电功与热量的综合计算1
一．填空题（共5小题）
1．（2018•安阳一模）如图所示是小明家电能表，他家的电热水器标有“220V，2000W”。有一天他关闭了家里其他用电器，只让电热水器工作，发现电能表转盘转过 600 转时，热水器内满箱水从 18℃升高 38℃，则消耗的电能是 kw•h，这些电能全部被水吸收，则水的体积为 L（保留一位小数）。[水的比热容器 c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
2．（2018•三门峡一模）某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），则电磁炉在5min内消耗的电能为 J；假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是 kg。
3．（2018•柘城县一模）某型号的电池茶壶铭牌如表，正常工作时通过茶壶的电流是 A；壶中装满温度为20℃的水，不考虑热量损失时，在标准大气压下将水烧开，水需要吸收 J的热量，需要时间 s．【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】
某型号的泡茶壶 型号：JY﹣﹣﹣456 额定电压：220V
频率：
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50Hz
额定功率：1100W
容量：1L
4．（2018•郑州二模）将10kg的水从20℃加热到70℃要吸收 J的热量；如果这个过程利用电功率为1000W的电加热器进行加热，电加热器的能量损失率为30%，则水需要加热 s．[c水=4.2×103（kg•℃）]。
5．（2017春•濮阳县期中）如图是李明家的电能表，他只让某电水壶工作，发现在10分钟内电能表转盘转过了600r，则该电水壶的实际功率为 W．不计能量损失，如果该电水壶正在给2L的水加热，水温升高40℃时，加热时间为 s。
二．计算题（共38小题）
6．（2017秋•孟津县期末）欣欣家的电热水器用了很长时间标牌上额定功率的数值已经模糊不清。下表是该热水器的部分技术参数，学习了电功率的知识后，欣欣进行了如下测量：断开家里的其它用电器，只将该电热水器接人电路并将水箱注满水，正常工作0.5h后，水箱的水温从20℃上升到35℃，同时她观察到这段时间内电能表的示数由=4.2×103J（kg•℃）] 容量 额定电压
变为，试问：【c水
50kg 220V
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频率 50Hz
（1）电热水器是利用电流的 效应来工作的。 （2）这段时向水吸收的热量是多少？ （3）电热水器的额定功率是多大？ （4）电热水器的效率是多少？
7．（2018•河南模拟）如图所示是某功率可调节的便携式加热设备的电路图。电源电压为U，R1=60Ω，R2是可变电阻，其阻值可在零到最大值之间连续均匀变化，R1、R2均为发热元件。开关S闭合后，电路中电流最大值I最大=1A。 （1）由图可知，加热设备的功率随着R2阻值的增加而 。 （2）当电流表示数为I最大时，R2消耗的电功率是多大？
（3）该设备以最大功率工作时，使500g的水升温20℃至少需要多长时间？[c水
=4.2×103J/（kg•℃）]
（4）当R2消耗的电功率为14.4W时，R2的阻值是多大？
8．（2018•河南四模）饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分的原理图如图，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一侧，使饮水机处于保温状态。请回答下列问题：
（1）A、B是两盏不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，则A灯为 色灯
（2）饮水机正常工作，加热时加热管的功率为550W，保温时加热管的功率为88W，则电阻R2的阻值为多大？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
（3）若该饮水机将0.5kg的水从20℃加热到97℃，用时350s，则饮水机的加热效率为多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
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9．（2018•内乡县一模）如图所示的装置很有创意﹣它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有储水箱。洗衣机还设有加热功能，（铭牌上水的加热功率已模糊），洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果。 （1）洗衣机工作时电动机将电能转化为 能，电动机工作原理 。 （2）求洗衣机脱水时的正常工作电流
（3）某次洗衣时首次进水量为20kg，加热时电能的80%转化为水的内能正常加热14min水的温度升高10℃就达到设定要求，由于洗衣机铭牌上的加热功率模糊，求： ①水吸收的热量，
②洗衣机的加热功率C水=4.2×103J/（kg•℃）]
XX滚筒式洗衣机 电压/V 220 洗衣功率/W 200 脱水功率/W 330 最大洗涤容量/kg 5
加热功率/W
10．（2018•河南一模）现代居家生活中，水族箱已经成为室内装修的一个亮点。某品牌的水族箱（如图所示）的玻璃容器内装有50L水，内置一根“220V 100W”的自动温控棒，冬天养热带鱼时，水族箱内水的温度要求控制在26﹣28℃之间（水温低于26℃时自动开始加热，达到28℃时自动断开） （1）求水族箱内水的质量。 （2）求温控棒的电热丝的阻值
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（3）在某次温控中，温控棒正常工作了87.5min，求该次温控棒的温控效率。（C
水
=4.2×103J/kg•℃）
11．（2018•洛阳三模）如图甲所示的电水壶，具有加热和保温两项功能，图乙是该
电
水
壶
内
部
的
简
化
电
路
图
。
（1）当开关S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 （选填保温”或加热”）状态。
（2）若电阻R1=22Ω，R2=2200Ω；则该电水壶的加热功率为多少？
（3）将3kg、20℃的水加热到100℃，用时8min，求加热水时电水壶的效率。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）]
12．（2018•河南二模）如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路。R0是阻值为484Ω的保温电阻，R1是规格为“220V800W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。用电压力锅分为“加热升压→保压→保温”三阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“（P﹣t）”关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a。同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，S自动接到b，进入保温状态。 请回答如下问题：
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（1）写出电压力锅工作时，涉及到的一条物理知识： 。 （2）R1正常工作时的阻值是多大？
（3）用该电压力锅对2kg，20℃的水正常加热到70℃．水吸收的热量是多少？（水的比热容c=4.2× 103J/（kg•℃）
（4）电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共耗电0.28kW•h，则R2
的额定功率是多大？
13．（2018•平顶山三模）小明新购买了一种带有保温功能的烧水壶如图甲，可以自动将水烧开后，然后保持适合饮用的温度，特别适合夜间使用。烧水壶的参数如下表，图乙是电路简图（R1、R2为电热丝，S为双触点自动开关）。求：
型号 HY101M
电源 220V 50Hz
加热功率P/W
500
保温功率P/W
16
（1）烧水壶处于保温状态时的工作电流？（结果保留两位小数） （2）加热电阻R2的阻值？
（3）若把500mL水从20℃加热到40℃所用时间为100s，则该烧水壶的加热效率是多少？
（4）小明烧水时发现，傍晚烧水比深夜烧开同样一壶水需要时间更长，原因是： 。
14．（2018•新野县一模）随若科学技术的飞速发展，各种新型电器应运而生，使
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我们的生活发生了日新月异的变化。在使用电器前一定要仔细阅读它的铭牌，做到安全用电。如图所示，为某品牌速热式电热水器，其铭牌如表所示，求： 产品名称 产品型号 额定电压 额定频率 额定功率 适用水压 防水等级
速热式电热水嚣
WE﹣A 220 V 50 Hz 6.6 kW 0﹣0.6 MPa
IPx4
（1）生活中人们使用功率较大的用电器时，总是选用较粗的导线，这是因为较粗的导线 较小，电流流过导线时产生的 较少。
（2）该电热水器正常工作时电流是多少？热水器正常工作10min消耗的电能是多少？
（3）若该热水器的加热效率为85%，热水器正常丁作 时，将50L水从40℃加热到80℃需要多少时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
15．（2018春•泌阳县期中）如图是某品牌的足浴盆，下表是该足浴盆的部分参数： 型号 额定电压 加热功率 电动机功率
825 220V 1000W 22W
（1）足浴盆具有给水加热、红外线消毒、足底按摩等功能，这些功能既可以同时使用，也可以分别使用，说明控制不同功能的电路元件的连接方式是
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联。
（2）启动按摩功能时，通过电动机线圈的电流是多大？
（3）在足浴盆中加入5kg的水，在加热状态下加热了500s，水温升高了20℃，则足浴盆的加热效率是多大？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）由于使用过程中加热电阻氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变，为了准确地测量加热电阻的实际电阻值，小明在家中把该足浴盆单独接入电路并同时启动按摩和加热功能现足浴盆单独工作5min，电能表转盘转过了250r[该电能表标有“3000r/（kW•h字样]．则该加热电阻的实际电阻值是多大？
16．（2018•郑州模拟）新能源的应用已进入普通家庭，如图甲所示是晓韩家安装的一台阳台壁挂式太阳能热水器，它同时兼备电辅加热功能，具有节能、高效、安全，环保等优点
（1）如表是该热水器的部分参数，热水器内置电热丝R的电阻多大？
XX壁挂式太阳能热水器
额定容量 额定电压 电加热功率
重量
80L 220V 1600W 53kg
（2）该热水器的加热效率为84%，阴雨天将储水箱中装满水，将水温升高40℃，需要通电多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（3）图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为36V，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示，A为水位指示表（由量程为0～0.6A电流表改成），其中Rx的作用是 ，当储水箱水位升高时，电流表的示数将 ，若水位指示表指示储水箱水深为0.5m时，探
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测电路中的电流多大？此时该电路消耗的功率是多大？
17．（2018•正阳县一模）电水壶具有水沸腾后自动断电、防干烧断电的功能。电水壶工作电路如图甲所示，其中S是双金属片温控开关，双金属片是将两种热膨胀系数差异很大的金属压合在一起制成的，在不同温度下，两面金属的形变差异，导致双金属片会发生弯曲现象，利用这个形变来推动触片与触点A 还是B接触。R1是电热管，R2是限流电阻，工作时忽略两个电阻阻值的变化。当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S 自动切换到另一处，处于保温状态。如表是这种电水壶的部分参数。
最大容量 额定电压 频率 额定加热功率
1L 220V 50 Hz 1210W
（1）双金属片是利用物体具有 的性质制成的； （2）加热电阻R1的阻值是多少？
（3）关闭家中的其他所有用电器，以最大容量装入25℃的水，6min 将水烧开（标准大气压下），在加热过程中家用电能表（ 如图乙）的转盘转了300转，此过程中电水壶的加热效率是多少？
（4 ）在用电高峰期，将第（3）问中同样的水烧开，所花的时间会明显增加，请分析其原因。
18．（2017秋•内乡县期末）由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗
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殆尽，所以开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热。小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图。 请解答下列问题：
（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？[c
水
=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（2）热水器中电热丝的电阻为多少？
（3）贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20℃升高到50℃，其中50%的热量由电能辅助提供，若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？
额定电压220V 额定功率2000W
容积100L 频率50Hz
19．（2017秋•长垣县期末）如图甲为小亮家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路，已知电源电压为U=220V，R1=55Ω，R2=220Ω，c
米饭
=4×103J/（kg•℃），请你综合应用所学知识解决下列问题：
（1）当S接b时，电煲锅处于 状态（选填“加热”或“保温”）
（2）若电煲锅内装有1kg米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收热量多少J？ （3）若电煲锅的热效率为80%，加热1kg米饭（从12℃加热到100℃），电煲锅消耗的电能是多少J？
（4）电煲锅的加热功率是多少W？
（5）若电煲锅的热效率为80%，加热1kg米饭（从12℃加热到100℃），需要时间多少s？
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20．（2018•永定区一模）电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。
工作电压 220V 工作频率 50Hz 最大运行功率 40W 储水箱容量 2.4L 尺寸高 315mm，底部直
径 168mm
满水工作时间高气雾量 10h，低气雾量 24h
（1）当气雾调节器 R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝 R1的电阻值。
（2）如果加热仓内冷水的温度为 20℃，用最大运行功率工作，经过 5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c 水=4.2×103J/（kg•℃）。ρ103kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压] （3）当滑片移到最右端时，气雾调节器 R2的阻值为 990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝 R1的电功率是多少瓦？
21．（2017秋•林州市期末）某品牌的电热水能铭牌如图所示，电热水壶正常工作时，将水壶中的额定容量的水加热至沸腾。已知室温与水的初温都为20℃，水的比热容C水=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
型号
水
=1×
IL﹣8015
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额定电压 额定功率 额定频率 额定容量
（1）求水吸收的热量；
220V 1360W 50Hz 1.0L
（2）若电热水壶的加热效率为60%，加热一壶水需要几分钟时间（取整数）。 22．（2017秋•濮阳期末）小明家新买了一把电热水壶，他把20℃的冷水倒入壶中，然后把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热水壶工作，在1标准大气压下10min内将这壶水烧开，他观察到如图所示的电能表转盘转了500转。已知水的比热容C水=4.2×103J/（kg•℃）。请你计算该过程： （1）消耗的电能； （2）电热水壶的电功率；
（3）如果电热水壶的热效率是80%，则壶中水的质量。（结果保留一位小数）
23．（2017秋•卫滨区校级期末）图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W，问： （1）当开关S1闭合、S2断开时，饮水机处于 （选填“保温”或“加热”）状态；
（2）R1的阻值为多少欧？
（3）用饮水机给2kg的水加热，当水温升高50℃，水吸收的热量为多少焦耳？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
24．（2018•信阳一模）在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率
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和加热效率进行了研究。下表所示为记 录的相关内容。 主要器
材
相关资额定电压220V 频率50Hz
料 活动记
220V 10（20）A 50Hz 600revs/（kW•h）
①取质量为250g的水，测得水的初温为20℃；
微波炉
电能表
录 ②关闭家中其他用电器，只将该微波炉接入电路中，让
其单独工作；
③用微波炉给水加热1min；
④测得电能表的转盘在这1min内转了12转；
⑤加热1min后，水的温度达到60℃．
在用微波炉给水加热的1min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。
（3）微波炉给水加热的效率。（精确到1%）
25．（2017•郑州模拟）目前家用加湿器市场的产品众多，其中热发型加湿器也叫电热加湿器，技术最简单。其中工作原理是将水在加热仓中加热到100℃，沸腾变成泼水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门能打开，水由储水箱进入到加热仓中，下表中是某品牌家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图。 相关参数 工作电压220V 工作频率50Hz 最大运行功率40W，电热转化效率80% 储水箱容量2.4L 满水工作时间高气雾量10h，低气雾量
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24h
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值；
（2）如果加热仓内冷水的温度20℃，用最大运行功率工作，经过7min，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的质量：{C水=4.2×103J/（kg•℃）；ρ水=1×103kg/m3，环境为标准大气压}
（3）当滑片移到最右端时，加湿器以最低气雾量工作，气雾调节器R2的阻值为726Ω，求加湿器在24小时内消耗多少度电？
26．（2017秋•获嘉县校级月考）电动豆浆机的实物图和简化电路图如图甲和乙所示，豆浆机工作过程可简化为单独加热、单独研碎、单独加热三个阶段，豆浆机内的电机内阻为2Ω，豆浆机整个制作豆浆的时间为20min，图丙是豆浆机工作过程中电流与时间的关系图象。[水的比热容c=4.2×103 J/（kg•℃）]
求：
（1）电热丝R1的阻值； （2）电机工作时的电功率；
（3）整个豆浆制作过程消耗的电能使多少kg的水从20℃升高到80℃。 27．（2017•曲靖）某白炽灯的电流与电压关系如图所示，白炽灯工作时灯丝要达到很高的温度才能发出白光。已知灯丝质量为1.5g，比热容为C=0.14×103J/（kg•℃）。求：
（1）灯丝的温度从20℃升高的2020℃，需要多少热量？
（2）上述过程中，若电能转化为热能的效率为80%，则灯泡消耗的电能是多少？ （3）要将此灯改装为一个调光台灯接入家庭电路，需要串联一个变阻器，灯泡的功率调到15W时，该变阻器接入电路的阻值应为多大？
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28．（2017•南开区二模）某中学九年级的几名学生在学习完电和热的相关知识后，对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容。 主要器材 相关资料
微波炉 额定电压220V 频率50Hz
电能表
220V 10（20）A
50Hz 600revs/kW•h
活动记录
①质量为500g的水，测得水的初温为20℃ ②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入
电路中，让其单独工作
③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到
60℃
④测得电能表的转盘在这1min内转了12转
在用微波炉给水加热的2min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×l03J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。 （3）微波炉的加热效率。
29．（2017•孝感）小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求
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（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）
（2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[C水=4.2×103J/（kg•℃）] （3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。
（4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。
30．（2017•河南二模）如图是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1=22Ω，R2=55Ω．求：
（l）当S旋转到 （选填“l”、“2”或“3”）的位置时流出的水是温水，并计算温水档的功率。
（2）试计算流出水为热水时，该水龙头1min消耗的电能；
（3）若该水龙头1min能放。出约1kg的水，加热效率为75%，试计算流出水为热水时，水升高的温度。
31．（2017•遵义）有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、
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中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）。求： （1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量； （2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间； （3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。
32．（2017•河南模拟）学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率，他把质量为1kg，温度是20℃的冷水倒入电水壶中，然后把家中的用电器与电源断开，仅让电水壶工作，用时5min将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转盘转了70转，试求： （1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？ （2）电水壶5min消耗的电能为多少？ （3）电水壶的电功率为多少？
33．（2017•岳阳）养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求： （1）养生壶正常工作时的电阻；
（2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水=4.2×103J/（kg•℃）】
（3）用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大。（设养生壶的电阻和加热效率不变）。
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型号 额定电压 频 率 额定功率 容 量
CH﹣M16 220V 50Hz 1000W 1.2L
34．（2017•兰州）某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是多少？
35．（2017•安阳二模）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。图乙是其简化的电路图，表中是该防雾镜的相关数据，请你完成下列问题。
（1）防雾镜防雾的原理是升高镜面温度，防止水蒸气 。 （2）求防雾镜正常工作时的电流。
（3）经测试，在一个10℃环境下，正常工作2min，可以使平面镜的平均温度升高到30℃．求电热膜给平面镜加热的效率[玻璃的比热容为0.75×103J/（kg•℃）]。
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（4）如图丙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热膜的功率能在原功率的25%～100%之间变化。请求出R的最大阻值。
36．（2017•南岸区二模）如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω，温水档的电功率是2.2kW．求： （1）当流出水为温水时，接入电阻的值；
（2）当流出水为温水时，该水龙头1min消耗的电能若由燃油燃烧提供，所需燃油的质量；（燃油的热值为4.4×107 J/kg）
（3）若该水龙头1min能放出约1kg的温水，效率为84%，则温水升高的温度。
37．（2017•周口一模）如图甲是用来焊接PVC塑料管道的热容器外观照片。其内部电路如图乙，S1是手动电源开关。S2是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换。L是指示灯（在S1闭合情况下L始终能正常发光，灯丝电阻不变），R1是限流电阻。如图是相关元件的物理参数。
（元件）
项目 电源电压
参数
220V
加热功率 1210W（不含L及R的功率） L灯 R2
（1）求R1的阻值；
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0.1A 2W 202Ω
（2）求保温功率（不含L和R1的功率）；
（3）某次热容器在正常加热状态，需要将80g的PVC塑料从温室20℃加热到170℃，加热效率为60%，请计算需要加热的时间？（PVC塑料的比热容为1.2×103J/（kg•℃），小数点保留一位）
38．（2017•信阳一模）如图甲为无内胆温热饮水机，其好处是无内胆杜绝了水反复烧滚，既节约电能又安全卫生。内部电路原理如图乙，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过选择“温热水选择开关S”断开或闭合的状态，可以选择出温水或热水，该进水机的铭牌如表所示：
沁园B78无内胆温热饮水机 额定电压
220V 额 2200W
定热水制热功率
额定频率
50Hz 热 95℃～
水98出℃ 水温度
防触电保护类型
Ⅰ类 额 500W
定温水
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制热功率
温40℃～
水45出℃ 水温度
已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．则：
（1）“温热水选择开关S” （填“断开”或“闭合”）时为出热水。
（2）饮水机正常工作，出热水时电热丝中的电流是多少？电热丝R1的电阻是多少？
（3）现在需要95℃的热水800mL，已知水的初温时20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是90%，饮水机正常工作时，得到这些热水需要多少时间？
39．（2017•河南一模）某电热加湿器的工作原理是：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。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，l、2、3、4为触点，S为旋转
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型开关，实现关、低、高档的转换。请你根据图中有关信息，解决以下问题。 额定电压 额定最大发热功率
水箱容积 适用面积
220伏 400瓦 4升 40～60米2
（1）求电阻R1的阻值多少；
（2）要实现加湿器在低档加热，则开关S应旋转至触点 端（“1、2”、“2、3”或“3、4”）位置，低档时的最大发热功率是多少？
（3）如果某次使用加湿器时电热槽中装有0.2L温度为20℃的水，则在高档工作时把水加热到沸腾需要多长时间？（标准大气压，不计热损失，C水=4.2×103J/（kg•℃））
40．（2017•平顶山一模）铸铁养生茶壶起源于古老的中国，经过中国民间工艺大师的精心雕琢和传统工艺的完善，把历史底蕴的“中国功夫茶文化”与现代“铁粉补给”的健康理念有机地糅合在一起，古朴典雅的铁瓶+芬芳馥郁的香茗+铁粉补给，返璞归真于环保﹣绿色﹣健康的“中国铁瓶茶道”而风靡于欧美及东南亚。小红的爸爸近日买了一把铸铁壶和与之配套的加热设备电陶壶，如图所示，其铭牌如表所示。
电陶炉 额定电压 频率 额定功率
铸铁壶 型号
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220V 50Hz 1500W
YYG﹣
1600
容量 壶体质量
1600mL 2kg
小红对这套烧水设备及感兴趣，并进行了探究。首先按要求在铸铁壶中加满初温为20℃的水，在额定电压下用了8min的时间将水烧开【设当时的气压为标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）】，求： （1）水吸收的热量；
（2）将水烧开所消耗的电能； （3）这套烧水设备的效率；
（4）水烧开后，小红小心地把铸铁壶提下来，奇怪地发现水烧开后整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，你能解释此现象吗？ 。
41．（2017•宝丰县一模）如图是中国家用电炖锅的内部电路，R1，R2为加热电阻（阻值不随温度变化），如表给出了电炖锅在不同挡位时开关的状态及所对应的额定功率，其中“自动挡”功率未知。
额定功率 开关状态
保温挡 200W
自动挡
快煮挡 800W
S、S2闭合，S1断开 S、S1闭合，S2断开 S、S1、S2均闭合
（1）求“自动挡”状态下的额定功率及R2的阻值；
（2）在“快煮挡”状态下工作7min消耗的电能可让质量为2kg、初温为50℃的水升高到多少摄氏度？[c水=4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失]
（3）傍晚用电高峰，若实际电压为198V，求电炖锅在“保温挡”状态下的实际功率。
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42．（2017春•长葛市月考）保温瓶中盛有25℃的冷水2kg，标准大气压下，小敏用电功率为800W的热得快给水加热，热得快放热的90%使水温升高，15min后水温升高了多少度？【已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）】
43．（2017•虞城县二模）某中学学生在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容。 主要器材 相关资料
微波炉 额定电压220V 频率50Hz
电能表
220V 10（20）A
50Hz 600revs/kW•h
活动记录
①取体积为0.5L的水，测得水的初温为20℃ ②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作
③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到60℃
④测得电能表的转盘在1min内转了12转
在用微波炉给水加热的2min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×l03J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。 （3）微波炉的加热效率。
三．解答题（共7小题）
44．（2018•河南模拟）电压力锅结合了普通压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具之一。电压力锅比普通锅节电30%以上。如图是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。其中R1是主加热器，R2是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105℃
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时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。
额定电压 主加热器额定功率 保压加热器额定功率
保压温度 最大容积
220V 900W 200W 105℃ 5L
（1）压力锅易将食物煮熟的原因是压力锅通过增大锅内气压使水的沸点 （选填“升高”或“降低”）。
（2）在加热状态时通过该电压力锅的电流为多大？保压加热器R2工作时的电阻为多少？
（3）在该电压力锅中装入3kg初温为20℃的水，当加热到保压温度时，水吸收了多少热量？（c水=4.2×103J/kg•℃）
（4）上述加热水的过程中电压力锅正常工作了20min，则该电压力锅的加热效率是多大？
45．（2018•镇平县三模）电热加湿器在工作时，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气扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。下表是某电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，S为旋转型开关，实现关、低、高挡的转换。
额定电压 额定最大加热功率
水箱容积 适用面积
220V 400W 4L 40～60m2
（1）开关接 （选填“2、3”或“3、4”）为高挡。
（2）当1L初温为20℃的水进入电热槽中加热至60℃，电热加湿器在高挡工作
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时至少需要加热多长时间？
（3）电热加温器在低挡时的功率是多少？
（4）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其温度升高，请提出一条改进的建议。
46．（2018•柘城县三模）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃，由工作电路和控制电路组成工作电路中的电热器上标有“220V2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R1作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）。
（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R1=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应 （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。 47．（2018•金水区校级模拟）如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0.5kg，加热功率有大、小
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两个挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω，R2=44Ω。
（1）高温水蒸气熨烫衣服时，先后经过 和 两种物态变化最终将衣服熨平；
（2）两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为8.5A，请通过计算说明甲、乙哪种电路符合设计师的选择；（计算结果保留一位小数）
（3）若不计热损失，将水箱中0.25kg的水从20℃升高到100℃，挂烫机至少需要多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
48．（2017秋•平顶山期末）如图甲是一种家用蒸蛋器，图乙为它的原理图，该蒸蛋器可依据个人喜好，将鸡蛋加热至初熟、中熟、全熟三种状态。某次使用时向蒸蛋器内加入全熟所需的90g水。水的初温为20℃，水烧干后温控开关自动断开，鸡蛋被蒸熟，测得整个加热过程用时
10min．
（1）温控开关自动断开前的一段时间，鸡蛋不会被蒸糊，且能保持温度不变的原因是 。
（2）电阻R的阻值为多少？
（3）已知水在100℃时，1g水发生汽化需要吸收的热量是2260J，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），则使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量是多少？（标准大气压下）
（4）上述过程中，蒸蛋器的发热器烧水的效率是多少？
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49．（2018•河南模拟）小明家新安装了一台储水式热水，该热水器原理如甲所示。水是通过发热器加热的。水温通过温控开关控制。一般最高水温设定为75℃，当水温达到75℃后。温控开关自动切断电源，停止加热；当水温下降到30℃时，温控开关自动接通电源，开始加热，这样循环进行。热水器工作时，指示灯消耗的电能很少，可以忽略不计。
（1）如图乙是该热水器的水箱结构图，其容积为55L．其中 （选填“A管口”或“B管口”）是出水口，理由是 。
（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）该热水器的额定功率为2200 W，热水器正常工作时通过发热器的电流多大？此时它的电阻多大？
（4）小明想测量这台热水器的加热效率，他还需要测量什么物理量？写出用所测物理量表示的效率表达式。（不考虑电阻随温度变化）
50．（2018•铁西区模拟）CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝。当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。 整壶水的质量 额定电压 加热时的总功率 保温时的功率
2kg 220V 1000W 44W
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的
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效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏•℃）
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电功与热量的综合计算1
参与试题解析
一．填空题（共5小题）
1．（2018•安阳一模）如图所示是小明家电能表，他家的电热水器标有“220V，2000W”。有一天他关闭了家里其他用电器，只让电热水器工作，发现电能表转盘转过 600 转时，热水器内满箱水从 18℃升高 38℃，则消耗的电能是 0.2 kw•h，这些电能全部被水吸收，则水的体积为 8.6 L（保留一位小数）。[水的比热容器 c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
【分析】（1）电能表上“3000r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过3000转，可求转盘转过 600 转时消耗的电能；
（2）不计热量的损失，水吸收的热量等于消耗的电能，知道水的比热容、初温和末温，再利用Q吸=cm△t求水的质量，根据【解答】解：
（1）3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的铝盘转3000转， 电能表转盘转过 600 转消耗的电能： W=
kW•h=0.2kW•h，
算出水的体积。
（2）这些电能全部被水吸收，则Q吸=W=0.2kW•h=0.2×3.6×106J=7.2×105J， 由Q吸=cm△t得水的质量： m=根据
=
可得，水的体积为：
≈8.6kg；
第30页（共110页）
V===8.6×10﹣3m3=8.6dm3=8.6L。
故答案为：0.2；8.6。
【点评】本题是电学和热学综合题，考查了吸热公式、电功率公式的应用，理解电能表上所标“3000r/kW•h”的含义是本题的突破口。
2．（2018•三门峡一模）某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），则电磁炉在5min内消耗的电能为 6.3×105 J；假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是 2 kg。
【分析】（1）已知电磁炉的额定功率，利用P=公式变形可求得电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）根据电热转化效率可求得水吸收的热量，再利用Q=cm△t可求得锅内水的质量。 【解答】解：
（1）已知P=2100W，t=5min=300s，
由P=可得，电磁炉在5min内消耗的电能： W=Pt=2100W×300s=6.3×105J； （2）已知η=84%，由η=
可得，水吸收的热量：
Q吸=W×84%=6.3×105J×84%=5.292×105J， 由Q吸=cm△t可得，锅内水的质量： m=
=
=2kg。
故答案为：6.3×105；2。
【点评】本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到吸热公式、电能的计算、效率的计算，明白电磁炉铭牌部分参数的含义是解题的关键。
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3．（2018•柘城县一模）某型号的电池茶壶铭牌如表，正常工作时通过茶壶的电流是 5 A；壶中装满温度为20℃的水，不考虑热量损失时，在标准大气压下将水烧开，水需要吸收 3.36×105 J的热量，需要时间 305.5 s．【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】
某型号的泡茶壶 型号：JY﹣﹣﹣456 额定电压：220V
频率：50Hz
额定功率：1100W
容量：1L
【分析】①已知电壶额定电压和额定功率，可以得到正常工作时的电流； ②已知水的体积，可以得到质量；已知水的质量、初温度、末温度，根据吸热公式Q=cm（t﹣t0）可计算出水烧开需吸收的热量。
③不考虑热量损失时，水吸收的热量等于电热水壶释放的热量，根据公式Q=W=Pt可计算出电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间。 【解答】解：
①由P=UI可得电茶壶正常工作的电流： I==
=5A；
②由ρ=可得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
第32页（共110页）
水需要吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/kg•℃×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J。 ③因为不考虑热量损失，所以Q=W=3.36×105J，
由P=可得电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间： t==
≈305.5s。
故答案为：5；3.36×105；305.5。
【点评】本题考查水吸收热量的计算和电热水壶烧开一壶水所以时间的计算，关键是不考虑热量损失时，水吸收的热量等于电热水壶释放的热量。
4．（2018•郑州二模）将10kg的水从20℃加热到70℃要吸收 2.1×106 J的热量；如果这个过程利用电功率为1000W的电加热器进行加热，电加热器的能量损失率为30%，则水需要加热 3000 s．[c水=4.2×103（kg•℃）]。 【分析】（1）已知水的比热容和质量以及初温、末温，根据公式Q吸=c水m（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）电加热器的能量损失率为30%，据此可求消耗的电能，电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据公式t=需要的加热时间。 【解答】解： （1）水吸收的热量： Q吸=c水m（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（70℃﹣20℃） =2.1×106J；
（2）因为电热水壶正常工作， 所以P=P额=1000W，
由题知，Q吸=（1﹣30%）×W 需要消耗电能： W=
=
=3×106J，
由P=得需要加热： t==
=3000s。
第33页（共110页）
故答案为：2.1×106；3000。
【点评】本题考查了热量和时间的计算，关键是知道电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，是一道基础题目。
5．（2017春•濮阳县期中）如图是李明家的电能表，他只让某电水壶工作，发现在10分钟内电能表转盘转过了600r，则该电水壶的实际功率为 1200 W．不计能量损失，如果该电水壶正在给2L的水加热，水温升高40℃时，加热时间为 280 s。
【分析】（1）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，求出转盘转600r电路中消耗的电能，再根据P=求出电水壶的实际功率；
（2）利用m=ρV求出水的质量，再利用Q吸=cm△t求水吸收的热量，不计能量损失，消耗的电能等于吸收的热量，再利用P=求加热所用的时间。 【解答】解：
（1）电能表转盘转动600r，电路消耗的电能为： W'=
kW•h=0.2kW•h，
该电水壶消耗的实际功率： P==
=1.2kW=1200W；
（2）由ρ=可得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×103m3=2kg， 水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×40℃=3.36×105J， 不计能量损失，则电水壶消耗的电能： W=Q吸=3.36×105J， 由P=得加热所用的时间：
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﹣
t===280s。
故答案为：1200；280。
【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法和电功率公式的应用，理解“3000r/kW•h”的含义是本题的关键。
二．计算题（共38小题）
6．（2017秋•孟津县期末）欣欣家的电热水器用了很长时间标牌上额定功率的数值已经模糊不清。下表是该热水器的部分技术参数，学习了电功率的知识后，欣欣进行了如下测量：断开家里的其它用电器，只将该电热水器接人电路并将水箱注满水，正常工作0.5h后，水箱的水温从20℃上升到35℃，同时她观察到这段时间内电能表的示数由=4.2×103J（kg•℃）] 容量 额定电压 频率
50kg 220V 50Hz
变为
，试问：【c水
（1）电热水器是利用电流的 热 效应来工作的。 （2）这段时向水吸收的热量是多少？ （3）电热水器的额定功率是多大？ （4）电热水器的效率是多少？
【分析】（1）电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应； （2）知道水的质量、比热、初温、末温，根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）求出这段时间电路中消耗的电能，再利用P=可求得电热水器的额定功率； （4）水吸收的热量是有用能量，消耗的电能是总能量。利用效率公式求出热效率。 【解答】解：
（1）电热水器工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的； （2）水吸收的热量：
第35页（共110页）
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（35℃﹣20℃）=3.15×106J。 （3）由题可知，电热水器正常工作0.5h消耗的电能： W=0782.5kW•h﹣0781.5kW•h=1kW•h=3.6×106J。 电热水器的额定功率： P==
=2×103W=2kW；
（4）电热水器的效率： η==答：（1）热；
（2）这段时间内水吸收的热量是3.15×106J； （3）电热水器的额定功率是2kW； （4）电热水器的效率是87.5%。
【点评】本题涉及到密度公式及其变形的应用、效率、实际消耗电能、实际功率等多个重要知识点，综合性较强，难度不大。
7．（2018•河南模拟）如图所示是某功率可调节的便携式加热设备的电路图。电源电压为U，R1=60Ω，R2是可变电阻，其阻值可在零到最大值之间连续均匀变化，R1、R2均为发热元件。开关S闭合后，电路中电流最大值I最大=1A。 （1）由图可知，加热设备的功率随着R2阻值的增加而 减小 。 （2）当电流表示数为I最大时，R2消耗的电功率是多大？
（3）该设备以最大功率工作时，使500g的水升温20℃至少需要多长时间？[c水
=4.2×103J/（kg•℃）]
（4）当R2消耗的电功率为14.4W时，R2的阻值是多大？
×100%=87.5%。
【分析】（1）由图可知，R1、R2串联，R1是定值电阻，R2是可变电阻，根据P=分析解答；
（2）电路中电流最大时，R2是接入电路的电阻为0，根据欧姆定律可求电源电压，当电流表示数为I最大时，根据P=UI可求R2消耗的电功率；
第36页（共110页）
（3）根据Q吸=cm△t可求热量，等于设备以最大功率工作时产生的热量Q=P最大
t，可求时间；
（4）根据P2′=I2R2可求R2的阻值。
【解答】解：（1）由图可知，R1、R2串联，R1是定值电阻，R2是可变电阻，加热设备的功率， P=
可知，电压一定，R1是定值电阻，随着R2阻值的增加加热设备的功率减小；
（2）电路中电流最大时，R2是接入电路的电阻为0， 由I=可得，电源电压： U=I最大R1=1A×60Ω=60V，
电流表示数为I最大时，R1、R2串联，
P2=P总﹣P1=U×I最大﹣（I最大）2×R1=60V××1A﹣（×1A）2×60Ω=15W； （3）使500g的水升温20℃吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103kg/（kg•℃）×0.5kg×20℃=4.2×104J； 设备以最大功率工作时产生的热量： Q=P最大t=UI最大t=Q吸， 至少需要的时间：t=（4）由P2′=I2R2可得， P2′=I2R2=（
）2×R2，
）2×R2， =
=700s；
带入数据，14.4W=（R22﹣130ΩR2+3600Ω2=0 解得：R21=40Ω，R22=90Ω，
故R2接入电路的电阻是40Ω或90Ω。 故答案为：（1）减小；
（2）当电流表示数为I最大时，R2消耗的电功率是15W；
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（3）该设备以最大功率工作时，使500g的水升温20℃至少需要700s； （4）当R2消耗的电功率为14.4W时，R2的阻值是40Ω或90Ω。
【点评】本题主要考查功和功率以及热量的计算，是一道综合题，题目较难。 8．（2018•河南四模）饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分的原理图如图，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一侧，使饮水机处于保温状态。请回答下列问题：
（1）A、B是两盏不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，则A灯为 红 色灯
（2）饮水机正常工作，加热时加热管的功率为550W，保温时加热管的功率为88W，则电阻R2的阻值为多大？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）
（3）若该饮水机将0.5kg的水从20℃加热到97℃，用时350s，则饮水机的加热效率为多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）饮水机的加热和保温是由电热管的功率决定的，电热管功率大就是加热，电热管功率小就是保温；
（2）已知加热时加热管的功率，根据公式R=
可求R1的大小；根据公式P=I2R
可求保温时的电流，根据总电压和电流求出电路的总电阻，最后根据串联电路电阻的特点求出电阻R2的大小。
（3）首先根据Q吸=cm（t2﹣t1）求出水吸收的热量，加热管放出的热量Q管=Pt，加热管的效率η=【解答】解：
（1）由图知，当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电路中电流最大，发热管的功率最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯。 （2）由题知，加热时加热管的电功率P1=550W，
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×100%，据此可以计算出加热管的效率。
则R1的阻值：R1===88Ω；
保温时，R1与R2串联，此时加热管的电功率P2=88W； 由P=I2R可得，通过加热管的电流： I=
=
=1A；
由I=可得此时电路的总电阻： R==
=220Ω；
根据串联电路电阻的特点可得R2的阻值：R2=R﹣R1=220Ω﹣88Ω=132Ω； （3）0.5kg的水从20℃加热到97℃吸收的热量：
Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（97℃﹣20℃）=1.617×105J， 加热管加热时放出的热量：
Q管=P加热t=550W×350s=1.925×105J， 加热管的效率： η=
×100%=
×100%=84%。
故答案为：（1）红；（2）电阻R2的阻值132Ω；（3）加热管的效率84%。 【点评】本题考查电阻、电流、电功率、热效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，涉及到热学和电学部分的知识点多，综合性强、易错、属于难题。
9．（2018•内乡县一模）如图所示的装置很有创意﹣它将比较耗水的洗衣机和同样耗水但不太讲究水质的马桶连在一起：上部是洗衣机（有关技术参数见铭牌），下部是马桶，中间设有储水箱。洗衣机还设有加热功能，（铭牌上水的加热功率已模糊），洗涤前先将水加热到适宜温度，可以提高洗涤效果。 （1）洗衣机工作时电动机将电能转化为 机械 能，电动机工作原理 磁场对通电线圈有力的作用 。
（2）求洗衣机脱水时的正常工作电流
（3）某次洗衣时首次进水量为20kg，加热时电能的80%转化为水的内能正常加热14min水的温度升高10℃就达到设定要求，由于洗衣机铭牌上的加热功率
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模糊，求： ①水吸收的热量，
②洗衣机的加热功率C水=4.2×103J/（kg•℃）]
XX滚筒式洗衣机 电压/V 220 洗衣功率/W 200 脱水功率/W 330 最大洗涤容量/kg 5
加热功率/W
【分析】（1）电动机是根据磁场对通电导体产生力的作用的原理制成的，电动机工作时，将电能转化为机械能；
（2）知道脱水功率和正常工作电压，利用P=UI求洗衣机脱水时的正常工作电流； （3）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用Q吸=cm△t求水吸收的热量； 根据η=
×100%求出加热水消耗的电能，再利用P=求洗衣机的加热功率
【解答】解：
（1）电动机是将电能转化为机械能的设备，电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用，
（2）由P=UI可得，洗衣机脱水时的正常工作电流： I=
=
=1.5A，
（3）①水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×105J，
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②由η=W=
=
可得，加热水消耗的电能：
=1.05×106J，
洗衣机的加热功率： P==
=1250W。
答：（1）机械；磁场对通电线圈有力的作用； （2）洗衣机脱水时的正常工作电流为1.5A； （3）①水吸收的热量8.4×105J， ②洗衣机的加热功率1250W。
【点评】本题主要考查了电动机的原理，电功与热量的综合计算，这是一道电热综合题，关键是公式及其变形的应用。
10．（2018•河南一模）现代居家生活中，水族箱已经成为室内装修的一个亮点。某品牌的水族箱（如图所示）的玻璃容器内装有50L水，内置一根“220V 100W”的自动温控棒，冬天养热带鱼时，水族箱内水的温度要求控制在26﹣28℃之间（水温低于26℃时自动开始加热，达到28℃时自动断开） （1）求水族箱内水的质量。 （2）求温控棒的电热丝的阻值
（3）在某次温控中，温控棒正常工作了87.5min，求该次温控棒的温控效率。（C
水
=4.2×103J/kg•℃）
【分析】（1）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量； （2）根据P=
可求得温控棒的电热丝的阻值；
（3）根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据P=求出消耗的电能，利用η=
×100%求出该次温控棒的温控效率。
【解答】解：
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（1）水族箱内水的体积：V=50L=0.05m3， 由ρ=可得，水族箱内水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg； （2）由P=R=
=
可得，温控棒的电热丝的阻值： =484Ω；
（3）已知加热过程中温度由26℃加热到28℃，温控棒正常工作了87.5min， 则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（28℃﹣26℃）=4.2×105J， 由P=可得，温控棒消耗的电能： W=Pt=100W×87.5×60s=5.25×105J， 该次温控棒的温控效率： η=
×100%=
×100%=80%。
答：（1）水族箱内水的质量为50kg； （2）温控棒的电热丝的阻值为484Ω； （3）该次温控棒的温控效率为80%。
【点评】本题考查了密度公式和电功率公式、吸热公式、效率公式的应用，从题意中得出加热时间和温度的变化是关键。
11．（2018•洛阳三模）如图甲所示的电水壶，具有加热和保温两项功能，图乙是该
电
水
壶
内
部
的
简
化
电
路
图
。
（1）当开关S1闭合，S2断开时，电热水壶处于 保温 （选填保温”或加热”）状态。
（2）若电阻R1=22Ω，R2=2200Ω；则该电水壶的加热功率为多少？
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（3）将3kg、20℃的水加热到100℃，用时8min，求加热水时电水壶的效率。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，根据P=
分析电热水壶状态；
可
（2）由电路图可知，开关S1、S2闭合时，为电阻R1的简单电路，根据P=求得该电水壶的加热功率；
（3）已知水的质量与初温，由热量公式可以求出水吸收的热量；利用W=Pt求出消耗的电能，利用η=
可以求出热水壶的效率。
【解答】解：（1）由电路图可知，开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的电阻最大，根据P=
可知，电功率最小，则电热水壶处于保温状态；
（2）当开关S1、S2闭合时，为电阻R1的简单电路，此时功率最大，该电水壶的处于加热状态，
则该电水壶的加热功率：P加热=
=
=2200W；
（3）将3kg、20℃的水加热到100℃，水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）=1.008×106J； 由P=得电水壶消耗的电能：
W=P加热t=2200W×8×60s=1.056×106J； 加热水时热水壶的效率： η=
×100%=
×100%≈95.5%。
答：（1）保温；
（2）该电水壶的加热功率为2200W； （3）加热水时电水壶的效率为95.5%。
【点评】本题考查串并联电路的特点、电功率变形公式、热量公式的灵活运用，难点是根据P=
结合开关的闭合、断开判断电水壶的工作状态。
12．（2018•河南二模）如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路。R0是阻
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值为484Ω的保温电阻，R1是规格为“220V800W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。用电压力锅分为“加热升压→保压→保温”三阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“（P﹣t）”关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a。同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，S自动接到b，进入保温状态。 请回答如下问题：
（1）写出电压力锅工作时，涉及到的一条物理知识： 液体的沸点随气压的增大而升高 。
（2）R1正常工作时的阻值是多大？
（3）用该电压力锅对2kg，20℃的水正常加热到70℃．水吸收的热量是多少？（水的比热容c=4.2× 103J/（kg•℃）
（4）电压力锅煮饭时，在正常加热升压和保压状态下共耗电0.28kW•h，则R2
的额定功率是多大？
【分析】（1）液体的沸点跟气压有关，气压增大沸点升高，气压减小沸点降低； （2）已知R1的额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出R1的阻值； （3）根据Q=cm△t可求得水吸收的热量；
（4）由图乙所示图象，求出两电阻各自的工作时间，然后根据电压力锅消耗的电能求出电阻R2的功率。
【解答】解：（1）高压锅煮饭熟得快是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理；
（2）由题意知，R1的额定电压是220V，额定功率是800W，根据P=
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得：
R1===60.5Ω；
（3）水吸收的热量：
Q=cm△t=c=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）=4.2×105J； （4）从“P﹣t“关系图象可得，在加热升压与保压过程中。 R1工作时间为t1=12min=0.2h R2工作时间为t2=18min=0.3h P=得R1消耗的电能：
W1=P1t1=0.8kW×0.2h=0.16kW•h R2消耗的电能：
W2=W﹣W1=0.28kW•h﹣0.16kWh=0.12 kW•h R2消耗的电功率： P2=
=
=0.4kW=400W。
答：（1）液体的沸点随气压的增大而升高 （2）R1正常工作时的阻值是60.5Ω； （3）水吸收的热量是4.2×105J； （4）R2的额定功率是400W。
【点评】本题考查了求电阻阻值、电阻功率、求水吸收的热量等问题，由图象求出各电阻的工作时间、应用电功率公式即可正确解题。
13．（2018•平顶山三模）小明新购买了一种带有保温功能的烧水壶如图甲，可以自动将水烧开后，然后保持适合饮用的温度，特别适合夜间使用。烧水壶的参数如下表，图乙是电路简图（R1、R2为电热丝，S为双触点自动开关）。求：
型号 HY101M
电源 220V 50Hz
加热功率P/W
500
保温功率P/W
16
（1）烧水壶处于保温状态时的工作电流？（结果保留两位小数） （2）加热电阻R2的阻值？
（3）若把500mL水从20℃加热到40℃所用时间为100s，则该烧水壶的加热效率是多少？
第45页（共110页）
（4）小明烧水时发现，傍晚烧水比深夜烧开同样一壶水需要时间更长，原因是： 晚饭时各家开启用电器较多，导致干路电流增大，导线上损失的电压增大，所以各家用电器两端的电压减小，由P=
知，用电器的实际功率减小，烧开
同样一壶水吸收的热量相同，热效率近似不变，则消耗的电能相同，根据W=Pt可知，所需时间变长。 。
【分析】（1）由表格数据可知保温功率，根据P=UI求出工作电流；
（2）由图可知，当S接“2”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态；当接“3”时，电路为R1、R2并联，奶器处于加热状态，根据总功率等于各用电器功率之和可知R2的电功率，根据并联电路的电压特点和P=阻值；
（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据P=求出消耗的电能，利用η=
×100%求出此壶正常工作时的加热效率。
求出电阻R2的
（4）用电器的工作状态决定于其实际功率，在每天不同时段，家用电器两端电压是变化的。
【解答】解：（1）由P=UI可得，烧水壶处于保温状态时的工作电流： I=
=
≈0.07A；
（2）由图可知，当开关接“3”时，R1、R2并联，因并联的总电阻比任何一个电阻都小，所以此时总电阻最小，根据P=
知，电功率最大，为加热状态；
当S接“2”时，电路为R1的简单电路，电阻较大，功率较小，为保温状态； 因电路中的总功率等于各用电器功率之和， 所以，R2的电功率：
P2=P加热﹣P保温=500W﹣16W=484W，
第46页（共110页）
由P=R2=
=
可得，电阻R2的阻值：
=100Ω；
（3）水的体积：
V=500mL=500cm3=5×10﹣4m3， 由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.5kg， 水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（40℃﹣20℃）=4.2×104J， 由P=可得，消耗的电能： W=Pt=500W×100s=5×104J， 此壶工作时的加热效率： η=
×100%=
×100%=84%。
（4）晚饭时各家开启用电器较多，导致干路电流增大，导线上损失的电压增大，所以各家用电器两端的电压减小，由P=
知，用电器的实际功率减小，烧开
同样一壶水吸收的热量相同，热效率近似不变，则消耗的电能相同，根据W=Pt可知，所需时间变长，即晚饭后烧开一壶水比深夜烧开一壶水时间要长一些。 答：（1）烧水壶处于保温状态时的工作电流为0.07A； （2）加热电阻R2的阻值为100Ω；
（3）若把500mL水从20℃加热到40℃所用时间为100s，则该烧水壶的加热效率是84%；
（4）晚饭时各家开启用电器较多，导致干路电流增大，导线上损失的电压增大，所以各家用电器两端的电压减小，由P=
知，用电器的实际功率减小，烧开
同样一壶水吸收的热量相同，热效率近似不变，则消耗的电能相同，根据W=Pt可知，所需时间变长。
【点评】本题考查了电功率公式、电功公式和吸热公式的应用，要注意电路的总功率等于各用电器功率之和。
第47页（共110页）
14．（2018•新野县一模）随若科学技术的飞速发展，各种新型电器应运而生，使我们的生活发生了日新月异的变化。在使用电器前一定要仔细阅读它的铭牌，做到安全用电。如图所示，为某品牌速热式电热水器，其铭牌如表所示，求： 产品名称 产品型号 额定电压 额定频率 额定功率 适用水压 防水等级
速热式电热水嚣
WE﹣A 220 V 50 Hz 6.6 kW 0﹣0.6 MPa
IPx4
（1）生活中人们使用功率较大的用电器时，总是选用较粗的导线，这是因为较粗的导线 电阻 较小，电流流过导线时产生的 热量 较少。
（2）该电热水器正常工作时电流是多少？热水器正常工作10min消耗的电能是多少？
（3）若该热水器的加热效率为85%，热水器正常丁作 时，将50L水从40℃加热到80℃需要多少时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）根据焦耳定律，在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与电阻成正比；在材料、长度一定时，导线横截面积越大，电阻越小； （2）电热器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI变形公式求出正常工作时的电流；利用W=Pt求出电热器正常工作10min消耗的电能；
（3）知道水的体积，利用m=ρV求水的质量，又知道水的比热容、初末温，利用吸热公式求水吸收的热量，知道电热水器的效率，利用效率公式求消耗的电能，再利用t=计算所需时间 【解答】解：
第48页（共110页）
（1）人们使用功率较大的用电器时，电压一定，由I=知，电路电流较大，相同时间导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，选择较粗的导线，可以减小线路电阻，由Q=I2Rt知，电流流过导线时产生的热量较少；
（2）电热水器正常工作时功率P=P额=6.6kW=6600W， 由P=UI可得，电热水器正常工作时电路的电流： I==
=30A；
t=10min=h，
正常工作10min消耗的电能： W=Pt=6.6kW×h═1.1kW•h；
（3）热水器中水的体积V=50L=50×10﹣3m3， 由ρ=得水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg， 水吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（80℃﹣40℃）=8.4×106J； 由η==85%得，电热水器消耗的电能： W=
=
≈9.9×106J，
由P=得，热水器工作时间： t==故答案为： （1）电阻；热量；
（2）该电热水器正常工作时电流是30A；热水器正常工作10min消耗的电能是1.1kW•h；
（3）若该热水器的加热效率为85%，热水器正常工作 时，将50L水从40℃加热到80℃需要25min。
【点评】本题是一道电学应用题，考查了密度公式、吸热公式、电功率变形公式
第49页（共110页）
=1500s=25min。
及焦耳定律的应用，虽知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大。 15．（2018春•泌阳县期中）如图是某品牌的足浴盆，下表是该足浴盆的部分参数： 型号 额定电压 加热功率 电动机功率
825 220V 1000W 22W
（1）足浴盆具有给水加热、红外线消毒、足底按摩等功能，这些功能既可以同时使用，也可以分别使用，说明控制不同功能的电路元件的连接方式是 并 联。
（2）启动按摩功能时，通过电动机线圈的电流是多大？
（3）在足浴盆中加入5kg的水，在加热状态下加热了500s，水温升高了20℃，则足浴盆的加热效率是多大？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）由于使用过程中加热电阻氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变，为了准确地测量加热电阻的实际电阻值，小明在家中把该足浴盆单独接入电路并同时启动按摩和加热功能现足浴盆单独工作5min，电能表转盘转过了250r[该电能表标有“3000r/（kW•h字样]．则该加热电阻的实际电阻值是多大？
【分析】（1）并联电路中各用电器工作时互不影响，串联电路中各用电器工作时相互影响；
（2）按摩工作时，电动机工作，根据表中电动机功率、额定电压和P=UI即可求出通过电动机线圈的电流；
（3）根据Q=cm△求水吸热的热量，根据加热功率和W=Pt求出消耗的电能，再根据η=求出足浴盆的加热效率；
第50页（共110页）
（4）根据3000r/kW•h的含义求出电能表的转盘5min内转过250r消耗的电能； 先根据P=求出实际总功率，然后求出加热时的实际功率，最后根据根据P=即可求出加热电阻的实际电阻值。
【解答】解：（1）因为并联电路中，各用电器工作时互不影响，而足浴器的各种功能既可以同时使用，也可以分别使用，因此它们的连接方式为并联； （2）启动按摩功能时，按摩工作时，电动机工作；根据表中数据可知，电动机的功率为22W；
由P=UI可知，此时通过线圈的电流： I线=
=
=0.1A；
（3）5kg的水，水温升高了20℃，吸收的热量： Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×20℃=4.2×105J， 加热500s消耗的电能： W=Pt=1000W×500s=5×105J； 足浴盆的加热效率： η=×100%=
×100%=84%；
（4）3000r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r；氧化后，5min电能表转盘转过了250r消耗的电能： W′=
kW•h=
kW•h，
此时足浴器按摩和加热时电路的实际功率：
P===1kW=1000W，
此时加热时的实际功率P热=P﹣P电=1000W﹣22W=978W 氧化电热丝的实际电阻值： R′=
=
≈49.5Ω。
答：（1）并；
（2）启动按摩功能时，通过电动机线圈的电流是0.1A；
第51页（共110页）
（3）足浴盆的加热效率为84%； （4）加热电阻的实际电阻值是49.5Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、热量、欧姆定律、电功、电功率公式的灵活运用，关键是足浴器和电能表参数含义的理解与掌握；本题综合性强，难度较大。
16．（2018•郑州模拟）新能源的应用已进入普通家庭，如图甲所示是晓韩家安装的一台阳台壁挂式太阳能热水器，它同时兼备电辅加热功能，具有节能、高效、安全，环保等优点
（1）如表是该热水器的部分参数，热水器内置电热丝R的电阻多大？
XX壁挂式太阳能热水器
额定容量 额定电压 电加热功率
重量
80L 220V 1600W 53kg
（2）该热水器的加热效率为84%，阴雨天将储水箱中装满水，将水温升高40℃，需要通电多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（3）图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为36V，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示，A为水位指示表（由量程为0～0.6A电流表改成），其中Rx的作用是 感知水位的变化 ，当储水箱水位升高时，电流表的示数将 变大 ，若水位指示表指示储水箱水深为0.5m时，探测电路中的电流多大？此时该电路消耗的功率是多大？
【分析】（1）家庭电路的电压为220V，又知道电加热的额定功率，根据P=出电热丝电阻；
求
（2）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，热水器的加热效率为84%，根据W=Q吸=Pt求出需要加热器正常通电
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的时间；
（3）由图丙可知，随着水位的升高压敏电阻的阻值变化，根据图象读出水位指示表指示储水箱水深为0.5m时压敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI算出电路消耗的功率。 【解答】解：（1）热水器正常加热时，由P=R=
=
=30.25Ω；
可得电热丝R的电阻：
（2）水箱中水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3=80kg； 水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×80kg×40℃=1.344×107J， 热水器的加热效率为84%，消耗的电能为： W=
=
=1.6×107J，
由P=可知，需要的加热时间： t′==
=10000s；
（3）Rx是压敏电阻，能感知压力变化即水的深度的变化；由图丙可知，随着水位的升高，压敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知电流变大，即电流表示数变大；
当水位指示表指示储水箱水深为0.5m时，压敏电阻的阻值Rx=90Ω， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，探测电路中的电流： I=
=
=0.36A；
电路消耗的电功率为：P=UI=36V×0.36A=12.96W。 答：（1）热水器内置电热丝R的电阻是30.25Ω； （2）将水温升高40℃，需要通电10000s；
（3）感知水位的变化；变大；水位指示表指示储水箱水深为0.5m 时，探测电路中的电流为0.36A，电路消耗的电功率为12.96W。
【点评】本题考查了电功率公式、电阻的串联、欧姆定律、电热公式、吸热公式和电功公式的应用，关键是从图象中读出不同深度时压敏电阻的阻值。
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17．（2018•正阳县一模）电水壶具有水沸腾后自动断电、防干烧断电的功能。电水壶工作电路如图甲所示，其中S是双金属片温控开关，双金属片是将两种热膨胀系数差异很大的金属压合在一起制成的，在不同温度下，两面金属的形变差异，导致双金属片会发生弯曲现象，利用这个形变来推动触片与触点A 还是B接触。R1是电热管，R2是限流电阻，工作时忽略两个电阻阻值的变化。当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S 自动切换到另一处，处于保温状态。如表是这种电水壶的部分参数。
最大容量 额定电压 频率 额定加热功率
1L 220V 50 Hz 1210W
（1）双金属片是利用物体具有 热胀冷缩 的性质制成的； （2）加热电阻R1的阻值是多少？
（3）关闭家中的其他所有用电器，以最大容量装入25℃的水，6min 将水烧开（标准大气压下），在加热过程中家用电能表（ 如图乙）的转盘转了300转，此过程中电水壶的加热效率是多少？
（4 ）在用电高峰期，将第（3）问中同样的水烧开，所花的时间会明显增加，请分析其原因。
【分析】（1）双金属片是利用金属的热胀冷缩性质制成的一种自动开关； （2）根据P=
可得加热电阻R1的阻值；
（3）利用水的密度和体积结合ρ=求出水的质量，利用Q=cm△t求出吸收的热量； 根据W=
可求得消耗的电能，然后利用η=×100%可求得加热效率；
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（4）用电高峰期时电路两端的电压会变低，使电热水器的实际功率变小，同样烧开一壶水的时间变长，
【解答】解：（1）双金属片是利用物体具有热胀冷缩的性质制成的；
（2）由图甲可知，当S接A时，电路中只有R1工作，此时R1两端电压最大，其消耗的功率最大，电水壶处于加热状态 由P=
可得，加热电阻R1的阻值：R1=
=
=40Ω；
（3）由ρ=得水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg， 在1标准大气压下，水的沸点为100℃，则水吸收的热量为：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）=3.15×105J。 这次烧水中消耗的电能：W=
=0.1kW•h=3.6×105J，
×100%=87.5%。
此过程中电水壶的加热效率：η=×100%=
（4）用电高峰期，由于干路电流增大，则导线的分压增大，使得用电器的实际电压低于额定电压，在电阻一定时，其实际功率也将低于额定功率，所以加热时间会增加。
故答案为：（1）热胀冷缩； （2）加热电阻R1的阻值是40Ω；
（3）此过程中电水壶的加热效率是87.5%。
（4）用电高峰期，由于干路电流增大，则导线的分压增大，使得用电器的实际电压低于额定电压，在电阻一定时，其实际功率也将低于额定功率，所以加热时间会增加。
【点评】此题主要考查了电能表的使用，考查了有关热量、电功、效率的计算问题。将所学知识与生活想联系。
18．（2017秋•内乡县期末）由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用已知能源，是全球范围内的重要课题。人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热。小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图。 请解答下列问题：
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（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？[c
水
=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
（2）热水器中电热丝的电阻为多少？
（3）贮满水的热水器，阴雨天时，也要使水温从20℃升高到50℃，其中50%的热量由电能辅助提供，若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？
额定电压220V 额定功率2000W
容积100L 频率50Hz
【分析】（1）太阳能热水器贮满水时水的体积和其容积相等，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据P=UI=
求出热水器中电热丝的电阻；
（3）根据题意求出热水器消耗的电能，利用P=求出热水器正常工作需需要的加热时间。
【解答】解：（1）太阳能热水器贮满水时，水的体积： V=100L=100dm3=0.1m3， 由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg， 则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃﹣20℃）=1.26×107J； （2）由P=UI=R=
=
可得，热水器中电热丝的电阻： =24.2Ω；
（3）由题知，其中50%的热量由电能辅助提供，则热水器消耗的电能： W=Q吸×50%=1.26×107J×50%=6.3×106J，
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由P=可得，热水器正常工作需需要的加热时间： t′==
=3150s。
答：（1）水需要吸收的热量为1.26×107J； （2）热水器中电热丝的电阻为24.2Ω； （3）热水器正常工作需要加热3150s。
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、电功率公式、效率公式以及电功公式的应用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
19．（2017秋•长垣县期末）如图甲为小亮家新买的电煲锅，它有加热和保温两种功能，图乙是其简化电路，已知电源电压为U=220V，R1=55Ω，R2=220Ω，c
米饭
=4×103J/（kg•℃），请你综合应用所学知识解决下列问题：
（1）当S接b时，电煲锅处于 保温 状态（选填“加热”或“保温”）
（2）若电煲锅内装有1kg米饭，从12℃加热到100℃，米饭吸收热量多少J？ （3）若电煲锅的热效率为80%，加热1kg米饭（从12℃加热到100℃），电煲锅消耗的电能是多少J？
（4）电煲锅的加热功率是多少W？
（5）若电煲锅的热效率为80%，加热1kg米饭（从12℃加热到100℃），需要时间多少s？
【分析】（1）当S接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，根据P=电压一定时，电路的电功率最小，据此进行解答；
可知，
（2）知道米饭的质量和比热容以及初温、末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出吸热的热量； （3）根据η=
×100%求出消耗的电能；
（4）当S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最
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大，根据P=求出电煲锅的加热功率；
（5）根据P=求出求出需要的加热时间。
【解答】解：（1）当S接b时，R1与R2串联，电路的总电阻最大， 根据P=
可知，电压一定时，电路的电功率最小，电煲锅处于保温状态；
（2）米饭吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.52×105J； （3）由η=W=
=
×100%可得，消耗的电能：
=4.4×105J；
（4）当S接a时，电路为R1的简单电路，电路的总功率最大，电煲锅处于加热状态，
则电煲锅的加热功率： P=
=
=880W；
（5）由P=可得，需要的加热时间： t′==
答：（1）保温；
（2）米饭吸收热量为3.52×105J； （3）电煲锅消耗的电能是4.4×105J； （4）电煲锅的加热功率是880W； （5）加热1kg米饭需要加热500s。
【点评】本题考查了电功率公式、吸热公式、效率公式、电功公式的综合应用，正确的判断电煲锅处于不同档位时电路的连接方式是关键。
20．（2018•永定区一模）电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓
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=500s。
中。
工作电压 220V 工作频率 50Hz 最大运行功率 40W 储水箱容量 2.4L 尺寸高 315mm，底部直
径 168mm
满水工作时间高气雾量 10h，低气雾量 24h
（1）当气雾调节器 R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝 R1的电阻值。
（2）如果加热仓内冷水的温度为 20℃，用最大运行功率工作，经过 5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。[c 水=4.2×103J/（kg•℃）。ρ103kg/m3，电热丝R1产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压] （3）当滑片移到最右端时，气雾调节器 R2的阻值为 990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝 R1的电功率是多少瓦？
【分析】（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器R2被短路，只有电热丝R1工作，加湿器的功率最大，根据P=UI=
求出电热丝R1的阻值；
水
=1×
（2）根据Q=W=Pt求出以最大功率工作5min36s电阻丝R1产生的热量，即为水吸热的热量，1标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水的质量，利用ρ=求出加热仓中水的体积；
（3）当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=UI=I2R求出此时电热丝R1的电功率。 【解答】解：
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器R2被短路，只有电热丝R1工作，加湿器的功率最大， 由P=UI=
可得，电热丝R1的阻值：
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R1===1210Ω；
（2）以最大功率工作t1=5min36s=336s电阻丝R1产生的热量： Q=W=Pt1=40W×336s=13440J，
因电阻丝R1产生的热量全部被水吸收， 所以，水吸收的热量Q吸=Q=13440J，
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸=cm（t﹣t0）得，水的质量： m=
=
=0.04kg=40g，
由ρ=可得，加热仓中水的体积： V=
=
=40cm3；
（3）当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联， 因串联电路中总电阻等于各分电压之和， 所以，电路中的电流： I=
=
=0.1A，
此时电热丝 R1的电功率：
P1=I2R1=（0.1A）2×1210Ω=12.1W。 答：（1）电热丝R1的阻值为1210Ω； （2）加热仓中水的体积为40cm3； （3）此时电热丝R1的电功率是12.1W。
【点评】本题考查了电功率公式和电热公式、吸热公式、密度公式的综合应用，分清电路的连接方式时解题的关键。
21．（2017秋•林州市期末）某品牌的电热水能铭牌如图所示，电热水壶正常工作时，将水壶中的额定容量的水加热至沸腾。已知室温与水的初温都为20℃，水的比热容C水=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
型号 额定电压 额定功率
IL﹣8015 220V 1360W
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额定频率 额定容量
（1）求水吸收的热量；
50Hz 1.0L
（2）若电热水壶的加热效率为60%，加热一壶水需要几分钟时间（取整数）。 【分析】（1）知道电热水器的额定容量水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）利用η=
×100%求出消耗的电能，电热水器正常工作时的功率和额定功
率相等，根据P=求出加热一壶水需要的时间。 【解答】解：
（1）电热水器的额定容量水的体积： V=1L=1.0×10﹣3m3， 由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3=1kg， 则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×105J； （2）由η=W=
=
×100%可得，消耗的电能：
=5.6×105J，
由P=可得，加热一壶水需要的时间： t′==
≈412s≈7min。
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）若电热水壶的加热效率为60%，加热一壶水需要7min。
【点评】本题考查了吸热公式和效率公式、电功公式的应用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
22．（2017秋•濮阳期末）小明家新买了一把电热水壶，他把20℃的冷水倒入壶中，然后把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热水壶工作，在1标准大气压下10min内将这壶水烧开，他观察到如图所示的电能表转盘转了500
第61页（共110页）
转。已知水的比热容C水=4.2×103J/（kg•℃）。请你计算该过程： （1）消耗的电能； （2）电热水壶的电功率；
（3）如果电热水壶的热效率是80%，则壶中水的质量。（结果保留一位小数）
【分析】（1）2500r/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2500r（或电能表的转盘每转1r，电路中消耗此求出电能表转盘转了500转时电路所消耗的电能； （2）根据P=求出电热水壶的电功率； （3）根据η=
求出水吸收的热量，由于在1标准大气压下水的沸点为100℃，
kW•h的电能）；据
根据Q吸=cm（t﹣t0）求出壶中水的质量。 【解答】解：
（1）因2500r/（kW•h）表示电能表的转盘每转1r，电路中消耗能，
所以，电能表转盘转了500转消耗的电能： W=500×
kW•h=kW•h=×3.6×106J=7.2×105J；
kW•h的电
（2）电热水壶的电功率： P==（3）由η=
=1200W；
×100%可得，水吸收的热量：
Q吸=Wη=7.2×105J×80%=5.76×105J，
在1标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸=cm（t﹣t0）可得，壶中水的质量： m=
=
≈1.7kg。
答：（1）消耗的电能为7.2×105J；
第62页（共110页）
（2）电热水壶的电功率为1200W；
（3）如果电热水壶的热效率是80%，则壶中水的质量为1.7kg。
【点评】本题考查了消耗电能和电功率公式、效率公式、吸热公式的应用，明白电能表参数的含义是关键。
23．（2017秋•卫滨区校级期末）图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W，问： （1）当开关S1闭合、S2断开时，饮水机处于 保温 （选填“保温”或“加热”）状态；
（2）R1的阻值为多少欧？
（3）用饮水机给2kg的水加热，当水温升高50℃，水吸收的热量为多少焦耳？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）当开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P=UI=
可知，电路的总功率最小，据此判断饮水机的档位；
（2）当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，根据P=UI=
可知，电路的总功率最大，进一步根据电功率公式求出R1的阻值；
（3）知道水的质量和比热容以及升高的温度，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量。
【解答】解：（1）当开关S1闭合、S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大， 由P=UI=
可知，电路的总功率最小，饮水机处于保温档；
（2）当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热档， 由P=UI=
可得，R1的阻值：
第63页（共110页）
R1===121Ω；
（3）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃=4.2×105J。 答：（1）保温；
（2）R1的阻值为121Ω；
（3）水吸收的热量为4.2×105J。
【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式的应用，正确的判断出饮水机处于不同档位时电路的连接方式是关键。
24．（2018•信阳一模）在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究。下表所示为记 录的相关内容。 主要器
材
相关资额定电压220V 频率50Hz
料 活动记
220V 10（20）A 50Hz 600revs/（kW•h）
①取质量为250g的水，测得水的初温为20℃；
微波炉
电能表
录 ②关闭家中其他用电器，只将该微波炉接入电路中，让
其单独工作；
③用微波炉给水加热1min；
④测得电能表的转盘在这1min内转了12转；
⑤加热1min后，水的温度达到60℃．
在用微波炉给水加热的1min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。
（3）微波炉给水加热的效率。（精确到1%）
【分析】（1）根据公式Q=cm（t﹣t0）可求水吸收的热量。 （2）由电能表的参数和电能表的转数可求消耗的电能。 根据公式P=可求实际功率。
（3）微波炉烧水的效率等于水吸收的热量与微波炉消耗电能的比值。
第页（共110页）
【解答】解：（1）水的质量m=250g=0.25kg，
水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.250kg×（60℃﹣20℃）=4.2×104J；
（2）微波炉1min消耗电能： W=t=1min=
=0.02kW•h=7.2×104J， h，
=1.2kW。
微波炉的实际功率P==
（3）烧水的效率： η=
×100%=
×100%=58%。
答：（1）水吸收的热量为4.2×104J。 （2）微波炉的实际功率为1.2kW。 （3）微波炉给水加热的效率为58%。
【点评】本题考查水吸收热量和微波炉消耗电能的关系，关键是比较二者的大小，释放的热量没有被全部吸收；再就是要学会分析电能表的参数。
25．（2017•郑州模拟）目前家用加湿器市场的产品众多，其中热发型加湿器也叫电热加湿器，技术最简单。其中工作原理是将水在加热仓中加热到100℃，沸腾变成泼水蒸气喷出，增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门能打开，水由储水箱进入到加热仓中，下表中是某品牌家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图。 相关参数 工作电压220V 工作频率50Hz 最大运行功率40W，电热转化效率80% 储水箱容量2.4L 满水工作时间高气雾
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量10h，低气雾量24h
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R1的电阻值；
（2）如果加热仓内冷水的温度20℃，用最大运行功率工作，经过7min，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的质量：{C水=4.2×103J/（kg•℃）；ρ水=1×103kg/m3，环境为标准大气压}
（3）当滑片移到最右端时，加湿器以最低气雾量工作，气雾调节器R2的阻值为726Ω，求加湿器在24小时内消耗多少度电？
【分析】（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器接入电路的阻值为0，只有电热丝工作，根据P=
求出其电阻值；
（2）根据电热转化效率80%，Q=W=Pt求出电热丝产生的热量，电热丝R1产生的热量全部被水吸收，在标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q﹣t0）求出水的质量；
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器和电热丝串联，根据I=求出电流，再根据P=I2R求出电路的电功率；根据W=Pt求出消耗的电能。 【解答】解：
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器接入电路的阻值为0，只有电热丝工作， 由P=R1=
=
可得，电热丝R1的电阻值：
=1210Ω；
吸
=cm（t
（2）由P=可得电热丝产生的热量： Q放=W=Pt=40W×420s=1.68×104J， 由题知电热转化效率η=则水吸收的热量：
Q吸=80%Q放=80%×1.68×104J=1.344×104J， 由Q吸=cm（t﹣t0）可得水的质量：
第66页（共110页）
=80%
m===0.04kg，
（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2和电热丝R1串联， 电路中的电阻R=1210Ω+726Ω=1936Ω， 电路中的电流： I==
=
A，
电路中的电功率： P=I2R=
×1936Ω=25W=0.025kW；
由P=可得，24小时电路消耗的电能： W=Pt=0.025kW×24h=0.6kW•h=0.6度。 答：（1）电热丝R1的电阻值1210Ω； （2）加热仓中水的质量是0.04kg； （3）加湿器在24小时内消耗0.6度电。
【点评】此题主要考查的是学生对电功率、电能、热量、质量、欧姆定律计算公式的理解和掌握，注意公式的变形，综合性较强，有一定难度。
26．（2017秋•获嘉县校级月考）电动豆浆机的实物图和简化电路图如图甲和乙所示，豆浆机工作过程可简化为单独加热、单独研碎、单独加热三个阶段，豆浆机内的电机内阻为2Ω，豆浆机整个制作豆浆的时间为20min，图丙是豆浆机工作过程中电流与时间的关系图象。[水的比热容c=4.2×103 J/（kg•℃）]
求：
（1）电热丝R1的阻值； （2）电机工作时的电功率；
（3）整个豆浆制作过程消耗的电能使多少kg的水从20℃升高到80℃。 【分析】（1）由图乙可知电热丝工作的电压，由图丙可知电热丝工作时的电流，根据欧姆定律求出电热丝R1的阻值；
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（2）由图丙可知电动机工作时的电流，根据P=UI求出电机工作时的电功率； （3）根据P=UI求出电热丝的电功率，由图丙可知电热丝和电动机工作的时间，根据W=Pt求出整个豆浆制作过程消耗的电能，由题意可知水吸收的热量，利用Q吸=cm（t﹣t0）求出加热水的质量。 【解答】解：
（1）由题知，豆浆机工作过程可简化为单独加热、单独研碎、单独加热三个阶段，所以结合图象可知，前5min和后5min均为单独加热阶段；
由图乙可知电热丝工作的电压U=220V，由图丙可知电热丝工作时的电流I1=4A， 由I=可得，电热丝R1的阻值： R1=
=
=55Ω；
（2）由图丙可知电动机工作时的电流I2=1A，工作电压为220V， 则电机工作时的电功率： PM=UI2=220V×1A=220W； （3）电热丝工作时的电功率： P1=UI1=220V×4A=880W，
由图丙可知，电热丝工作的时间t1=5min+（20min﹣15min）=10min=600s， 电动机工作的时间t2=20min﹣10min=10min=600s， 由P=可得，整个豆浆制作过程消耗的电能： W=P1t1+PMt2=880W×600s+220W×600s=6.6×105J， 由题意可知，水吸收的热量： Q吸=W=6.6×105J，
由Q吸=cm（t﹣t0）可得，加热水的质量： m=
=
≈2.6kg。
答：（1）电热丝R1的阻值为55Ω； （2）电机工作时的电功率为220W；
（3）整个豆浆制作过程消耗的电能使2.6kg的水从20℃升高到80℃。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式、电功公式和吸热公式的应用，从图
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象中获取有用的信息是关键。
27．（2017•曲靖）某白炽灯的电流与电压关系如图所示，白炽灯工作时灯丝要达到很高的温度才能发出白光。已知灯丝质量为1.5g，比热容为C=0.14×103J/（kg•℃）。求：
（1）灯丝的温度从20℃升高的2020℃，需要多少热量？
（2）上述过程中，若电能转化为热能的效率为80%，则灯泡消耗的电能是多少？ （3）要将此灯改装为一个调光台灯接入家庭电路，需要串联一个变阻器，灯泡的功率调到15W时，该变阻器接入电路的阻值应为多大？
【分析】（1）已知灯丝质量和比热容，利用Q=cm△t可求得灯丝的温度从20℃升高的2020℃，需要多少热量；
（2）根据（1）求得的灯丝吸收的热量和电能转化为热能的效率，利用η=可求得灯泡消耗的电能；
（3）由图象读出灯泡的实际功率为1.5W时，电路中的电流和灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻。 【解答】解：
（1）灯丝的温度从20℃升高的2020℃，灯丝吸收的热量：
Q=cm△t=0.14×103J/（kg•℃）×1.5×10﹣3kg×（2020℃﹣20℃）=420J； （2）由η=可得，灯泡消耗的电能： W=
=
=525J；
（3）由图象可知，当UL=150V时，I=IL=0.1A，
此时灯泡的实际功率为：P=ULIL=150V×0.1A=15W，满足要求；
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因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，变阻器两端的电压：U滑=U﹣UL=220V﹣150V=70V， 由I=可得，变阻器接入电路的阻值： R滑=
=
=700Ω。
答：（1）灯丝的温度从20℃升高的2020℃，需要420J热量； （2）灯泡消耗的电能是525J；
（3）该变阻器接入电路的阻值应为700Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出灯泡的实际功率为15W时两端的电压和通过的电流。
28．（2017•南开区二模）某中学九年级的几名学生在学习完电和热的相关知识后，对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容。 主要器材 相关资料
微波炉 额定电压220V 频率50Hz
电能表
220V 10（20）A
50Hz 600revs/kW•h
活动记录
①质量为500g的水，测得水的初温为20℃ ②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入
电路中，让其单独工作
③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到
60℃
④测得电能表的转盘在这1min内转了12转
在用微波炉给水加热的2min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×l03J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。 （3）微波炉的加热效率。
【分析】（1）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
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（2）600revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r，据此求出1min内转了12转消耗的电能，根据P=求出微波炉的实际功率； （3）先求出微波炉给水加热2min消耗的电能，根据η=的加热效率。
【解答】解：（1）加热水的质量m=500g=0.5kg，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（60℃﹣20℃）=8.4×104J； （2）因600revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r， 所以，1min内转了12转消耗的电能： W=
=0.02kW•h=7.2×104J，
×100%求出微波炉
微波炉的实际功率： P==
=1200W；
（3）微波炉给水加热2min消耗的电能： W′=2W=2×7.2×104J=1.44×105J， 微波炉的加热效率： η=
×100%=
×100%≈58.33%。
答：（1）水吸收的热量为8.4×l04J； （2）微波炉的实际功率为1200W； （3）微波炉的加热效率58.33%。
【点评】本题考查了吸热公式和电功率公式、效率公式的应用，从表格中获取有用的信息和明白电能表参数的含义是关键。
29．（2017•孝感）小芳给爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图甲所示，足浴器某次正常工作时，加热功率为控制面板上发光指示灯所对应的功率，控制面板显示如图乙所示，求
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（1）此时足浴器的工作电流。（计算结果保留一位小数）
（2）足浴器装入最大容量初温为25℃的水，将其加热到控制面板上显示的温度时，水所吸收的热量。[C水=4.2×103J/（kg•℃）] （3）上述加热过程用时15min，该足浴器热效率。
（4）整个加热过程中，水温降至40℃时，足浴器自动加热至45℃，水温随时间变化的图象如图丙所示，当水温第一次加热至45℃时，小芳开始给爷爷足浴1小时，求这次足浴给水加热消耗的电能。
【分析】（1）由图乙可知足浴器的功率，根据P=UI求出此时足浴器的工作电流； （2）足浴器装入最大容量的水时水的体积和其容积相等，根据m=ρV求出水的质量，由图乙可知水的末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水所吸收的热量； （3）根据W=Pt求出电热足浴器消耗的电能，然后根据η=浴器的热效率；
（4）由（2）（3）的计算可知，水温从25℃加热到45℃时，需要加热时间为15min，从而得出水温从40℃加热到45℃时需要的加热时间，从而得出图丙中足浴时一个加热循环的时间，进一步求出足浴1h内加热循环的个数，据此求出循环过程中需要的加热时间，据此求出这次足浴给水加热的总时间，最后根据W=Pt求出这次足浴给水加热消耗的电能。
【解答】解：（1）由图乙可知，足浴器的功率P=500W， 由P=UI可得，此时足浴器的工作电流： I==
≈2.3A；
×100%求出该足
（2）足浴器装入最大容量时水的体积：
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V=5L=5dm3=5×10﹣3m3， 由ρ=得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg， 则水所吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（45℃﹣25℃）=4.2×105J； （3）加热时间t′=15min=900s， 由P=得，电热足浴器消耗的电能： W=Pt′=500W×900s=4.5×105J， 则该足浴器的热效率： η=
×100%=
×100%≈93.3%；
（4）由（2）（3）的计算可知，水温从25℃加热到45℃时，温度的变化量△t=20℃，需要加热时间为15min，
则水温从40℃加热到45℃时，温度的变化量△t′=5℃，需要加热时间为t1=×15min=3.75min，
由图丙可知，足浴时一个加热循环的时间为10min+3.75min=13.75min， 足浴1h内加热循环的个数n=
≈4.4个，
即1h内4个循环后剩余5min，剩余的5min内不需要加热，需要的加热时间t2=4×3.75min=15min，
所以，这次足浴给水加热的总时间t总=t′+t2=15min+15min=30min=1800s， 这次足浴给水加热消耗的电能： W′=Pt总=500W×1800s=9×105J。
答：（1）此时足浴器的工作电流为2.3A；
（2）当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×105J； （3）上述加热过程耗时15min，该足浴器的热效率为93.3%； （4）这次足浴给水加热消耗的电能为9×105J。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了学生对吸热公式、电功公式、电功率公式以及效率公式的灵活运用，关键是从题目图片中找出有用的
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信息，与生活实际相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位统一。 30．（2017•河南二模）如图是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1=22Ω，R2=55Ω．求：
（l）当S旋转到 2 （选填“l”、“2”或“3”）的位置时流出的水是温水，并计算温水档的功率。
（2）试计算流出水为热水时，该水龙头1min消耗的电能；
（3）若该水龙头1min能放。出约1kg的水，加热效率为75%，试计算流出水为热水时，水升高的温度。
【分析】（1）根据开关位置的改变，判断出电路的连接情况，然后根据P=UI=判断功率的大小，由此可知热水或温水的档位；根据P=率。
（2）知道R1=22Ω，R2=55Ω，利用I=分别求出通过电阻的电流，然后根据串联电路的电流特点求总电流，利用焦耳定律求工作1min产生的热量。
（3）当S旋到热水档时，由W=Pt计算正常工作1min消耗的电能；由Q=cm（t﹣t0）计算水升高的温度。 【解答】解：
（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P=
可
可求得温水档的功
知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据P=以此时放出的是热水； 温水档的功率P温=
可知：此时功率最大，所
==2200W；
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（2）S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路， 根据欧姆定律得：I1=I2=
=
=4A，
=
=10A，
所以I=I1+I2=10A+4A=14A。
水龙头1min消耗的电能：W=UIt=220V×14A×60s=1.848×105J。 （3）当S旋到热水档时，1min消耗的电能为：W=1.848×105J， 水吸收的热量为：
Q吸=Wη=1.848×105J×75%=1.386×105J， 由Q吸=cm（t﹣t0）得： △t=
=
=33℃。
答：（1）2；温水档的功率为2200W；
（2）该水龙头1min消耗的电能为1.848×105J； （3）水升高的温度为33℃。
【点评】本题考查了并联电路特点、欧姆定律、电功率和热量公式的应用，正确分析电路，找到出热水和温水电路的状态是关键。
31．（2017•遵义）有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg•℃）。求： （1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量； （2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间； （3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。
【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据η=
×100%求出消耗的电能，根据P=求出需要的加热时间；
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（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P=UI=
可知，电路的总功率最大，热水器处于高档，根据P=UI=
求出电
热丝R1的功率，高档功率减去电热丝R1的功率即为电热丝R2的功率；只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路，根据并联电路中各支路工作、互不影响可知此时电热水器的电功率。 【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（75℃﹣20℃）=4.62×105J； （2）由η=W=
=
×100%可得，消耗的电能：
=5.775×105J，
由P=可得，需要的加热时间： t′==
=525s；
（3）由电路图可知，闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，热水器处于高档， 此时电热丝R1的功率P1=
=
=880W，
因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电热丝R2的功率P2=P高﹣P1=1100W﹣880W=220W； 只闭合S、S2时，电路为R2的简单电路， 因并联电路中各支路工作、互不影响， 所以，电热水器的电功率为220W。
答：（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收4.62×105J的热量； （2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要525s； （3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是220W。
【点评】本题考查了吸热公式、效率公式、电功公式、电功率公式的应用，正确的判断出热水器高档时电路的连接方式是关键。
32．（2017•河南模拟）学习了电功率的知识后，小亮想利用家中的电能表（如图所示）测量电水壶的电功率和热效率，他把质量为1kg，温度是20℃的冷水
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倒入电水壶中，然后把家中的用电器与电源断开，仅让电水壶工作，用时5min将这壶水烧开（在标准气压下），他观察到电能表转盘转了70转，试求： （1）将这壶水烧开，水吸收的热量是多少？ （2）电水壶5min消耗的电能为多少？ （3）电水壶的电功率为多少？
【分析】（1）知道水的质量、初温、末温（在标准气压下水的沸点为100℃）以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）600Revs/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转600r，据此求出转盘转70r消耗的电能； （3）根据P=求出电水壶的电功率。
【解答】解：（1）在标准气压下水的沸点为100℃，则水吸收热量： Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃） =3.36×105J；
（2）电能表转盘转了70转消耗电能： W=
kW•h=
×3.6×106J=4.2×105J；
（3）电水壶的电功率： P==
=1400W。
答：（1）将这壶水烧开，水吸收的热量是3.36×105J； （2）电水壶5min消耗的电能为=4.2×105J； （3）电水壶的电功率1400W。
【点评】本题考查了吸热公式和电功率公式的应用，明白电能表参数的含义是关键。
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33．（2017•岳阳）养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。如图是某款养生壶及其铭牌，求： （1）养生壶正常工作时的电阻；
（2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水=4.2×103J/（kg•℃）】
（3）用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大。（设养生壶的电阻和加热效率不变）。 型号 额定电压 频 率 额定功率 容 量
CH﹣M16 220V 50Hz 1000W 1.2L
【分析】（1）已知养生壶的额定功率和额定电压，由电功率公式的变形公式可以求出养生壶的电阻；
（2）已知水的质量、水的比热容和水温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；
求出电热水壶产生的热量，然后应用功率公式的变形公式求出电热水壶正常工作的时间。
（3）求出用电高峰，实际电功率，然后可求得其实际电压，分别求得电路实际总电功率和电养生壶的实际电功率，然后可知液晶电视机的实际电功率，再利用P=UI可求通过液晶电视机的电流。 【解答】解：
第78页（共110页）
（1）由P=R=
=
可得，养生壶正常工作时的电阻： =48.4Ω。
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）=2.73×105J， 由η=W=
=
可得，养生壶消耗的电能：
=3×105J，
由P=可得，养生壶工作时间： t==
=300s；
（3）在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20℃加热到85℃，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3×105J， 则养生壶的实际功率： P实=
=
=
W≈826W，
可得实际电压： =200V，
养生壶的电阻不变，由P=U实=
=
此过程共耗电3.726×105J，则电路的总功率： P总=
=
=1026W，
因为P总=P实+P液晶，
所以液晶电视机的实际功率： P液晶=P总﹣P实=1026W﹣826W=200W， 由P=UI可得，通过液晶电视机的电流： I=
=
=1A。
答：（1）养生壶的电阻是48.4Ω
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（2）工作时间是300s。
（3）实际电压是200V，通过液晶电视机的电流是1A。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活息息相关，使学生觉得学了物理有用，在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。
34．（2017•兰州）某品牌电磁炉铭牌部分参数如图所示，现将其接入220V电路中给锅内25℃的水加热5min，锅内的水温度升高到88℃，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）假设电磁炉工作时产生的热量全部被水吸收，那么锅内水的质量是多少？
【分析】（1）已知电磁炉的额定功率，利用P=公式变形可求得电磁炉在5min内消耗的电能；
（2）根据电热转化效率可求得水吸收的热量，再利用Q=cm△t可求得锅内水的质量。 【解答】解：
（1）已知P=2100W，t=5min=300s，
由P=可得，电磁炉在5min内消耗的电能： W=Pt=2100W×300s=6.3×105J； （2）已知η=84%，由η=
可得，水吸收的热量：
Q吸=W×84%=6.3×105J×84%=5.292×105J， 由Q吸=cm△t可得，锅内水的质量： m=
=
=2kg。
答：（1）电磁炉在5min内消耗的电能为6.3×105J； （2）锅内水的质量是2kg。
【点评】本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到吸热公式、电能的计算、效率的计算，明白电磁炉铭牌部分参数的含义是解题的关键。
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35．（2017•安阳二模）如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。图乙是其简化的电路图，表中是该防雾镜的相关数据，请你完成下列问题。
（1）防雾镜防雾的原理是升高镜面温度，防止水蒸气 液化 。 （2）求防雾镜正常工作时的电流。
（3）经测试，在一个10℃环境下，正常工作2min，可以使平面镜的平均温度升高到30℃．求电热膜给平面镜加热的效率[玻璃的比热容为0.75×103J/（kg•℃）]。
（4）如图丙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，使电热膜的功率能在原功率的25%～100%之间变化。请求出R的最大阻值。 【分析】（1）水蒸气遇冷液化成的小水珠； （2）根据I=求出防雾镜正常工作时的电流；
（3）根据Q吸=cm（t2﹣t1）求出平面镜吸收的热量，根据W=Pt求出电热膜消耗的电能，利用效率公式求出电热膜给平面镜的加热效率；
（4）由电路图可知，电热膜与滑动变阻器串联，根据欧姆定律可知当滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路中电流最小，根据P=I2R可知此时电热膜的电功率最小；根据R=
求出电热膜的电阻，由题意得出电热膜的最小电功率，根
据P=I2R的变形式得出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，最后根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：（1）防雾镜防雾的原理是升高镜面温度，防止水蒸气遇冷液化成小水珠；
（2）由P=UI可得，正常工作时的电流： I==
≈1.8A；
（2）平面镜吸收的热量：
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Q吸=cm（t2﹣t1）
=0.75×103J/（kg•℃）×1kg×（30℃﹣10℃）=1.5×104J， 由P=可得，电热膜消耗的电能： W=Pt=400W×120s=48000J， 电热膜给平面镜的加热效率： η=
=
×100%=31.25%； 可得，电热膜的电阻： =121Ω；
（3）由P=R0=
=
当R的阻值最大时，通过电热膜的电流最小，此时电热膜的功率最小，则 P小=Pη小=400W×25%=100W， 此时通过它的电流： I小=
=
=
A，
由I=可得，电路中的总电阻： R总=
=
=242Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，变阻器的最大阻值： R=R总﹣R0=242Ω﹣121Ω=121Ω。 答：（1）液化；
（2）防雾镜正常工作时的电流为1.8A； （3）电热膜给平面镜的加热效率为31.25%； （4）R的最大阻值为121Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、热量的计算、效率公式的应用，关键是公式及其变形式的灵活运用，难点是滑动变阻器最大阻值时电热膜电功率的判断。
36．（2017•南岸区二模）如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄
第82页（共110页）
可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω，温水档的电功率是2.2kW．求： （1）当流出水为温水时，接入电阻的值；
（2）当流出水为温水时，该水龙头1min消耗的电能若由燃油燃烧提供，所需燃油的质量；（燃油的热值为4.4×107 J/kg）
（3）若该水龙头1min能放出约1kg的温水，效率为84%，则温水升高的温度。
【分析】（1）知道温水档的电功率，根据P=UI=的值；
求出流出水为温水时接入电阻
（2）当流出水为温水时，根据W=Pt求出该水龙头1min消耗的电能，也是燃油燃烧释放的热量，根据Q放=mq求出所需燃油的质量； （3）根据η=度。
【解答】解：（1）由P=UI=R=
=
=22Ω；
可得，流出水为温水时接入电阻的值：
×100%求出水吸收的热量，利用Q吸=cm△t求出温水升高的温
（2）当流出水为温水时，由P=可得，该水龙头1min消耗的电能： W=Pt=2200W×60s=1.32×105J， 由题意可知，燃油燃烧释放的热量： Q放=W=1.32×105J，
由Q放=mq可得，所需燃油的质量： m=
=
=0.003kg=3g；
×100%可得，水吸收的热量：
（3）由η=
Q吸=ηW=84%×1.32×105J=110880J，
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由Q吸=cm△t可得，温水升高的温度： △t=
=
=26.4℃。
答：（1）当流出水为温水时，接入电阻的值为22Ω；
（2）当流出水为温水时，该水龙头1min消耗的电能若由燃油燃烧提供，所需燃油的质量为3g；
（3）若该水龙头1min能放出约1kg的温水，效率为84%，则温水升高的温度为26.4℃。
【点评】本题考查了电功率公式、电功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式、吸热公式的综合应用，涉及到的知识点较多，有一定的难度。 37．（2017•周口一模）如图甲是用来焊接PVC塑料管道的热容器外观照片。其内部电路如图乙，S1是手动电源开关。S2是温控开关，作用是完成“加热模式”和“保温模式”之间的切换。L是指示灯（在S1闭合情况下L始终能正常发光，灯丝电阻不变），R1是限流电阻。如图是相关元件的物理参数。
（元件）
项目 电源电压
参数
220V
加热功率 1210W（不含L及R的功率） L灯 R2
（1）求R1的阻值；
（2）求保温功率（不含L和R1的功率）；
（3）某次热容器在正常加热状态，需要将80g的PVC塑料从温室20℃加热到170℃，加热效率为60%，请计算需要加热的时间？（PVC塑料的比热容为1.2
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0.1A 2W 202Ω
×103J/（kg•℃），小数点保留一位）
【分析】（1）由图可知，灯L与R1串联在照明电路中，L正常发光，根据P=UI求出灯泡L的额定电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出R1的阻值：
（2）S2闭合时，电阻R2被短路，只有电热丝R3工作，总电阻最小，由P=知，电路的总功率最大，处于加热状态，根据P=
可
求出R3的阻值；S2断开
时，电阻R2与R3串联，总电阻最大，处于保温状态，根据电阻的串联和P=求出保温功率；
（3）知道PVC塑料的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出吸收的热量，根据η=时间。
【解答】解：（1）由图可知，灯L与R1串联在照明电路中，L正常发光， 因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，灯泡L的额定电压： UL=
=
=20V，
×100%求出消耗的电能，利用P=求出需要的加热
因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R1两端的电压： U1=U﹣UL=220V﹣20V=200V， 由I=得，R1的阻值： R1=
=
=2000Ω；
（2）S2闭合时，电阻R2被短路，只有电热丝R3工作，总电阻最小，处于加热状态， 由P=R3=
可得，R3的阻值： =
=40Ω，
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S2断开时，电阻R2与R3串联，总电阻最大，处于保温状态， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，保温功率： P保=
=
=200W；
（3）PVC塑料吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=1.2×103J/（kg•℃）×80×10﹣3kg×（170℃﹣20℃）=14400J， 由η=W=
=
×100%可得，消耗的电能：
=24000J，
由P=可得，需要的加热时间： t′=
=
=19.8s。
答：（1）R1的阻值为2000Ω； （2）保温功率为200W； （3）需要的加热时间为19.8s。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、效率公式、吸热公式、电功公式的应用，正确的判断电路的连接方式是关键。
38．（2017•信阳一模）如图甲为无内胆温热饮水机，其好处是无内胆杜绝了水反复烧滚，既节约电能又安全卫生。内部电路原理如图乙，电热丝R1、R0绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过选择“温热水选择开关S”断开或闭合的状态，可以选择出温水或热水，该进水机的铭牌如表所示：
沁园B78无内胆温热饮水机 额定电压
220V 额 2200W
定热水制热功
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率
额定频率
50Hz 热 95℃～
水98出℃ 水温度
防触电保护类型
Ⅰ类 额 500W
定温水制热功率
温40℃～
水45出℃ 水温度
已知：电热丝R1、R0电阻不随温度变化，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ=1×103kg/m3，取g=10N/kg．则：
（1）“温热水选择开关S” 闭合 （填“断开”或“闭合”）时为出热水。
（2）饮水机正常工作，出热水时电热丝中的电流是多少？电热丝R1的电阻是多
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少？
（3）现在需要95℃的热水800mL，已知水的初温时20℃，水需要吸收多少热量？如果电能转化为水的内能的效率是90%，饮水机正常工作时，得到这些热水需要多少时间？
【分析】（1）由电路图可知，温热水选择开关S闭合时，电路为R0的简单电路，温热水选择开关S断开时，R1与R0串联，根据电阻的串联比较两种情况下电路中的总电阻关系，根据P=UI=饮水机处于加热状态；
（2）饮水机正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出出热水时电热丝中的电流，根据P=UI=
求出R0的阻值，根据UI=
求出出温水时的总电阻，
可知，电压一定时，电阻越小，功率越大，
利用电阻的串联求出电热丝R1的电阻；
（3）知道热水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据η=热过程中消耗的电能，利用P=求出需要的加热时间。
【解答】解：（1）温热水选择开关S闭合时，电路为R0的简单电路，温热水选择开关S断开时，R1与R0串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，温热水选择开关S闭合时，电路中的总电阻最小， 由P=UI=
可知，功率最大，饮水机出热水；
×100%求出加
同理可知，温热水选择开关S断开时，饮水机出温水； （2）饮水机正常工作，出热水时，电路为R0的简单电路， 由P=UI可得，出热水时电热丝中的电流：
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I===10A， 可得，R0的阻值： =
=22Ω，
由P=UI=R0=
饮水机出温水时，R1与R0串联，电路中的总电阻： R=
=
=96.8Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电热丝R1的电阻： R1=R﹣R0=96.8Ω﹣22Ω=74.8Ω； （3）水的体积： V=800mL=800cm3， 由ρ=得，水的质量：
m=ρV=1.0g/cm3×800cm3=800g=0.8kg， 水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（95℃﹣20℃）=2.52×105J； 由η=W=
=
×100%可知，消耗的电能：
=2.8×105J，
由P=可得，需要的时间： t′=
=
≈127.3s。
答：（1）闭合；
（2）饮水机正常工作，出热水时电热丝中的电流是10A，电热丝R1的电阻是74.8Ω；
（3）水需要吸收2.52×105J的热量；饮水机正常工作时得到这些热水需要127.3s。 【点评】本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，从表格中获取有用的信息以及正确的判断饮水机处于不同档位时电路
第页（共110页）
的连接方式是关键。
39．（2017•河南一模）某电热加湿器的工作原理是：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。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，l、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。请你根据图中有关信息，解决以下问题。 额定电压 额定最大发热功率
水箱容积 适用面积
220伏 400瓦 4升 40～60米2
（1）求电阻R1的阻值多少；
（2）要实现加湿器在低档加热，则开关S应旋转至触点 2、3 端（“1、2”、“2、3”或“3、4”）位置，低档时的最大发热功率是多少？
（3）如果某次使用加湿器时电热槽中装有0.2L温度为20℃的水，则在高档工作时把水加热到沸腾需要多长时间？（标准大气压，不计热损失，C水=4.2×103J/（kg•℃））
【分析】（1）由电路图可知，旋转型开关接触3、4两个触点时，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P=UI=
可知，电热加湿器的功率最大，
求出
处于最大发热功率，由表格数据可知额定最大发热功率，根据P=UI=电阻R1的阻值； （2）由P=UI=
可知，加湿器在低档加热时，电路中的总电阻最大，据此分析
求出低档时的最大发热功率；
电路图得出答案；根据电阻的串联和P=UI=
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（3）根据m=ρV求出水的质量，利用Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，不计热损失W=Q吸，利用P=求出需要的加热时间。 【解答】解：
（1）旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P=
可知，电热加湿器的功率最大，处于高温挡，
由表格数据可知，额定最大发热功率P高=400W， 由P=R1=
=
可得，电阻R1的阻值：
=121Ω；
（2）由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大， 由P=UI=
可知，加湿器的总功率最小，处于低档加热；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R2=3R1， 所以，低档时的最大发热功率： P低=
=
=
=100W；
（3）加热水的体积： V=0.2L=0.2dm3=2×10﹣4m3， 由ρ=可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3=0.2kg，
标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×104J， 不计热损失，由W=Q吸=Pt可得，需要的加热时间： t′=
=
=
=168s。
答：（1）电阻R1的阻值为121Ω；
（2）2、3；低档时的最大发热功率是100W； （3）在高档工作时把水加热到沸腾需要168s。
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【点评】本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、电功公式的综合应用，分清电热加湿器处于不同状态时电路的连接方式是关键。
40．（2017•平顶山一模）铸铁养生茶壶起源于古老的中国，经过中国民间工艺大师的精心雕琢和传统工艺的完善，把历史底蕴的“中国功夫茶文化”与现代“铁粉补给”的健康理念有机地糅合在一起，古朴典雅的铁瓶+芬芳馥郁的香茗+铁粉补给，返璞归真于环保﹣绿色﹣健康的“中国铁瓶茶道”而风靡于欧美及东南亚。小红的爸爸近日买了一把铸铁壶和与之配套的加热设备电陶壶，如图所示，其铭牌如表所示。
电陶炉 额定电压 频率 额定功率
铸铁壶 型号
YYG﹣1600
容量 壶体质量
1600mL 2kg 220V 50Hz 1500W
小红对这套烧水设备及感兴趣，并进行了探究。首先按要求在铸铁壶中加满初温为20℃的水，在额定电压下用了8min的时间将水烧开【设当时的气压为标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃）】，求： （1）水吸收的热量；
（2）将水烧开所消耗的电能； （3）这套烧水设备的效率；
（4）水烧开后，小红小心地把铸铁壶提下来，奇怪地发现水烧开后整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，你能解释此现象吗？ 壶把所用材料的导热性比壶体差 。
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【分析】（1）根据多铭牌字样，由m=ρV求出水的质量，再由Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）用电器在额定电压下工作时，其实际功率与额定功率相等，由W=Pt计算所消耗的电能；
（3）根据水吸收的热量和其间所消耗的电能，由η=率；
（4）导热性是物体的一种属性，不同的物体导热性能不同，据此答题。 【解答】解：
（1）铸铁壶中加满水时，水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m3×1600×10﹣
6m3=1.6kg，
×100%计算该设备的效
在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.6kg×（100℃﹣20℃）=5.376×105J；
（2）由表格数据可知，在额定电压下工作8min所消耗的电能： W=Pt=1500W×8×60s=7.2×105J； （3）这套烧水设备的效率： η=
×100%=
×100%≈75%；
（4）不同物体的导热性能不同，水烧开后整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，表明壶把所用材料的导热性比壶体差。 答：（1）水吸收的热量为5.376×105J； （2）将水烧开所消耗的电能为7.2×105J； （3）这套烧水设备的效率为75%；
（4）整个壶体都很烫，但壶把却是温温的，表明壶把所用材料的导热性比壶体差。
第93页（共110页）
【点评】本题考查热量、电功及热效率的计算，要会从表格数据中获取信息，理解用电器正常工作时，其实际功率等于额定功率。
41．（2017•宝丰县一模）如图是中国家用电炖锅的内部电路，R1，R2为加热电阻（阻值不随温度变化），如表给出了电炖锅在不同挡位时开关的状态及所对应的额定功率，其中“自动挡”功率未知。
额定功率 开关状态
保温挡 200W
自动挡
快煮挡 800W
S、S2闭合，S1断开 S、S1闭合，S2断开 S、S1、S2均闭合
（1）求“自动挡”状态下的额定功率及R2的阻值；
（2）在“快煮挡”状态下工作7min消耗的电能可让质量为2kg、初温为50℃的水升高到多少摄氏度？[c水=4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失]
（3）傍晚用电高峰，若实际电压为198V，求电炖锅在“保温挡”状态下的实际功率。
【分析】（1）由图可知，保温档时，S、S2闭合，S1断开，只有R2接入电路，其功率即为R2的功率，由R=
计算电阻值；快煮档时，S、S1、S2均闭，R1与
R2并联接入电路，其总功率为R1和R2的功率之和，自动档时，S、S1闭合，S2断开，电路中只有R1接入电路，此时电路功率即为R1电功率，由此计算； （2）不计热量损失，则消耗的电能W与水吸收的热量相等，即W=Q，由此计算；
（3）电炖锅在“保温挡”状态下只有R2接入电路，由P=
计算电功率。
【解答】解：（1）S、S2闭合，S1断开时，电路只有R2接入电路，由表格数据可知，R2的电阻： R2=
=
=242Ω，
第94页（共110页）
快煮档时，S、S1、S2均闭，R1与R2并联接入电路，其总功率为R1和R2的功率之和，即P1+P2=800W，
保温档时，S、S2闭合，S1断开，只有R2接入电路，其功率即为R2的功率，即P2=200W，
自动档时，S、S1闭合，S2断开，电路中只有R1接入电路，此时电路功率即为R1
电功率，P1=800W﹣200W=600W；
（2）在“快煮挡”状态下工作7min消耗的电能， W=Pt=800W×7×60s=3.36×105J， 水吸收的热量：Q=W=3.36×105J， 由Q=cm（t末﹣t初）可得： t末=
+t初=
+50℃=90℃。
（3）电炖锅在“保温挡”状态下只有R2接入电路， P实=
=
=162W。
答：（1）“自动挡”状态下的额定功率为600W，R2的阻值为242Ω；
（2）在“快煮挡”状态下工作7min消耗的电能可让质量为2kg、初温为50℃的水升高到90℃；
（3）实际电压为198V，电炖锅在“保温挡”状态下的实际功率为162W。 【点评】本题考查并联电路规律的运用，要掌握功率、热量的计算，理解用电器正常工作时，其实际功率与额定功率相等。
42．（2017春•长葛市月考）保温瓶中盛有25℃的冷水2kg，标准大气压下，小敏用电功率为800W的热得快给水加热，热得快放热的90%使水温升高，15min后水温升高了多少度？【已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）】
【分析】已知热得快的电功率和工作时间以及转化效率，根据公式W=Pt可求释放的热量，热得快放热的90%使水温升高，根据公式Q=cm△t可求升高的温度。
【解答】解：由P=可得，
热得快释放的热量W=Pt=800W×15×60s=7.2×105J，
第95页（共110页）
所以水吸收的热量Q=ηW=90%×7.2×105J=6.48×105J， 由cm△t可得， 升高的温度△t=
=
≈77℃。
答：15min后水温升高了77度。
【点评】本题考查消耗电能、升高温度的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要注意单位的换算，最容易出错的是温度升高了多少度和升高到多少度的区别，解题时一定要注意。
43．（2017•虞城县二模）某中学学生在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容。 主要器材 相关资料
微波炉 额定电压220V 频率50Hz
电能表
220V 10（20）A
50Hz 600revs/kW•h
活动记录
①取体积为0.5L的水，测得水的初温为20℃ ②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作
③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到60℃
④测得电能表的转盘在1min内转了12转
在用微波炉给水加热的2min内，求：
（1）水吸收的热量。[c水=4.2×l03J/（kg•℃）] （2）微波炉的实际功率。 （3）微波炉的加热效率。
【分析】（1）根据表中数据，先利用m=ρV求出水的质量，再由公式Q=cm（t﹣t0）可求水吸收的热量；
（2）由电能表的参数和电能表的转数可求消耗的电能，根据公式P=可求实际功率；
（3）微波炉烧水的效率等于水吸收的热量与微波炉消耗电能的比值。
第96页（共110页）
【解答】解： （1）水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.5kg， 水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（60℃﹣20℃）=8.4×104J； （2）微波炉1min消耗电能： W=
=0.02kW•h=7.2×104J，
微波炉的实际功率： P==
=1200W；
（3）微波炉工作2min消耗的电能： W总=2×W=2×7.2×104J=1.44×105J， 微波炉的加热效率： η=
×100%=
×100%≈58%。
答：（1）水吸收的热量为8.4×104J； （2）微波炉的实际功率为1200W； （3）微波炉的加热效率为58%。
【点评】本题考查了热量、功率、效率的计算，涉及的公式较多，要正确辨析各物理量的关系，综合性强。
三．解答题（共7小题）
44．（2018•河南模拟）电压力锅结合了普通压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具之一。电压力锅比普通锅节电30%以上。如图是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。其中R1是主加热器，R2是保压加热器。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾。
额定电压
220V
第97页（共110页）
主加热器额定功率 保压加热器额定功率
保压温度 最大容积
900W 200W 105℃ 5L
（1）压力锅易将食物煮熟的原因是压力锅通过增大锅内气压使水的沸点 升高 （选填“升高”或“降低”）。
（2）在加热状态时通过该电压力锅的电流为多大？保压加热器R2工作时的电阻为多少？
（3）在该电压力锅中装入3kg初温为20℃的水，当加热到保压温度时，水吸收了多少热量？（c水=4.2×103J/kg•℃）
（4）上述加热水的过程中电压力锅正常工作了20min，则该电压力锅的加热效率是多大？
【分析】（1）液体的沸点与气压有关，气压越高沸点越高；
（2）开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电压力锅处于加热状态，加热状态时的功率等于主加热器额定功率和保压加热器额定功率之和，根据P=UI求出电压力锅中的电流；开关S与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，根据P=UI=
求出保压加热器R2工作时的电阻；
（3）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（4）加热水的过程中，根据W=Pt求出电压力锅正常工作20min消耗的电能，利用η=
×100%求出该电压力锅的加热效率。
【解答】解：（1）高压锅密闭较好，内部压强大，水的沸点高，这样高压锅内的温度就会更高一些，就会更快煮熟食物，
所以高压锅是利用增大锅内气体的压强，提高水的沸点来提高锅内温度的； （2）开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电压力锅处于加热状态，
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因电路的总功率等于各用电器功率之和，且P主加热=900W，P保压加热=200W， 则电压力锅在加热状态时的功率： P加热=P主加热+P保压加热=900W+200W=1100W，
所以，由P=UI可得，在加热状态时通过该电压力锅的电流： I=
=
=5A；
开关S与a、b断开，并与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电路的电功率P保压加热=200W， 由P=UI=R2=
可得，保压加热器R2工作时的电阻： =
=242Ω；
（2）当加热到保压温度时，水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃﹣20℃）=1.071×106J； （3）加热水的过程中，电压力锅正常工作20min消耗的电能： W=P加热t′=1100W×20×60s=1.32×106J， 则该电压力锅的加热效率： η=
×100%=
×100%≈81.1%。
答：（1）升高；
（2）在加热状态时通过该电压力锅的电流为5A，保压加热器R2工作时的电阻为242Ω；
（3）在该电压力锅中装入3kg初温为20℃的水，当加热到保压温度时，水吸收了1.071×106J的热量；
（4）上述加热水的过程中电压力锅正常工作了20min，则该电压力锅的加热效率是81.1%。
【点评】本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到沸点与压强的关系、电功率公式、吸热公式、电功公式和效率公式的应用，正确的判断出压力锅加热时的电功率是关键。
45．（2018•镇平县三模）电热加湿器在工作时，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气扩散装置喷入空气中，
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从而提高空气湿度。下表是某电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，S为旋转型开关，实现关、低、高挡的转换。
额定电压 额定最大加热功率
水箱容积 适用面积
220V 400W 4L 40～60m2
（1）开关接 3、4 （选填“2、3”或“3、4”）为高挡。
（2）当1L初温为20℃的水进入电热槽中加热至60℃，电热加湿器在高挡工作时至少需要加热多长时间？
（3）电热加温器在低挡时的功率是多少？
（4）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其温度升高，请提出一条改进的建议。
【分析】（1）分析图示电路结构，根据电功率公式分析答题；
（2）根据密度公式求出电热槽中水的质量；根据Q吸=cm（t2﹣t1）求出电热槽中水吸收的热量；不考虑热量的损失，水吸收的热量和消耗的电能相等，根据W=Pt求出加热所用的时间；
（3）当加湿器在低档时，R1与R2串联，根据电阻的串联特点和P=R2的阻值相同求出低档时的发热功率；
（4）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以根据液体的沸点随压强的降低而降低进行改进或改变加湿方式 【解答】解：
（1）由图示电路图可知，选择开关S旋到3、4位置时，R2被短路，只有一个加热电阻接入电路，此时电路电阻最小，由P=电热加湿器处于高挡； （2）由ρ=可得1L水的质量：
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结合R1、
可知，此时电热槽的功率最大，
m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg； 水吸收的热量：
Q吸=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃﹣20℃）=1.68×105J； 不考虑热量的损失，水吸收的热量和消耗的电能相等，则Q吸=W=Pt， 加热所用的时间： t==
=
=420s；
（3）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1， 由P=R1=
=
可得，R1的阻值：
=121Ω，
当加湿器在低档时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1=R2， 所以，低档时的发热功率： P低=
=
=200W；
（4）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点（以减少加湿器向外放出的热量），或者将这种电热加湿器换为超声波加湿器，达到改进的目的。 故答案为：（1）3、4；
（2）电热加湿器在高挡工作时至少需要加热420s的时间； （3）加湿器在低档时的发热功率为200W；
（4）可以降低电热槽内气压降低水的沸点或者将这种电热加湿器换为超声波加湿器。
【点评】本题考查了电功公式和吸热公式、电阻的串联、电功率公式的应用等，关键是知道从加热到沸腾最短时间的条件和看明白加湿器的工作特点，同时要注意压强和沸点的关系。
46．（2018•柘城县三模）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃，由工作电路和控制电路组成工作电路中的电热器
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上标有“220V2000W”的字样；控制电路中热敏电阻R1作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）。
（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R1=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应 增大 （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。 【分析】（1）根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量；根据Q=W=Pt求出1min电热丝R0产生的电热，利用η=
求电热器的加热效率；
（2）从乙图直接读出恒温箱中温度在25℃时热敏电阻的阻值，根据电阻的串联求出总阻值，衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流，根据欧姆定律求出电源电压；
（3）将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向。 【解答】解： （1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（25℃﹣20℃）=2.1×106J， 由P=可得，电热器消耗的电能：
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W=Pt=2000W×20×60s=2.4×106J， 电热器的加热效率： η=
×100%=
×100%=87.5%；
（2）当水温达到25℃时停止加热，由图乙可知，热敏电阻的阻值为：Rt=80Ω， 因为串联电路的总阻值等于各电阻之和，所以电路中的总电阻：R=Rt+R1=80Ω+280Ω=360Ω，
衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流为：I=100mA=0.1A， 由欧姆定律得，电源电压：U=IR总=0.1A×360Ω=36V；
（3）将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，即将启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小， 由I=
可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路
总
的阻值应增大。
答：（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，电热器的加热效率是87.5%；（2）控制电路中的电源电压U是36V；（3）增大。
【点评】本题难度较大，既需要从电磁铁的性质上进行分析，还要对电磁继电器的原理进行分析。能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键。
47．（2018•金水区校级模拟）如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0.5kg，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图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω，R2=44Ω。
（1）高温水蒸气熨烫衣服时，先后经过 汽化 和 液化 两种物态变化最终将衣服熨平；
（2）两个电路中所选熔断器里熔丝允许通过的最大电流为8.5A，请通过计算说明甲、乙哪种电路符合设计师的选择；（计算结果保留一位小数）
（3）若不计热损失，将水箱中0.25kg的水从20℃升高到100℃，挂烫机至少需要多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
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【分析】（1）挂烫机首先将水汽化成水蒸气，水蒸气然后遇冷液化成水滴，放出热量，将衣服熨平；
（2）根据所选档位的电阻，根据欧姆定律求出最大电流； （3）根据P=
求出电功率，再根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，然后利
用P=计算时间。 【解答】解：
（1）挂烫机中装的是液态的水，它首先通过加热将液态水变成水蒸气，属于汽化现象；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，属于液化现象，放出大量的热，从而把衣服熨平；
（2）如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路为只有电阻R2工作的简单电路，此时的电路中的电流最大，则电路中的最大电流：I大=
=
=5A；
如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，R1、R2并联，此时电路中电流最大， 因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以电路中的最大电流： I大′=I1+I2=
+
=
+
≈8.9A，大于8.5A，所以甲电路符合设计师的要求。
（3）甲挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5A，此时的功率：P1=UI大=220V×5A=1100W；
水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J（kg•℃）×0.25kg×（100℃﹣20℃）=8.4×104J，
不考虑热损失，当挂烫机以大功率挡工作时，需要的加热时间最短， 由P=得需要的最短加热时间： t=
=
=
≈76.4s。
故答案为：（1）汽化；液化；
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（2）甲电路符合设计师的选择； （3）挂烫机至少需要时间76.4s。
【点评】本题考查知识点较多，包括：物态变化、欧姆定律、热量计算和电功率计算和电路分析等，难度不是很大。
48．（2017秋•平顶山期末）如图甲是一种家用蒸蛋器，图乙为它的原理图，该蒸蛋器可依据个人喜好，将鸡蛋加热至初熟、中熟、全熟三种状态。某次使用时向蒸蛋器内加入全熟所需的90g水。水的初温为20℃，水烧干后温控开关自动断开，鸡蛋被蒸熟，测得整个加热过程用时
10min．
（1）温控开关自动断开前的一段时间，鸡蛋不会被蒸糊，且能保持温度不变的原因是 水沸腾时继续吸热但温度不变 。 （2）电阻R的阻值为多少？
（3）已知水在100℃时，1g水发生汽化需要吸收的热量是2260J，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），则使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量是多少？（标准大气压下）
（4）上述过程中，蒸蛋器的发热器烧水的效率是多少？ 【分析】（1）水沸腾时温度不变继续吸热；
（2）由图可知，电阻R与指示灯串联，指示灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据欧姆定律求出R的阻值；
（3）知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，再根据1g水发生汽化需要吸收的热量是2260J求出水烧干时吸热的热量，然后得出答案；
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（4）根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=的效率。
×100%求出蒸蛋器的发热器烧水
【解答】解：（1）温控开关自动断开前的一段时间，蒸蛋器内的水沸腾时继续吸热但温度不变，所以鸡蛋不会被蒸糊； （2）由图可知，电阻R与指示灯串联， 因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，指示灯正常工作时电路中的电流： I=
=
=0.01A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R两端的电压： UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V， 由I=可得，R的阻值： R=
=
=2.1×104Ω；
（3）标准大气压下水的沸点为100℃，则水加热到100℃时吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103 J/（kg•℃）×90×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）=3.024×104J，
水在100℃时，90g水发生汽化需要吸收的热量： Q吸′=90g×2260J/g=2.034×105J，
使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量： Q=Q吸+Q吸′=3.024×104J+2.034×105J=2.33×105J； （4）由P=可得，消耗的电能： W=Pt=400W×10×60s=2.4×105J， 蒸蛋器的发热器烧水的效率： η=×100%=
×100%=97.35%。
答：（1）水沸腾时继续吸热但温度不变； （2）电阻R的阻值为2.1×104Ω；
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（3）使用该蒸蛋器把水加热至烧干，水吸收的热量是2.33×105J； （4）上述过程中，蒸蛋器的发热器烧水的效率是97.35%。
【点评】本题考查了沸腾的特点和串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
49．（2018•河南模拟）小明家新安装了一台储水式热水，该热水器原理如甲所示。水是通过发热器加热的。水温通过温控开关控制。一般最高水温设定为75℃，当水温达到75℃后。温控开关自动切断电源，停止加热；当水温下降到30℃时，温控开关自动接通电源，开始加热，这样循环进行。热水器工作时，指示灯消耗的电能很少，可以忽略不计。
（1）如图乙是该热水器的水箱结构图，其容积为55L．其中 A管口 （选填“A管口”或“B管口”）是出水口，理由是 由于进水口大大低于出水口，在放水时，就不能把水放完，可以使加热时的温度不会升高的太高，也就不会损坏发热体 。
（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）该热水器的额定功率为2200 W，热水器正常工作时通过发热器的电流多大？此时它的电阻多大？
（4）小明想测量这台热水器的加热效率，他还需要测量什么物理量？写出用所测物理量表示的效率表达式。（不考虑电阻随温度变化）
【分析】（1）进水口大大低于出水口，说明不会把水放完，可防止没有水而发热体工作损坏发热体。
（2）先利用m=ρV计算水的质量，再根据Q吸=c水m（t﹣t0）求出吸收的热量。 （3）由电功率的变形公式即可求出热水器的电流，由欧姆定律求得它的电阻。 （4）热水器的效率等于水吸收的热量与消耗的电能之比，热量已知，需要知道
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消耗的电能，已知热水器的额定功率，要知道消耗的电能多少，由公式W=Pt知：还需要知道加热的时间。
【解答】解：（1）进水口应大大低于出水口，在放水时，就不能把水放完，可以使加热时的温度不会升高的太高，也就不会损坏发热体。
（2）由ρ=得：水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×55×10﹣3m3=55kg， 水吸收的热量：
Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×55kg×（75℃﹣30℃）=1.0395×107J； （3）由P=UI得热水器正常工作时通过发热器的电流： I==
=10A，
=22Ω。
由欧姆定律得：发热器电阻R==（4）由η=t；
=
可知：要测量这台热水器的加热效率，还需要测量加热时间
答：（1）A管口；由于进水口大大低于出水口，在放水时，就不能把水放完，可以使加热时的温度不会升高的太高，也就不会损坏发热体。
（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收1.0395×107J的热量；
（3）该热水器的额定功率为2200 W，热水器正常工作时通过发热器的电流为10A；此时它的电阻为22Ω；
（4）小明想测量这台热水器的加热效率，他还需要测量加热时间t，效率表达式η=
。
【点评】此题考查了与热水器有关的电流的计算、热量的计算及安全用电包含的物理道理，是一道电、热、力学的综合题，需要熟练掌握物理规律或公式，根据需要对公式作出正确的选择，对现象应用相应规律作出合理的解答。 50．（2018•铁西区模拟）CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝。当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。 整壶水的质量
2kg
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额定电压 加热时的总功率 保温时的功率
220V 1000W 44W
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R0、R的阻值多大？
（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏•℃）
【分析】（1）由表格数据，根据P=UI计算在保温档正常工作时，电路中的电流； （2）由电路图知S接1时两电阻串联，为保温状态；S接2时只有R0接入电路，为加热状态，根据电路特点和P=
计算两电阻的阻值；
（3）利用吸热公式Q吸=cm△t来计算热量；消耗的电能可利用公式W=Pt来计算，热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。 【解答】解：
（1）由表格数据可知，保温时的功率为44W， 由P=UI可得保温档正常工作时，电路中的电流： I保温=
=
=0.2A；
（2）由图知S接2时只有R0接入电路，为加热状态， 由P=R0=
可得R0的电阻： =
=48.4Ω，
S接1时两电阻串联，为保温状态， 总电阻：R总=R0+R=
=
=1100Ω，
所以R=R总﹣R0=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω；
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（3）水吸收的热量：Q30℃）=5.88×105J；
吸
=cm（t2﹣t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣
热水壶消耗的电能：W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J， 热水壶的效率：η=
×100%=
×100%=70%。
答：（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A； （2）电热丝R0、R的阻值分别是48.4Ω和1051.6Ω； （3）热水壶的效率是70%。
【点评】本题考查了串联电路特点、功率和热量公式的应用以及效率的计算，关键是正确分析电路，明确电路状态。
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