人教版物理九年级重难点过关：铭牌电功率计算（三挡位）
一、计算题
1．（2022九上·五华期末）如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500W，求：
（1）甲、乙、丙、丁哪种连接方式电热水壶处于中温挡？R1的阻值是多少？
（2）电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；
（3）电热水壶高温挡的额定功率。
【答案】（1）解：由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，则乙图的电功率为
丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，则丙图的电功率为 丁图中两电阻并联， ，则丁图的电功率为
由以上可知，乙图为低温挡，丙图为中温挡，丁图为高温挡，R1的电阻为
答：丙图连接方式电热水壶处于中温挡，R1的阻值是96.8Ω
（2）解：标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量为
由 可知，消耗的电能为
电热水壶的效率为
答：电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%
（3）解：由上述分析可知，丁图为高温挡， ，丙图为中温挡， ，由此可知，电热水壶高温挡的额定功率为
答：电热水壶高温挡的额定功率为1000W。
【知识点】热量的计算；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电阻，可以计算电功率；结合电压和电功率，计算电阻大小；
（2）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；利用吸收的热量和总电能的比值，计算热效率；
（3）根据并联电路各支路的电功率，计算总电功率。
2．（2022九上·岚山期末）随着生活质量的提升，各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户，小明家新买了一个三档位的电烤箱，小明研究电烤箱加热板部分，画出了其简化电路如图甲所示，R1、R2是定值电阻，可通过旋转开关实现高、中、低档位切换。电烤箱的相关参数如表格所示，求：
额定电压 220V
高温档功率
中温档功率 800W
低温档功率 440W
（1）电烤箱在低温档正常工作时的电流；
（2）电烤箱中R2的阻值是多少欧姆；
（3）若在用电高峰期，家庭电路的实际电压为会降低，电烤箱在中温档工作3min能使图乙中的电能表（不受电压影响）表盘转动105圈，则此段时间中温档产生的热量是多少J。
【答案】（1）解：电烤箱在低温档正常工作时，由图表可以知道，此时功率为440W，功率是最小的，由 可得，此时电路的总电阻是最大的，由图甲可知，当旋转开关拨到1时，R1、R2串联并且总电阻最大。由图表可知，此时电烤箱的功率为440W，根据 可得，在低温档正常工作时的电流为
答：电烤箱在低温档正常工作时的电流为2A；
（2）解：由图甲可知，当旋转开关拨到2时，R1接入电路中，此时总电阻不是最大也不是最小的，根据 可得，电烤箱处于中温档，其功率为800W，因此电阻R1的阻值为
由（1）可知，当电烤箱处于低温档时，R1、R2串联在电路中的，根据题意和 可得，此时总电阻为
因此R2的阻值是
答：电烤箱中R2的阻值是49.5欧姆；
（3）解：从电能表可知，电路中消耗1kW·h时，电能表转动3000圈，那么表盘转动105圈，消耗的电能为
答：则此段时间中温档产生的热量是1.26×105J。
【知识点】电阻的串联；电阻的并联；电功的测量；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压的比值， 计算电流；
（2）利用电压和电功率，可以计算电阻的大小，结合串联电路电阻规律，计算总电阻；
（3）根据电能表转盘转数，计算消耗的电能。
3．（2021九上·潮州期末）某节能电炖锅如图所示，有关技术参数如下表（不考虑加热时温度对电炖锅电阻丝阻值的影响）。
额定电压 电炖锅挡位 额定功率/W
220V 低温 220
中温 484
高温 660
（1）求电炖锅高温挡正常工作时的电流；
（2）求电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值；
（3）用电高峰期，关掉家里的其它用电器，只让此电炖锅在中温挡工作， 100s消耗的电能为4×104J，求此时电炖锅的实际电压。
【答案】（1）解：由可得，在高温档工作时
答：电炖锅高温挡正常工作时的电流为3A。
（2）解：由得
答：求电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值为100Ω。
（3）解：电炖锅在中温档工作时，实际功率
由可得，电路的实际电压
答：电炖锅的实际电压为200V。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合表格数据，由P=UI公式变形可求得电炖锅高温挡正常工作时的电流。
（2）由P=公式变形可求得电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值。
（3）利用P=求电炖锅在中温挡工作的实际功率，再利用P=公式变形可求得此时电炖锅的实际电压。
4．（2020九上·满城期末）如图甲是一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3，三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化，已知经家庭电路转化后的电源电压为9V，R1＝R2＝9Ω。
（1）当S1、S3闭合，S2断开时为高温挡，此时暖宝宝的发热功率为多大？
（2）若要R1和R2串联，应只闭合哪个开关，此时暖宝宝的发热功率为多大？
（3）以中温挡发热100s产生的热量为多少？
【答案】（1）解：当S1、S3闭合，S2断开时为高温挡，由电路图知，此时两发热电阻并联，由并联电路特点和P＝ 可得，此时暖宝宝的发热功率P高温＝P1+P2＝
答：高温挡时暖宝宝的发热功率为18W；
（2）解：由电路图知，当开关S2闭合，S1、S2断开时，两电阻串联，由串联电路特点和P＝ 可得，此时暖宝宝的发热功率P＝
答：若要R1和R2串联，应只闭合开关S2，此时暖宝宝的发热功率为4.5W；
（3）解：由电路图知，当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由串联和并联电路的电阻特点知，此时电路中电阻比两电阻串联的总电阻小，比两电阻并联时电路的总电阻大，电源电压一定，由P＝ 知，此时暖宝宝为中温挡，发热100s产生的热量Q＝W＝ t＝ ×100s＝900J
答：以中温挡发热100s产生的热量为900J。
【知识点】电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式，由并联电路特点和 P＝ 计算此时暖宝宝的发热功率。
（2）用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路，由此分析R1和R2串联时开关状态，由串联电路特点和 P＝ 计算此时暖宝宝的发热功率。
（3）由串并联电路电阻特点和 P＝ 分析电路中温挡时电路的连接方式，由Q=W= t计算发热100s产生的热量。
5．（2020九上·玄武期末）如图甲所示的电煮锅，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3 均为电热丝，R1=160Ω，R1>R2，电煮锅的部分参数如下表， 求：
（1）在额定电压下使用中温档加热时电路中的电流；
（2）电煮锅的低温档功率；
（3）若电煮锅在额定电压下使用高温档加热，用时15min将2L水从12℃升高到100℃，则该电煮锅的电热效率为 %。[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】（1）解：在额定电压下使用中温档加热时电路中的电流 =2A
（2）解：当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值R3= =40Ω
当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则电煮锅的低温挡功率 =242W
（3）67.9
【知识点】电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】(3)水的体积V=2L=2dm3=2×10-3m3
水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃-12℃)=7.392×105J
高温档消耗的电能W=P高t=1210W×15×60s=1.089×106J
该电煮锅的电热效率为 ≈67.9%
【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可；
（2）利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻，再结合电路中的总电阻求解功率即可；
（3）水吸收的热量为有用功，消耗的电能为总功，利用水吸收的热量除以电能即为加热效率。
6．（2020九上·铁锋期末）图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖气工作时S处于闭合状态；电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：
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
（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是多少？
（3）若某房间内（假设房间密闭）空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20min，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℃？
【答案】（1）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻R1＝ ＝88Ω
答：“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；
（2）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由 可知电路的总功率最大，处于高温档，高温档的功率P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W
电暖气的高温档正常工作20min，放出的热量Q放=W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J
答：“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是1.98×106J；
（3）解：空气吸收的热量Q吸＝ηQ放＝50%×1.98×106J＝0.99×106J
房间的空气温度升高 ＝15℃
答：此房间的空气温度升高15℃。
【知识点】热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率，可以计算用电器的电阻；
（2）根据并联电路各之路电功率的和，计算总电功率，根据电功率和时间的乘积计算热量；
（3）根据热量和热效率计算吸收的热量，结合物体的比热容和质量，计算温度差。
7．（2021九上·大洼期末）如图多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。下图是某品牌养生壶简化电路图。其中R1、R2为电热丝，电阻不变。下表为其铭牌，其中高温档的额定功率已模糊不清。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温档功率（W） 220
中温档功率（W） 440
高温档功率（W）
容积（L） 2
（1）养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能；
（2）求R1的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温档将初温是45℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为75%，烧开一壶水需要的时间。（ ）
【答案】（1）解：养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能为
答：养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能为396000J。
（2）解：当开关S接A，S1断开时，两个电阻串联，电阻最大，根据公式 得此时功率最小，是低温档，电阻的总电阻为
只闭合S1时，只有R1接入电路，此时是中温档，R1的电阻为
答：求R1的阻值为110Ω。
（3）解：当开关S接A，S1断开时，两个电阻串联，电阻最大，根据公式 得此时功率最小，是低温档，电阻的总电阻为
R2的电阻为
R2的功率为
加热时的功率为
水吸收的热量为
烧开水消耗的电能为
烧开一壶水需要的时间为
答：烧开一壶水需要的时间为700s。
【知识点】热量的计算；电阻的串联；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和时间的乘积计算电能；（2）根据电压和电功率，可以计算电阻；（3）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；结合串联电路电阻规律计算部分电阻；利用电压和电阻可以计算电功率；利用比热容、质量和温度差，可以计算吸收的热量；根据能量和电功率的比值计算工作时间。
8．（2020九上·郑州月考）下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
××牌电热水器
额定电压 220V
额定 电流 高温挡
中温挡 5A
低温挡 2A
电源频率 50Hz
（1）低温挡正常工作时的额定功率；
（2）中温挡正常工作10分钟产生的热量；
（3）高温挡正常工作时的额定电流。
【答案】（1）解：低温挡正常工作的额定功率为P＝UI＝220V×2A＝440W
答：低温挡正常工作时的额定功率440W
（2）解：中温挡正常工作10min产生的热量即电流在相同时间内做的功W＝UIt＝220V×5A×10×60s＝6.6×105J
答：中温挡正常工作10分钟产生的热量6.6×105J；
（3）解：高温挡正常工作时，根据 可得，只有两个电阻并联，电路中的电阻最小，功率最大，相同时间内产生热量最多，低温挡两个电阻串联
中温挡只有R1连到电路中
故R2＝66Ω
则R1、R2并联后的总电阻为
正常工作时的电流
答：高温挡正常工作时的额定电流8.3A。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电压和电流的乘积计算电功率；（2）根据电压、电流和时间的乘积计算总热；（3）根据电压和电流的比值计算电阻；根据电压和电流的比值计算电阻；根据并联电路电阻规律计算总电阻。
9．（2020九上·洛宁月考）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示．R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表．求：c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
额定电压 220V
高温挡功率 1100W
中温挡功率 440W
低温挡功率
容量 1L
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温挡功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
【答案】（1）解：当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值：R3＝ ＝44Ω，
当S接中温挡触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：R总＝ ＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
答：R2的阻值是66Ω；
（2）解：当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：P低＝ ＝220W；
答：加热杯的低温挡功率是220W；
（3）解：满壶水的体积：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
不计热量损失时，消耗的电能：W＝Q吸＝3.696×105J，
需要的加热时间：t′＝ ＝336s．
答：若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s
【知识点】热量的计算；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（2）电压一定时，电阻越大，功率越小，结合电路中的总电阻求解功率即可；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；利用水吸收的热量除以加热器的功率即为加热的时间。
10．（2020九下·深圳月考）如图为一款家用陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图甲所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温 三个过程，已知正常工作时，高火加热功率为1200W，文火萃取功率为100W，若壶中药液的总质量为1kg，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图乙所示。（药液的比热容为4.2×103J/(kg ℃) ）
（1）高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是多少？煎药壶的热效率有多高？
（2）当开关Sa打至“2”，开关Sb断开时，煎药炉处于文火萃取阶段，则R2的电阻为多少？
（3）煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流有多大？
【答案】（1）解：高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量为
煎药壶消耗的电能为
煎药壶的热效率为
答：高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是3.36×105J，煎药壶的热效率为77.8%
（2）解：当开关Sa打至2，开关Sb断开时，电路为只有R2连入电路的简单电路，由题知，此时功率为100W，R2的大小为
答：当开关Sa打至“2”，开关Sb断开时，煎药炉处于文火萃取阶段，则R2的电阻为484Ω
（3）解：当开关Sa打至2，开关Sb闭合时，两电阻并联，由 可知，此时电路总功率最大，为加热状态，由题可知，此时R1的电功率为
煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流为
答：煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流为5A。
【知识点】热量的计算；电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【分析】（1）（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；水吸收的热量为有用功，消耗的电能为总功，利用水吸收的热量除以消耗的电能即为用电器的工作效率；
（2）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（3）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可。
11．（2020九上·常德期末）常德的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”挡。（R1＞R2）求：
XX牌电暖器
额定电压 220V
额定功率 低温挡 440W
中温挡
高温挡 1650W
频率 50Hz
（1）R1的阻值；
（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流；
（3）若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出热量的 50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（空气的比热容为1.1×103J/（kg ℃））
【答案】（1）当S、S1闭合，S2断开时，R1单独接入电路，此时电路中电阻最大，功率最小，电暖器为“低温”挡，R1的阻值：R1= =110Ω；
答： R1的电阻是11Ω；
（2）闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路；单独闭合S2为“中温”挡，S1、S2同时闭合，R1、R2并联，总电阻最小，根据P= 可知电暖气处于高温，P中温=P高温-P低温=1650W-440W=1210W； “中温档”正常工作时的电流：I2= =5.5A；
答：电暖器“中温”挡正常工作时的电流是5.5A；
（3）电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出的热量：W=P高温t=1650W×10×60s=9.9×105J；
空气吸收的热量：Q吸=ηW=50%×9.9×105J=4.95×105J，
房间空气升高的温度：Δt= =9℃。
答：可使此房间的空气温度升高9℃。
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；（2）根据档位，利用电功率和电压计算电流；（3）根据电功率和时间的乘积计算热量；根据热效率计算吸收的热量；结合比热容和质量计算温度差。
12．（2019九上·惠州期末）随着社会的发展，更多的科技发明给人们的生活带来舒适和便利。小明家买了图甲中的智能马桶盖，坐上去发现便劝暖暖的，他在说明书上找到有关座圈的电路图及部分数据
额定电压 220V
低温档功率 22W
中温档功率 44W
高温档功率 ？
（1）当S1闭合时，电热丝1分钟放热多少？电热丝R1阻值是多少？
（2）当S1断开S2接b时，此时电路中电流是多大？
（3）说明书上高温档的功率模糊不清了，你能帮他算一下高温档的功率是多少吗？
【答案】（1）解：当开关 闭合，是中温挡，电热丝1分钟放热：Q ；电热丝 的阻值：
（2）解：当 断开， 接B时，两电热丝串联，是低温档，根据P=UI求出此时电路中的电流：
（3）解：由（2）和欧姆定律得 ，根据串联电路电阻特点得， 的阻值： ，开关 闭合、 接a时 与 并联，是高温挡，则高文档的功率为：
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合电路图，理清开关处于不同状态时元件的连接方式，根据P=判断对应的状态，结合铭牌，根据Q=W=Pt算出当S1闭合时电热丝1分钟放出的热量；根据P=算出电热丝R1的阻值；
（2）根据P=UI求出电路中的电流；
（3）根据电阻的串联和P=可求出R1、R2的阻值，再根据电阻的并联和P=求出高温档加热的额定功率.
13．（2019九上·昌图期末）小芳的妈妈新买一个养生壶，它有低、中、高三个加热档位，下图是该养生壶内部简化电路图，R1、R2都是加热电阻，且R2＜R1，养生壶的部分参数如下表格所示。
额定容量 1L
额定电压 220V
高温档功率 1000W
中温档功率
低温档功率 200W
[ρ水＝1.0×103kg/m3；c水＝4.2×103J/（kg ℃）]，求
（1）中温档功率是多少？电阻R2的阻值是多少？
（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1L水从20℃高温加热至沸腾最少的时间是420s，此过程中养生壶的加热效率是多少？
【答案】（1）解：当S1、S2均闭合时，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，养生壶处于高温档；
当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1可知，电路的总电阻最大，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温档；
则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，养生壶处于中温档，
由表格数据可知，P高＝1000W，P高＝200W，
则中温档功率：
P中＝P高﹣P低＝1000W﹣200W＝800W，
由P＝UI＝ 可得，电阻R2的阻值：
R2＝ ＝ ＝60.5Ω
答：中温档功率是800W，电阻R2的阻值是60.5Ω
（2）解：养生壶内水的体积：
V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝ 可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，
在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 ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J
答：在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是3.36×105J
（3）解：由P＝ 可得，养生壶高温加热时消耗的电能：
W＝P高t′＝1000W×420s＝4.2×105J，
此过程中养生壶的加热效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝80%
答：将1L水从20℃高温加热至沸腾最少的时间是420s，此过程中养生壶的加热效率是80%
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】先分析电路： 当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小， 电路的总功率最大，养生壶处于高温档， 当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1可知，电路的总电阻最大，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温档， 则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，养生壶处于中温档，根据 P中＝P高﹣P低 可得中温档功率，根据 R2＝ 可得电阻R2的阻值；根据m＝ρV可得 水的质量，再根据 Q吸＝cm（t﹣t0）可得 水吸收的热量；再根据 W＝P高t′ 得养生壶高温加热时消耗的电能，根据 η＝ 可得养生壶的加热效率.
14．（2019九上·鞍山期末）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝88Ω．求
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）小明某次便汤时，在额定电压下用高温档加热3kg水，使其温度从20℃上升到100℃求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃）
额定电压 220V
低温的功率 275W
容量 3L
防烧干功能 有
【答案】（1）解：当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联，电路中电阻值最大，根据P＝ 可知，此时功率最小，为低温档；
由P＝ 得，电路总电阻R总＝ ＝ ＝176Ω，
发热电阻R1的阻值：
R1＝R总﹣R2＝176Ω﹣88Ω＝88Ω
答：发热电阻R1的阻值是88Ω
（2）解：当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温档；
养生壶中温档时的电功率：
P中＝ ＝ ＝550W
答：该养生壶中温档时的电功率是550W
（3）解：当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联，电路中的电阻最小，根据P＝ 可知，此时功率最大，为高温档；
高温档功率：
P高＝P1+P2＝ + ＝ + ＝1100W，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J，
不计热量损失，W＝Q吸＝1.008×106J，
由P＝ 得，加热时间：
t＝ ＝ ≈916s
答：烧开一壶水需要916s
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率计算电阻的大小，结合串联电路电阻规律计算电阻；
（2）根据电路的连接，利用电压和电阻计算电功率；
（3）当电阻并联时为高温档，利用各支路的电功率之和计算总功率，利用比热容、质量和温度差计算吸收的热量，根据热量和高温功率的比值计算工作时间。
15．（2018九上·河南期中）小明家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高，中，低三档，电热丝R1=50Ω，电热丝R2=242Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）高温档的加热功率；
（2）用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间；
（3）如果改用无烟煤，将第（2）中22kg水从20℃加热到60℃需要燃烧无烟煤0.5kg，求加热效率为多少？（无烟煤热值为3.4×107J/kg）
【答案】（1）解：由电路图可知，当三个开关都闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电源电压一定，由 可知，此时电路的总功率最大，热水器处于高温档，所以高温档的加热功率：
（2）解：将22kg水从20℃加热到60℃吸收的热量：
，
由电路图可知，闭合S、S2时，只有R2连入电路中，电路中电阻最大，功率最小，热水器处于低温档，功率为：
，
电热转化效率为84%，即 ，
所以加热时间：
（3）解：燃烧无烟煤0.5kg，释放的热量为：
加热效率为：
【知识点】热量的计算；燃料的热值；电功率的计算
【解析】【分析】根据电压和电阻计算电功率，利用水的比热容、质量和温度差计算热量，结合热效率和吸热的多少计算时间，利用质量和热值计算燃料的热量，利用水的吸热和燃料的放热计算热效率。
1 / 1人教版物理九年级重难点过关：铭牌电功率计算（三挡位）
一、计算题
1．（2022九上·五华期末）如图所示，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。该电热水壶有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500W，求：
（1）甲、乙、丙、丁哪种连接方式电热水壶处于中温挡？R1的阻值是多少？
（2）电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量及电热水壶的效率；
（3）电热水壶高温挡的额定功率。
2．（2022九上·岚山期末）随着生活质量的提升，各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户，小明家新买了一个三档位的电烤箱，小明研究电烤箱加热板部分，画出了其简化电路如图甲所示，R1、R2是定值电阻，可通过旋转开关实现高、中、低档位切换。电烤箱的相关参数如表格所示，求：
额定电压 220V
高温档功率
中温档功率 800W
低温档功率 440W
（1）电烤箱在低温档正常工作时的电流；
（2）电烤箱中R2的阻值是多少欧姆；
（3）若在用电高峰期，家庭电路的实际电压为会降低，电烤箱在中温档工作3min能使图乙中的电能表（不受电压影响）表盘转动105圈，则此段时间中温档产生的热量是多少J。
3．（2021九上·潮州期末）某节能电炖锅如图所示，有关技术参数如下表（不考虑加热时温度对电炖锅电阻丝阻值的影响）。
额定电压 电炖锅挡位 额定功率/W
220V 低温 220
中温 484
高温 660
（1）求电炖锅高温挡正常工作时的电流；
（2）求电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值；
（3）用电高峰期，关掉家里的其它用电器，只让此电炖锅在中温挡工作， 100s消耗的电能为4×104J，求此时电炖锅的实际电压。
4．（2020九上·满城期末）如图甲是一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3，三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化，已知经家庭电路转化后的电源电压为9V，R1＝R2＝9Ω。
（1）当S1、S3闭合，S2断开时为高温挡，此时暖宝宝的发热功率为多大？
（2）若要R1和R2串联，应只闭合哪个开关，此时暖宝宝的发热功率为多大？
（3）以中温挡发热100s产生的热量为多少？
5．（2020九上·玄武期末）如图甲所示的电煮锅，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3 均为电热丝，R1=160Ω，R1>R2，电煮锅的部分参数如下表， 求：
（1）在额定电压下使用中温档加热时电路中的电流；
（2）电煮锅的低温档功率；
（3）若电煮锅在额定电压下使用高温档加热，用时15min将2L水从12℃升高到100℃，则该电煮锅的电热效率为 %。[c 水=4.2×103J/（kg·℃）]
6．（2020九上·铁锋期末）图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖气工作时S处于闭合状态；电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：
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
（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是多少？
（3）若某房间内（假设房间密闭）空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20min，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℃？
7．（2021九上·大洼期末）如图多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。下图是某品牌养生壶简化电路图。其中R1、R2为电热丝，电阻不变。下表为其铭牌，其中高温档的额定功率已模糊不清。
项目 参数
电源电压（V） 220
低温档功率（W） 220
中温档功率（W） 440
高温档功率（W）
容积（L） 2
（1）养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能；
（2）求R1的阻值；
（3）在标准大气压下，使用高温档将初温是45℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为75%，烧开一壶水需要的时间。（ ）
8．（2020九上·郑州月考）下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
××牌电热水器
额定电压 220V
额定 电流 高温挡
中温挡 5A
低温挡 2A
电源频率 50Hz
（1）低温挡正常工作时的额定功率；
（2）中温挡正常工作10分钟产生的热量；
（3）高温挡正常工作时的额定电流。
9．（2020九上·洛宁月考）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示．R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表．求：c水＝4.2×103J/（kg ℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
额定电压 220V
高温挡功率 1100W
中温挡功率 440W
低温挡功率
容量 1L
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温挡功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
10．（2020九下·深圳月考）如图为一款家用陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图甲所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温 三个过程，已知正常工作时，高火加热功率为1200W，文火萃取功率为100W，若壶中药液的总质量为1kg，且在额定电压下煎药时，药液的温度与工作时间的关系如图乙所示。（药液的比热容为4.2×103J/(kg ℃) ）
（1）高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是多少？煎药壶的热效率有多高？
（2）当开关Sa打至“2”，开关Sb断开时，煎药炉处于文火萃取阶段，则R2的电阻为多少？
（3）煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流有多大？
11．（2020九上·常德期末）常德的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表（“中温”挡功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”挡。（R1＞R2）求：
XX牌电暖器
额定电压 220V
额定功率 低温挡 440W
中温挡
高温挡 1650W
频率 50Hz
（1）R1的阻值；
（2）“中温”挡正常工作时电路中的电流；
（3）若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出热量的 50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（空气的比热容为1.1×103J/（kg ℃））
12．（2019九上·惠州期末）随着社会的发展，更多的科技发明给人们的生活带来舒适和便利。小明家买了图甲中的智能马桶盖，坐上去发现便劝暖暖的，他在说明书上找到有关座圈的电路图及部分数据
额定电压 220V
低温档功率 22W
中温档功率 44W
高温档功率 ？
（1）当S1闭合时，电热丝1分钟放热多少？电热丝R1阻值是多少？
（2）当S1断开S2接b时，此时电路中电流是多大？
（3）说明书上高温档的功率模糊不清了，你能帮他算一下高温档的功率是多少吗？
13．（2019九上·昌图期末）小芳的妈妈新买一个养生壶，它有低、中、高三个加热档位，下图是该养生壶内部简化电路图，R1、R2都是加热电阻，且R2＜R1，养生壶的部分参数如下表格所示。
额定容量 1L
额定电压 220V
高温档功率 1000W
中温档功率
低温档功率 200W
[ρ水＝1.0×103kg/m3；c水＝4.2×103J/（kg ℃）]，求
（1）中温档功率是多少？电阻R2的阻值是多少？
（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？
（3）将1L水从20℃高温加热至沸腾最少的时间是420s，此过程中养生壶的加热效率是多少？
14．（2019九上·鞍山期末）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝88Ω．求
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）小明某次便汤时，在额定电压下用高温档加热3kg水，使其温度从20℃上升到100℃求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg ℃）
额定电压 220V
低温的功率 275W
容量 3L
防烧干功能 有
15．（2018九上·河南期中）小明家中新购置了一台挂式电热水器，他查看了电热水器说明书后，将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图，该热水器设有高，中，低三档，电热丝R1=50Ω，电热丝R2=242Ω，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）高温档的加热功率；
（2）用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间；
（3）如果改用无烟煤，将第（2）中22kg水从20℃加热到60℃需要燃烧无烟煤0.5kg，求加热效率为多少？（无烟煤热值为3.4×107J/kg）
答案解析部分
1．【答案】（1）解：由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，则乙图的电功率为
丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，则丙图的电功率为 丁图中两电阻并联， ，则丁图的电功率为
由以上可知，乙图为低温挡，丙图为中温挡，丁图为高温挡，R1的电阻为
答：丙图连接方式电热水壶处于中温挡，R1的阻值是96.8Ω
（2）解：标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量为
由 可知，消耗的电能为
电热水壶的效率为
答：电热水壶调至中温挡正常加热，将2kg温度为30℃的水烧开（标准大气压下）需要20min，水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%
（3）解：由上述分析可知，丁图为高温挡， ，丙图为中温挡， ，由此可知，电热水壶高温挡的额定功率为
答：电热水壶高温挡的额定功率为1000W。
【知识点】热量的计算；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电阻，可以计算电功率；结合电压和电功率，计算电阻大小；
（2）根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量；利用电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；利用吸收的热量和总电能的比值，计算热效率；
（3）根据并联电路各支路的电功率，计算总电功率。
2．【答案】（1）解：电烤箱在低温档正常工作时，由图表可以知道，此时功率为440W，功率是最小的，由 可得，此时电路的总电阻是最大的，由图甲可知，当旋转开关拨到1时，R1、R2串联并且总电阻最大。由图表可知，此时电烤箱的功率为440W，根据 可得，在低温档正常工作时的电流为
答：电烤箱在低温档正常工作时的电流为2A；
（2）解：由图甲可知，当旋转开关拨到2时，R1接入电路中，此时总电阻不是最大也不是最小的，根据 可得，电烤箱处于中温档，其功率为800W，因此电阻R1的阻值为
由（1）可知，当电烤箱处于低温档时，R1、R2串联在电路中的，根据题意和 可得，此时总电阻为
因此R2的阻值是
答：电烤箱中R2的阻值是49.5欧姆；
（3）解：从电能表可知，电路中消耗1kW·h时，电能表转动3000圈，那么表盘转动105圈，消耗的电能为
答：则此段时间中温档产生的热量是1.26×105J。
【知识点】电阻的串联；电阻的并联；电功的测量；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压的比值， 计算电流；
（2）利用电压和电功率，可以计算电阻的大小，结合串联电路电阻规律，计算总电阻；
（3）根据电能表转盘转数，计算消耗的电能。
3．【答案】（1）解：由可得，在高温档工作时
答：电炖锅高温挡正常工作时的电流为3A。
（2）解：由得
答：求电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值为100Ω。
（3）解：电炖锅在中温档工作时，实际功率
由可得，电路的实际电压
答：电炖锅的实际电压为200V。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合表格数据，由P=UI公式变形可求得电炖锅高温挡正常工作时的电流。
（2）由P=公式变形可求得电炖锅中温挡加热电阻丝的阻值。
（3）利用P=求电炖锅在中温挡工作的实际功率，再利用P=公式变形可求得此时电炖锅的实际电压。
4．【答案】（1）解：当S1、S3闭合，S2断开时为高温挡，由电路图知，此时两发热电阻并联，由并联电路特点和P＝ 可得，此时暖宝宝的发热功率P高温＝P1+P2＝
答：高温挡时暖宝宝的发热功率为18W；
（2）解：由电路图知，当开关S2闭合，S1、S2断开时，两电阻串联，由串联电路特点和P＝ 可得，此时暖宝宝的发热功率P＝
答：若要R1和R2串联，应只闭合开关S2，此时暖宝宝的发热功率为4.5W；
（3）解：由电路图知，当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由串联和并联电路的电阻特点知，此时电路中电阻比两电阻串联的总电阻小，比两电阻并联时电路的总电阻大，电源电压一定，由P＝ 知，此时暖宝宝为中温挡，发热100s产生的热量Q＝W＝ t＝ ×100s＝900J
答：以中温挡发热100s产生的热量为900J。
【知识点】电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）理清开关处于不同状态时元件的连接方式，由并联电路特点和 P＝ 计算此时暖宝宝的发热功率。
（2）用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路，由此分析R1和R2串联时开关状态，由串联电路特点和 P＝ 计算此时暖宝宝的发热功率。
（3）由串并联电路电阻特点和 P＝ 分析电路中温挡时电路的连接方式，由Q=W= t计算发热100s产生的热量。
5．【答案】（1）解：在额定电压下使用中温档加热时电路中的电流 =2A
（2）解：当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值R3= =40Ω
当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则电煮锅的低温挡功率 =242W
（3）67.9
【知识点】电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】(3)水的体积V=2L=2dm3=2×10-3m3
水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃-12℃)=7.392×105J
高温档消耗的电能W=P高t=1210W×15×60s=1.089×106J
该电煮锅的电热效率为 ≈67.9%
【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可；
（2）利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻，再结合电路中的总电阻求解功率即可；
（3）水吸收的热量为有用功，消耗的电能为总功，利用水吸收的热量除以电能即为加热效率。
6．【答案】（1）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻R1＝ ＝88Ω
答：“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；
（2）解：闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由 可知电路的总功率最大，处于高温档，高温档的功率P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W
电暖气的高温档正常工作20min，放出的热量Q放=W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J
答：“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是1.98×106J；
（3）解：空气吸收的热量Q吸＝ηQ放＝50%×1.98×106J＝0.99×106J
房间的空气温度升高 ＝15℃
答：此房间的空气温度升高15℃。
【知识点】热量的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率，可以计算用电器的电阻；
（2）根据并联电路各之路电功率的和，计算总电功率，根据电功率和时间的乘积计算热量；
（3）根据热量和热效率计算吸收的热量，结合物体的比热容和质量，计算温度差。
7．【答案】（1）解：养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能为
答：养生壶处于低温档工作时，30min消耗的电能为396000J。
（2）解：当开关S接A，S1断开时，两个电阻串联，电阻最大，根据公式 得此时功率最小，是低温档，电阻的总电阻为
只闭合S1时，只有R1接入电路，此时是中温档，R1的电阻为
答：求R1的阻值为110Ω。
（3）解：当开关S接A，S1断开时，两个电阻串联，电阻最大，根据公式 得此时功率最小，是低温档，电阻的总电阻为
R2的电阻为
R2的功率为
加热时的功率为
水吸收的热量为
烧开水消耗的电能为
烧开一壶水需要的时间为
答：烧开一壶水需要的时间为700s。
【知识点】热量的计算；电阻的串联；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和时间的乘积计算电能；（2）根据电压和电功率，可以计算电阻；（3）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；结合串联电路电阻规律计算部分电阻；利用电压和电阻可以计算电功率；利用比热容、质量和温度差，可以计算吸收的热量；根据能量和电功率的比值计算工作时间。
8．【答案】（1）解：低温挡正常工作的额定功率为P＝UI＝220V×2A＝440W
答：低温挡正常工作时的额定功率440W
（2）解：中温挡正常工作10min产生的热量即电流在相同时间内做的功W＝UIt＝220V×5A×10×60s＝6.6×105J
答：中温挡正常工作10分钟产生的热量6.6×105J；
（3）解：高温挡正常工作时，根据 可得，只有两个电阻并联，电路中的电阻最小，功率最大，相同时间内产生热量最多，低温挡两个电阻串联
中温挡只有R1连到电路中
故R2＝66Ω
则R1、R2并联后的总电阻为
正常工作时的电流
答：高温挡正常工作时的额定电流8.3A。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电压和电流的乘积计算电功率；（2）根据电压、电流和时间的乘积计算总热；（3）根据电压和电流的比值计算电阻；根据电压和电流的比值计算电阻；根据并联电路电阻规律计算总电阻。
9．【答案】（1）解：当S接高温挡触点时，电路为R3的简单电路，R3的阻值：R3＝ ＝44Ω，
当S接中温挡触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：R总＝ ＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
答：R2的阻值是66Ω；
（2）解：当S接低温挡触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：P低＝ ＝220W；
答：加热杯的低温挡功率是220W；
（3）解：满壶水的体积：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
不计热量损失时，消耗的电能：W＝Q吸＝3.696×105J，
需要的加热时间：t′＝ ＝336s．
答：若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s
【知识点】热量的计算；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（2）电压一定时，电阻越大，功率越小，结合电路中的总电阻求解功率即可；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；利用水吸收的热量除以加热器的功率即为加热的时间。
10．【答案】（1）解：高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量为
煎药壶消耗的电能为
煎药壶的热效率为
答：高火加热过程中，1kg药液所吸收的热量是3.36×105J，煎药壶的热效率为77.8%
（2）解：当开关Sa打至2，开关Sb断开时，电路为只有R2连入电路的简单电路，由题知，此时功率为100W，R2的大小为
答：当开关Sa打至“2”，开关Sb断开时，煎药炉处于文火萃取阶段，则R2的电阻为484Ω
（3）解：当开关Sa打至2，开关Sb闭合时，两电阻并联，由 可知，此时电路总功率最大，为加热状态，由题可知，此时R1的电功率为
煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流为
答：煎药炉处于高火加热阶段时，流过R1的电流为5A。
【知识点】热量的计算；电功率与电压、电流的关系；电功率的计算
【解析】【分析】（1）（1）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；水吸收的热量为有用功，消耗的电能为总功，利用水吸收的热量除以消耗的电能即为用电器的工作效率；
（2）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻；
（3）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可。
11．【答案】（1）当S、S1闭合，S2断开时，R1单独接入电路，此时电路中电阻最大，功率最小，电暖器为“低温”挡，R1的阻值：R1= =110Ω；
答： R1的电阻是11Ω；
（2）闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路；单独闭合S2为“中温”挡，S1、S2同时闭合，R1、R2并联，总电阻最小，根据P= 可知电暖气处于高温，P中温=P高温-P低温=1650W-440W=1210W； “中温档”正常工作时的电流：I2= =5.5A；
答：电暖器“中温”挡正常工作时的电流是5.5A；
（3）电暖器的“高温”挡正常工作10min，放出的热量：W=P高温t=1650W×10×60s=9.9×105J；
空气吸收的热量：Q吸=ηW=50%×9.9×105J=4.95×105J，
房间空气升高的温度：Δt= =9℃。
答：可使此房间的空气温度升高9℃。
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；（2）根据档位，利用电功率和电压计算电流；（3）根据电功率和时间的乘积计算热量；根据热效率计算吸收的热量；结合比热容和质量计算温度差。
12．【答案】（1）解：当开关 闭合，是中温挡，电热丝1分钟放热：Q ；电热丝 的阻值：
（2）解：当 断开， 接B时，两电热丝串联，是低温档，根据P=UI求出此时电路中的电流：
（3）解：由（2）和欧姆定律得 ，根据串联电路电阻特点得， 的阻值： ，开关 闭合、 接a时 与 并联，是高温挡，则高文档的功率为：
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合电路图，理清开关处于不同状态时元件的连接方式，根据P=判断对应的状态，结合铭牌，根据Q=W=Pt算出当S1闭合时电热丝1分钟放出的热量；根据P=算出电热丝R1的阻值；
（2）根据P=UI求出电路中的电流；
（3）根据电阻的串联和P=可求出R1、R2的阻值，再根据电阻的并联和P=求出高温档加热的额定功率.
13．【答案】（1）解：当S1、S2均闭合时，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，养生壶处于高温档；
当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1可知，电路的总电阻最大，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温档；
则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，养生壶处于中温档，
由表格数据可知，P高＝1000W，P高＝200W，
则中温档功率：
P中＝P高﹣P低＝1000W﹣200W＝800W，
由P＝UI＝ 可得，电阻R2的阻值：
R2＝ ＝ ＝60.5Ω
答：中温档功率是800W，电阻R2的阻值是60.5Ω
（2）解：养生壶内水的体积：
V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝ 可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，
在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 ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J
答：在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是3.36×105J
（3）解：由P＝ 可得，养生壶高温加热时消耗的电能：
W＝P高t′＝1000W×420s＝4.2×105J，
此过程中养生壶的加热效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝80%
答：将1L水从20℃高温加热至沸腾最少的时间是420s，此过程中养生壶的加热效率是80%
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】先分析电路： 当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小， 电路的总功率最大，养生壶处于高温档， 当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，由R2＜R1可知，电路的总电阻最大，此时电路的总功率最小，养生壶处于低温档， 则当只闭合S2时，电路为R2的简单电路，养生壶处于中温档，根据 P中＝P高﹣P低 可得中温档功率，根据 R2＝ 可得电阻R2的阻值；根据m＝ρV可得 水的质量，再根据 Q吸＝cm（t﹣t0）可得 水吸收的热量；再根据 W＝P高t′ 得养生壶高温加热时消耗的电能，根据 η＝ 可得养生壶的加热效率.
14．【答案】（1）解：当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联，电路中电阻值最大，根据P＝ 可知，此时功率最小，为低温档；
由P＝ 得，电路总电阻R总＝ ＝ ＝176Ω，
发热电阻R1的阻值：
R1＝R总﹣R2＝176Ω﹣88Ω＝88Ω
答：发热电阻R1的阻值是88Ω
（2）解：当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温档；
养生壶中温档时的电功率：
P中＝ ＝ ＝550W
答：该养生壶中温档时的电功率是550W
（3）解：当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联，电路中的电阻最小，根据P＝ 可知，此时功率最大，为高温档；
高温档功率：
P高＝P1+P2＝ + ＝ + ＝1100W，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J，
不计热量损失，W＝Q吸＝1.008×106J，
由P＝ 得，加热时间：
t＝ ＝ ≈916s
答：烧开一壶水需要916s
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率计算电阻的大小，结合串联电路电阻规律计算电阻；
（2）根据电路的连接，利用电压和电阻计算电功率；
（3）当电阻并联时为高温档，利用各支路的电功率之和计算总功率，利用比热容、质量和温度差计算吸收的热量，根据热量和高温功率的比值计算工作时间。
15．【答案】（1）解：由电路图可知，当三个开关都闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，电源电压一定，由 可知，此时电路的总功率最大，热水器处于高温档，所以高温档的加热功率：
（2）解：将22kg水从20℃加热到60℃吸收的热量：
，
由电路图可知，闭合S、S2时，只有R2连入电路中，电路中电阻最大，功率最小，热水器处于低温档，功率为：
，
电热转化效率为84%，即 ，
所以加热时间：
（3）解：燃烧无烟煤0.5kg，释放的热量为：
加热效率为：
【知识点】热量的计算；燃料的热值；电功率的计算
【解析】【分析】根据电压和电阻计算电功率，利用水的比热容、质量和温度差计算热量，结合热效率和吸热的多少计算时间，利用质量和热值计算燃料的热量，利用水的吸热和燃料的放热计算热效率。
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