2023年浙江省中考科学训练-19不同挡位的电热器计算问题

2023年浙江省中考专项训练一一19不同挡位的电热器计算问题

一.填空题（共2小题）

1.（2022•台州模拟）某品牌酸奶机的部件如图甲所示，工作电路如图乙所示，其中Ri与

R2为电热丝。接入电路，闭合开关Si、S2,此时酸奶机的功率为20W；当温度达到42℃

时，温控开关S2自动断开，功率减小到4W,此后设备达到热平衡，温度保持42℃不变

（不考虑温度对电

玻璃顶盖

不锈钢

内胆

甲

（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是。（填“玻璃”、“塑料”或“不锈钢”）

（2）该酸奶机电热丝R2的阻值为Q；若加热时的效率为75%,则将240g的混合牛奶（鲜

奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃大约需要S0［混合牛奶的比热容始终为Xl（）3j∕

（kg∙°C）;不考虑加热过程中热量散失的影响］

2∙（2022∙余杭区三模）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息，

RO和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R=202欧。

额定电压220V

频率50Hz

额定功率高温挡

低温挡200W

（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是触点。

（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于（选填“高温挡”或

“低温挡”

（3）在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能焦。

二.计算题（共7小题）

3.（2022•温州模拟）如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿

器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装

置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数,

其发热电路如图所示，Ri，R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型

开关，通过旋转可以实现挡位的转换。

额定电压220V

额定最大发热功率400W

水箱容积4L

适用面积40~60r∏2

(1)小明在开始加热前测得水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾

最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？[不计热损失，c水=Xl()3j∕(kg

•℃),结果保留两位小数]

(2)Ri的阻值为多少？

(3)该加湿器在低挡时的发热功率是多少？

4.(2022•江山市一模)空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟味，深受

广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，有低温、中温、高温三挡调节。其发热

元件为两个电阻，R∣=50∩,R2≈200Ω,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简

化为图乙所示电路。请回答下列问题：

(1)当Sl闭合，S接a处时，炸锅处于中温挡工作，求此时电路中的电流。

(2)从中温挡调至高温挡工作，两个开关应如何操作。

(3)求空气炸锅处于高温挡时的实际功率。

5.(2022•宁波模拟)小宁在光合作用实验中，要将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，并对小

烧杯进行水浴加热，使叶片褪色。他设计了如图甲的恒温控制器电路。电路有“加热”和

“恒温"两种状态。闭合开关S,温控开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断

开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用。指示灯亮表示进入恒温状态，它的

额定电压为110V,且亮起即正常工作。图中发热元件电阻阻值为欧。

(1)将图乙中提供的电路接入甲图中接线柱，符合要求的是电路图。

(2)电路在加热状态时的功率是多少？

(3)若恒温控制器中水的质量为1kg,由于水自身散热等因素，恒温控制器的加热效率

为70%。进入“恒温”状态后，水温每分钟下降6℃,要让水温维持在70℃〜75℃之间，

每“加热”和“恒温”为一个周期，则此周期多长时间？[c水=Xl()3j/(kg.°C)]

6.（2022•温州二模）我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--

“韩式电热炕”。其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态，

当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转,

每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换（挡位顺序

未知，电功率越大挡位越高）。小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率。

他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有

"3000r∕（kW∙h）”的电能表的转盘在Imin内刚好转了20转。已知RI和R2是发热电阻，

R2的阻值是RI的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V.完成下列问题：

（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？

（2）当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是多少？

（3）当该电热炕处于低挡，且正常工作30min,所消耗的电能可使水从25℃升高到多少

摄氏度？

（无热损失，C水=Xl（）3j/（kg∙°C）,结果保留1位小数。）

7.（2021∙路桥区模拟）小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，Ri、R2都是发热电阻,

不考虑温度对电阻的影响，且R2=3R∣;S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋

转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功

率加热），其部分技术参数如下表。

额定电压（V）220

高挡发热功率（W）400

注水仓最大注水量3

（kg）

（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是（选填“关”“低挡”或“高挡”）

（2）求电热加湿器中Ri的阻值；

（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,

其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻Ri在此次高挡加热时产生的热量

全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少"C?［计算结果保留整数，水的比热

容为X©J/（kg∙°C）］

（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中

3000revs/（kW∙h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多

少？

8.（2022•嘉善县一模）小明用零花钱给妈妈买了一个电热足浴盆。图中甲是该品牌足浴盆

的电路图（局部）表是产品铭牌（最大功率被覆盖）。电路中的电动机带有按摩装置，Si

为温控开关，当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自

动断开；小明妈妈某次用足浴盆洗脚时，水的质量为3kg,初温是18℃。足浴盆正常工

作，电路中总电流随时间的关系如图乙所示，0-6min为加热阶段，使水温达到预设温

度；闭合S2,6min-20min电路中电动机一直工作，电热丝间歇工作。请回答以下问题：

（1）电动机正常工作时，通过的电流是多少。

（2）电热丝工作时的功率是多少。

3

（3）若不考虑热量散失，则预设温度是多少。［c水=XIOJ/（kg•℃）］

A∕∕A

8%二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

O3691251821“四

甲乙

指标参数

最大容水量Zkg4

额定电压/V220

电动机功率/WIlO

最大功率/W

9.（2022•滨江区一模）如图是温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V保持不变，发热电

阻Rl规格是“24V40Q”.闭合开关S,调节滑片P的位置，当Rl正常工作时，求:

（1）电路中的电流。

（2）R2的阻值。

（3）育苗箱正常工作5min产生的热量。

三.解答题（共6小题）

10.（2023•郸州区一模）如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，

闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水

箱和冷水箱中(如表)。7秒后，电热丝RBR2将煮水箱中的水加热至IO(TC,此时，

Ki、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃,电源

电压为220伏，电热丝R2的阻值为欧。

设定水温/℃40557085100

煮水箱中水的体积/毫升1020304050

冷水箱中水的体积/毫升403020100

(1)即热饮水机是利用什么原理使水温升高的。

(2)若加热过程中的能量转化效率为90%,设定取水温度为4(ΓC,则需调节电热丝Rl

的阻值为多少欧？(c*=×103J∕(kg∙oC))

(3)为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若

小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水

箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85°C的大致位置并简要说明理由？

11.(2022•慈溪市校级模拟)洗碗机由于能够自动清洗碗筷等餐具，解放劳动者的双手，而

备受消费者欢迎。某型号家用洗碗机工作程序：先给水箱注水，当水注满时停止注水并

自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水会从喷管喷出对餐具清洗喷

淋，直到洗涤过程结束，水系统启动，将水箱中的废水排出，最后烘干系统对餐具进行

烘干。已知水的比热容为Xl()3j∕(kg∙C),设水箱中水的初温为20℃,加热时产生的热

量全部被水吸收。图1为与洗碗机等效的加热电路图，R为发热电阻，位于水箱上部的

两个导电块B、A组成一个开关，注入的自来水是导体。图2是该洗碗机某次正常工作

时的部分P-t图像。

(1)洗碗机A,B触点中连接火线的是触点.

(2)洗碗机给水加热时，参与工作的发热电阻R的阻值多大？(不计水的电阻)

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用该洗碗机洗碗一次可以节约多少水

(4)从注水到排水结束，使用一次洗碗机要消耗多少电能？

12.(2022•西湖区校级二模)如图为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图。RH

R2为电热丝，其中R2=242欧，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。

(1)电热丝是利用电流的效应工作的。分析可知，当Si、S2都闭合时，电熨斗处于挡

（高温或低温）。

（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为IOO瓦。求：RI的电阻是多大？通电3分钟

产生的热量是多少？

13.（2021•郸州区模拟）太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化

来检测水位和水温变化，从而自动控制进水、加热等。某型号的太阳能热水器的“水位

水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线，其内部结构示意图如图甲所示，

其中四个电阻阻值都等于IOkQ,水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触

点，忽略水的电阻。

（1）水位传感器利用不纯净的水能导电，且电阻可以忽略的性质来工作的，因此浸入水

面下的电阻被（填“短路”或“断路”）•若水箱内的实际水位已经下降，但它的显示屏总

显示水是满的，则水位传感器的故障位于红线上的（填字母）点与蓝线之间。

（2）太阳能热水器阴雨天时需要电轴助加热，已知加热功率为1500W,要把水箱里的

160g水从20℃加热到50℃,需要多长时间？[c^=4,2×103J∕（kg∙°C）:不计热损失】

（3）现有一个维修替换下来的“水位水温传感器”，其热敏电阻完好，其阻值随温度变

化的关系如图乙所示，小科设计如图丙所示的电路来自制一个指针式热敏温度计。若电

路中电源电压为6V,定值电阻Ro的阻值是5k∩,那么与这个指针式热敏温度计的10℃

温度刻度对应的电压表示数为多少？

14.（2022•温州模拟）如图甲为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝Ri的阻值可设定所需水温。取水时，

闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水

箱和冷水箱中（如表）。7秒后，电热丝Ri、R2将煮水箱中的水加热至100℃,此时，

Ki、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃,电源

电压为220伏，电热丝R2的阻值为欧。

设定水温/℃40557085100

煮水箱中水的体积/毫1020304050

升

冷水箱中水的体积/毫403020100

升

（1）即热饮水机是利用的原理使水温升高的。

(2)若加热过程中的能量转化效率为90%,设定取水温度为40℃,则需调节电热丝Rl

的阻值为多少欧？[Q吸=Cm(t-to),c⅛=×103J∕(kg∙oC),P水=X©kg/n?]

(3)为了方便取水，小明在电热丝Ri的不同位置上标定了不同的温度，结果如图乙所

示。若小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱

和冷水箱中。请在图乙中重新标定取水温度为85°C的大致位置。

15.(2022•郸州区校级模拟)如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，它

在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程，已知正常工作时，高火加热

功率为500W,文火萃取功率为IoOW,若壶中药液的总质量为1kg,且在额定电压下煎

药时，药液的温度与工作时间的关系如图所示。

(1)观察图像中高火加热过程可知：电煎药壶在前半段比后半段时间的加热效率。

(2)分析电路可知：当Sa接2,同时Sb(填“断开”或“闭合”)时，电路处于文火萃

取阶段,电路中的电阻(填“Ri”或“R2”或“Ri和R2”)在工作。

(3)已知电阻R2=484Q,求Rl的阻值是多少？电煎药壶的额定保温功率是多少瓦？

2023年浙江省中考专项训练一一19不同挡位的电热器计算问题

参考答案与试题解析

一.填空题(共2小题)

I.(2022•台州模拟)某品牌酸奶机的部件如图甲所示，工作电路如图乙所示，其中Ri与

R2为电热丝。接入电路，闭合开关Si、S2,此时酸奶机的功率为20W；当温度达到42℃

时，温控开关S2自动断开，功率减小到4W,此后设备达到热平衡，温度保持42。C不变

(不考虑温度对电阻的影响)。

(I)组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是不锈钢。(填“玻璃”、“塑料”

或“不锈钢”)

(2)该酸奶机电热丝R?的阻值为3025。：若加热时的效率为75%,则将240g的混合牛

奶（鲜奶和酸奶的混合物）从22℃加热到42℃大约需要邈s。［混合牛奶的比热容始终

为Xl（）3j∕（kg∙°C）:不考虑加热过程中热量散失的影响］

【解答】解：（1）组成酸奶机部件的材料中，属于金属材料的是不锈钢。

（2）由电路图可知，SBS2均闭合时为并联电路，电路总电阻较小，由P=UI=A可知,

电功率较大，为高温挡；

［j2

Sl闭合，S2断开时，电路总电阻较大，由P=∙⅛∙可知，电功率较小，为保温挡；

κ

由并联电路的特点可知，R2的功率：

P2=P鬲-P保=20W-4W=16W,

[j2

由P=UI=%可知，R2的阻值：

R2-3S

酸奶吸收的热量：

3

Q∙a=cm(t-to)=Xl()3j/(kg∙°C)×240×10'kg×(42℃-22℃)=12000J;

Q吸

由Tl=MXI0°%可知，酸奶机消耗的电能：

WQ吸12000/..nnn.

w=~=^75%-=16000J'

由P=9可知，加热时间：

故答案为：（1）不锈钢；（2）3025；800O

2.（2022∙余杭区三模）如图是某电烤箱的内部简化电路图，下表是电烤箱铭牌的部分信息,

Ro和R均为电热丝，其他电阻均忽略不计。已知R=202欧。

额定电压220V

频率50Hz

额定功率高温挡

低温挡200W

（1）电烤箱A、B触点中连接火线的是A触点。

（2）闭合总开关，将旋钮开关转到如图所示位置，此时电烤箱处于低温挡（选填“高

温挡”或“低温挡”）。

(3)在额定电压下，电烤箱高温挡工作2分钟产生内能X1()5焦。

【解答】解：

(1)由电路图可知，总开关与A触点相连，根据安全用电的原则可知，连接火线的是A

触点；

(2)由电路图可知，将旋钮开关转到如图所示位置，Ro与R串联，此时电路的总电阻

最大，

由P=Ul=%可知，电源的电压不变时，电路的总功率最小，电烤箱处于低温挡；

(3)电路图可知，Ro与R串联，电烤箱处于低温挡，此时电路的总电阻：

U2_(220,2

κe-

∙P1&~200W-"ZU,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，Ro的阻值：

Ro=R⅛-R=242Ω-2020=40。，

电烤箱高温挡时电路为Ro的简单电路，工作2分钟产生的内能：

5

Q=W=]t=C薰工×2×60s=XlOJo

AnZΓUJZ

故答案为：(1)A；(2)低温挡；(3)XlO5O

二.计算题(共7小题)

3.(2022•温州模拟)如图所示是一种适合北方冬季使用的电热加湿器，其工作原理：加湿

器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装

置喷入空气中从而提高空气湿度。下表是小明从产品铭牌上摘录的电热加湿器部分参数,

其发热电路如图所示，RBR2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型

开关，通过旋转可以实现挡位的转换。

额定电压220V

额定最大发热功率400W

水箱容积4L

适用面积40~60r∏2

(1)小明在开始加热前测得水温为2(ΓC,电热槽内气压为标准大气压，若从加热到沸腾

最短时间为3分钟，则该电热槽中水的质量是多少千克？[不计热损失，c水=Xl()3j∕(kg

・°C),结果保留两位小数］

(2)Ri的阻值为多少？

(3)该加湿器在低挡时的发热功率是多少？

【解答】解：(1)加热时间最短时，电热加湿器的发热功率最大，

由P=竽可知，电热加湿器消耗的电能：W=Pt,=400WX3X60S=X1()4J,

不考虑热量的损失，水吸收的热量Q吸=W=XlO4j,

一个标准大气压下，水的沸点是100℃,

Q吸

由Q吸=Cm(t-to)可知，该电热槽中水的质量：m=，、=

C水I。一，OJ

__________7.2x10,__________〜

4.2×103∕∕(fc,g∙oC)×(100oC-20oC)

(2)S接3、4触点时，R2被短路，电路中只有RI工作，电路的总电阻最小，根据P=%

1/2

可知，电路消耗的功率最大，电热加湿器处于高挡，则Ri的阻值：Ri=)=

020*21»

400W'

(3)S接2、3触点时，RI和R2串联工作，电路的总电阻最大，根据P=%可知，电

路消耗的功率最小，电热加湿器处于低挡，此时电路中的总电阻：R=RI+R2=121∩+121∩

=242∩,

低挡时的发热功率：Pffi=⅛=缓?2=2oow。

答：(1)该电热槽中水的质量为；

(2)Ri的阻值为121Ωs

(3)该加湿器在低挡时的发热功率是200W。

4.(2022∙江山市一模)空气炸锅，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟味，深受

广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅，有低温、中温、高温三挡调节。其发热

元件为两个电阻，R∣=50∩,R2=200∩,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简

化为图乙所示电路。请回答下列问题：

(1)当SI闭合，S接a处时，炸锅处于中温挡工作，求此时电路中的电流。

(2)从中温挡调至高温挡工作，两个开关应如何操作开关S由a改接b。

(3)求空气炸锅处于高温挡时的实际功率。

【解答】解：(1)(2)当开关Sl闭合，开关S接b处时，两电阻并联，开关SI闭合，S

接a处时，电路为R2的简单电路，开关SI断开，开关S接a时，两电阻串联，

串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，

根据P=∙⅛■可知当开关Sl闭合，开关S接b时为高温挡，开关Sl闭合，S接a处时为中

κ

温挡，开关Sl断开，开关S接a时为低温挡；

中温挡正常工作时.，电路中只有R2连入电路，此时电路中的电流：12=/=瑞=;

(3)高温挡正常工作时，Ri、R2并联，

并联电路总功率等于各部分功率之和，即高温挡功率P=P∣+P2=^+旨=0∣⅞∕+

答：(1)当Sl闭合，S接a处时，炸锅处于中温挡工作，此时电路中的电流为；

(2)开关S由a改接b；

(3)空气炸锅处于高温挡时的实际功率为1210Wo

5.(2022•宁波模拟)小宁在光合作用实验中，要将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，并对小

烧杯进行水浴加热，使叶片褪色。他设计了如图甲的恒温控制器电路。电路有“加热”和

“恒温”两种状态。闭合开关S,温控开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断

开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用。指示灯亮表示进入恒温状态，它的

额定电压为110V,且亮起即正常工作。图中发热元件电阻阻值为欧。

(1)将图乙中提供的电路接入甲图中“1”“2”“3”接线柱，符合要求的是区电路图。

(2)电路在加热状态时的功率是多少？

(3)若恒温控制器中水的质量为1kg,由于水自身散热等因素，恒温控制器的加热效率

为70%。进入“恒温”状态后，水温每分钟下降6℃,要让水温维持在70℃〜75℃之间，

每“加热”和“恒温”为一个周期，则此周期多长时间？[c水=Xlθ3j∕(kg.∙C)]

【解答】解：(1)由电路图可知，把图乙中的A图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，

当温控开关在温度低时闭合时，指示灯被短路，发热元件单独接入电路中，功率变大，

开始加热；温度到到达一定值时自动断开，指示灯接入电路发光，与电路元件串联，加

热元件功率减小，进入恒温状态；把B图接入甲图中“1”“2”“3”接线柱后，指示灯接

在了220V的电源上，超过指示灯的额定电压，指示灯会烧杯，不符合要求；

故选A；

(2)根据电路图可知，电路在加热状态时只有发热元件工作，电路在加热状态时的功率:

U2_(220/)2

I=T=48.40=IOOOW;

3

(3)加热时，水由70℃升高到75℃吸收的热量：Q吸=C水m(Lt0)=×10J∕(kg∙°C)

×lkg×(75℃-70℃)=×IO4J,

由Tl=等可知，恒温控制器加热过程中消耗的电能：W=等=2%普=3义10勺,

4

由P=竽可知，加热使水由70℃升高到75℃所需要的时间：tι=y=端第=30s,

恒温时，根据题意可知，水温每分钟(60S)下降6C,则水从75℃降低到7(ΓC需要的时

间：t2=迷X(75℃-70℃)=50s,

由于每“加热”和“恒温”为一个周期，所以一个周期的时间为T=t∣+t2=30s+50s=80s.

故答案为：(I)A;

(2)电路在加热状态时的功率是1000W；

(3)一个周期的时间为80s。

6.(2022•温州二模)我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床--

“韩式电热炕”。其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态，

当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选挡开关，可绕O点旋转,

每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个挡位的转换(挡位顺序

未知，电功率越大挡位越高)。小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率。

他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有

“3000r∕(kW∙h)”的电能表的转盘在Imin内刚好转了20转。已知Rl和R2是发热电阻,

R2的阻值是Rl的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V.完成下列问题：

(1)当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？

(2)当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是多少？

(3)当该电热炕处于低挡，且正常工作30min,所消耗的电能可使水从25℃升高到多少

摄氏度？

(无热损失，C水=Xl()3j/(kg∙°C),结果保留1位小数。)

【解答】解：

(1)分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为Rl的简单电路，Imin内电热炕消耗

的电能：

WI=而蒜派=I⅛kW∙h=X104j;

由P=3可得，电热炕功率：

P∕=*=400W;

⑵由P=%得，R1=⅛=¾^=121∩,

当S与触点3、4接触时处于低挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流：

UU220V10.

Ir=鼠=加=2x121。=nA^:

(3)由P=夕可得，水的质量：

m=pV=×103kg∕m3×X103m3=,

当该电热炕处于低挡，且正常工作30min,所消耗的电能：

5

W2=UIt=220V×iɪʌ×30X60s=×10J,

W2=Q=cmΔt,

即：XlO5J=XlO3J/(kg∙°C)XX(t-25°C),

解得：t=℃,

即水温能升高到℃。

答：(1)当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W；

(2)当电热炕处于低挡时，电路中通过O点的电流是；

(3)当该电热炕处于低挡，且正常工作30min,所消耗的电能可使水从25℃升高到℃。

7.(2021•路桥区模拟)小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，Ri,R2都是发热电阻,

不考虑温度对电阻的影响，且R2=3RχS为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋

转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换(低挡为小功率加热，高挡为大功

率加热)，其部分技术参数如下表。

额定电压(V)220

高挡发热功率(W)400

注水仓最大注水量3

(kg)

(1)开关处于图示位置，电热加湿器的状态是关(选填“关”“低挡”或“高挡”)

(2)求电热加湿器中Rl的阻值；

(3)某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,

其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻Ri在此次高挡加热时产生的热量

全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数，水的比热

容为Xdj/(kg∙°C)]

(4)某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低挡加热，发现家中

3OOOrevs/(kW∙h)的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多

少？

【解答】解：

(1)由图甲可知，开关S接“1、2”触点时，电路断路，电热加湿器的状态是关；

(2)由图甲知，开关S接“3、4”触点时，电路为Rl的简单电路，电路的总电阻最小，

,2

电源的电压一定，由P=UI=3可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，

则电热加湿器中Ri的阻值：

U2_(2207)2

=121∩;

KLP力一400W

fθ]

(3)由图乙知，工作30min时，其中高挡工作时间为IOmin,低挡工作时间为20min,

由P=半可得，在高挡正常工作时消耗的电能:

W庙=Psit商=400WXIOX60s=*l()5j,

5

如果电阻Ri在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸=Wβ⅛=XIOJ,

由QIe=CmAt可得，水升高的温度:

∆t=⅛=2.4X1()5/

≈19oC

cm4.2×lO3∕∕(fc5∙0Q×3∕c5i

(4)因3000revs/(kW∙h)表示：每消耗IkWh的电能,电能表的转盘就转过3000r,

则电能表的转盘转过27r时，加湿器在400s内消耗的电能:

W=⅛⅛kW∙h=∙h=XIO4J,

加湿器在低挡加热的实际功率:

Pte

由图甲知，开关S接“2、3”触点时，RHR2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的

功率最小，处于抵挡,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以，由P=Ul=I2R可得，电路中的电流：

I=I隈_IPG_度=I81W=9

,

Jft1+Λ2-《R1+3R1一ΛJ4Λ1-14x12Ie—22

此时电阻R2的实际功率：

9

P2=I2R2=I2×3R∣=(―A)2×3×121∩=O

22

答：(1)关；

(2)电热加湿器中RI的阻值为121C；

(3)可以使注水仓中冷水的温度升高19℃；

(4)此时电阻R2的实际功率是。

8.(2022∙嘉善县一模)小明用零花钱给妈妈买了一个电热足浴盆。图中甲是该品牌足浴盆

的电路图(局部)表是产品铭牌(最大功率被覆盖)。电路中的电动机带有按摩装置，Si

为温控开关，当温度低于某设定值时，开关自动闭合；当温度高于某设定值时，开关自

动断开；小明妈妈某次用足浴盆洗脚时，水的质量为3kg,初温是18℃。足浴盆正常工

作，电路中总电流随时间的关系如图乙所示，0-6min为加热阶段，使水温达到预设温

度；闭合S2,6min-20min电路中电动机一直工作，电热丝间歇工作。请回答以下问题：

(1)电动机正常工作时，通过的电流是多少。

(2)电热丝工作时的功率是多少。

(3)若不考虑热量散失，则预设温度是多少。[c*=×103J∕(kg∙°C)]

电动机功率/W110

最大功率/W

【解答】解：(1)由表格数据可知，电动机的额定功率为PM=IlOW,

由P=Ul可知，电动机正常工作时，通过的电流：IM=?=拨崇=;

(2)0~6min为加热阶段，由图可知加热时R的电流7I0,6~8min电流为%8-9min

电流为81()，由此可知，6〜8min时只有电动机工作，8〜9min时电动机和电热丝一起工

作,

则电动机工作时的电流IO=IM=，

电热丝的电流1R=7I0=7×=,

电热丝工作时的功率：PR=UIR=220A×=770W;

(3)由P=与可知，电热丝消耗的电能：W=PRt=770WX6X60s=X哂；

不就热量损失，水吸收的热量Q吸=W=Xlo5j,

△t=卬=____2.772x105/_

由Q=CmAt可知，水升高的温度:=22℃；

lK3

C产4.2×107∕(⅛∙OC)×3^

由At=t-to可知，水的末温：t=At+to=22℃+18℃=4O℃。

答：(1)电动机正常工作时，通过的电流是；

(2)电热丝工作时的功率是770W；

(3)若不考虑热量散失，则预设温度是40℃。

9.(2022∙滨江区一模)如图是温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V保持不变，发热电

阻Ri规格是“24V40。”。闭合开关S,调节滑片P的位置，当Rl正常工作时，求：

(1)电路中的电流。

(2)R2的阻值。

(3)育苗箱正常工作5min产生的热量。

【解答】解：(1)闭合开关，两电阻串联接入电路，发热电阻Rl规格是''24V40。"，当

Rl正常工作时通过电路的电流：I=*=需=；

(2)串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压：U2-U-Ui=

36V-24V=12V,

串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值：R2=牛=

0Æ4=2°Ω≡

(3)育苗箱正常工作5min产生的热量：Q=W=UIIt=24VXX5X60s=4320J0

答：(1)电路中的电流为；

(2)R2的阻值为20。；

(3)育苗箱正常工作5min产生的热量为4320J。

Ξ.解答题(共6小题)

10.(2023•郸州区一模)如图为小明设计的可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，调节电热丝片的阻值可设定所需水温。取水时，

闭合开关S并设定好水温，阀门K打开，供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水

箱和冷水箱中(如表)。7秒后，电热丝RBR2将煮水箱中的水加热至100℃,此时，

Ki、K2打开，即可从出水口获得相应温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃,电源

(1)即热饮水机是利用什么原理使水温升高的。

(2)若加热过程中的能量转化效率为90%,设定取水温度为40℃,则需调节电热丝Rl

的阻值为多少欧？(C水=Xlθ3j∕(kg∙C))

(3)为了方便取水，小明在电热丝的不同位置上标定了不同的温度，结果如图所示。若

小明调整取水量为25毫升，即供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水

箱中。请在图乙中用箭头重新标定取水温度为85。C的大致位置并简要说明理由？

【解答】解：(1)即热饮水机是根据电流的热效应工作的；

(2)设定取水温度为40℃,进入煮水箱中水的质量为：

m∣=p*V∣=lg∕cm3×IOcm3=IOg=,

水吸收的热量为：

Q吸=C水miAt=Xlo3j∕(lζg∙°C)××(100℃-25°C)=3150J,

Q吸

由∏=y可知，消耗的电能为：

WQ吸3150/avnnT

WlF=丽皈=3500L

由W=Wt可知，此时电路中的总电阻为:

22

r,Ut(220l∕)×7s

R"M=350(M=0,

此时需调节电热丝Rl的阻值为：RI=R总I-R2=∩-Ω=80∩;

(3)取水25mL,温度为85℃时，进入煮箱中水的体积为:

V2=Fn-r×40mL=20mL;

50mL

由表格中数据可知，取水温度为55℃,进入煮水箱中水的体积为20mL,故供水箱仅将

25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中取水温度为85℃的大致位置标记应在

55℃,如图所示(箭头处)：

答：(1)电流热效应；

(2)需调节电热丝Rl的阻值为80。；

单位:∙c

1∞8570⅛u40

<»-•—•----4-ɪ-----------•-

(3)乙，理由见解答。

11.(2022∙慈溪市校级模拟)洗碗机由于能够自动清洗碗筷等餐具，解放劳动者的双手，而

备受消费者欢迎。某型号家用洗碗机工作程序：先给水箱注水，当水注满时停止注水并

自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水会从喷管喷出对餐具清洗喷

淋，直到洗涤过程结束，水系统启动，将水箱中的废水排出，最后烘干系统对餐具进行

烘干。已知水的比热容为Xl()3j∕(kg∙P),设水箱中水的初温为20℃,加热时产生的热

量全部被水吸收。图1为与洗碗机等效的加热电路图，R为发热电阻，位于水箱上部的

两个导电块B、A组成一个开关，注入的自来水是导体。图2是该洗碗机某次正常工作

时的部分P-t图像。

(1)洗碗机A,B触点中连接火线的是B触点.

(2)洗碗机给水加热时，参与工作的发热电阻R的阻值多大？(不计水的电阻)

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用该洗碗机洗碗一次可以节约多少水

(4)从注水到排水结束，使用一次洗碗机要消耗多少电能？

【解答】解：(1)开关应该控制火线，由图可知，触点B与开关直接相连，因此连接火

线的是B触点；

(2)由图乙可知，洗碗机加热时的功率P加热=800W,

U2

由P=Ul=上可得，发热电阻的阻值：

U2_(2201/)2

R-P∑∑_800W-。；

加热

(3)由图乙可知，洗碗机加热时的功率为800W,工作的时间为21min,洗碗机加热时

消耗的电能：

6

Wω⅝=P加热t⅛⅛=800WX21X60s=×10J,

加热过程中水吸收的热量：Q吸=W加热=XIO6J,

由QlB=Cm(t-t0)可得，水箱注满水时水的质量：

6

Q吸1.008×107o.

m水=-TT_zrʒ=ɔ=8kg,

C次(tf)4.2×107∕(fc5∙oC)×(50oC-20oC)

人工洗一次碗用20kg的水，则改用该洗碗机洗碗，一次可以节约水的质量：

Am=In水'-m水=20kg-8kg=12kg；

(4)洗碗机注水时不消耗电能，

洗碗机加热时消耗的电能：

6

Wtas=XlOJ,

洗碗机清洗喷淋时的功率为120W,工作时间为60min,

由P=?可得，洗碗机清洗喷淋时消耗的电能：

5

Wffl⅛=Piwtm=120W×60×60s=×10J,

洗碗机排水的功率为60W,工作的时间为Imin,

洗碗机排水时消耗的电能：

3

Wft=P排t排=60WX60s=×10J,

该洗碗机正常洗一次碗消耗的电能：

6536

W=W加热+W济s+Wt∣r-×10×IOXlOJ=X10J»

答：⑴B；

(2)洗碗机给水加热时，参与工作的发热电阻R的阻值为C；

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用该洗碗机洗碗一次可以节约12kg水；

(4)从注水到排水结束，使用一次洗碗机要消耗Xl()6j的电能。

12.(2022•西湖区校级二模)如图为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图。R