名牌如图丙所示.在该电热水壶正常工作的情况下,

将一壶25c的水在1标准大气压下加热到沸腾［假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R”

33

比的阻值不随温度变化，c次=4.2X101/(kg.℃),lL=10-m］o求：

产石：屯水表

产工型LL-20OGS注定在量：21

常定电氏：22OV-加格功+：I210W

然定”率:SOHZ保温功100W

执行MM：GB4706.1y2003

M选注：XXXX电，有限公司

■告：产*A任何液体中

丙

(1)水吸收的热量;

(2)R、R2的阻值；

(3)加热这壶水到沸腾所用时间(结果保留一位小数)；

(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,求实际电压。

【答案】(1)6.3X105J(2)40Q,444Q(3)520.7s(4)200V.

【解析】(1)由P=m/V可得，水的质量:m=pV=l.OX10：ikg/m3X2X10m'=2kg,

1标准大气压下，水的沸点为100℃,水吸收的热量：Q“A=cm(t-to)=4.2X10：，J/(kg-℃)

X2kgX(100℃-25℃)=6.3X105J.

(2)由图可知，开关打到2时，只有K接入电路中，电路的电阻最小，根据P=U7R可知,

此时为高温档，则R的阻值为：R,=U2/P»=(220V)71210W=40Q；开关打到3时，两

个电阻串联，则为低温档：低温档的电阻为：R=U2/P低=(220V)7100W=484Q；根据串

联电路的电阻关系可知，R2的阻值为：Rz=R-R=484Q-40Q=444Q.

(3)电热丝产生的热量全部被水吸收，根据Q=W=6.3X10寸：根据P=W/t可知，加热的

时间为:t=W/P=6.3X105/1210W=520.7s.

(4)烧开同样一壶水所需的电能是相同的，则电水壶的实际功率为：P，=W/t、=6.3X

10/630s—1000W；根据P—I/R可知，实际电压为：U'_R=Y1000WX40Q=200V。

9:(2019岳阳中考)一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的

电阻和加热效率均不变)。

额定电压电炖锅档位额定功率/W

低温200

中温400

200V

高温600

©

甲

求(1)电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数)。

(2)在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到

标有“1800r/(kW,h)”的电能表转盘在121s内转了20圈，求此时的实际电。：

(3)电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃

时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比

较用高温挡还是用低温挡更节能。

【答案】(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A；(2)在用电高峰期，此时的

实际电压是200V；(3)电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加

热，高温档比低温档消耗电能少，所以用高温档节能。

【解析】(1)由表中数据可知，高温的功率P,;*=600W,由P=UI可得，在高温档工作时,

电路中的电流1,：）,=P®/U=600W/220V^2.7A.

(2)由P=U2/R可得，电炖锅的电阻：r=U2/P=(220V)2/400W=121Q,电炖锅在高档工

作时，电能表转盘在在121s内转了20r,则电炖锅消耗的电能：

W=20r/1800r/kw.h=(l/90)kw.h=(1/90X3.6X106J=4X10'j.实际功率P=W实/t=4X

10'j/121s,由P=IJ2/R可得,可得电路的实际电压：U=200V。

5

(3)高温档消耗的电能Ws=patft=600WX6X60s=2.16X10J,则水升高1℃消耗的电能

2.16X1O5J/2O=1.O8X1O'J,低温档消耗的电能WMP低t低=200WX9X60s=l.08X101则

水升高1℃消耗的电能为1.O8X1O5J/8=1.35X1O'J,因为1.08XlO'jVI.35XlO'j,且两

档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃,高温档比低温档消耗电能少，所以用

高温档节能。

10：(2019•泸州)小明家电热水器铭牌标识为“220K1000W”。由于使用了多年，该电

热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值,

小明在家中把该电热水器单独接入220,的家庭电路中工作5min,发现电能表指示灯闪烁了

242次，电能表规格如图所示。问：

电子式单相电能衰

220V50A50Hz

3000imp/kW・hA.

(1)小明测得该电热水器的实际电功率是多少？

(2)该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少？

(3)为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这段

电热丝的电阻值为多少？

【答案】(1)小明测得该电热水器的实际电功率是968倏(2)该电热水器氧化电热丝的

实际电阻值是50Q：(3)并联的这段电热丝的电阻值为1512.5C。

【解析】(1)3000力即/A俨方表示每消耗1%於方的电能，指示灯闪烁3000次，所以，电能

242242

表指示灯闪烁了242次消耗的电能：W=----kW«h=-----X3.6X106户2.904XiOJ,

3oon3oon

该电热水器的实际电功率：。，后W/t=2.904X105J/300S=968W.

(2)由P=U2/R可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：KI-UVPF(220V)2/968W=500.

(3)电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：庐U7R=(220V)2/1000W=48.4Q,为恢复该电热

水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R',根据并联电阻R产RXR/Ri+R

可得，并联的新电阻R'=1512.5C。

11:(2017重庆中考)小明家的电镀锅如图甲所示，额定电压为220V,“煮饭”时额定功

率为1210W,简化电路如图乙所示，Si为温控开关，发热电阻Ri与R2的阻值不随温度变

化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”时的功率之比为1:16,求：