2025年中考物理二轮专项复习：电热器及其挡位问题（含答案及解析）

专题15电热器及其挡位问题

膈蜉密谈

HeXinKaoDian

知识一提出问题

⑴现有两只电阻Ri，R2(RI>RI)，一个电压为U的电源，你可以组装几种出连接方式不同的电路?

(2)这些连接方式中电路总电阻分别是多少?关系如何?

(3)这些连接方式中电路总功率分别是多少?关系如何?

总电阻:

总功率:

结论:由P=U2/R可知:当U一定时，发热功率P与电阻R成反比，即电阻越大发热功率越小，电阻

越小发热功率越大。

知识点二电热器多档问题

(1)串联电路的多档问题

①短路式:两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。当闭合开关时，有一个电阻

短路，只有一个电阻工作,此时为高温档:当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功

率小一些，此时为低温档。

短路式单刀双掷式

②单刀双掷式:主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接附加电阻。当开关掷向

附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温档:当开关向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时

为高温档。

③公式计算:闭合S时，R短路，为高温档:P=u2/R。闭合S断开时，R、R。串联，为低温档：

i.Ro是发热电阻R是分压电阻时，P低=［5（1<+1<0）］2限0

2

ii.R、Ro都是发热电阻时，PB=U/（RI+R2）

（2）并联电路的多档问题

公式计算：

i.闭合Si接bS2断开时，低温档:P=U2/（R1+R2）

ii.只闭合S2时，中温档:P=U2/RI

iii.闭合Si接a、S2时，高温档:P=U2/RI+U2/R2

鄙t中考

ZH1JIZHONGKAO

1.（2023•营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示。S为总开关，Si为自动控制

开关，R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2=840Q,加热功率为1210W。电水壶将质量1kg、

初温20℃的水烧开，加热效率为84%。［c水=4.2X1（）3J/（kg.c）,标准大气压］。求：

（1）水吸收的热量；

（2）把水烧开需要多长时间（结果保留整数）；

（3）电水壶的保温功率。

2.（2023•随州）如图1是陈老师办公室电热水壶的照片，如图2是其内部电路的简化图。电路主

要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯（2V0.1W）和“限流电阻”串联而成；另一支路

接有发热盘（发热电阻）。已知电源电压为220V,水的比热容为4.2X103j«kg・℃）一1

发热盘

图1图2

（1）判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”（小于ion为“小电阻”，大于io。。为“大

电阻”）。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由。。

（2）用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W,加热时80%的热量被壶

内的水吸收，求多长时间可以将水烧开（100℃）?

3.（2023•山西）如图是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能（Si为总开关，S2为温控开

关），其内部有两个加热电阻丝R1和R2（R1的电阻是19811,R2的电阻是44Q）。某次将2kg初

温为20℃的米和水加热到100℃,然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数，

求解下列问题。［米和水混合物的比热容为4.0X1（）3J/（kg.℃）］

容量/kg3.0

额定电压/V220

加热功率/W1100

保温功率/W200

（1）加热过程中，米和水吸收的热量。

（2）正常加热时，通过电路的电流。

（3）请你在虚线框内画出电饭锅的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处

于加热状态。

4.（2023•安徽）为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家

庭电路中，通电加热210s,水温从20℃上升到70℃。己知水的比热容为4.2X1（）3J/（kg.。。）。

（1）求该过程中水吸收的热量；

（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；

（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比，偏大还是偏小？简要说明原因。

5.（2023•无锡）图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图，控制进水口的浮球阀

由不锈钢浮球、绕。点转动的金属杆ABC、连杆CD、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电

路的插座中，电压为220V。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位

达到设定高度，浮球浮起，AB水平，连杆CD水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时

开关S2闭合，开关Si与触点2接通，煮水箱中的电热管Ri工作，额定煮水功率为3300W,水

沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同

时S2断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水后，开关Si与触点1接通，贮水箱中的电热管

R2工作，进行保温，额定保温功率为660W。保温时，S3同时接通，当电磁铁线圈中的电流达

至U0.02A,衔铁P被吸起（开关断开）；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A,衔铁P被释放（开

关重新接通），使贮水箱内热水温度维持在90℃〜95℃.R3是定值电阻。RT是热敏电阻，其温

度与贮水箱内水温相同，温度每升高1℃,电阻减小100。，电磁铁线圈的电阻忽略不计。[c水

=4.2X103J/（kg*℃）,p*=1.0X103kg/m3,g=10N/kg]

电

磁

铁

乙

（1）该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为=

A.3AB.12AC.15AD.18A

（2）该电开水器煮水箱电热管R1连续正常工作1小时能产生33L的开水，若冷水温度为22°C,

开水温度为100℃,则煮水箱的加热效率为多少？

（3）冷水箱中的浮球质量为0.55kg,金属杆ABC质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能

进水时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N；若浮球

全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N,则浮球体积为

m3,贮水箱中保温控制电路的电压U是V。

1.（2022•碧江区校级一模）下列用电器在各自的额定电压下工作相同的时间，其中产生热量最

多的是（）

A.220V、700W的电饭锅

B.220V、700W的空调

C.220V、700W的城市路灯

D.110V>1000W的热水器

2.（2022•淮北模拟）某电动机正常工作时两端电压为U,通过电动机线圈的电流为I,电动机线

圈电阻为r,则电动机正常工作时因发热而损失的功率为（）

A.UIB.I2rC.UI-I2rD.UI+I2r

3.（2022•麒麟区校级模拟）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始

3

和加热3min时各记录一次温度，如下表所示.已知p，k=L0XICPkg/nRc7j<=4,2X10J/（kg

•℃）,p.»=0.8X103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点.下列说法正确

的是（）

加热时间（min）03

水的温度（℃）1828

油的温度（℃）1843

A.水和油的质量之比是4：5

B.这种油的比热容为2.1X103j/（kg-C）

C.加热3min,油吸收的热量比水吸收的热量多

D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能

4.（2023•天山区校级一模）图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为5W,电压表量

程为0〜15V,电流表量程为0〜0.6A,在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、Si,

将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点，再断开开关Si,闭合开关S2,将滑片P从a点

向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像，下列说

法正确的是（）甲乙

A.小灯泡的额定电压为5V

B.电源电压为10V

C.只闭合开关S、S2,滑片P在a点时，定值电阻R2在5s内产生的热量为8J

D.只闭合开关S、Si,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4。〜32。

5.（2023•和平区校级三模）某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机

做总功为J,若电动机线圈电阻为1。，10秒时间内电动机线圈发热量是

J,该吸尘器电动机的效率为%（保留整数）。

产3

品5

尺8

寸2

4

m8

m307

)

额220

定

电

压

(

V

)

额1100

定

功

率

（

W

）

6.（2023•姑苏区校级模拟）如图是一款养生壶和它的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡。

电源电压为220V,电阻丝RI=R2=44。，当开关闭合时，养生壶在“加热”挡

工作。壶内1kg的水从20℃到烧开所需加热时间为336s。若不计热量损失，加热过程中电热壶

的实际功率（选填“小于”“大于”或“等于"）额定功率。［已知c水=4.2X103J/（kg

•℃）,当地气压为1标准大气压］

甲乙

7.（2023•贵池区二模）某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL,有高、中、低三个加热

挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V,R1=20011,R2=550Q,若该电热水杯加热

效率为90%,则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃,需要So

甲

8.（2023•会昌县模拟）胡激同学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°C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。该同学用初温20℃,体积2L的水和少量豆子制作豆浆（豆子的质量可以

忽略不计），设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：

豆浆机铭牌

最大容积3L

额定频率50Hz

额定电压220V

加热器功率880W

电动机功率120W

（1）加热器的电阻R多大？

（2）体积为2L的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量？[c水=4.2X1（）3J/（kg«℃）]

（3）如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，则加热器单独工作的时间是多少？

（4）本次制作豆浆共计用了18min,则本次制作豆浆共消耗的电能是多少？

电源开关

1―---------------

\温控

、开关

1»电

220V动R

机

9.（2023•东莞市模拟）如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，如图乙为其电路原理图，

R1和R2为电阻不变的电热丝，Si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变化的图像如图丙所示。求：

(1)电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流;

(2)R2的阻值；

(3)0〜30min电饭煲产生的总热量。

10.(2023•郸城县三模)如图甲是一款家庭用煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电

路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如表。煮茶器的加热效率为80%。

[水的比热容C=4.2X1()3J/(kg.℃)],求：

装满水质量1.5kg

额定电压220V

保温挡功率100W

加热挡功率1000W

(1)发热电阻Ri的阻值；

(2)煮茶器中装满初温为20℃的水，在标准大气压下，将水刚好加热到沸腾，水吸收的热量;

(3)煮沸一壶水所用时间。

11.（2023•临淄区二模）图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌见表（“高

温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断

开，切断电源，保证安全，闭合Si为“低温”挡。求：

（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？

（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？

（3）若某房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1X1（）3J/（kg.℃）

且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出热量的50%被房间内的空气吸收，

那么可使此房间的空气温度升高多少。C?

XX牌电暖器

额定电压220V

额定功率低温挡550W

中温挡1100W

高温挡

频率50Hz

乙

12.（2023•鞍山模拟）如图甲所示为家用智能电热马桶盖，图乙是其电路，Ri和R2两个定值电阻

（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b,该电路通过开关Si和S2的不同接法组合,

实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能。当开关Si断开，S2接a时电路的功率为44W,

开关Si闭合，S2接a时电路的功率为88W：

甲

（1）R2的阻值;

(2)开关Si闭合，S2接b时电路的功率；

(3)马桶圈的质量m=650g,要让马桶圈的温度升高8℃,则用“高温挡”加热的方式需要多长

时间。(设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈材料的比热容C=0.44X1()3J/(kg.。。))

专题15电热器及其挡位问题

旗悭者谈

HeXinKaoDian

知识一提出问题

⑴现有两只电阻Ri，R2(RI>RI)，一个电压为U的电源，你可以组装几种出连接方式不同的电路?

(2)这些连接方式中电路总电阻分别是多少?关系如何?

(3)这些连接方式中电路总功率分别是多少?关系如何?

总电阻:

总功率:

结论:由P=U2/R可知:当U一定时，发热功率P与电阻R成反比，即电阻越大发热功率越小，电阻

越小发热功率越大。

知识点二电热器多档问题

(1)串联电路的多档问题

①短路式:两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。当闭合开关时，有一个电阻

短路，只有一个电阻工作,此时为高温档:当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功

率小一些，此时为低温档。

短路式单刀双掷式

②单刀双掷式:主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接附加电阻。当开关掷向

附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温档:当开关向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时

为高温档。

③公式计算:闭合S时，R短路，为高温档:P=u2/R。闭合S断开时，R、R。串联，为低温档：

iii.Ro是发热电阻R是分压电阻时，P®=［U/（R+RO）］2/RO

2

iv.R、Ro都是发热电阻时，PB=U/（RI+R2）

（2）并联电路的多档问题

公式计算：

iv.闭合Si接bS2断开时，低温档:P=U2/（R1+R2）

v.只闭合S2时，中温档:P=U2/RI

vi.闭合Si接a、S2时，高温档:P=U2/RI+U2/R2

信法中去

ZH1JIZHONGKAO

6.（2023•营口）某款带保温功能的电水壶，其简化电路图如图所示。S为总开关，Si为自动控制

开关，R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2=840Q,加热功率为1210W。电水壶将质量1kg、

初温20℃的水烧开，加热效率为84%。［c水=4.2X1（）3J/（kg-c）,标准大气压］。求：

（1）水吸收的热量；

（2）把水烧开需要多长时间（结果保留整数）；

（3）电水壶的保温功率。

【解答】解：(1)水吸收的热量：Q吸水(t-to)=4,2X103J/(kg«℃)XlkgX(100℃-

20℃)=3.36X105J；

(2)把水烧开需要放出的总热量：Q总=孕=姆船?=4X1()5J；

由电路图可知，开关S、Si闭合时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，总功率最

大，处于加热状态，加热功率为1210W,

由公式W=Pt可得，

把水烧开需要的时间：t=^=^=挪》"331s；

(3)由P=(可知，加热状态下R1的阻值：Ri=(=置喘=40C；

KrIZlUvk

由电路图可知，开关S闭合、Si断开时，Ri与R2串联，总电阻区总=1+1<2=40。+840。=880。；

此时电路中的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态，

则电水壶的保温功率为：P'=夕=镭工=55\¥。

答：(1)水吸收的热量为3.36X1()5J；

(2)把水烧开需要约331s的时间；

(3)电水壶的保温功率为55W。

7.(2023•随州)如图1是陈老师办公室电热水壶的照片，如图2是其内部电路的简化图。电路主

要由并联的两个支路组成：一支路是由指示灯(2V0.1W)和“限流电阻”串联而成；另一支路

接有发热盘(发热电阻)。已知电源电压为220V,水的比热容为4.2Xl()3j.(kg“C)一1

发热盘

图1图2

(1)判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”(小于ion为“小电阻”，大于loon为“大

电阻”)。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由。O

(2)用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热，已知加热功率为1000W,加热时80%的热量被壶

内的水吸收，求多长时间可以将水烧开(100℃)?

【解答】解：(1)由图2可知，指示灯与限流电阻串联后再与发热盘并联；

根据并联电路的电压特点可知，指示灯和限流电阻两端的电压之和等于电源电压220V,

由「=1；1可知，通过指示灯的电流：lL=2=与g=0.05A,

UL

根据串联电路的电流特点可知，通过限流电阻的电流：I限=IL=0.05A,

根据串联电路的电压特点可知，限流电阻两端的电压：L^R=U-UL=220V-2V=218V,

根据I=g可知，限流电阻的阻值：区限=罢=聂售=4360。＞100。，所以限流电阻是大电阻；

LX.1限U.U3A

(2)一个标准大气压下，水的沸点是100℃,

水吸收的热量:(2吸=81(t-to)=4.2X103Hkg«℃)-lXlkgX(100℃-20℃)=3.36X105J,

由口=*可知，发热盘消耗的电能：w=字=*3蹴啊=4.2Xi()5j,

由P=?可知，将水烧开需要的时间：y=y==420s0

答：(1)大电阻；

(2)将水烧开需要的时间为420s。

8.(2023•山西)如图是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能(Si为总开关，S2为温控开

关)，其内部有两个加热电阻丝R1和R2(R1的电阻是198C,R2的电阻是44Q)。某次将2kg初

温为20℃的米和水加热到100℃,然后自动转入保温状态。下表是电饭锅铭牌上的部分参数，

求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0Xl()3j/(kg-C)]

容量/kg3.0

额定电压/V220

加热功率/W1100

保温功率/W200

(1)加热过程中，米和水吸收的热量。

(2)正常加热时，通过电路的电流。

(3)请你在虚线框内画出电饭锅的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时电饭锅处

于加热状态。

【解答】接：(1)加热过程中，米和水吸收的热量：Q®=cm(t-to)=4.0X103J/(kg«℃)X2kg

X(100℃-20℃)=6.4X105J；

(2)由表格数据可知，电饭锅的加热功率P加热=1100W,

由「=1；1可知，正常加热时，通过电路的电流：1==1需=5A；

(3)由P=(可知，电饭锅加热挡工作时电路中的电阻：R加热=罟：==44Q=R2,

所以，当电饭锅加热工作时，电路中只有R2工作；

电饭锅保温挡工作时电路中的电阻：R保温=差=(歌＞2=242C=RI+R2,

保温

所以，当电饭锅保温挡工作时，Ri、R2串联，电路图如图所示：

当开关Si、S2都闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，由P=与可知，电路消耗的总功

率最大，电饭锅处于加热状态；当开关Si闭合、S2断开时，Ri、R2串联，电路中的总电阻最大，

由p=《可知，电路消耗的总功率最小，电饭锅处于保温状态。

答：(1)加热过程中，米和水吸收的热量为6.4X1()5J；

(2)正常加热时，通过电路的电流为5A；

(3)图见解答；当开关Si、S2都闭合时，电饭锅处于加热状态。

9.(2023•安徽)为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家

庭电路中，通电加热210s,水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为4.2X1()3J/(kg-C)。

(1)求该过程中水吸收的热量；

(2)若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；

(3)用上述方案估测出的电功率与实际功率相比，偏大还是偏小？简要说明原因。

【解答】解：(1)水吸收的热量：(3吸=＜：111&-10)=4.2X103J/(kg«℃)XlkgX(70℃-20℃)

=2.1X105J；

(2)若电流产生的热量全部被水吸收，则电热水壶消耗的电能：W=Q吸=2.1X1()5J,

2，5；

电热水壶的电功率：P=y=^Q°=1000W;

(3)加热过程中，由于存在热量的损失，水吸收的热量会小于电热水壶消耗的电能，

根据P=与可知，估测的电功率会小于电热水壶的实际功率。

答：(1)该过程中水吸收的热量为2.1Xl()5j；

(2)若电流产生的热量全部被水吸收，该热水壶的电功率为1000W；

(3)偏小；由于加热过程中存在热量的损失，水吸收的热量会小于电热水壶消耗的电能。

10.(2023•无锡)图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图，控制进水口的浮球阀

由不锈钢浮球、绕O点转动的金属杆ABC、连杆CD、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电

路的插座中，电压为220V。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位

达到设定高度，浮球浮起，AB水平，连杆CD水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时

开关S2闭合，开关Si与触点2接通，煮水箱中的电热管Ri工作，额定煮水功率为3300W,水

沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同

时S2断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水后，开关Si与触点1接通，贮水箱中的电热管

R2工作，进行保温，额定保温功率为660W。保温时，S3同时接通，当电磁铁线圈中的电流达

至U0.02A,衔铁P被吸起(开关断开)；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A,衔铁P被释放(开

关重新接通)，使贮水箱内热水温度维持在90℃〜95℃.R3是定值电阻。RT是热敏电阻，其温

度与贮水箱内水温相同，温度每升高1℃,电阻减小1000,电磁铁线圈的电阻忽略不计。[c水

=4.2X103J/(kg^C),p*=1.0X103kg/m3,g=10N/kg]R

-电

3

磁

手球CD\薯

口-A-

铁

S，

:冷水箱:

r

lJ-

=

三一二一三煮水箱三一二V

甲乙

(1)该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为。

A.3A

B.12A

C.15A

D.18A

(2)该电开水器煮水箱电热管R1连续正常工作1小时能产生33L的开水，若冷水温度为22°C,

开水温度为100℃,则煮水箱的加热效率为多少？

(3)冷水箱中的浮球质量为0.55kg,金属杆ABC质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能

进水时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N；若浮球

全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N,则浮球体积为

ri?,贮水箱中保温控制电路的电压U是Vo

【解答】解：(1)由题意可知，开关S2闭合，开关S与触点2接通，煮水箱中的电热管R1工作，

额定煮水功率为3300W,工作电路中功率最大，所以熔断器上通过的最大电流为：I最大=一狞=

嚼耦=15A,故C符合题意；

(2)33L的开水的质量为：m=pV=1X103kg/m3X33X10-3m3=33kg,

冷水温度为22℃,开水温度为100℃,则水吸收热量为：

(^^=cmAt=4.2Xl()3j/(kg・℃)X33kgX(100℃-22℃)=10810800J；

电热管Ri连续正常工作1小时，产生热量为：

Q放=Pt=3300WX3600s=11880000J,

则煮水箱的加热效率为：

Q吸,10810800..

%Xionnon%/=,品OoooX1OAnOn%=n91in%

;

(3)浮球质量为0.55kg,则浮球的重力G球=m球g=0.55kgX10N/kg=5.5N；

若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N,

根据杠杆平衡原理，(F浮1-G球)X11=F推1X12-----------------------①

浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N,

根据杠杆平衡原理，(F浮2-G球)Xli=Fffi2Xl2--------------------②

根据阿基米德原理可得F浮2=2F浮1----------------③

联立①②③解得一半浮球受到的浮力F浮i=2G=2X5.5N=11N,

由阿基米德原理可得，浮球的体积为：

V球=2V排1=2x=2x-------.\-----------=2.2X10-3m3；

P水9IxlO5kg/m3xlONkg

贮水箱内热水温度维持在90℃〜95℃,则温度为95℃时，电磁铁线圈中的电流达到0.02A,衔铁

P被吸起，RT是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高1℃,电阻减小100。；

设此时电阻为RT,则贮水箱中保温控制电路的电压U=0.02AX（R3+RT）-----------④，

温度为90℃时，电磁铁线圈中电流减小到0.01A,衔铁P被释放，此时RT电阻为RT+500。，

则贮水箱中保温控制电路的电压U=0.01AX（R3+RT+5OOQ）----------------⑤，

联立④⑤解得：U=10V。

故答案为：（1）C；（2）煮水箱的加热效率为91%；（3）2.2X103；IO-

13.（2022•碧江区校级一模）下列用电器在各自的额定电压下工作相同的时间，其中产生热量最

多的是（）

A.220V、700W的电饭锅

B.220V、700W的空调

C.220V、700W的城市路灯

D.110V、1000W的热水器

【解答】解：前三个用电器的额定功率相同，都在额定电压下工作相同的时间，则消耗的电能相

同。

A、电饭锅几乎把电能全部转化为内能；

B、空调主要把电能转化为机械能；

C、路灯把电能主要转化为光能和少量的内能；

综上分析，前三个用电器中电饭锅产生的热量最多，1000W的热水器正常工作时功率大，相同时

间内产生的热量比电饭锅多。

故选：D。

14.（2022•淮北模拟）某电动机正常工作时两端电压为U,通过电动机线圈的电流为I,电动机线

圈电阻为r,则电动机正常工作时因发热而损失的功率为（）

A.UIB.12rC.UI-I2rD.UI+I2r

【解答】解：若电动机正常工作时间为3根据焦耳定律可知，电动机正常工作时因线圈发热产生

2

的热量为：Q=Frt,则电动机正常工作时因发热而损失的功率为：「=¥=罕=12「，所以ACD

错误，B正确。

故选：Bo

15.（2022•麒麟区校级模拟）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始

3

和加热3min时各记录一次温度，如下表所示.己知p水=LOXlCPkg/m3,cZK=4.2X10J/（kg

•℃）,p油=0.8X103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点.下列说法正确

的是（）

加热时间（min）03

水的温度（℃）1828

油的温度（℃）1843

A.水和油的质量之比是4：5

B.这种油的比热容为2.1X103j/（kg.r）

C.加热3min,油吸收的热量比水吸收的热量多

D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能

[

解答】解：A、由题意可知，水和油的体积相等，根据p=g可知，水和油的质量与密度成正比，

HCm取两触液体都力磷子B吩锄姻成对象8烟蔚励8的茗个相瞰陕捕琳器，且加热效率都为

90%,

所以Q水=、油,

设它们的体积为V,则水的质量：m水=「水丫，油的质量：m油=p；jV,

因为Q水=©水!11水（t水-to）,Q油=c；^m油（t油-to）

所以c水p水V（t水-to）=（;油「油V（t油-to）,

4.2X103J/（kg.℃）X1,0X103kg/m3X（28℃-18℃）=c油乂0.8乂l（）3kg/m3x（43℃-18℃）

3

解得：Ci4=2.1X10J/（kg«℃）,故B正确、C错误；

D、加热效率没有达到100%,主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而不是因为

电加热器没有把电能全部转化为内能，故D错误。

故选：Bo

16.（2023•天山区校级一模）图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为5W,电压表量

程为0〜15V,电流表量程为0〜0.6A,在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、Si,

将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点，再断开开关Si,闭合开关S2,将滑片P从a点

向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像，下列说

A.小灯泡的额定电压为5V

B.电源电压为10V

C.只闭合开关S、S2,滑片P在a点时，定值电阻R2在5s内产生的热量为8J

D.只闭合开关S、Si,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4。〜32Q

【解答】解：A.从图乙可知，电路中的最大电流为0.5A,而电流表的量程为0〜0.6A,小灯泡的

额定功率为5W,则小灯泡的额定电压为：。额=兽=提告=10乙故A错误；

B.当电流为0.5A,小灯泡的电压为10V,滑动变阻器两端的电压为2V,故电源电压为12V,故

B错误;

D.当只闭合开关S、Si,滑动变阻器与灯泡L串联，从图像可知，当电压表的示数为2V时，电

流表的示数为0.5A,则此时滑动变阻器的阻值为：&=§=怒=40，

当电压表的示数为8V,电流表的示数为0.25A,则此时滑动变阻器的阻值为：/?2=7=7^7=

320,故D正确；

C.当断开开关Si,闭合开关S2,滑动变阻器此时是一个定值，滑动变阻器与电阻R2串联，电压

表测量滑动变阻器左半部分的电压，随着滑片向右滑动，电路中的电流不变，此时电路中的电流

为0.3A,则总电阻为：

n恁=^=接=400,

定值电阻R2的阻值为：

R2=R总-Ri=40H-32Q=8Q,

只闭合开关S、S2,滑片P在a点时，定值电阻R2在5s内产生的热量为：

Q=I2Rt=(0.3A)2X8HX5S=3.6J,故C错误。

故选：D。

17.（2023•和平区校级三模）某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示，正常工作10秒时间内电动机

做总功为__________________J,若电动机线圈电阻为1。，10秒时间内电动机线圈发热量是

J该吸尘器电动机的效率为_______%（保留整数）。

产3

品5

尺8

।2

寸

(4

m8

।307

m

)

额220

定

电

压

(

V

)

额1100

定

功

率

(

W

)

【解答】解：由表中数据知，吸尘器的电动机额定电压220V,额定功率1100W,由P=^可得，

正常工作10s时间内电动机做总功

W=Pt=1100WX10s=l.lX104J

由p=ui可得通过电动机的电流/=与=埸翳=54

10秒时间内电动机线圈产生的热量为：

Q=I2Rt=(5A)2Xinxi0s=250J,

这台吸尘器正常工作10s获得的机械能为：

w有用=W-Q=1.1X1O4J-250J=10750J,

吸尘器电动机的效率为：

n=x100%=i07吗xioo%«98%。

wl.ixio4/

故答案为：1.1X104250；98o

18.(2023•姑苏区校级模拟)如图是一款养生壶和它的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡。

电源电压为220V,电阻丝RI=R2=44Q,当开关闭合时，养生壶在“加热”挡

工作。壶内1kg的水从20℃到烧开所需加热时间为336s。若不计热量损失，加热过程中电热壶

的实际功率(选填“小于”“大于”或“等于")额定功率。［已知c水=4.2X1()3J/(KG

•℃),当地气压为1标准大气压］

【解答】解：(1)由图乙可知，当开关Si、S2都闭合时，只有R1工作，当开关Si闭合、S2断开

时，Ri、R2串联，

根据串联电路的电阻特点可知，当开关Si、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根

1/2

据p=3_可知，电功率最大，养生壶处于加热挡；

(2)养生壶加热挡的功率：P加=(=登臂=1100W,

一个标准大气压下，水的沸点是100℃,

水吸收的热量：Q吸="km(t-to)=4.2X103J/(kg*℃)XlkgX(100℃-20℃)=3.36X105J,

不计热量损失，养生壶消耗的电能：W=Q吸=3.36X1()5J,

3

养生壶的实际功率：P实=书=印最”[=iooow,

所以，养生壶的实际功率小于加热挡的额定功率。

故答案为：Si、S2；小于。

19.(2023•贵池区二模)某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL,有高、中、低三个加热

挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V,Ri=200(1,R2=550。，若该电热水杯加热

效率为90%,则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃,需要s=

【解答】解：由乙图可知，只闭合开关Si,电路为R1的简单电路，只闭合开关S2,电路为R2的

简单电路，两开关同时闭合，两电阻并联接入电路，因为Ri=20011,R2=550。，且并联电路总

电阻小于任何一个分电阻，由P=UI=哈可知两开关同时闭合时为高温挡，只闭合开关S1时为中

K

温挡，只闭合开关S2时为低温挡。

则高温挡功率为：P高+七=330W；

i\-I£(7ZUUJZ33UJZ

满杯水的质量：m=pV=1.0X103kg/m3X330X10-6m3=0.33kg,

满杯水从20℃加热到98℃吸收的热量：Q=cmAt=4.2X103J/(kg«℃)X0.33kgX(98℃-20℃)

=108108J,

消耗的电能：W=1=1喘黑/=i20120J,

需要的时间：t=-5—=