2023年浙江省中考科學(xué)訓(xùn)練-19不同擋位的電熱器計(jì)算問題

2023年浙江省中考專項(xiàng)訓(xùn)練一一19不同擋位的電熱器計(jì)算問題

一.填空題（共2小題）

1.（2022?臺州模擬）某品牌酸奶機(jī)的部件如圖甲所示，工作電路如圖乙所示，其中Ri與

R2為電熱絲。接入電路，閉合開關(guān)Si、S2,此時(shí)酸奶機(jī)的功率為20W；當(dāng)溫度達(dá)到42℃

時(shí)，溫控開關(guān)S2自動斷開，功率減小到4W,此后設(shè)備達(dá)到熱平衡，溫度保持42℃不變

（不考慮溫度對電

玻璃頂蓋

不銹鋼

內(nèi)膽

甲

（1）組成酸奶機(jī)部件的材料中，屬于金屬材料的是。（填“玻璃”、“塑料”或“不銹鋼”）

（2）該酸奶機(jī)電熱絲R2的阻值為Q；若加熱時(shí)的效率為75%,則將240g的混合牛奶（鮮

奶和酸奶的混合物）從22℃加熱到42℃大約需要S0［混合牛奶的比熱容始終為Xl（）3j∕

（kg?°C）;不考慮加熱過程中熱量散失的影響］

2?（2022?余杭區(qū)三模）如圖是某電烤箱的內(nèi)部簡化電路圖，下表是電烤箱銘牌的部分信息，

RO和R均為電熱絲，其他電阻均忽略不計(jì)。已知R=202歐。

額定電壓220V

頻率50Hz

額定功率高溫?fù)?/p>

低溫?fù)?00W

（1）電烤箱A、B觸點(diǎn)中連接火線的是觸點(diǎn)。

（2）閉合總開關(guān)，將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到如圖所示位置，此時(shí)電烤箱處于（選填“高溫?fù)酢被?/p>

“低溫?fù)酢?/p>

（3）在額定電壓下，電烤箱高溫?fù)豕ぷ?分鐘產(chǎn)生內(nèi)能焦。

二.計(jì)算題（共7小題）

3.（2022?溫州模擬）如圖所示是一種適合北方冬季使用的電熱加濕器，其工作原理：加濕

器水箱中部分水通過進(jìn)水閥門進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過蒸汽擴(kuò)散裝

置噴入空氣中從而提高空氣濕度。下表是小明從產(chǎn)品銘牌上摘錄的電熱加濕器部分參數(shù),

其發(fā)熱電路如圖所示，Ri，R2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型

開關(guān)，通過旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)擋位的轉(zhuǎn)換。

額定電壓220V

額定最大發(fā)熱功率400W

水箱容積4L

適用面積40~60r∏2

(1)小明在開始加熱前測得水溫為20℃,電熱槽內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，若從加熱到沸騰

最短時(shí)間為3分鐘，則該電熱槽中水的質(zhì)量是多少千克？[不計(jì)熱損失，c水=Xl()3j∕(kg

?℃),結(jié)果保留兩位小數(shù)]

(2)Ri的阻值為多少？

(3)該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是多少？

4.(2022?江山市一模)空氣炸鍋，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無油煙味，深受

廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌空氣炸鍋，有低溫、中溫、高溫三擋調(diào)節(jié)。其發(fā)熱

元件為兩個(gè)電阻，R∣=50∩,R2≈200Ω,額定工作電壓為220V,發(fā)熱部分內(nèi)部電路可簡

化為圖乙所示電路。請回答下列問題：

(1)當(dāng)Sl閉合，S接a處時(shí)，炸鍋處于中溫?fù)豕ぷ?，求此時(shí)電路中的電流。

(2)從中溫?fù)跽{(diào)至高溫?fù)豕ぷ?，兩個(gè)開關(guān)應(yīng)如何操作。

(3)求空氣炸鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率。

5.(2022?寧波模擬)小寧在光合作用實(shí)驗(yàn)中，要將葉片放在盛有酒精的小燒杯中，并對小

燒杯進(jìn)行水浴加熱，使葉片褪色。他設(shè)計(jì)了如圖甲的恒溫控制器電路。電路有“加熱”和

“恒溫"兩種狀態(tài)。閉合開關(guān)S,溫控開關(guān)在溫度低時(shí)閉合、溫度到達(dá)一定值時(shí)自動斷

開，降溫后再閉合，循環(huán)工作，起到調(diào)節(jié)溫度作用。指示燈亮表示進(jìn)入恒溫狀態(tài)，它的

額定電壓為110V,且亮起即正常工作。圖中發(fā)熱元件電阻阻值為歐。

(1)將圖乙中提供的電路接入甲圖中接線柱，符合要求的是電路圖。

(2)電路在加熱狀態(tài)時(shí)的功率是多少？

(3)若恒溫控制器中水的質(zhì)量為1kg,由于水自身散熱等因素，恒溫控制器的加熱效率

為70%。進(jìn)入“恒溫”狀態(tài)后，水溫每分鐘下降6℃,要讓水溫維持在70℃?75℃之間，

每“加熱”和“恒溫”為一個(gè)周期，則此周期多長時(shí)間？[c水=Xl()3j/(kg.°C)]

6.（2022?溫州二模）我國北方冬天比較寒冷，許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床--

“韓式電熱炕”。其工作電路可簡化為如圖所示,其中K為保護(hù)開關(guān),平常處于閉合狀態(tài)，

當(dāng)溫度超過某一警戒溫度時(shí)自動斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn),

每次都和相鄰的兩觸點(diǎn)同時(shí)接觸，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換（擋位順序

未知，電功率越大擋位越高）。小明在家里利用所學(xué)的物理知識來測量該電熱炕的電功率。

他先關(guān)閉家里其它所有的用電器，然后將S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有

"3000r∕（kW?h）”的電能表的轉(zhuǎn)盤在Imin內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)。已知RI和R2是發(fā)熱電阻，

R2的阻值是RI的2倍，其它電阻忽略不計(jì)，小明家電壓恒為220V.完成下列問題：

（1）當(dāng)S與觸點(diǎn)1、2接觸時(shí)，電熱炕功率是多少？

（2）當(dāng)電熱炕處于低擋時(shí)，電路中通過O點(diǎn)的電流是多少？

（3）當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min,所消耗的電能可使水從25℃升高到多少

攝氏度？

（無熱損失，C水=Xl（）3j/（kg?°C）,結(jié)果保留1位小數(shù)。）

7.（2021?路橋區(qū)模擬）小明家某型號電熱加濕器的原理圖如圖甲，Ri、R2都是發(fā)熱電阻,

不考慮溫度對電阻的影響，且R2=3R∣;S為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過旋

轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的切換（低擋為小功率加熱，高擋為大功

率加熱），其部分技術(shù)參數(shù)如下表。

額定電壓（V）220

高擋發(fā)熱功率（W）400

注水倉最大注水量3

（kg）

（1）開關(guān)處于圖示位置，電熱加濕器的狀態(tài)是（選填“關(guān)”“低擋”或“高擋”）

（2）求電熱加濕器中Ri的阻值；

（3）某次使用加濕器在額定電壓下工作，加濕器注水倉中加注冷水已達(dá)到最大注水量,

其工作30min的功率與時(shí)間圖象如圖乙所示，如果電阻Ri在此次高擋加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量

全部被水吸收，可以使注水倉中冷水的溫度升高多少"C?［計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，水的比熱

容為X?J/（kg?°C）］

（4）某一天，小明斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中

3000revs/（kW?h）的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率是多

少？

8.（2022?嘉善縣一模）小明用零花錢給媽媽買了一個(gè)電熱足浴盆。圖中甲是該品牌足浴盆

的電路圖（局部）表是產(chǎn)品銘牌（最大功率被覆蓋）。電路中的電動機(jī)帶有按摩裝置，Si

為溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自動閉合；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自

動斷開；小明媽媽某次用足浴盆洗腳時(shí)，水的質(zhì)量為3kg,初溫是18℃。足浴盆正常工

作，電路中總電流隨時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，0-6min為加熱階段，使水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫

度；閉合S2,6min-20min電路中電動機(jī)一直工作，電熱絲間歇工作。請回答以下問題：

（1）電動機(jī)正常工作時(shí)，通過的電流是多少。

（2）電熱絲工作時(shí)的功率是多少。

3

（3）若不考慮熱量散失，則預(yù)設(shè)溫度是多少。［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

指標(biāo)參數(shù)

最大容水量Zkg4

額定電壓/V220

電動機(jī)功率/WIlO

最大功率/W

9.（2022?濱江區(qū)一模）如圖是溫度可調(diào)的育苗箱電路，電源電壓為36V保持不變，發(fā)熱電

阻Rl規(guī)格是“24V40Q”.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P的位置，當(dāng)Rl正常工作時(shí)，求:

（1）電路中的電流。

（2）R2的阻值。

（3）育苗箱正常工作5min產(chǎn)生的熱量。

三.解答題（共6小題）

10.（2023?鄲州區(qū)一模）如圖為小明設(shè)計(jì)的可調(diào)溫即熱飲水機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。該飲水機(jī)

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分組成，調(diào)節(jié)電熱絲片的阻值可設(shè)定所需水溫。取水時(shí)，

閉合開關(guān)S并設(shè)定好水溫，閥門K打開，供水箱將50毫升水按不同比例分別注入煮水

箱和冷水箱中(如表)。7秒后，電熱絲RBR2將煮水箱中的水加熱至IO(TC,此時(shí)，

Ki、K2打開，即可從出水口獲得相應(yīng)溫度的水。已知供水箱中水的溫度恒為25℃,電源

電壓為220伏，電熱絲R2的阻值為歐。

設(shè)定水溫/℃40557085100

煮水箱中水的體積/毫升1020304050

冷水箱中水的體積/毫升403020100

(1)即熱飲水機(jī)是利用什么原理使水溫升高的。

(2)若加熱過程中的能量轉(zhuǎn)化效率為90%,設(shè)定取水溫度為4(ΓC,則需調(diào)節(jié)電熱絲Rl

的阻值為多少歐？(c*=×103J∕(kg?oC))

(3)為了方便取水，小明在電熱絲的不同位置上標(biāo)定了不同的溫度，結(jié)果如圖所示。若

小明調(diào)整取水量為25毫升，即供水箱僅將25毫升水按不同比例分別注入煮水箱和冷水

箱中。請?jiān)趫D乙中用箭頭重新標(biāo)定取水溫度為85°C的大致位置并簡要說明理由？

11.(2022?慈溪市校級模擬)洗碗機(jī)由于能夠自動清洗碗筷等餐具，解放勞動者的雙手，而

備受消費(fèi)者歡迎。某型號家用洗碗機(jī)工作程序：先給水箱注水，當(dāng)水注滿時(shí)停止注水并

自動加熱，水溫上升到50℃即停止加熱，洗滌程序啟動，水會從噴管噴出對餐具清洗噴

淋，直到洗滌過程結(jié)束，水系統(tǒng)啟動，將水箱中的廢水排出，最后烘干系統(tǒng)對餐具進(jìn)行

烘干。已知水的比熱容為Xl()3j∕(kg?C),設(shè)水箱中水的初溫為20℃,加熱時(shí)產(chǎn)生的熱

量全部被水吸收。圖1為與洗碗機(jī)等效的加熱電路圖，R為發(fā)熱電阻，位于水箱上部的

兩個(gè)導(dǎo)電塊B、A組成一個(gè)開關(guān)，注入的自來水是導(dǎo)體。圖2是該洗碗機(jī)某次正常工作

時(shí)的部分P-t圖像。

(1)洗碗機(jī)A,B觸點(diǎn)中連接火線的是觸點(diǎn).

(2)洗碗機(jī)給水加熱時(shí)，參與工作的發(fā)熱電阻R的阻值多大？(不計(jì)水的電阻)

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用該洗碗機(jī)洗碗一次可以節(jié)約多少水

(4)從注水到排水結(jié)束，使用一次洗碗機(jī)要消耗多少電能？

12.(2022?西湖區(qū)校級二模)如圖為一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗電路原理圖。RH

R2為電熱絲，其中R2=242歐，水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服。

(1)電熱絲是利用電流的效應(yīng)工作的。分析可知，當(dāng)Si、S2都閉合時(shí)，電熨斗處于擋

（高溫或低溫）。

（2）電熨斗處于低溫?fù)鯐r(shí)，正常工作功率為IOO瓦。求：RI的電阻是多大？通電3分鐘

產(chǎn)生的熱量是多少？

13.（2021?鄲州區(qū)模擬）太陽能熱水器的電腦芯片可以通過“水位水溫傳感器”的電阻變化

來檢測水位和水溫變化，從而自動控制進(jìn)水、加熱等。某型號的太陽能熱水器的“水位

水溫傳感器”有紅、藍(lán)、白、綠四根不同顏色的引出線，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，

其中四個(gè)電阻阻值都等于IOkQ,水箱內(nèi)A、B、C、D、E、F、G、H均為裸露的金屬觸

點(diǎn)，忽略水的電阻。

（1）水位傳感器利用不純凈的水能導(dǎo)電，且電阻可以忽略的性質(zhì)來工作的，因此浸入水

面下的電阻被（填“短路”或“斷路”）?若水箱內(nèi)的實(shí)際水位已經(jīng)下降，但它的顯示屏總

顯示水是滿的，則水位傳感器的故障位于紅線上的（填字母）點(diǎn)與藍(lán)線之間。

（2）太陽能熱水器陰雨天時(shí)需要電軸助加熱，已知加熱功率為1500W,要把水箱里的

160g水從20℃加熱到50℃,需要多長時(shí)間？[c^=4,2×103J∕（kg?°C）:不計(jì)熱損失】

（3）現(xiàn)有一個(gè)維修替換下來的“水位水溫傳感器”，其熱敏電阻完好，其阻值隨溫度變

化的關(guān)系如圖乙所示，小科設(shè)計(jì)如圖丙所示的電路來自制一個(gè)指針式熱敏溫度計(jì)。若電

路中電源電壓為6V,定值電阻Ro的阻值是5k∩,那么與這個(gè)指針式熱敏溫度計(jì)的10℃

溫度刻度對應(yīng)的電壓表示數(shù)為多少？

14.（2022?溫州模擬）如圖甲為小明設(shè)計(jì)的可調(diào)溫即熱飲水機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。該飲水機(jī)

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分組成，調(diào)節(jié)電熱絲Ri的阻值可設(shè)定所需水溫。取水時(shí)，

閉合開關(guān)S并設(shè)定好水溫，閥門K打開，供水箱將50毫升水按不同比例分別注入煮水

箱和冷水箱中（如表）。7秒后，電熱絲Ri、R2將煮水箱中的水加熱至100℃,此時(shí)，

Ki、K2打開，即可從出水口獲得相應(yīng)溫度的水。已知供水箱中水的溫度恒為25℃,電源

電壓為220伏，電熱絲R2的阻值為歐。

設(shè)定水溫/℃40557085100

煮水箱中水的體積/毫1020304050

升

冷水箱中水的體積/毫403020100

升

（1）即熱飲水機(jī)是利用的原理使水溫升高的。

(2)若加熱過程中的能量轉(zhuǎn)化效率為90%,設(shè)定取水溫度為40℃,則需調(diào)節(jié)電熱絲Rl

的阻值為多少歐？[Q吸=Cm(t-to),c?=×103J∕(kg?oC),P水=X?kg/n?]

(3)為了方便取水，小明在電熱絲Ri的不同位置上標(biāo)定了不同的溫度，結(jié)果如圖乙所

示。若小明調(diào)整取水量為25毫升，即供水箱僅將25毫升水按不同比例分別注入煮水箱

和冷水箱中。請?jiān)趫D乙中重新標(biāo)定取水溫度為85°C的大致位置。

15.(2022?鄲州區(qū)校級模擬)如圖1為一款陶瓷電煎藥壺，工作電路簡化為如圖2所示，它

在工作時(shí)，有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個(gè)過程，已知正常工作時(shí)，高火加熱

功率為500W,文火萃取功率為IoOW,若壺中藥液的總質(zhì)量為1kg,且在額定電壓下煎

藥時(shí)，藥液的溫度與工作時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

(1)觀察圖像中高火加熱過程可知：電煎藥壺在前半段比后半段時(shí)間的加熱效率。

(2)分析電路可知：當(dāng)Sa接2,同時(shí)Sb(填“斷開”或“閉合”)時(shí)，電路處于文火萃

取階段,電路中的電阻(填“Ri”或“R2”或“Ri和R2”)在工作。

(3)已知電阻R2=484Q,求Rl的阻值是多少？電煎藥壺的額定保溫功率是多少瓦？

2023年浙江省中考專項(xiàng)訓(xùn)練一一19不同擋位的電熱器計(jì)算問題

參考答案與試題解析

一.填空題(共2小題)

I.(2022?臺州模擬)某品牌酸奶機(jī)的部件如圖甲所示，工作電路如圖乙所示，其中Ri與

R2為電熱絲。接入電路，閉合開關(guān)Si、S2,此時(shí)酸奶機(jī)的功率為20W；當(dāng)溫度達(dá)到42℃

時(shí)，溫控開關(guān)S2自動斷開，功率減小到4W,此后設(shè)備達(dá)到熱平衡，溫度保持42。C不變

(不考慮溫度對電阻的影響)。

(I)組成酸奶機(jī)部件的材料中，屬于金屬材料的是不銹鋼。(填“玻璃”、“塑料”

或“不銹鋼”)

(2)該酸奶機(jī)電熱絲R?的阻值為3025。：若加熱時(shí)的效率為75%,則將240g的混合牛

奶（鮮奶和酸奶的混合物）從22℃加熱到42℃大約需要邈s。［混合牛奶的比熱容始終

為Xl（）3j∕（kg?°C）:不考慮加熱過程中熱量散失的影響］

【解答】解：（1）組成酸奶機(jī)部件的材料中，屬于金屬材料的是不銹鋼。

（2）由電路圖可知，SBS2均閉合時(shí)為并聯(lián)電路，電路總電阻較小，由P=UI=A可知,

電功率較大，為高溫?fù)酰?/p>

［j2

Sl閉合，S2斷開時(shí)，電路總電阻較大，由P=???可知，電功率較小，為保溫?fù)酰?/p>

κ

由并聯(lián)電路的特點(diǎn)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

酸奶吸收的熱量：

3

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

Q吸

由Tl=MXI0°%可知，酸奶機(jī)消耗的電能：

WQ吸12000/..nnn.

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

由P=9可知，加熱時(shí)間：

故答案為：（1）不銹鋼；（2）3025；800O

2.（2022?余杭區(qū)三模）如圖是某電烤箱的內(nèi)部簡化電路圖，下表是電烤箱銘牌的部分信息,

Ro和R均為電熱絲，其他電阻均忽略不計(jì)。已知R=202歐。

額定電壓220V

頻率50Hz

額定功率高溫?fù)?/p>

低溫?fù)?00W

（1）電烤箱A、B觸點(diǎn)中連接火線的是A觸點(diǎn)。

（2）閉合總開關(guān)，將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到如圖所示位置，此時(shí)電烤箱處于低溫?fù)酰ㄟx填“高

溫?fù)酢被颉暗蜏負(fù)酢保?/p>

(3)在額定電壓下，電烤箱高溫?fù)豕ぷ?分鐘產(chǎn)生內(nèi)能X1()5焦。

【解答】解：

(1)由電路圖可知，總開關(guān)與A觸點(diǎn)相連，根據(jù)安全用電的原則可知，連接火線的是A

觸點(diǎn)；

(2)由電路圖可知，將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到如圖所示位置，Ro與R串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻

最大，

由P=Ul=%可知，電源的電壓不變時(shí)，電路的總功率最小，電烤箱處于低溫?fù)酰?/p>

(3)電路圖可知，Ro與R串聯(lián)，電烤箱處于低溫?fù)?，此時(shí)電路的總電阻：

U2_(220,2

κe-

?P1&~200W-"ZU,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，Ro的阻值：

Ro=R?-R=242Ω-2020=40。，

電烤箱高溫?fù)鯐r(shí)電路為Ro的簡單電路，工作2分鐘產(chǎn)生的內(nèi)能：

5

Q=W=]t=C薰工×2×60s=XlOJo

AnZΓUJZ

故答案為：(1)A；(2)低溫?fù)酰?3)XlO5O

二.計(jì)算題(共7小題)

3.(2022?溫州模擬)如圖所示是一種適合北方冬季使用的電熱加濕器，其工作原理：加濕

器水箱中部分水通過進(jìn)水閥門進(jìn)入電熱槽中受熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過蒸汽擴(kuò)散裝

置噴入空氣中從而提高空氣濕度。下表是小明從產(chǎn)品銘牌上摘錄的電熱加濕器部分參數(shù),

其發(fā)熱電路如圖所示，RBR2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S為旋轉(zhuǎn)型

開關(guān)，通過旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)擋位的轉(zhuǎn)換。

額定電壓220V

額定最大發(fā)熱功率400W

水箱容積4L

適用面積40~60r∏2

(1)小明在開始加熱前測得水溫為2(ΓC,電熱槽內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，若從加熱到沸騰

最短時(shí)間為3分鐘，則該電熱槽中水的質(zhì)量是多少千克？[不計(jì)熱損失，c水=Xl()3j∕(kg

?°C),結(jié)果保留兩位小數(shù)］

(2)Ri的阻值為多少？

(3)該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是多少？

【解答】解：(1)加熱時(shí)間最短時(shí)，電熱加濕器的發(fā)熱功率最大，

由P=竽可知，電熱加濕器消耗的電能：W=Pt,=400WX3X60S=X1()4J,

不考慮熱量的損失，水吸收的熱量Q吸=W=XlO4j,

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃,

Q吸

由Q吸=Cm(t-to)可知，該電熱槽中水的質(zhì)量：m=，、=

C水I。一，OJ

__________7.2x10,__________?

4.2×103∕∕(fc,g?oC)×(100oC-20oC)

(2)S接3、4觸點(diǎn)時(shí)，R2被短路，電路中只有RI工作，電路的總電阻最小，根據(jù)P=%

1/2

可知，電路消耗的功率最大，電熱加濕器處于高擋，則Ri的阻值：Ri=)=

020*21?

400W'

(3)S接2、3觸點(diǎn)時(shí)，RI和R2串聯(lián)工作，電路的總電阻最大，根據(jù)P=%可知，電

路消耗的功率最小，電熱加濕器處于低擋，此時(shí)電路中的總電阻：R=RI+R2=121∩+121∩

=242∩,

低擋時(shí)的發(fā)熱功率：Pffi=?=緩?2=2oow。

答：(1)該電熱槽中水的質(zhì)量為；

(2)Ri的阻值為121Ωs

(3)該加濕器在低擋時(shí)的發(fā)熱功率是200W。

4.(2022?江山市一模)空氣炸鍋，因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無油煙味，深受

廣大市民青睞。如圖甲所示為某品牌空氣炸鍋，有低溫、中溫、高溫三擋調(diào)節(jié)。其發(fā)熱

元件為兩個(gè)電阻，R∣=50∩,R2=200∩,額定工作電壓為220V,發(fā)熱部分內(nèi)部電路可簡

化為圖乙所示電路。請回答下列問題：

(1)當(dāng)SI閉合，S接a處時(shí)，炸鍋處于中溫?fù)豕ぷ?，求此時(shí)電路中的電流。

(2)從中溫?fù)跽{(diào)至高溫?fù)豕ぷ?，兩個(gè)開關(guān)應(yīng)如何操作開關(guān)S由a改接b。

(3)求空氣炸鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率。

【解答】解：(1)(2)當(dāng)開關(guān)Sl閉合，開關(guān)S接b處時(shí)，兩電阻并聯(lián)，開關(guān)SI閉合，S

接a處時(shí)，電路為R2的簡單電路，開關(guān)SI斷開，開關(guān)S接a時(shí)，兩電阻串聯(lián)，

串聯(lián)電路總電阻大于任何一個(gè)分電阻，并聯(lián)電路總電阻小于任何一個(gè)分電阻，

根據(jù)P=??■可知當(dāng)開關(guān)Sl閉合，開關(guān)S接b時(shí)為高溫?fù)?，開關(guān)Sl閉合，S接a處時(shí)為中

κ

溫?fù)酰_關(guān)Sl斷開，開關(guān)S接a時(shí)為低溫?fù)酰?/p>

中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí).，電路中只有R2連入電路，此時(shí)電路中的電流：12=/=瑞=;

(3)高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，Ri、R2并聯(lián)，

并聯(lián)電路總功率等于各部分功率之和，即高溫?fù)豕β蔖=P∣+P2=^+旨=0∣?∕+

答：(1)當(dāng)Sl閉合，S接a處時(shí)，炸鍋處于中溫?fù)豕ぷ?，此時(shí)電路中的電流為；

(2)開關(guān)S由a改接b；

(3)空氣炸鍋處于高溫?fù)鯐r(shí)的實(shí)際功率為1210Wo

5.(2022?寧波模擬)小寧在光合作用實(shí)驗(yàn)中，要將葉片放在盛有酒精的小燒杯中，并對小

燒杯進(jìn)行水浴加熱，使葉片褪色。他設(shè)計(jì)了如圖甲的恒溫控制器電路。電路有“加熱”和

“恒溫”兩種狀態(tài)。閉合開關(guān)S,溫控開關(guān)在溫度低時(shí)閉合、溫度到達(dá)一定值時(shí)自動斷

開，降溫后再閉合，循環(huán)工作，起到調(diào)節(jié)溫度作用。指示燈亮表示進(jìn)入恒溫狀態(tài)，它的

額定電壓為110V,且亮起即正常工作。圖中發(fā)熱元件電阻阻值為歐。

(1)將圖乙中提供的電路接入甲圖中“1”“2”“3”接線柱，符合要求的是區(qū)電路圖。

(2)電路在加熱狀態(tài)時(shí)的功率是多少？

(3)若恒溫控制器中水的質(zhì)量為1kg,由于水自身散熱等因素，恒溫控制器的加熱效率

為70%。進(jìn)入“恒溫”狀態(tài)后，水溫每分鐘下降6℃,要讓水溫維持在70℃?75℃之間，

每“加熱”和“恒溫”為一個(gè)周期，則此周期多長時(shí)間？[c水=Xlθ3j∕(kg.?C)]

【解答】解：(1)由電路圖可知，把圖乙中的A圖接入甲圖中“1”“2”“3”接線柱后，

當(dāng)溫控開關(guān)在溫度低時(shí)閉合時(shí)，指示燈被短路，發(fā)熱元件單獨(dú)接入電路中，功率變大，

開始加熱；溫度到到達(dá)一定值時(shí)自動斷開，指示燈接入電路發(fā)光，與電路元件串聯(lián)，加

熱元件功率減小，進(jìn)入恒溫狀態(tài)；把B圖接入甲圖中“1”“2”“3”接線柱后，指示燈接

在了220V的電源上，超過指示燈的額定電壓，指示燈會燒杯，不符合要求；

故選A；

(2)根據(jù)電路圖可知，電路在加熱狀態(tài)時(shí)只有發(fā)熱元件工作，電路在加熱狀態(tài)時(shí)的功率:

U2_(220/)2

I=T=48.40=IOOOW;

3

(3)加熱時(shí)，水由70℃升高到75℃吸收的熱量：Q吸=C水m(Lt0)=×10J∕(kg?°C)

×lkg×(75℃-70℃)=×IO4J,

由Tl=等可知，恒溫控制器加熱過程中消耗的電能：W=等=2%普=3義10勺,

4

由P=竽可知，加熱使水由70℃升高到75℃所需要的時(shí)間：tι=y=端第=30s,

恒溫時(shí)，根據(jù)題意可知，水溫每分鐘(60S)下降6C,則水從75℃降低到7(ΓC需要的時(shí)

間：t2=迷X(75℃-70℃)=50s,

由于每“加熱”和“恒溫”為一個(gè)周期，所以一個(gè)周期的時(shí)間為T=t∣+t2=30s+50s=80s.

故答案為：(I)A;

(2)電路在加熱狀態(tài)時(shí)的功率是1000W；

(3)一個(gè)周期的時(shí)間為80s。

6.(2022?溫州二模)我國北方冬天比較寒冷，許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床--

“韓式電熱炕”。其工作電路可簡化為如圖所示,其中K為保護(hù)開關(guān),平常處于閉合狀態(tài)，

當(dāng)溫度超過某一警戒溫度時(shí)自動斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn),

每次都和相鄰的兩觸點(diǎn)同時(shí)接觸，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換(擋位順序

未知，電功率越大擋位越高)。小明在家里利用所學(xué)的物理知識來測量該電熱炕的電功率。

他先關(guān)閉家里其它所有的用電器，然后將S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有

“3000r∕(kW?h)”的電能表的轉(zhuǎn)盤在Imin內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20轉(zhuǎn)。已知Rl和R2是發(fā)熱電阻,

R2的阻值是Rl的2倍，其它電阻忽略不計(jì)，小明家電壓恒為220V.完成下列問題：

(1)當(dāng)S與觸點(diǎn)1、2接觸時(shí)，電熱炕功率是多少？

(2)當(dāng)電熱炕處于低擋時(shí)，電路中通過O點(diǎn)的電流是多少？

(3)當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min,所消耗的電能可使水從25℃升高到多少

攝氏度？

(無熱損失，C水=Xl()3j/(kg?°C),結(jié)果保留1位小數(shù)。)

【解答】解：

(1)分析可知，當(dāng)S與觸點(diǎn)1、2接觸時(shí)，電路為Rl的簡單電路，Imin內(nèi)電熱炕消耗

的電能：

WI=而蒜派=I?kW?h=X104j;

由P=3可得，電熱炕功率：

P∕=*=400W;

⑵由P=%得，R1=?=?^=121∩,

當(dāng)S與觸點(diǎn)3、4接觸時(shí)處于低擋，此時(shí)只有R2工作，電路中通過O點(diǎn)的電流：

UU220V10.

Ir=鼠=加=2x121。=nA^:

(3)由P=夕可得，水的質(zhì)量：

m=pV=×103kg∕m3×X103m3=,

當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min,所消耗的電能：

5

W2=UIt=220V×i??×30X60s=×10J,

W2=Q=cmΔt,

即：XlO5J=XlO3J/(kg?°C)XX(t-25°C),

解得：t=℃,

即水溫能升高到℃。

答：(1)當(dāng)S與觸點(diǎn)1、2接觸時(shí)，電熱炕功率是400W；

(2)當(dāng)電熱炕處于低擋時(shí)，電路中通過O點(diǎn)的電流是；

(3)當(dāng)該電熱炕處于低擋，且正常工作30min,所消耗的電能可使水從25℃升高到℃。

7.(2021?路橋區(qū)模擬)小明家某型號電熱加濕器的原理圖如圖甲，Ri,R2都是發(fā)熱電阻,

不考慮溫度對電阻的影響，且R2=3RχS為旋轉(zhuǎn)型開關(guān)，1、2、3、4為觸點(diǎn)，通過旋

轉(zhuǎn)開關(guān)S可實(shí)現(xiàn)“關(guān)”、“低擋”、“高擋”之間的切換(低擋為小功率加熱，高擋為大功

率加熱)，其部分技術(shù)參數(shù)如下表。

額定電壓(V)220

高擋發(fā)熱功率(W)400

注水倉最大注水量3

(kg)

(1)開關(guān)處于圖示位置，電熱加濕器的狀態(tài)是關(guān)(選填“關(guān)”“低擋”或“高擋”)

(2)求電熱加濕器中Rl的阻值；

(3)某次使用加濕器在額定電壓下工作，加濕器注水倉中加注冷水已達(dá)到最大注水量,

其工作30min的功率與時(shí)間圖象如圖乙所示，如果電阻Ri在此次高擋加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量

全部被水吸收，可以使注水倉中冷水的溫度升高多少℃?[計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，水的比熱

容為Xdj/(kg?°C)]

(4)某一天，小明斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在低擋加熱，發(fā)現(xiàn)家中

3OOOrevs/(kW?h)的電能表轉(zhuǎn)盤在400s內(nèi)轉(zhuǎn)了27圈，求此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率是多

少？

【解答】解：

(1)由圖甲可知，開關(guān)S接“1、2”觸點(diǎn)時(shí)，電路斷路，電熱加濕器的狀態(tài)是關(guān)；

(2)由圖甲知，開關(guān)S接“3、4”觸點(diǎn)時(shí)，電路為Rl的簡單電路，電路的總電阻最小，

,2

電源的電壓一定，由P=UI=3可知，電熱加濕器的功率最大，處于高擋，

則電熱加濕器中Ri的阻值：

U2_(2207)2

=121∩;

KLP力一400W

fθ]

(3)由圖乙知，工作30min時(shí)，其中高擋工作時(shí)間為IOmin,低擋工作時(shí)間為20min,

由P=半可得，在高擋正常工作時(shí)消耗的電能:

W廟=Psit商=400WXIOX60s=*l()5j,

5

如果電阻Ri在此次高擋加熱時(shí)產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，即Q吸=Wβ?=XIOJ,

由QIe=CmAt可得，水升高的溫度:

?t=?=2.4X1()5/

≈19oC

cm4.2×lO3∕∕(fc5?0Q×3∕c5i

(4)因3000revs/(kW?h)表示：每消耗IkWh的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過3000r,

則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過27r時(shí)，加濕器在400s內(nèi)消耗的電能:

W=??kW?h=?h=XIO4J,

加濕器在低擋加熱的實(shí)際功率:

Pte

由圖甲知，開關(guān)S接“2、3”觸點(diǎn)時(shí)，RHR2串聯(lián)，電路的總電阻最大，電熱加濕器的

功率最小，處于抵擋,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以，由P=Ul=I2R可得，電路中的電流：

I=I隈_IPG_度=I81W=9

,

Jft1+Λ2-《R1+3R1一ΛJ4Λ1-14x12Ie—22

此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率：

9

P2=I2R2=I2×3R∣=(―A)2×3×121∩=O

22

答：(1)關(guān)；

(2)電熱加濕器中RI的阻值為121C；

(3)可以使注水倉中冷水的溫度升高19℃；

(4)此時(shí)電阻R2的實(shí)際功率是。

8.(2022?嘉善縣一模)小明用零花錢給媽媽買了一個(gè)電熱足浴盆。圖中甲是該品牌足浴盆

的電路圖(局部)表是產(chǎn)品銘牌(最大功率被覆蓋)。電路中的電動機(jī)帶有按摩裝置，Si

為溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自動閉合；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時(shí)，開關(guān)自

動斷開；小明媽媽某次用足浴盆洗腳時(shí)，水的質(zhì)量為3kg,初溫是18℃。足浴盆正常工

作，電路中總電流隨時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，0-6min為加熱階段，使水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫

度；閉合S2,6min-20min電路中電動機(jī)一直工作，電熱絲間歇工作。請回答以下問題：

(1)電動機(jī)正常工作時(shí)，通過的電流是多少。

(2)電熱絲工作時(shí)的功率是多少。

(3)若不考慮熱量散失，則預(yù)設(shè)溫度是多少。[c*=×103J∕(kg?°C)]

電動機(jī)功率/W110

最大功率/W

【解答】解：(1)由表格數(shù)據(jù)可知，電動機(jī)的額定功率為PM=IlOW,

由P=Ul可知，電動機(jī)正常工作時(shí)，通過的電流：IM=?=撥崇=;

(2)0~6min為加熱階段，由圖可知加熱時(shí)R的電流7I0,6~8min電流為%8-9min

電流為81()，由此可知，6?8min時(shí)只有電動機(jī)工作，8?9min時(shí)電動機(jī)和電熱絲一起工

作,

則電動機(jī)工作時(shí)的電流IO=IM=，

電熱絲的電流1R=7I0=7×=,

電熱絲工作時(shí)的功率：PR=UIR=220A×=770W;

(3)由P=與可知，電熱絲消耗的電能：W=PRt=770WX6X60s=X哂；

不就熱量損失，水吸收的熱量Q吸=W=Xlo5j,

△t=卬=____2.772x105/_

由Q=CmAt可知，水升高的溫度:=22℃；

lK3

C產(chǎn)4.2×107∕(??OC)×3^

由At=t-to可知，水的末溫：t=At+to=22℃+18℃=4O℃。

答：(1)電動機(jī)正常工作時(shí)，通過的電流是；

(2)電熱絲工作時(shí)的功率是770W；

(3)若不考慮熱量散失，則預(yù)設(shè)溫度是40℃。

9.(2022?濱江區(qū)一模)如圖是溫度可調(diào)的育苗箱電路，電源電壓為36V保持不變，發(fā)熱電

阻Ri規(guī)格是“24V40?！?。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P的位置，當(dāng)Rl正常工作時(shí)，求：

(1)電路中的電流。

(2)R2的阻值。

(3)育苗箱正常工作5min產(chǎn)生的熱量。

【解答】解：(1)閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，發(fā)熱電阻Rl規(guī)格是''24V40。"，當(dāng)

Rl正常工作時(shí)通過電路的電流：I=*=需=；

(2)串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，此時(shí)滑動變阻器兩端的電壓：U2-U-Ui=

36V-24V=12V,

串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)歐姆定律可得滑動變阻器接入電路的阻值：R2=牛=

0?4=2°Ω≡

(3)育苗箱正常工作5min產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIIt=24VXX5X60s=4320J0

答：(1)電路中的電流為；

(2)R2的阻值為20。；

(3)育苗箱正常工作5min產(chǎn)生的熱量為4320J。

Ξ.解答題(共6小題)

10.(2023?鄲州區(qū)一模)如圖為小明設(shè)計(jì)的可調(diào)溫即熱飲水機(jī)的部分結(jié)構(gòu)示意圖。該飲水機(jī)

由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分組成，調(diào)節(jié)電熱絲片的阻值可設(shè)定所需水溫。取水時(shí)，

閉合開關(guān)S并設(shè)定好水溫，閥門K打開，供水箱將50毫升水按不同比例分別注入煮水

箱和冷水箱中(如表)。7秒后，電熱絲RBR2將煮水箱中的水加熱至100℃,此時(shí)，

Ki、K2打開，即可從出水口獲得相應(yīng)溫度的水。已知供水箱中水的溫度恒為25℃,電源

(1)即熱飲水機(jī)是利用什么原理使水溫升高的。

(2)若加熱過程中的能量轉(zhuǎn)化效率為90%,設(shè)定取水溫度為40℃,則需調(diào)節(jié)電熱絲Rl

的阻值為多少歐？(C水=Xlθ3j∕(kg?C))

(3)為了方便取水，小明在電熱絲的不同位置上標(biāo)定了不同的溫度，結(jié)果如圖所示。若

小明調(diào)整取水量為25毫升，即供水箱僅將25毫升水按不同比例分別注入煮水箱和冷水

箱中。請?jiān)趫D乙中用箭頭重新標(biāo)定取水溫度為85。C的大致位置并簡要說明理由？

【解答】解：(1)即熱飲水機(jī)是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的；

(2)設(shè)定取水溫度為40℃,進(jìn)入煮水箱中水的質(zhì)量為：

m∣=p*V∣=lg∕cm3×IOcm3=IOg=,

水吸收的熱量為：

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

Q吸

由∏=y可知，消耗的電能為：

WQ吸3150/avnnT

WlF=麗皈=3500L

由W=Wt可知，此時(shí)電路中的總電阻為:

22

r,Ut(220l∕)×7s

R"M=350(M=0,

此時(shí)需調(diào)節(jié)電熱絲Rl的阻值為：RI=R總I-R2=∩-Ω=80∩;

(3)取水25mL,溫度為85℃時(shí)，進(jìn)入煮箱中水的體積為:

V2=Fn-r×40mL=20mL;

50mL

由表格中數(shù)據(jù)可知，取水溫度為55℃,進(jìn)入煮水箱中水的體積為20mL,故供水箱僅將

25毫升水按不同比例分別注入煮水箱和冷水箱中取水溫度為85℃的大致位置標(biāo)記應(yīng)在

55℃,如圖所示(箭頭處)：

答：(1)電流熱效應(yīng)；

(2)需調(diào)節(jié)電熱絲Rl的阻值為80。；

單位:?c

1∞8570?u40

<?-?—?----4-?-----------?-

(3)乙，理由見解答。

11.(2022?慈溪市校級模擬)洗碗機(jī)由于能夠自動清洗碗筷等餐具，解放勞動者的雙手，而

備受消費(fèi)者歡迎。某型號家用洗碗機(jī)工作程序：先給水箱注水，當(dāng)水注滿時(shí)停止注水并

自動加熱，水溫上升到50℃即停止加熱，洗滌程序啟動，水會從噴管噴出對餐具清洗噴

淋，直到洗滌過程結(jié)束，水系統(tǒng)啟動，將水箱中的廢水排出，最后烘干系統(tǒng)對餐具進(jìn)行

烘干。已知水的比熱容為Xl()3j∕(kg?P),設(shè)水箱中水的初溫為20℃,加熱時(shí)產(chǎn)生的熱

量全部被水吸收。圖1為與洗碗機(jī)等效的加熱電路圖，R為發(fā)熱電阻，位于水箱上部的

兩個(gè)導(dǎo)電塊B、A組成一個(gè)開關(guān)，注入的自來水是導(dǎo)體。圖2是該洗碗機(jī)某次正常工作

時(shí)的部分P-t圖像。

(1)洗碗機(jī)A,B觸點(diǎn)中連接火線的是B觸點(diǎn).

(2)洗碗機(jī)給水加熱時(shí)，參與工作的發(fā)熱電阻R的阻值多大？(不計(jì)水的電阻)

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用該洗碗機(jī)洗碗一次可以節(jié)約多少水

(4)從注水到排水結(jié)束，使用一次洗碗機(jī)要消耗多少電能？

【解答】解：(1)開關(guān)應(yīng)該控制火線，由圖可知，觸點(diǎn)B與開關(guān)直接相連，因此連接火

線的是B觸點(diǎn)；

(2)由圖乙可知，洗碗機(jī)加熱時(shí)的功率P加熱=800W,

U2

由P=Ul=上可得，發(fā)熱電阻的阻值：

U2_(2201/)2

R-P∑∑_800W-。；

加熱

(3)由圖乙可知，洗碗機(jī)加熱時(shí)的功率為800W,工作的時(shí)間為21min,洗碗機(jī)加熱時(shí)

消耗的電能：

6

Wω?=P加熱t(yī)??=800WX21X60s=×10J,

加熱過程中水吸收的熱量：Q吸=W加熱=XIO6J,

由QlB=Cm(t-t0)可得，水箱注滿水時(shí)水的質(zhì)量：

6

Q吸1.008×107o.

m水=-TT_zr?=?=8kg,

C次(tf)4.2×107∕(fc5?oC)×(50oC-20oC)

人工洗一次碗用20kg的水，則改用該洗碗機(jī)洗碗，一次可以節(jié)約水的質(zhì)量：

Am=In水'-m水=20kg-8kg=12kg；

(4)洗碗機(jī)注水時(shí)不消耗電能，

洗碗機(jī)加熱時(shí)消耗的電能：

6

Wtas=XlOJ,

洗碗機(jī)清洗噴淋時(shí)的功率為120W,工作時(shí)間為60min,

由P=?可得，洗碗機(jī)清洗噴淋時(shí)消耗的電能：

5

Wffl?=Piwtm=120W×60×60s=×10J,

洗碗機(jī)排水的功率為60W,工作的時(shí)間為Imin,

洗碗機(jī)排水時(shí)消耗的電能：

3

Wft=P排t排=60WX60s=×10J,

該洗碗機(jī)正常洗一次碗消耗的電能：

6536

W=W加熱+W濟(jì)s+Wt∣r-×10×IOXlOJ=X10J?

答：⑴B；

(2)洗碗機(jī)給水加熱時(shí)，參與工作的發(fā)熱電阻R的阻值為C；

(3)若人工洗碗一次用水20kg,用該洗碗機(jī)洗碗一次可以節(jié)約12kg水；

(4)從注水到排水結(jié)束，使用一次洗碗機(jī)要消耗Xl()6j的電能。

12.(2022?西湖區(qū)校級二模)如圖為一款有高、低溫兩擋的蒸汽電熨斗電路原理圖。R