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专题06 电功和电功率 电热的计算
目 录
01 题型综述
02 解题攻略
提分秘籍
知识点一、基本公式
知识点二、电功、电功率常见问题
知识点三、电热器挡位分析
典例剖析
题型1电能与电功的计算
题型2电功率的计算
题型3焦耳定律电热的计算
题型4电功与电热的综合计算
03 巩固练习
01题型综述
与欧姆定律结合：常与欧姆定律结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
02解题攻略
审题：仔细阅读题目，明确已知条件，包括电源电压、电阻值、电流值、用电器的额定参数、时间等，以及需要求解的物理量是电功、电功率还是电热，是总物理量还是某个用电器的物理量。
分析电路：判断电路是串联、并联还是混联，确定各个用电器之间的连接关系，分析电表测量的对象和电路的工作状态，如是否为纯电阻电路，用电器是否正常工作等。
选择公式：根据已知条件和电路特点，选择合适的电功、电功率、电热公式进行计算。对于复杂电路，可能需要先根据串联或并联电路的规律求出总电阻、总电流等中间量，再进一步计算所求物理量。
计算求解：代入数据进行计算，注意单位的统一，如电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆（Ω），时间单位用秒（s），电功单位用焦耳（J），电功率单位用瓦特（W）。计算过程要仔细，避免出现计算错误。
检查答案：检查计算结果是否符合实际情况，如电功率不能为负数，电功和电热的值应该是合理的。还可以通过不同公式或方法进行验证，确保答案的准确性。
【提分秘籍】
知识点一、基本公式
Ⅰ、欧姆定律 串并联电路特点
1．内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式：I＝ 。
2．电阻串联时相当于增加了导体的长度，因此总电阻比任何一个串联电阻都大。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积，因此总电阻比任何一个并联电阻都小。
3．串联电路分压：在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比，表达式：＝；
并联电路分流：在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比，表达式：＝。
Ⅱ、电功率
1．定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
2．计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
3．导出式：、。对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
Ⅲ、电路中电功关系的三个推论
1.串并联电路的电功的特点 串联电路并联电路分析如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推论一无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+…
2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比推导分析：推论三并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比推导分析：
知识点二、电功、电功率常见问题
Ⅰ、比较功大小时，若是串联常用W=I2Rt来取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并进一步进行其他运算
Ⅱ、求最大功率或不同档位用电器(电热器)问题时，常用P=U2/R分析，当并联时电阻最小，功率最大；串联时电阻最大，功率最小，再根据题意求相关量
Ⅲ、若关于小灯泡等实际功率随着温度改变而变化时，根据实际电流或电压求电阻，再求其他量
知识点三、电热器挡位分析
①多开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S：电路只有R2 高温档
断开S：R1和R2串联 低温档
闭合S、S1：R1和R2并联 高温档
只闭合S：电路只有R1 低温档
（R1>R2） 只闭合S1：电路只有R1 低温档
只闭合S2：电路只有R2 中温档
闭合S1、S2：R1和R2并联 高温档
②多触点开关类
电路图 档位分析 表达式
接0、1：不工作
接1、2：电路只有R1 低温档
接2、3：R1和R2并联 高温档
③旋钮开关类
电路图 档位分析 表达式
接1：R1和R2串联 低温档
接2：电路只有R2 高温档
接1：R和R串联 低温档
接2：电路只有R 中温档
接3：R和R并联 高温档
④单刀双掷开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S1 S2接a：R1和R2并联 高温档 S2接b：电路只有R1 中温档
断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 低温档
【典例剖析】
题型1电能与电功的计算
（2025秋 余姚市月考）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
（2025 鄞州区模拟）五一假期小宁和家人一起去东钱湖露营、烧烤。
（1）到达目的地后，小宁帮爸爸一起搭建天幕帐篷，如图甲所示为天幕帐篷搭建的示意图，其中AC为天幕（遮阳幕布），AB、CD为支撑杆，防风绳的一头系在支撑杆的顶端，另一头用地钉固定在地面上。搭建过程中小宁拉紧防风绳后退时，拉力F会 （填“变大”或“变小”）。
（2）小宁在烤肉串的过程中，闻到阵阵香味，原因是 。烤肉时要注意火候，烤焦的肉类食物会含有强致癌物——苯并芘（化学式C20H12）。苯并芘属于 （填“有机物”或“无机物”），其中碳元素和氢元素的质量比为 。
电池容量 4000mA h
工作电压 5V
灯的额定功率 5W
（3）夜幕降临，小宁用露营灯照明，其铭牌参数如表所示。该露营灯的电池充满电后，可供灯正常工作 h。
（2025秋 路桥区期末）滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？
（2025秋 江北区期末）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，其生产的“Mate60”不仅采用超大容量电池，并且还采用了“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表所示，小宁家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图所示。完成下列问题：
电池名称 锂电子电池
输出电压 4伏
容量 5000毫安 时
（1）该手机电池充满电后，完全放电能释放出多少电能？
（2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小宁的猜测是否正确。
（3）该手机充电器还支持“5V 4.5A”、“4.5V 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。
题型2电功率的计算
（2025秋 衢州期末）如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（ ）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
（2025 杭州二模）在“创新实验设计比赛”的活动中，小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发，设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，假设灯泡电阻不变，则电路接通后，每个灯泡的实际功率是 W。
（2025 宁波自主招生）如图所示，灯泡规格均相同，甲图中电压恒为6V，乙图中电压恒为18V．分别调节R1、R2使灯均正常发光，那么此时电路消耗的总功率之比P1：P2＝ ，可变电阻接入电路中的电阻值之比R1：R2＝ 。
（2025 瓯海区校级模拟）如图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他三挡中的某一挡位时，电热毯的最小发热功率为40W。
（1）开关处于“3”挡时，电热毯的发热功率为 W。
（2）开关处于“2”挡时，电热毯工作30分钟所用消耗的电能为 J。
题型3焦耳定律电热的计算
（2023秋 庆元县校级月考）如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。下列说法中正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，L的电阻为10Ω
B．再闭合开关S2后，电路总功率为1.2W
C．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.5A
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量是24J
（2023 宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
（2023秋 桐乡市期末）龙龙家新买了一个电吹风，他想研究一下电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为45Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题
（1）当开关S与1、2位置同时连接时，电吹风吹 风。
（2）该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R0电阻将 ，电热丝的发热功率将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），则电热丝的最大发热功率为多少？
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，经计算，热损耗为20%，则此时电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
（2025 平阳县校级模拟）小科同学为实现衣服快速晾干，计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机，如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0＝6伏，R＝10欧，电动机的内阻为4欧，当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题：
（1）开关闭合后，计算电热丝工作10分钟产生的热量。
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能。
（3）尝试工作几次后小科发现：电流表示数会不断减小，同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
题型4电功与电热的综合计算
（2025秋 海曙区期末）图甲的水热毯由主机和毯体组成，采用水电分离的设计。毯体内的固定水管与主机相连。水经过主机加热至设定温度，并由水泵推动，在水管中循环来实现取暖功能。主机内部的工作电路简化后如图乙所示，其中R为电热丝，M为水泵，S1为智能开关，下列说法正确的是（ ）
A．采用水电分离的设计可以防止触电或短路
B．达到设定的温度后，智能开关S1应闭合
C．S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电功率相同
D．电热丝R产生的热量与通过它的电流成正比
（2025秋 江北区期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（ ）
A．电热丝电阻R1＝44Ω
B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
（2025秋 湖州期末）如图甲所示是智能多功能热菜板，该热菜板有“高温挡”“保温挡”两挡位，其电路原理如图乙。使用时先高温挡加热，当温度达到设定温度后，温控开关自动调节进入保温状态继续工作，R1、R2均为阻值恒定的加热电阻，已知“高温挡”的功率为440W，“保温挡”的功率为110W。
（1）根据题意判断处于保温挡时两开关的状态 。
（2）电阻R1阻值是多少？
（3）图丙为某次热菜板正常工作1.5小时的P﹣t图象，求本次消耗的电能？
（2025秋 三门县期末）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。图乙是便座加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题：
智能电热马桶盖部分参数
低温挡功率/W
中温挡功率/W 44
高温挡功率/W 88
（1）开关处于 时电路处于高温挡。
A.S闭合，S1闭合，S2接a
B.S闭合，S1闭合，S2接b
C.S闭合，S1断开，S2接a
D.S闭合，S1断开，S2接b
（2）中温挡加热时，电路中的电流多少安？
（3）低温挡加热的额定功率是多少？
03巩固练习
1．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小滨为测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。下面说法正确的是（ ）
A．开关S接“l”时， 电热壶为“保温”挡位
B．电热壶的加热额定功率为 100W
C．测量时电热壶的实际加热功率为 800W
D．电热壶在额定电压下，保温 10min消耗的电能为6×104J
2．夏天，人们常用电热驱蚊器灭蚊.电热驱蚊器的发热部分使用了PTC发热材料，它的电阻随温度变化规律如图所示，使用时发热体直接连入电压为200V的电路中。
（1）当把蚊香片放在通电的驱蚊器发热板上时，蚊香片的温度会升高，这是通过 方式改变蚊香片内能的。
（2）当发热体温度为 ℃时，它的电功率最大，当发热体的温度为60℃时，则此时电功率为 W，当发热体温度继续上升时，它的电功率会 减小（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）如果这只电灭蚊器的平均电功率为4W，按一天工作10h计算，该家用电灭蚊器一个月（按30天计算）消耗电能 kW·h。
3．如图甲所示是电热桌垫，小明查看说明书后发现：该电热桌垫电路图如图乙，电源电压为12V，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制有高温和低温两个模式。某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）电热桌垫高温模式时，电路的总电流是多少？
（2）已知电热桌垫的质量为144g，电热桌垫处于高温模式时的热效率是多少？电热桌垫硅胶板的比热容为2×103 J/（kg ℃）】
（3）若要使高温模式的功率提升到84W，在保证低温功率和R1不变的情况下，请通过计算说明应该如何改装电路？
4．某型号电加热器的内部简化电路如图甲所示，R1和R2都是发热电阻，已知发热电阻R2=176Ω。通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。电加热器的部分技术参数如表所示。
物理量 参数
额定电压 220V
高挡功率 1100W
低挡功率 ？
（1）开关S接“3、4”触点时，电加热器处于 挡；
（2）发热电阻R1的阻值为多大？
（3）电加热器在低挡消耗的电功率为多少？
（4）某次在额定电压下使用电加热器，其消耗的电功率与加热时间的关系图像如图乙所示。请计算30min内电加热器消耗的总电能。
5．图（如下表）是某电热水壶铭牌上的部分参数。
电热水壶
容量 2.3L
额定电压 220V
额定功率 1500W
（1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少
（2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功。
（3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板(插座)上使用，请通过计算判断是否安全
6．为估测电热水壶烧水时的电功率，小明在壶中装入1kg20℃的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温升高到70℃，已知水的比热容为J/（kg·℃）．
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）假若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该电热水壶的电功率；
（3）用上述方法估测出来的电功率与实际值相比，偏小还是偏大？为什么？
7．如图所示，图甲是某款家用即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点（有1、2、3、4四个触点），实现温水挡和热水挡的切换。
（1）开关S将哪两个相邻的触点接通时，水龙头放出的是热水；
（2）水龙头在温水挡工作时的功率是多少；
（3）小石用图乙中的电热丝R1和R2设计成如图丙所示电路，也可实现温水挡和热水挡的切换。若家中使用额定电流是10A的插座。请通过计算说明图乙、图丙的设计是否满足用电安全要求。
8．右下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。R1、R2为发热电阻且R2＝3R1，通过旋转开关 S 可实现“关”“低档”“高档”之间的转换。
甲 乙
额定电压 220V
高档发热功率 400W
水箱容积 3L
适用面积 20～40m2
（1）求电阻 R1的阻值；
（2）求电热加湿器处于低档位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图像，请计算加湿器工作 30min 消耗的总电能。
9．“围炉煮茶”是近年人们喜爱的“国风”休闲方式之一，其中最离不开的就是土陶罐制作的小火炉如图甲所示，考虑到安全性和环保性，不少顾客更愿意选择电陶炉如图乙所示。小德同学发现其中工作的关键就是一条可拆卸的发热电阻丝，在原包装盒内还找到了一条一模一样的备用电热丝可剪短，于是他想通过所学知识改装该电陶炉的加热挡位。可惜由于食物污渍，已无法由铭牌得知电热丝的具体信息。小德关闭其他用电器，将电陶炉单独接入的家庭电路，观察并记录家中电能表如图丙所示的指示灯闪烁情况：分钟之内闪烁了次，求：
（1）该过程中电热丝产生的电热为多少焦耳；
（2）炉腔内电热丝的电阻的大小；
（3）小德同学想借助备用电阻丝串联或并联在原炉体内部或外部改装电陶炉的加热功率，使之与原功率成为不同挡位，且高低挡位功率之比为：，请你从安全性和可实现性两个方面通过计算说明改装方案。
10．图甲是小红家某电取暖器简化电路图，R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表乙。
额定电压 220V
低温挡功率 1100W
高温挡功率 2200W
乙
（1）电取暖器在高温挡工作时的电流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用电高峰期，小红用如图丙所示的电力监测仪测出电取暖器在低温挡工作时的实际电压和实际功率。小红认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压。试通过计算说明小红的判断是否正确。
11．某电热水器铭牌标识为“220V 1200W”，由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化。把该电热水器如图﹣1所示的插头插入如图﹣2所示的智能插座工作一段时间，通过智能插座读出这段时间电热水器的工作电压为220V，电流为5A，消耗的电能为0.55kW h。
（1）插头插脚①较长，将插头插入插座时，可确保电热水器的金属外壳先接触 线，避免触电事故。用橡胶做插头外壳是因为橡胶是 体。
（2）电热水器的实际功率是多大？工作的这段时间是多长？
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可将一段新的电热丝与氧化电热丝串联还是并联？这段电热丝的电阻值为多少？
12．小明家的电热毯有高温和低温两挡，其简化电路如图所示.电源电压为220V，R1和R2均为电热丝，且R1=R2。当开关S闭合时，电热毯处于高温挡，功率为88 W； 当S断开时，电热毯处于低温挡。求：
（1）处于高温挡时电路中的电流：
（2）电阻R1的阻值；
（3）处于低温挡时电热毯的电功率.
13．某电压力锅，额定电压220V， 有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2=1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求：
（1）R1的阻值和压力锅的保温功率。
（2）将2L水从23℃加热到63℃，水吸收的热量是多少 若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水，需要多少秒 ( ρ水=1.0×103kg/m3， c水=4.2×103J/(kg*℃)
（3）用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作600s， 图中的电能表转盘转了330转，请算出它的实际加热功率。
14．某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器。其内部简化电路如图甲所示。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒为12V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0=60Ω）和热敏电阻R组成，R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。当开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1=48.4Ω，R2=435.6Ω，c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）当水温达到50℃时，电热水器停止加热，求此时控制电路中的电流。
（2）电热水器正常工作时，加热和保温功率各为多少。
（3）电热水器正常工作时，将水箱中1kg的水从20℃加热到50℃用时3min，求此过程中水吸收的热量及电热水器的加热效率。
15．图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。
（1）开关闭合，求加热电路的电功率；
（2）当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？
（3）当最高控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算说明加热电路是否已经停止加热；
（4）为了要使最高控温降低，请你写出一种可行的方法。
16．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中 R0 为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关 S0和 S 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到 50℃时，电磁铁才会把衔 铁吸下，使 B、C 两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知 R1 = 44Ω，R2=2156Ω。求：
（1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（2）将 2.2kg 的水从 15℃加热到 45℃，需要通电 5min，电热水器的加热效率为多少？【C 水 = 4.2×103J/(kg·℃)】
（3）当温度达到 50℃后，通电 10min，R2 产生的热量。
17．图是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1=550Ω，R2=44Ω。该电热器接入电压恒为220V的电路中。求：
（1）低温挡时电热器的电功率；
（2）高温挡时，工作10s产生的热量。
18．如图甲为一款家用电热水壶，其简化电路图如图乙所示。它有高温和低温两种挡位，正常工作时高温挡功率为550W，R2=132Ω，求：
（1）该电热水壶将1kg的水从20℃加热到80℃，水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的电阻是多少？
（3）该电热水壶正常工作时低温挡功率是多少？
（4）在物理综合实践活动中，小芳和小丽利用所学的物理知识，合作测量电热水壶高温挡的实际功率。电表上标着“2000r/kW·h”。他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热水壶接入电路中烧水。3min电能表的转盘转了50r，求电热水壶的实际功率？
19．如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，，该电热器接入电压为的电路中。求：
（1）低温挡时电路中的电流。
（2）高温挡时电热器的电功率。
20．水暖电热毯是新一代电热毯，采用水电分离的设计，利用外置主机用电将水加热，再向毯内软管输送温水，通过水循环使热量在毯体内向四周传导，从而使人体感觉到温暖（如图甲所示），其特点是恒温舒适，深受老年人喜爱。如表所示是某型号水暖电热毯的参数。
水暖电热毯
额定功率 280W
恒温功率 60W
主机容量 0.45L
控温范围 25~65℃
（1）小明认真研究了它的说明书，并作出以下分析，你认为合理的是 ___________。
A．“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害
B．“每晚仅约0.7度电”是水暖电热毯在额定功率下工作一晚的用电量
C．“毯体无电流”说明水暖电热毯使用时无电磁辐射
（2）晚上小明关闭家中其他用电器，只让水暖电热毯工作，装满0.45L水，使用前记录电能表读数为1356.8kW h，开启水暖电热毯10h，早晨记录电能表读数为1357.5kW h，则此段时间内水暖电热毯的功率为 W。
（3）小明将所测量的数据与参数（如表所示）对比，发现电功率数据不符，原因可能是 。
（4）该水暖电热毯虽然具有加热和保温功能，但从节能角度考虑，它的电路设计（如图乙所示）不够合理。请你指出一条不合理的地方： 。
21．阅读材料，回答问题
我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚海核电站每年发电量约70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下，远距离送电采取高压送电的方式来实施，核电站的发电输出电功率为，用10千伏的高压进行输电。如图是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。
（1）核电站中绕制发电机线圈的材料可能是 （选填“铜”、“铁”或“超导材料”）；
（2）关于远距离输电，下列表述错误的是_____；
A．在保证输送功率不变的情况下，提高输电电压会减小输电电流，从而减少输电损失
B．提高输电电压可以减小输电线电阻，从而减小输电损失
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越大
（3）核电站在输送功率不变时，若改用100千伏的电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为 。
22．中国是世界上最早利用风能的国家之一。风能空气流动所产生的能量，是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射作用下，空气沿水平方向运动形成风.题23(1)图是风力发电机，利用涡轮叶片将气流的机械能转化为电能，再利用蓄电池将电能储存起来。
（1）风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源
（2）风叶产生的动力传递给发电机发电是利用了 原理：给蓄电池储能的过程是将发电机产生的电能转化为 储存起来。
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图所示，由图像可知下列信息正确的是____。
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风力发电机的输出功率与风速成正比
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1秒获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①对表格进行分析，以下图像中符合该风力发电机1s内获得的能量与风速的定量关系的是 。
②已知当风速为10m/s时，风力发电机发电的效率为12.5%，则这台风机工作1h所产生的电能可供10只“220V200W”电灯正常工作 h.
六、综合题
23．某小组在跨学科实践活动中，对电热水器的类型进行了对比研究。调查发现，家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。如图甲是某款储水式电热水器（有一个大容积的水箱，如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却），其铭牌上的部分信息如图乙；如图丙是某款快热式电热水器（没有水箱，快速加热流水），其铭牌上的部分信息如图丁：
额定升数 50L
产品尺寸（a*b*c） 760×485×455mm
额定功率 2200W
能效等级 1级
乙
额定功率 7000W
额定压力 0.6MPa
产品尺寸（a*b*c） 266×78×448mm
丁
（1）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器之所以“快”，是因为它的 明显大一些。
（2）该小组还得出了以下结论，你认为不合理的是__________。
A．储水式电热水器安装在承重墙上更安全
B．长期使用过程中，储水式电热水器对水电的浪费较大
C．安装快热式电热水器要用更粗的电线
D．用电高峰时段，电热水器的实际功率大于额定功率
（3）“碳达峰”“碳中和”对常用家电产品研发提出了更高要求。已知：每节约1度电相当于减少排放的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能，请计算由此相当于减排二氧化碳约 kg。
（4）若本题中这款快热式电热水器的加热效率是90％，洗澡时每秒的出水量是，进入热水器的水温为12℃，则出水温度可达到 ℃。[，J/(kg·℃)]
24．如图甲所示，水暖电热毯是新一代电热毯，采用水电分离的设计，利用外置主机用电将水加热，再向毯内软管输送温水，通过水循环使热量在毯体内向四周传导，从而使人体感觉到温暖。
水暖电热毯
额定电压 220V
额定功率 280W
恒温功率 60W
每晚耗电 约0.7度
主机容量 0.45L
控温范围 25℃～65℃
图乙
（1）州州认真研究了某品牌水暖电热毯的铭牌（如图乙）后，认为水暖电热毯相比普通双人电热毯（功率范围在120W~150W之间）有以下特点，你认为他的分析合理的是____。
A．“280W快速升温”说明水暖电热毯产生的热量比普通双人电热毯多
B．“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害
C．“每晚耗电约0.7度”是每晚水暖电热毯在额定功率下工作的用电量
D．“毯体无电流”说明水暖电热毯使用时绝对无电磁辐射
（2）州州仔细阅读了该水暖电热毯的使用说明书后，发现该水暖电热毯有“加热”和“保温”两档，其简化电路如图丙所示。当单刀双掷开关S接1时，该水暖电热毯处于 档。
图丙
（3）晚上州州关闭家中所有用电器，装满0.45L水，记录电能表读数为2546.7kW·h，开启水暖电热毯10h，早上记录电能表读数为2547.4kW·h，则此款水暖电热毯这段时间的电功率为 W。
（4）某品牌水暖电热毯的广告语是“5分钟热水循环”。水暖电热毯在额定电压下工作，按照铭牌中的数据，5分钟加热过程可以让水箱中的0.45L水升温约 ℃（注：，不考虑热量损失，结果保留一位小数）。
25．小芊想为忙碌的妈妈自制一个电热饭盒，她找来了两根电热丝R1和R2，R1的阻值为440Ω. R2的阻值未知。
（1）甲方案中，小芊把R1接人电路进行测试，闭合开关后，电路的总功率为多少
（2）为了让电路的总功率降为原来的一半，小芊设计了乙、丙两种方案，你支持那种方案。请计算你选定方案中电热丝R2的阻值。
（3）小芊考虑到不同的季节电热饭盒的功率应不同，现增加一个开关S1， 请在第(2)问你所选定的方案中把电加热器改成两个加热挡位，在虚线框里画出改进后的电路图，并对开关的状态和对应的挡位做简要的说明。
26．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，中药能有效治疗新冠肺炎，降低轻型、普通型病例转为重症的比例，缩短新冠肺炎症状消退时间，改善轻型和普通型患者的临床症状。如图甲所示为小华同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，“猛火”挡电功率模糊不清，“文火”挡电功率110W， 其电路原理图如图乙所示，R1、R2为两根电热丝，L1、L2是颜色不同的指示灯，指示灯在电路中消耗的电功率忽略不计，若让该电热水器在“猛火”挡单独工作3min， 如图丙所示的电能表脉冲灯闪烁88次。根据上述信息，求：
（1）灯的电阻值与电热丝R1的电阻值相比较： (选填“相差很大”、“相差很小”或“相差不大”)；
（2）“猛火”挡电功率和电热丝R2的阻值；
（3）若打算将“文火”挡的电功率提升10%，“猛火”挡的电功率保持不变，请通过计算具体说明改进措施
27．某暖手宝的工作原理如图所示，已知为10Ω，在闭合的情况下，断开时电流表的示数是2A，闭合时电流表示数增大1A。电源电压不变，求：
（1）电源电压为 V。
（2）求该暖手宝最大发热功率以及1分钟内产生多少 热量。（写出必要计算步骤）
28．小明对家里的一款电热水器进行探究，其中一些参数如下表所示。
额定功率/W 1500 2000 2500
额定电压/V 220
额定频率/Hz 50
加热温度范围/℃ 5~70
最大容量/L 50
（1）电热水器正常工作，将水加热到适当温度，导线却不怎么发热，原因可能是______；
A．导线的绝热皮隔热
B．电流通过导线不产生热量
C．导线的电阻比电热丝阻值小
D．通过导线的电流小于通过电热丝的电流
（2）当电热器功率为2000W时，若要求将40L、初温30℃的水加热到70℃需要的时间，除了需要水的相关物理量外，还需要的物理量是该热水器的 ；
（3）如图为该电加热器的简化电路图，、、是阻值不变的电热丝，a、b、c、d为金属触点，S为旋钮开关，转动旋钮可以将相邻两个触点连通。转动旋钮使S与 两个触点接通时电热器为2000W的挡位；（选填“”、“”或“”）
（4）小明认真阅读了使用说明书，对其中一些重要事项作了分析，其中分析不合理的是______。
A．“不能用湿手去拔电热水器插头”，因为湿手容易引起触电事故
B．“电热水器不能与多个大功率用电器同时使用”，是为防止电路中电流过大
C．“接入电压要与本机额定电压相符合”，因为热水器只有在额定电压时才能工作
D．“使用时插头要充分插入插座”，插头外露可能会使人触电，不安全
29．请根据上述材料，回答问题：
电热水器
电热水器是利用电对水加热，使水温达到生活、采暖、生产工艺等要求的设备。家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。市面上某款储水式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表1所示。
表1储水式电热水器
额定升数： 60L
产品尺寸（a*b*c）： 760×485×455mm
额定功率： 2200W
能效等级： 1级
市面上某款快热式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表2所示。
表2快热式电热水器
额定功率：8000W 温度范围：30-55℃
额定压力：0.6MPa 防水等级：IPX4
产品尺寸（a*b*c）：266×78×448mm 防电墙：专利防电墙
储水式电热水器安装简单、方便，功率相对较小，对电线要求低，一般家庭都能安装使用。但因为带一个大容积的水箱，要有承重墙才能装，且影响室内的美观。使用前需较长时间预热，且达到预设温度后额定容量的水被快速用完了，不能再连续使用；如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却，造成浪费。
快热式电热水器是一种快速加热流水，并且能通过电路控制水温，使水温达到适合人体洗浴温度的热水器。因为没有水箱，所以它具有体积小，重量轻，省空间易安装的特点，且不需要提前预热，也没有储水式热水器未用的剩余热水的能量消耗，真正做到了节能省水。一般来说，快热式电热水器比储水式电热水器省电15%～30%。但快热式电热水器普遍功率较大，安装需要横截面积较大的铜芯线和不低于30A的电能表，因此家庭选择此电热水器时，要考虑是否满足安装要求。
（1）根据储水式电热水器的铭牌可知，若家庭电路正常工作电压为220V，该电热水器正常工作时的电流是 A。
（2）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器相比储水式电热水器，它的 （选填“电功”或“电功率”）明显大一些。
（3）根据储水式电热水器的铭牌可知，使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min，则消耗 kW·h电能。
（4）2021年，碳达峰、碳中和被首次写人政府工作报告。已知每节约1度电相当于减少排放1.1kg的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能8kW·h，请计算由此相当于减排二氧化碳约 kg。
30．为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
31．在“测量小灯泡功率”的实验中，小灯泡上标有“2.5V”的字样。小明连接了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电压表的示数始终如图乙所示，小灯泡发光，发生此现象的原因可能是 ；
（2）排除故障后，闭合开关，此时滑片P在滑动变阻器B端，看到小灯泡不发光，电流表和电压表有微小示数，则此时小灯泡 （选填“消耗”或“不消耗”）电功率；要使小灯泡正常发光滑片应向 （选填“C”或“D”）端移动；
（3）当小明移动滑片P将电压表示数调到2.5V时，电流表示数如图丙所示，为 A，则此时小灯泡的功率为 W；
（4）为了完成本次实验，以下滑动变阻器的规格合适的是______（选填字母代号）；
A．10Ω，1A B．30Ω，0.5A C．50Ω，0.1A
（5）接着小明将一额定功率相同的LED灯替换小灯泡L接入电路中，发现当LED灯正常工作时其亮度远高于小灯泡L的亮度，下列说法正确的是______。
A．通过LED灯的电流大于通过小灯泡L的电流
B．LED灯的实际功率大于小灯泡L的实际功率
C．相同时间内LED灯消耗的电能等于小灯泡L消耗的电能
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专题06 电功和电功率 电热的计算
目 录
01 题型综述
02 解题攻略
提分秘籍
知识点一、基本公式
知识点二、电功、电功率常见问题
知识点三、电热器挡位分析
典例剖析
题型1电能与电功的计算
题型2电功率的计算
题型3焦耳定律电热的计算
题型4电功与电热的综合计算
03 巩固练习
01题型综述
与欧姆定律结合：常与欧姆定律结合，通过已知的电压、电流、电阻等物理量，求解电功、电功率和电热。例如，在一个串联电路中，已知电源电压、两个电阻的阻值，要求某个电阻消耗的电功率，就需要先根据欧姆定律求出电路中的电流，再利用计算电功率。
与电路知识融合：会与串联、并联电路的特点相结合。如在串联电路中，电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和；在并联电路中，各支路两端电压相等，干路电流等于各支路电流之和。通过这些电路特点，结合电功、电功率、电热公式，计算电路中不同位置的物理量。
02解题攻略
审题：仔细阅读题目，明确已知条件，包括电源电压、电阻值、电流值、用电器的额定参数、时间等，以及需要求解的物理量是电功、电功率还是电热，是总物理量还是某个用电器的物理量。
分析电路：判断电路是串联、并联还是混联，确定各个用电器之间的连接关系，分析电表测量的对象和电路的工作状态，如是否为纯电阻电路，用电器是否正常工作等。
选择公式：根据已知条件和电路特点，选择合适的电功、电功率、电热公式进行计算。对于复杂电路，可能需要先根据串联或并联电路的规律求出总电阻、总电流等中间量，再进一步计算所求物理量。
计算求解：代入数据进行计算，注意单位的统一，如电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆（Ω），时间单位用秒（s），电功单位用焦耳（J），电功率单位用瓦特（W）。计算过程要仔细，避免出现计算错误。
检查答案：检查计算结果是否符合实际情况，如电功率不能为负数，电功和电热的值应该是合理的。还可以通过不同公式或方法进行验证，确保答案的准确性。
【提分秘籍】
知识点一、基本公式
Ⅰ、欧姆定律 串并联电路特点
1．内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式：I＝ 。
2．电阻串联时相当于增加了导体的长度，因此总电阻比任何一个串联电阻都大。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积，因此总电阻比任何一个并联电阻都小。
3．串联电路分压：在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比，表达式：＝；
并联电路分流：在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比，表达式：＝。
Ⅱ、电功率
1．定义式：。已知某用电器的工作时间t和在这段时间内消耗的电能W，就可以用该公式计算用电器的电功率。
2．计算式：将W=UIt代入公式中，可得到P=UI，即已知某用电器两端电压U和通过用电器的电流I，就可以用该公式计算出该用电器的电功率。
3．导出式：、。对于纯电阻电路，由P=UI及可推导出上述导出式。
Ⅲ、电路中电功关系的三个推论
1.串并联电路的电功的特点 串联电路并联电路分析如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It； 由于U=U1+U2，故W总=UIt=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2如图所示，在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t； 由于I=I1+I2， 故W总=UIt=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2推论一无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器做功之和，即W总=W1+W2+…
2.串、并联电路电功的分配关系（仅适用于纯电阻电路） 推论二串联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成正比推导分析：推论三并联电路中，电流通过各电阻所做的功与其阻值成反比推导分析：
知识点二、电功、电功率常见问题
Ⅰ、比较功大小时，若是串联常用W=I2Rt来取W1/W2比值，反之常用W=U2t/R并进一步进行其他运算
Ⅱ、求最大功率或不同档位用电器(电热器)问题时，常用P=U2/R分析，当并联时电阻最小，功率最大；串联时电阻最大，功率最小，再根据题意求相关量
Ⅲ、若关于小灯泡等实际功率随着温度改变而变化时，根据实际电流或电压求电阻，再求其他量
知识点三、电热器挡位分析
①多开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S：电路只有R2 高温档
断开S：R1和R2串联 低温档
闭合S、S1：R1和R2并联 高温档
只闭合S：电路只有R1 低温档
（R1>R2） 只闭合S1：电路只有R1 低温档
只闭合S2：电路只有R2 中温档
闭合S1、S2：R1和R2并联 高温档
②多触点开关类
电路图 档位分析 表达式
接0、1：不工作
接1、2：电路只有R1 低温档
接2、3：R1和R2并联 高温档
③旋钮开关类
电路图 档位分析 表达式
接1：R1和R2串联 低温档
接2：电路只有R2 高温档
接1：R和R串联 低温档
接2：电路只有R 中温档
接3：R和R并联 高温档
④单刀双掷开关类
电路图 档位分析 表达式
闭合S1 S2接a：R1和R2并联 高温档 S2接b：电路只有R1 中温档
断开S1 S2接a：不工作 S2接b：R1和R2串联 低温档
【典例剖析】
题型1电能与电功的计算
（2025秋 余姚市月考）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，通过它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示。闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
【解答】解：根据题意可知，定值电阻R1、R2并联在电路中，
由图乙可知，当R1、R2两端的电压都电压3V时，通过R1、R2的电流分别为I1＝0.6A，I2＝0.2A，
即通过R1、R2的电流之比：I1：I2＝0.6A：0.2A＝3：1；
则闭合开关S，经过相同的时间，R1、R2消耗电能之比：W1：W2＝UI1t：UI2t＝I1：I2＝3：1。
故选：B。
（2025 鄞州区模拟）五一假期小宁和家人一起去东钱湖露营、烧烤。
（1）到达目的地后，小宁帮爸爸一起搭建天幕帐篷，如图甲所示为天幕帐篷搭建的示意图，其中AC为天幕（遮阳幕布），AB、CD为支撑杆，防风绳的一头系在支撑杆的顶端，另一头用地钉固定在地面上。搭建过程中小宁拉紧防风绳后退时，拉力F会 （填“变大”或“变小”）。
（2）小宁在烤肉串的过程中，闻到阵阵香味，原因是 。烤肉时要注意火候，烤焦的肉类食物会含有强致癌物——苯并芘（化学式C20H12）。苯并芘属于 （填“有机物”或“无机物”），其中碳元素和氢元素的质量比为 。
电池容量 4000mA h
工作电压 5V
灯的额定功率 5W
（3）夜幕降临，小宁用露营灯照明，其铭牌参数如表所示。该露营灯的电池充满电后，可供灯正常工作 h。
【解答】解：（1）人拉防风绳时，杠杆为AB，支点为B，动力为人的拉力，阻力为天幕的拉力，他在拉紧防风绳往后退的过程中，拉力的力臂变化如图所示：
由所画图可知，他在拉紧防风绳往后退的过程中，拉力的力臂越来越大，由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定，动力臂越来越大，动力越来越小；
（2）在烤肉串的过程中，闻到阵阵香味，是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动；苯并芘是含有碳元素的化合物，属于有机物；
苯并芘中碳、氢元素的质量比为：（12×20）：（1×12）＝240：12＝20：
（3）充满电储存的电能W＝UIt＝5V×4000×10﹣3A h＝20W h；
则工作时间t4h。
故答案为：（1）变小；（2）分子在永不停息地做无规则运动；有机物；20：1；（3）4。
（2025秋 路桥区期末）滥用远光灯失德又违法。夜间行车正确使用远光灯，可以起到扩大观察视野的作用。但对面有车或行人时，远光灯容易扰乱路人以及对面车辆驾驶员的视线而存在安全隐患。如图甲所示是某汽车大灯的灯泡示意图，A和B是灯泡内的2条灯丝，S为扇形旋钮开关。当切换到近光灯挡位时大灯只有一条灯丝通电工作，切换到远光灯挡位时大灯的两条灯丝同时通电工作。
（1）当切换到远光灯时，开关S与触点 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）接触；
（2）司机某次用车10分钟，车灯的功率与时间的关系如图乙所示，已知电源电压保持12V不变，则灯丝A的电阻为多少？（不考虑温度变化对电阻的影响）
（3）请计算10分钟内大灯消耗的电能为多少？
【解答】解：（1）开关S与触点1、2接触时，电路未接通；
当开关S与触点2、3接触时，只有B灯丝通电工作，电路中电阻较大，由P可知，电功率教小，大灯处在近光灯照明；
当开关S与触点3、4接触时，A、B灯丝并联同时通电工作，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻较小，由P可知，电路中的总功率较大，大灯处在远光灯照明；
（2）当大灯处在近光灯照明时，电功率为40W；
当大灯处在远光灯照明时，电功率为100W，灯丝A的电功率PA＝P﹣P′＝100W﹣40W＝60W，
根据P可知灯丝A的电阻RA2.4Ω；
（3）根据W＝Pt可知10分钟内大灯消耗的电能W＝W1+W2＝40W×4×60s+100W×6×60s＝45600J；
（2025秋 江北区期末）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，其生产的“Mate60”不仅采用超大容量电池，并且还采用了“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表所示，小宁家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图所示。完成下列问题：
电池名称 锂电子电池
输出电压 4伏
容量 5000毫安 时
（1）该手机电池充满电后，完全放电能释放出多少电能？
（2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小宁的猜测是否正确。
（3）该手机充电器还支持“5V 4.5A”、“4.5V 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。
【解答】解：（1）该手机电池电压U＝3.7V，容量5000毫安 时，充满电时储存的电能：
W＝UIt＝3.7V×5000×10﹣3A×3600s＝6.66×104J；
（2）根据图像知，充电器的5～10分功率：P＝UI＝11V×4A＝44W；充电器的10～20分功率：P＝UI＝11V×2A＝22W；所以充电过程功率不是保持全程66W；
（3）因为“输出5V4.5A”的充电器的充电电流更小，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt可知，当选用的充电线一样，电阻和通电时间相同时，电流越小产生的热量越小，充电过程中的能量损耗更少，所以充电效率更高。故选择规格为“5V4.5A”的充电器的充电效率会更高。
题型2电功率的计算
（2025秋 衢州期末）如图，电源电压恒为6V，两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W，假定灯丝电阻不变，按甲、乙方式连接，接通电路后最亮的是（ ）
A．甲图中的L1 B．甲图中的L2
C．乙图中的L1 D．乙图中的L2
【解答】解：灯泡的亮度决定于实际功率大小，甲图中两个灯泡串联，根据串联分压，每个灯泡的电压都小于6V，实际功率都小于额定功率，
而乙图并联，每个灯泡的电压都等于额定电压6V，都正常发光，两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“，说明L2的实际功率大，故并联时L2最亮。
故选：D。
（2025 杭州二模）在“创新实验设计比赛”的活动中，小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发，设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，假设灯泡电阻不变，则电路接通后，每个灯泡的实际功率是 W。
【解答】解：（1）由图乙可知，两个灯泡逐个顺次地接在电源两端，即两灯串联；
（2）灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”，
所以每个灯泡的电阻均为：；
串联电路中各用电器两端的电压与电阻成正比，
由于两个灯泡的电阻相同，则它们的实际电压相同，
所以每个灯泡的实际电压为总电压的一半，均为1.5V，
则每个灯泡的实际功率：。
故答案为：串联；0.45。
（2025 宁波自主招生）如图所示，灯泡规格均相同，甲图中电压恒为6V，乙图中电压恒为18V．分别调节R1、R2使灯均正常发光，那么此时电路消耗的总功率之比P1：P2＝ ，可变电阻接入电路中的电阻值之比R1：R2＝ 。
【解答】解：设三个规格相同灯泡正常发光时的电流为IL，电压为UL。
（1）由甲电路图可知，三灯泡并联后与R1串联，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且三灯泡均正常发光，
所以，干路电流：
I1＝3IL，
电路的总功率：
P1＝UI1＝U×3IL＝6V×3IL，
由乙电路图可知，三灯泡与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路的总功率：
P2＝U′I2＝18V×IL，
所以，P1：P2＝6V×3IL：18V×IL＝1：1；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，甲电路图中，R1两端的电压：
U1＝U﹣UL＝6V﹣UL，
由I可得，R1接入电路中的电阻值：
R1，
乙电路图中，R2两端的电压：
U2＝U﹣3UL＝18V﹣3UL＝3（6V﹣UL），
R2接入电路中的电阻值：
R2，
所以，R1：R2：1：9。
故答案为：1：1；1：9。
（2025 瓯海区校级模拟）如图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。图中虚线框内是“三刀四挡”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”挡中的某一挡位上。当开关处于“4”挡时，电热毯不发热；当开关处于其他三挡中的某一挡位时，电热毯的最小发热功率为40W。
（1）开关处于“3”挡时，电热毯的发热功率为 W。
（2）开关处于“2”挡时，电热毯工作30分钟所用消耗的电能为 J。
【解答】解：（1）由图可知，开关处于“1”挡时，电路为R1和R2并联，电路中的电阻最小，由P＝UI可知，电路消耗的电功率最大；
开关处于“2”挡时，电路为R2接在电源两端的简单电路；
开关处于“3”挡时，电路为R1和R2串联，电路中的电阻最大，由P可知，电路消耗的电功率最小，由题意可知最小功率为：P340W；
（2）开关处于“2”挡时，电路为R2接在电源两端的简单电路，电路消耗的电功率：P22P3＝2×40W＝80W；
由W＝Pt可得，电热毯工作t＝30min＝1800s所用消耗的电能：W＝P2t＝80W×1800s＝1.44×105J。
故答案为：（1）40；（2）1.44×105。
题型3焦耳定律电热的计算
（2023秋 庆元县校级月考）如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。下列说法中正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，L的电阻为10Ω
B．再闭合开关S2后，电路总功率为1.2W
C．再闭合开关S2后，电流表示数增加0.5A
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量是24J
【解答】解：A．只闭合开关S1时，电路为小灯泡L的简单电路，此时小灯泡L的实际功率为1W，
由图像可知，当UL＝2V时，IL＝0.5A，其实际功率为：PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W，
则电源的电压U＝UL＝2V，
由I可得，小灯泡L的电阻：RL4Ω，故A错误；
B．再闭合S2后，R与L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，R两端的电压也为2V，由图像可知，此时通过R的电流为0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流为：I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A，
电路总功率：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故B错误；
C．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，再闭合开关S2后，通过L的电流不变，
则电流表示数的增加量即为通过R的电流，其大小为0.2A，故C错误；
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝2V×0.2A×60s＝24J，故D正确。
故选：D。
（2023 宁波模拟）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60欧，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中，测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．R2的滑片向左滑动时，电流表和电压表的示数都变大
B．电源电压为12V
C．R1的电功率变化范围是1.2～10.8W
D．电流为0.6A时，2min内电流通过R1产生的热量是648J
【解答】解：
由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、R2的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知断电路中的电流变大，根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小，故A错误；
B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路中的电流最大，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图乙可知，最小和最大电流分别为I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，
由欧姆定律和串联电路的电压规律可得：U＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R1＝30Ω，U＝18V，故B错误；
C、R1的最小电功率：P1最小＝I最小2R1＝（0.2A）2×30Ω＝1.2W，
R1的最大电功率：P1最大＝I最大2R1＝（0.6A）2×30Ω＝10.8W，
所以，R1的电功率变化范围是1.2～10.8W，故C正确；
D、R1产生的热量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×2×60s＝1296J，故D错误。
故选：C。
（2023秋 桐乡市期末）龙龙家新买了一个电吹风，他想研究一下电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为45Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题
（1）当开关S与1、2位置同时连接时，电吹风吹 风。
（2）该电吹风吹热风时，其温度基本恒定在200℃左右，当它的温度继续升高时，R0电阻将 ，电热丝的发热功率将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），则电热丝的最大发热功率为多少？
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，经计算，热损耗为20%，则此时电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
【解答】解：（1）当开关S与1、2位置同时连接时，R0与R串联，电热丝工作，所以吹热风；
（2）由图象知温度升高到400℃时，R0电阻增大；电源电压不变，当R0电阻变大时，电路中电流变小，电热丝阻值不变，由P＝I2R，可知电热丝电功率减小；
由图可知，R0的阻值最小为10Ω，R总＝R0+R＝10Ω+45Ω＝55Ω，电热丝所在电流I4A，该电热丝的最大功率：P＝I2R＝（4A）2×45Ω＝720W；
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，消耗的电能W＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，
热损耗Q＝0.2×W＝0.2×4400J＝880J，由Q＝I2Rt，可知R电动44Ω。
故答案为：（1）热；（2）变大；减小；720W；（3）44Ω。
（2025 平阳县校级模拟）小科同学为实现衣服快速晾干，计划利用电源、小型风机M、电热丝R、导线等元件做一个简易烘衣机，如图是他设计的烘衣机外形及其电路结构图。其中U0＝6伏，R＝10欧，电动机的内阻为4欧，当开关闭合时测得电流表示数为1.5安。回答下列问题：
（1）开关闭合后，计算电热丝工作10分钟产生的热量。
（2）工作10分钟，计算风机产生的机械能。
（3）尝试工作几次后小科发现：电流表示数会不断减小，同时刚开始工作时干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，干衣室内的温度逐步升高。请你分析造成这种现象的原因。
【解答】解：（1）根据电路图知，电动机与电阻并联，电流表测量干路电流，电阻的电压U＝6V；
根据欧姆定律知，电阻的电流I0.6A；
电热丝工作10分钟产生的热量Q＝I2Rt＝（0.6A）2×10Ω×10×60s＝2160J；
（2）根据并联电路的电流特点知，通过电动机的电流I'＝I总﹣I＝1.5A﹣0.6A＝0.9A；
电动机工作10分钟产生的热量Q'＝I'2R't＝（0.9A）2×4Ω×10×60s＝1944J；
电动机工作10分钟消耗的电能W＝UIt＝6V×0.9A×10×60s＝3240J；
获得的机械能W机械＝W﹣Q'＝3240J﹣1944J＝1296J；
（3）随着通电时间的增大，电热丝产生的热量增大，温度升高，而电热丝的电阻随着温度的升高而增大，根据欧姆定律知，电热丝的电流减小，干路中电流减小，电流表示数会不断减小；
同时刚开始工作时，干衣室水较多，水的蒸发需要吸热，使得干衣室内温度变化不明显，而当衣物快烘干时，水减少，蒸发吸热减少，干衣室内的温度逐步升高。
题型4电功与电热的综合计算
（2025秋 海曙区期末）图甲的水热毯由主机和毯体组成，采用水电分离的设计。毯体内的固定水管与主机相连。水经过主机加热至设定温度，并由水泵推动，在水管中循环来实现取暖功能。主机内部的工作电路简化后如图乙所示，其中R为电热丝，M为水泵，S1为智能开关，下列说法正确的是（ ）
A．采用水电分离的设计可以防止触电或短路
B．达到设定的温度后，智能开关S1应闭合
C．S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电功率相同
D．电热丝R产生的热量与通过它的电流成正比
【解答】解：A、采用水电分离的设计可以防止触电或短路，故A正确；
B、达到设定的温度后，智能开关S1应断开，电热丝不再发热，故B错误；
C、S和S1都闭合时，电热丝R和水泵M的电压相等，电功率不一定相同，故C错误；
D、电热丝R产生的热量与通过它的电流的二次方成正比，故D错误。
故选：A。
（2025秋 江北区期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。若R2＝2R1，水龙头在温水挡正常工作时电功率为1100W，电源电压恒为220V，则以下说法正确的是（ ）
A．电热丝电阻R1＝44Ω
B．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
C．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
D．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
【解答】解：ACD、由图乙可知，当扇形开关S接1、2时，电路断开，水龙头处于冷水挡；
当扇形开关S接3、4时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路的总功率最大，水龙头处于热水挡；
当扇形开关S接2、3时，只有R2工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，水龙头处于温水挡，
由P可知，R2的阻值：R244Ω，
根据题意可知，R2＝2R1，则R1的阻值：R1R244Ω＝22Ω，故ACD错误；
B、水龙头在热水挡正常工作时的功率：P热3300W，故B正确。
故选：B。
（2025秋 湖州期末）如图甲所示是智能多功能热菜板，该热菜板有“高温挡”“保温挡”两挡位，其电路原理如图乙。使用时先高温挡加热，当温度达到设定温度后，温控开关自动调节进入保温状态继续工作，R1、R2均为阻值恒定的加热电阻，已知“高温挡”的功率为440W，“保温挡”的功率为110W。
（1）根据题意判断处于保温挡时两开关的状态 。
（2）电阻R1阻值是多少？
（3）图丙为某次热菜板正常工作1.5小时的P﹣t图象，求本次消耗的电能？
【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路的总功率最小，智能多功能热菜板处于低温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，智能多功能热菜板处于高温挡；
（2）R1的阻值：R1110Ω；
（3）由图丙可知，热菜板正常工作1.5小时，其中高温挡工作时间t1＝0.5h＝1800s，低温挡工作时t2＝1h＝3600s，
本次消耗的电能：W＝W1+W2＝P高t1+P低t2＝440W×1800s+110W×3600s＝1.188×106J。
（2025秋 三门县期末）小科家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡，部分参数如表所示。图乙是便座加热电路的示意图，加热电阻为R1和R2，单刀双掷开关S2可接a或b。请回答下列问题：
智能电热马桶盖部分参数
低温挡功率/W
中温挡功率/W 44
高温挡功率/W 88
（1）开关处于 时电路处于高温挡。
A.S闭合，S1闭合，S2接a
B.S闭合，S1闭合，S2接b
C.S闭合，S1断开，S2接a
D.S闭合，S1断开，S2接b
（2）中温挡加热时，电路中的电流多少安？
（3）低温挡加热的额定功率是多少？
【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S、S1闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，智能电热马桶处于高温挡；
当开关S闭合、S1断开、S2接b时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，智能电热马桶处于低温挡；
当开关S、S1闭合、S2接b时，只有R1工作，智能电热马桶处于中温挡，故选A；
（2）由表格数据可知，智能电热马桶中温挡功率P中＝44W，
由P＝UI可知，中温挡加热时，电路中的电流：I0.2A；
（3）由P可求出R1的阻值：R11100Ω；
高温挡工作时R2的电功率：P2＝P高﹣P中＝88W﹣44W＝44W，
由P可知，R2的阻值：R21100Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝1100Ω+1100Ω＝2200Ω，
则低温挡的额定功率：P低22W。
03巩固练习
1．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图甲所示，电热丝R1=48.4Ω，R2=435.6Ω。小滨为测量电热壶的实际功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，1min内电能表（如图乙）的转盘转动了16转。下面说法正确的是（ ）
A．开关S接“l”时， 电热壶为“保温”挡位
B．电热壶的加热额定功率为 100W
C．测量时电热壶的实际加热功率为 800W
D．电热壶在额定电压下，保温 10min消耗的电能为6×104J
【答案】C,D
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】AB．开关S接1时，电热壶只R1接入，电阻小，电热壶为“加热”档位，计算加热额定功率为：，故AB错误；
C．测量时，电热壶的实际加热功率为：，故C正确；
D．当S接2，R1、R2串联接入，电热壶是保温档，额定电压下，保温功率为
，
10min消耗的电能为：，故D正确。
故选CD。
【分析】电路中，串联的电阻越少，电功率越大，根据，计算电功率；结合电能表转盘转数，计算消耗的电能，利用，计算电功率；根据，计算实际电功率；根据W=Pt，计算消耗的电能。
2．夏天，人们常用电热驱蚊器灭蚊.电热驱蚊器的发热部分使用了PTC发热材料，它的电阻随温度变化规律如图所示，使用时发热体直接连入电压为200V的电路中。
（1）当把蚊香片放在通电的驱蚊器发热板上时，蚊香片的温度会升高，这是通过 方式改变蚊香片内能的。
（2）当发热体温度为 ℃时，它的电功率最大，当发热体的温度为60℃时，则此时电功率为 W，当发热体温度继续上升时，它的电功率会 减小（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）如果这只电灭蚊器的平均电功率为4W，按一天工作10h计算，该家用电灭蚊器一个月（按30天计算）消耗电能 kW·h。
【答案】（1）热传递
（2）30；4；减小
（3）1.2
【知识点】热传递改变物体内能；电功率的计算
3．如图甲所示是电热桌垫，小明查看说明书后发现：该电热桌垫电路图如图乙，电源电压为12V，发热部分由R1、R2两根电热丝组成，R1、R2的阻值分别为6Ω、4Ω，该桌垫可通过调温开关控制有高温和低温两个模式。某次使用时，将其调至高温模式工作2min后，桌垫的温度升高了20℃（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）电热桌垫高温模式时，电路的总电流是多少？
（2）已知电热桌垫的质量为144g，电热桌垫处于高温模式时的热效率是多少？电热桌垫硅胶板的比热容为2×103 J/（kg ℃）】
（3）若要使高温模式的功率提升到84W，在保证低温功率和R1不变的情况下，请通过计算说明应该如何改装电路？
【答案】（1）5A
（2）80%
（3）并联一个阻值为6Ω的电阻
【知识点】比热容；热机的效率；欧姆定律及其应用；电功的计算；电功率的计算
4．某型号电加热器的内部简化电路如图甲所示，R1和R2都是发热电阻，已知发热电阻R2=176Ω。通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。电加热器的部分技术参数如表所示。
物理量 参数
额定电压 220V
高挡功率 1100W
低挡功率 ？
（1）开关S接“3、4”触点时，电加热器处于 挡；
（2）发热电阻R1的阻值为多大？
（3）电加热器在低挡消耗的电功率为多少？
（4）某次在额定电压下使用电加热器，其消耗的电功率与加热时间的关系图像如图乙所示。请计算30min内电加热器消耗的总电能。
【答案】（1）高
（2）44Ω
（3）220W
（4）9.24×105J
【知识点】电功的计算；电功率的计算
5．图（如下表）是某电热水壶铭牌上的部分参数。
电热水壶
容量 2.3L
额定电压 220V
额定功率 1500W
（1）该电热水壶正常工作时的电功率是多少
（2）该电热水壶正常工作5min，求电流所做的功。
（3）在220V的家庭电路中，若将该电热水壶接在额定电流为5A的接线板(插座)上使用，请通过计算判断是否安全
【答案】（1）解： 电热水壶正常工作，P=P额=1500W
（2）解： W=P额t=1500W×5×60s=4.5×105J
（3）解： 解法一：I额=P额U额=1500W/220V≈6.8A>5A
解法二：P板=U额I=220V×5A=1100W<1500W不安全
【知识点】电功的计算；额定功率
【解析】【分析】（1）用电器正常工作的电功率就是用电器的额定功率，从表格中直接读取数据；
（2）根据电功的计算公式W=Pt计算；
（3）为保证家庭电路安全，不能超过额定功率，也不能超过额定电流，所以可以计算出实际功率或者电流，与额定功率或者电流进行对比。
6．为估测电热水壶烧水时的电功率，小明在壶中装入1kg20℃的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温升高到70℃，已知水的比热容为J/（kg·℃）．
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）假若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该电热水壶的电功率；
（3）用上述方法估测出来的电功率与实际值相比，偏小还是偏大？为什么？
【答案】（1）解：水吸收的热量：
（2）解： 若电流产生的热量全部被水吸收，电热水壶消耗的电能：
电热水壶的功率为：
（3）解： 用上述方法估测出来的电功率与实际值相比，偏小。由于加热过程中有热量散失，使Q小于W
【知识点】热量的计算；电功率的计算
【解析】【分析】1）据题可知，水的质量为1kg，温度变化量为50℃，根据 计算 水吸收的热量
2）根据题目可知 电热水壶消耗的电能： ，根据P=W/t可知热水壶的电功率
3） 由于加热过程中有热量散失，使Q小于W
7．如图所示，图甲是某款家用即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点（有1、2、3、4四个触点），实现温水挡和热水挡的切换。
（1）开关S将哪两个相邻的触点接通时，水龙头放出的是热水；
（2）水龙头在温水挡工作时的功率是多少；
（3）小石用图乙中的电热丝R1和R2设计成如图丙所示电路，也可实现温水挡和热水挡的切换。若家中使用额定电流是10A的插座。请通过计算说明图乙、图丙的设计是否满足用电安全要求。
【答案】（1）3、4
（2）2200W
（3）图丙满足要求
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
8．右下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。R1、R2为发热电阻且R2＝3R1，通过旋转开关 S 可实现“关”“低档”“高档”之间的转换。
甲 乙
额定电压 220V
高档发热功率 400W
水箱容积 3L
适用面积 20～40m2
（1）求电阻 R1的阻值；
（2）求电热加湿器处于低档位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图像，请计算加湿器工作 30min 消耗的总电能。
【答案】（1）解： 由题意知，“高挡”时R1电阻接入电路，“低挡”时R1和R2串联接入电路；
由得
答：电热加湿器中R1的阻值为；
（2）解： R2=3R1=3×121Ω=363Ω
“低挡”时R1和R2串联接入电路，
故此时电功率为
答：加湿器处于低挡位置时的发热功率为；
（3）解：根据工作30min的功率与时间的关系图像如图乙所示可得消耗的总电能为
W=P高t1+ P低t2=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×105J
答：加湿器消耗的总电能为。
【知识点】电阻的串联；电功的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据，计算用电器的电阻；
（2）根据串联电路电阻规律，计算总电阻；利用，计算电功率；
（3）根据W=Pt，计算用电器消耗的电能。
9．“围炉煮茶”是近年人们喜爱的“国风”休闲方式之一，其中最离不开的就是土陶罐制作的小火炉如图甲所示，考虑到安全性和环保性，不少顾客更愿意选择电陶炉如图乙所示。小德同学发现其中工作的关键就是一条可拆卸的发热电阻丝，在原包装盒内还找到了一条一模一样的备用电热丝可剪短，于是他想通过所学知识改装该电陶炉的加热挡位。可惜由于食物污渍，已无法由铭牌得知电热丝的具体信息。小德关闭其他用电器，将电陶炉单独接入的家庭电路，观察并记录家中电能表如图丙所示的指示灯闪烁情况：分钟之内闪烁了次，求：
（1）该过程中电热丝产生的电热为多少焦耳；
（2）炉腔内电热丝的电阻的大小；
（3）小德同学想借助备用电阻丝串联或并联在原炉体内部或外部改装电陶炉的加热功率，使之与原功率成为不同挡位，且高低挡位功率之比为：，请你从安全性和可实现性两个方面通过计算说明改装方案。
【答案】（1）解：根据焦耳定律可知，电阻丝属于纯电阻电路，产生的电热Q小等于消耗的电能W，从电能表的参数和工作情况可知， 600imp/kW·h闪烁10次，所以电热为
（2）解：该电阻丝工作时的功率为
则电阻大小为
（3）解：可能的改装方案有四种，等效电路图如图所示
考虑到使用安全，改装后的发热丝在炉腔外的方案②和④不予考虑。
方案①：炉腔内总电阻大于R，故发热功率低于原发热功率 ，因此改装后该方案只能作为低温挡 由
则腔的电热丝阻值为
由于电炉丝不能达到，故该方案舍去。
方案③：炉腔内总电阻小于R，故发热功率高于原发热功率 ，因此改装后该方案只能作为高温挡 又因为此时
故 由
需要并联入炉腔的电热丝
备用电炉丝剪短为原长度的 即可实现，该方案可行。
【知识点】欧姆定律及其应用；电能表参数的理解；电功率与电压、电流的关系
【解析】【分析】 首先，根据电能表参数和闪烁次数计算出消耗的电能，也就得到了电热丝产生的电热。然后根据功率公式计算出工作时的功率，再通过功率和电阻的关系求出电阻丝的电阻。接着提出了四种可能的改装方案，考虑到安全因素排除了方案②和④。对于方案①，分析其电阻和功率情况，发现不能实现所需功能而舍去。对于方案③，详细分析其电阻、功率以及具体的计算过程，得出该方案可行，即通过将备用电炉丝剪短一定比例并并联入炉腔来实现高温挡，原电热丝作为低温挡。
10．图甲是小红家某电取暖器简化电路图，R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表乙。
额定电压 220V
低温挡功率 1100W
高温挡功率 2200W
乙
（1）电取暖器在高温挡工作时的电流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用电高峰期，小红用如图丙所示的电力监测仪测出电取暖器在低温挡工作时的实际电压和实际功率。小红认为实际功率小于额定功率，只是因为实际电压小于额定电压。试通过计算说明小红的判断是否正确。
【答案】（1）
（2）
（3）小红判断错误
【知识点】电功率的计算
11．某电热水器铭牌标识为“220V 1200W”，由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化。把该电热水器如图﹣1所示的插头插入如图﹣2所示的智能插座工作一段时间，通过智能插座读出这段时间电热水器的工作电压为220V，电流为5A，消耗的电能为0.55kW h。
（1）插头插脚①较长，将插头插入插座时，可确保电热水器的金属外壳先接触 线，避免触电事故。用橡胶做插头外壳是因为橡胶是 体。
（2）电热水器的实际功率是多大？工作的这段时间是多长？
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可将一段新的电热丝与氧化电热丝串联还是并联？这段电热丝的电阻值为多少？
【答案】（1）地；绝缘
（2）解：电热水器的实际功率是：P=UI=220V×5A=1100W；
工作的这段时间是：；
（3）解：为恢复该电热水器的铭牌功率，需要并联一段新的电热丝。
并联电阻的功率为：P并=P额-P实=1200W-1100W=100W；
并联的电阻为：。
【知识点】电功率的计算；安全用电原则
【解析】【解答】 （1）为了防止触电，有金属外壳的家用电器一定要接地；不容易导电的物体叫绝缘体，容易导电的物体叫导体，用橡胶做插头外壳是因为橡胶是绝缘体。
【分析】 （1）有金属外壳的家用电器一定要接地；不容易导电的物体叫绝缘体，容易导电的物体叫导体。
（2）根据功率的公式进行计算；根据计算工作时间。
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，需要并联一段新的电热丝，根据并联电路电功率的特点求出并联电阻的功率，根据求出并联的电阻。
12．小明家的电热毯有高温和低温两挡，其简化电路如图所示.电源电压为220V，R1和R2均为电热丝，且R1=R2。当开关S闭合时，电热毯处于高温挡，功率为88 W； 当S断开时，电热毯处于低温挡。求：
（1）处于高温挡时电路中的电流：
（2）电阻R1的阻值；
（3）处于低温挡时电热毯的电功率.
【答案】（1）解：当开关S闭合时，只有R1接入电路，电热毯处于高温挡，功率为88 W，此时电路中的电流为：
答：处于高温挡时电路中的电流为0.4A。
（2）解：电阻R1的阻为：
答：电阻R1的阻为550Ω。
（3）解：当S断开时，R1与R2串联，电热毯处于低温挡，低温挡时电热毯的电功率为：
答：低温挡时电热毯的电功率为44W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（2）当开关S闭合时，只有R1接入电路，电热毯处于高温挡，根据求出高温挡时电路中的电流，根据求出电阻R1的阻值；
（3）当S断开时，R1与R2串联，电热毯处于低温挡，根据求出低温挡时电热毯的电功率。
13．某电压力锅，额定电压220V， 有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2=1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求：
（1）R1的阻值和压力锅的保温功率。
（2）将2L水从23℃加热到63℃，水吸收的热量是多少 若压力锅的效率为84%。额定电压下，加热这些水，需要多少秒 ( ρ水=1.0×103kg/m3， c水=4.2×103J/(kg*℃)
（3）用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作600s， 图中的电能表转盘转了330转，请算出它的实际加热功率。
【答案】（1）解：加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W，额定电压为220V，根据；
（2）解：根据密度公式m=ρv计算2L的水的质量m=1.0×103kg/m3 ×2×10-3m3=2kg，根据Q=cmΔt计算可知Q=4.2×103J/(kg×℃×2kg×40℃=3.36×105J， 压力锅的效率为84% ，所以压力锅提供的热量为4×105J，根据W=Pt计算可知t=
（3）解： 电能表转盘转了330转 ，消耗电能Q=；根据W=Pt计算可知P=。
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；燃料的热值；电能表参数的理解
14．某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器。其内部简化电路如图甲所示。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒为12V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0=60Ω）和热敏电阻R组成，R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。当开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1=48.4Ω，R2=435.6Ω，c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）当水温达到50℃时，电热水器停止加热，求此时控制电路中的电流。
（2）电热水器正常工作时，加热和保温功率各为多少。
（3）电热水器正常工作时，将水箱中1kg的水从20℃加热到50℃用时3min，求此过程中水吸收的热量及电热水器的加热效率。
【答案】（1）0.12A
（2）100W
（3）70%
【知识点】比热容；欧姆定律及其应用；电功率的计算
15．图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。
（1）开关闭合，求加热电路的电功率；
（2）当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中的阻值应为多少？
（3）当最高控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算说明加热电路是否已经停止加热；
（4）为了要使最高控温降低，请你写出一种可行的方法。
【答案】（1）2000W
（2）90Ω
（3）加热电路还未停止工作
（4）减小R2
【知识点】比热容；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
16．一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中 R0 为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关 S0和 S 都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到 50℃时，电磁铁才会把衔 铁吸下，使 B、C 两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知 R1 = 44Ω，R2=2156Ω。求：
（1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
（2）将 2.2kg 的水从 15℃加热到 45℃，需要通电 5min，电热水器的加热效率为多少？【C 水 = 4.2×103J/(kg·℃)】
（3）当温度达到 50℃后，通电 10min，R2 产生的热量。
【答案】（1）解： 当开关和S都闭合时，B触点与A接通，电热水器处于加热状态
（2）解：
（3）解： 当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，与串联，
【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） 当开关和S都闭合时，B触点与A接通，此时电路中只有R1，电热水器处于加热状态，根据计算加热功率；
（2）由（1）可知加热功率，根据W=Pt计算加热的电功，根据热量计算公式计算 2.2kg 的水从 15℃加热到 45℃吸收的热量，根据效率公式计算 加热效率 ；
（3）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，与串联，此时电路的总电阻为；根据欧姆定律U=IR计算电路的电流，根据焦耳定律 计算 R2 产生的热量 。
17．图是某款两挡电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，R1=550Ω，R2=44Ω。该电热器接入电压恒为220V的电路中。求：
（1）低温挡时电热器的电功率；
（2）高温挡时，工作10s产生的热量。
【答案】（1）88W
（2）11880J
【知识点】电功率的计算；焦耳定律的应用
18．如图甲为一款家用电热水壶，其简化电路图如图乙所示。它有高温和低温两种挡位，正常工作时高温挡功率为550W，R2=132Ω，求：
（1）该电热水壶将1kg的水从20℃加热到80℃，水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的电阻是多少？
（3）该电热水壶正常工作时低温挡功率是多少？
（4）在物理综合实践活动中，小芳和小丽利用所学的物理知识，合作测量电热水壶高温挡的实际功率。电表上标着“2000r/kW·h”。他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让电热水壶接入电路中烧水。3min电能表的转盘转了50r，求电热水壶的实际功率？
【答案】（1）2.52×105J
（2）88Ω
（3）220W
（4）500W
【知识点】比热容；电能表参数的理解；电功率的计算
19．如图所示的是某款两挡电热器的简化电路，、为阻值一定的电热丝，，，该电热器接入电压为的电路中。求：
（1）低温挡时电路中的电流。
（2）高温挡时电热器的电功率。
【答案】（1）解： 根据可知，当闭合，断开时，电路中仅工作，电热器处于低温挡；和闭合时，和并联，电热器处于高温挡；
低温挡时电路中的电流：
答：低温挡时电路中的电流为；
（2）解： 高温挡时通过的电流为：；
高温挡时电热器的电功率为：。
答：高温挡时电热器的电功率为
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】根据欧姆定律、电功率的计算
（1）根据P=U2/R可知，电阻越大，功率越小，所以低温档对应R1，此时电路的电压为220V，电阻为550Ω，根据欧姆定律U=I1R1计算此时电路的电流
（2）高温档时，两电阻并联，通过R2的电流为I2=U/R2，根据并联电路电流规律可知，总电流为I=I1+I2，根据P=UI计算高温挡时电热器的电功率
20．水暖电热毯是新一代电热毯，采用水电分离的设计，利用外置主机用电将水加热，再向毯内软管输送温水，通过水循环使热量在毯体内向四周传导，从而使人体感觉到温暖（如图甲所示），其特点是恒温舒适，深受老年人喜爱。如表所示是某型号水暖电热毯的参数。
水暖电热毯
额定功率 280W
恒温功率 60W
主机容量 0.45L
控温范围 25~65℃
（1）小明认真研究了它的说明书，并作出以下分析，你认为合理的是 ___________。
A．“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害
B．“每晚仅约0.7度电”是水暖电热毯在额定功率下工作一晚的用电量
C．“毯体无电流”说明水暖电热毯使用时无电磁辐射
（2）晚上小明关闭家中其他用电器，只让水暖电热毯工作，装满0.45L水，使用前记录电能表读数为1356.8kW h，开启水暖电热毯10h，早晨记录电能表读数为1357.5kW h，则此段时间内水暖电热毯的功率为 W。
（3）小明将所测量的数据与参数（如表所示）对比，发现电功率数据不符，原因可能是 。
（4）该水暖电热毯虽然具有加热和保温功能，但从节能角度考虑，它的电路设计（如图乙所示）不够合理。请你指出一条不合理的地方： 。
【答案】（1）A
（2）根据电能表窗口示数差，计算消耗的电能为计算电功率：；
（3）实际电压不等于额定电压
（4）增加一个低功率的保温挡位
【知识点】电功率的计算；额定功率
【解析】【解答】（1）A．生活用水容易导电，水电分离设计中，可防止触电或引发短路带来危害，故A符合题意；
B．电热毯的额定功率，计算在额定功率下工作8h的用电量
，故B不符合题意；
C．毯体无电流，但加热装置有电流，水暖电热毯使用时不是绝对无电磁辐射，故C不符合题意。
故选A。
（2）根据电能表窗口示数差，计算消耗的电能为
计算电功率：；
（3）当用电器的实际电压不等于额定电压，实际电功率和额定功率不同，导致所测量的数据与参数不同。
（4）保温功率仍然比较大，不利于节能，可以增加低功率保温档。
【分析】（1）生活中的水容易导电，是导体；根据W=Pt，可以计算消耗的电能；导体中有电流通过，会产生电磁辐射；
（2）根据电能表窗口示数差，可以计算消耗的电能； 根据，计算电功率；
（3）用电器的实际电压较低，实际电功率较低；
（4）为了节能，可以降低电功率。
（1）A．“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害，故A符合题意；
B．额定功率
由得，每晚8小时在额定功率下工作的用电量
故B不符合题意；
C．“毯体无电流”，但加热装置有电流，说明水暖电热毯使用时不是绝对无电磁辐射，故C不符合题意。
故选A。
（2）消耗的电能为
电功率
（3）实际电压不等于额定电压，导致所测量的数据与参数（如表所示）对比，发现电功率数据不符。
（4）保温功率仍然比较大，不利于节能，可以增加低功率保温挡。
21．阅读材料，回答问题
我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚海核电站每年发电量约70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下，远距离送电采取高压送电的方式来实施，核电站的发电输出电功率为，用10千伏的高压进行输电。如图是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。
（1）核电站中绕制发电机线圈的材料可能是 （选填“铜”、“铁”或“超导材料”）；
（2）关于远距离输电，下列表述错误的是_____；
A．在保证输送功率不变的情况下，提高输电电压会减小输电电流，从而减少输电损失
B．提高输电电压可以减小输电线电阻，从而减小输电损失
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越大
（3）核电站在输送功率不变时，若改用100千伏的电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为 。
【答案】（1）铜
（2）B
（3）1∶100
【知识点】超导体特点及作用；电能的输送；电功率的计算
22．中国是世界上最早利用风能的国家之一。风能空气流动所产生的能量，是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射作用下，空气沿水平方向运动形成风.题23(1)图是风力发电机，利用涡轮叶片将气流的机械能转化为电能，再利用蓄电池将电能储存起来。
（1）风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源
（2）风叶产生的动力传递给发电机发电是利用了 原理：给蓄电池储能的过程是将发电机产生的电能转化为 储存起来。
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图所示，由图像可知下列信息正确的是____。
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风力发电机的输出功率与风速成正比
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1秒获得的能量（×104J） 1 8 27 64
①对表格进行分析，以下图像中符合该风力发电机1s内获得的能量与风速的定量关系的是 。
②已知当风速为10m/s时，风力发电机发电的效率为12.5%，则这台风机工作1h所产生的电能可供10只“220V200W”电灯正常工作 h.
【答案】（1）可再生
（2）电磁感应；化学能
（3）D
（4）D；16.875
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类；电功率的计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）风能可以在短时间内得到补充，为可再生能源；
（2）风叶产生的动力传递给发电机发电是利用电磁感应原理：给蓄电池储能的过程是将发电机产生的电能转化为化学能储存起来。
（3）根据图片可知，当风速小于v1时风机功率为0，故A错误；
当风速小于V2时，风速越大则功率越大；当风速大于v2时，功率保持不变，故B、C错误，D正确。
故选D。
（4）①根据表格数据可知，风机获得的能量与风速的三次方成正比，即二者变化的图像为一条倾斜的直线，故选D。
②当风速为10m/s时，1s获得能量27×104J；
则1h获得能量：W总=27×104J×3600s=9.72×108J；
灯泡消耗的电能为：W=ηW总=9.72×108J×12.5%=1.215×108J=33.75kW·h；
那么灯泡工作时间为：。
【分析】（1）可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源；
（2）根据发电机的工作原理解答。根据能量转化的知识解答。
（3）根据图像分析发电机的输出功率于风速的关系即可；
（4）①根据表格数据分析风机获得能量于风速的数量关系。
②根据表格确定10m/s时1s获得的能量，再乘以1h计算出获得的能量，再根据W=ηW总计算灯泡消耗的电能，最后根据计算灯泡工作的时间。
23．某小组在跨学科实践活动中，对电热水器的类型进行了对比研究。调查发现，家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。如图甲是某款储水式电热水器（有一个大容积的水箱，如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却），其铭牌上的部分信息如图乙；如图丙是某款快热式电热水器（没有水箱，快速加热流水），其铭牌上的部分信息如图丁：
额定升数 50L
产品尺寸（a*b*c） 760×485×455mm
额定功率 2200W
能效等级 1级
乙
额定功率 7000W
额定压力 0.6MPa
产品尺寸（a*b*c） 266×78×448mm
丁
（1）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器之所以“快”，是因为它的 明显大一些。
（2）该小组还得出了以下结论，你认为不合理的是__________。
A．储水式电热水器安装在承重墙上更安全
B．长期使用过程中，储水式电热水器对水电的浪费较大
C．安装快热式电热水器要用更粗的电线
D．用电高峰时段，电热水器的实际功率大于额定功率
（3）“碳达峰”“碳中和”对常用家电产品研发提出了更高要求。已知：每节约1度电相当于减少排放的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能，请计算由此相当于减排二氧化碳约 kg。
（4）若本题中这款快热式电热水器的加热效率是90％，洗澡时每秒的出水量是，进入热水器的水温为12℃，则出水温度可达到 ℃。[，J/(kg·℃)]
【答案】（1）额定功率
（2）D
（3）8.8
（4）42
【知识点】比热容；热机的效率；电功率的计算
24．如图甲所示，水暖电热毯是新一代电热毯，采用水电分离的设计，利用外置主机用电将水加热，再向毯内软管输送温水，通过水循环使热量在毯体内向四周传导，从而使人体感觉到温暖。
水暖电热毯
额定电压 220V
额定功率 280W
恒温功率 60W
每晚耗电 约0.7度
主机容量 0.45L
控温范围 25℃～65℃
图乙
（1）州州认真研究了某品牌水暖电热毯的铭牌（如图乙）后，认为水暖电热毯相比普通双人电热毯（功率范围在120W~150W之间）有以下特点，你认为他的分析合理的是____。
A．“280W快速升温”说明水暖电热毯产生的热量比普通双人电热毯多
B．“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害
C．“每晚耗电约0.7度”是每晚水暖电热毯在额定功率下工作的用电量
D．“毯体无电流”说明水暖电热毯使用时绝对无电磁辐射
（2）州州仔细阅读了该水暖电热毯的使用说明书后，发现该水暖电热毯有“加热”和“保温”两档，其简化电路如图丙所示。当单刀双掷开关S接1时，该水暖电热毯处于 档。
图丙
（3）晚上州州关闭家中所有用电器，装满0.45L水，记录电能表读数为2546.7kW·h，开启水暖电热毯10h，早上记录电能表读数为2547.4kW·h，则此款水暖电热毯这段时间的电功率为 W。
（4）某品牌水暖电热毯的广告语是“5分钟热水循环”。水暖电热毯在额定电压下工作，按照铭牌中的数据，5分钟加热过程可以让水箱中的0.45L水升温约 ℃（注：，不考虑热量损失，结果保留一位小数）。
【答案】（1）B
（2）保温
（3）70
（4）44.4
【知识点】电功率
【解析】【解答】(1)A.“280W快速升温”说明水暖电热毯电功率比普通双人电热毯多，但时间未知，产生的热量无法比较；故A错误；
B.“采用水电分离设计”是为了防止触电或引发短路带来危害，故B正确；
C.额定功率280W=0.28kW，每晚8小时在额定功率下工作的用电量，故C错误；
D.“毯体无电流”，但加热装置有电流，说明水暖电热毯使用时不是绝对无电磁辐射，故D错误。故选：B。
(2)发现该水暖电热毯有“加热”和“保温”两挡，其简化电路如图乙所示。当单刀双掷开关S接1时，两个电阻串联，而接2时，只有加热器接入电路，故串联时的电流较小，电功较小，该水暖电热毯处于保温挡。
(3)消耗的电能为W=2547.4kW·h-2546.7kW·h=0.7kW·h；
电功率；
(4) 5分钟加热过程，获得热量；
水的质量；
水升高的温度。
故答案为：(1)B；(2) 保温；(3) 70；(4) 44.4。
【分析】(1)根据各个选项逐一分析；(2)根据串联分压分析解答；
(3)电能表读数计算电能，根据计算电功率；
25．小芊想为忙碌的妈妈自制一个电热饭盒，她找来了两根电热丝R1和R2，R1的阻值为440Ω. R2的阻值未知。
（1）甲方案中，小芊把R1接人电路进行测试，闭合开关后，电路的总功率为多少
（2）为了让电路的总功率降为原来的一半，小芊设计了乙、丙两种方案，你支持那种方案。请计算你选定方案中电热丝R2的阻值。
（3）小芊考虑到不同的季节电热饭盒的功率应不同，现增加一个开关S1， 请在第(2)问你所选定的方案中把电加热器改成两个加热挡位，在虚线框里画出改进后的电路图，并对开关的状态和对应的挡位做简要的说明。
【答案】（1）解：甲方案中，电路的总功率为：
答：电路的总功率为110W。
（2）根据，当U不变，P与R成反比，要使电功率变小，则总电阻变大，
故选丙方案；
由可得，当U不变，总功率变为原来的一半，则总电流也为原来的一半，由欧姆定律可得，总电阻为原来的两倍。
故：
，
所以：；
（3）
S和都闭合时，电热饭盒处于高档位；S闭合时，断开时，电热饭盒处于低档位。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
【解析】【分析】（1）甲方案中，只有电阻R1接入电路，已知R1的电阻和电源电压，根据计算电路的总功率；
（2）根据分析选择合适的方案；
根据P=UI可知，当U不变，总功率变为原来的一半，则总电流也为原来的一半，由欧姆定律可得，总电阻为原来的两倍，根据串联电路电阻的规律求出R2的阻值；
（3）丙方案中，两个电阻串联，总电阻最大，根据可知，电功率最小，为低档位；电源电压不变时，要使电加热器的功率增大，要减小电路中的总电阻，故应增加一个开关，使其中一个电阻短路，此时为高档位。
26．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，中药能有效治疗新冠肺炎，降低轻型、普通型病例转为重症的比例，缩短新冠肺炎症状消退时间，改善轻型和普通型患者的临床症状。如图甲所示为小华同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，“猛火”挡电功率模糊不清，“文火”挡电功率110W， 其电路原理图如图乙所示，R1、R2为两根电热丝，L1、L2是颜色不同的指示灯，指示灯在电路中消耗的电功率忽略不计，若让该电热水器在“猛火”挡单独工作3min， 如图丙所示的电能表脉冲灯闪烁88次。根据上述信息，求：
（1）灯的电阻值与电热丝R1的电阻值相比较： (选填“相差很大”、“相差很小”或“相差不大”)；
（2）“猛火”挡电功率和电热丝R2的阻值；
（3）若打算将“文火”挡的电功率提升10%，“猛火”挡的电功率保持不变，请通过计算具体说明改进措施
【答案】（1）相差很大
（2）解： 由图丙知， 电能表每消耗 电能， 脉冲灯肉炼 1600 次， 则脉冲灯闪烁 88 次， 消耗的电能
“猛火”挡的电功率
由电路图知， 开关 接上面接线柱时， 指示灯 和 串联在电路中， 电路电阻较小， 据 知， 此时是猛火挡； 开关接下面接线柱时，指示灯 与 、 串联， 电路中电阻较大， 据 知， 此时是文火挡。
电热丝 ，
而路中的总电阻 ，
所以
（3）解： 火挡功率提升 ， 则提升后的功率
此时电路中的总电阻
则此时 的阻值
开关接下面接线柱时，为文火挡，接上面接线柱时，为猛火挡，所以改变 的阻值对猛火挡无影响， 则用 的电阻替换 可将文火挡的电功率提升
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【分析】（1）工作时，灯与电阻丝R1串联连接，通过的电流相同。而指示灯在电路中消耗的电功率忽略不计，据P=I2R知，相对R1，指示灯的电阻很小，即指示灯与R1的阻值相差很大。
（2）由图丙知，电能表每消耗1kW h电能，脉冲灯闪烁1600次，则脉冲灯闪烁88次，由计算出消耗的电能，由计算出”猛火”挡的电功率。
由电路图知，开关S接上面接线柱时，指示灯L1和R1串联在电路中，电路电阻较小，据知，此时是猛火挡；开关接下面接线柱时，指示灯L2与R2、R1串联，电路中电阻较大，据知，此时是文火挡。
（3）文火挡功率提升10%，由计算出提升后的功率，
由计算出电路中的总电阻，然后由计算出R2的阻值，开进而分析出功率提升情况。
27．某暖手宝的工作原理如图所示，已知为10Ω，在闭合的情况下，断开时电流表的示数是2A，闭合时电流表示数增大1A。电源电压不变，求：
（1）电源电压为 V。
（2）求该暖手宝最大发热功率以及1分钟内产生多少 热量。（写出必要计算步骤）
【答案】（1）10V
（2）30W，1800J
【知识点】并联电路的电流规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算；焦耳定律的应用
28．小明对家里的一款电热水器进行探究，其中一些参数如下表所示。
额定功率/W 1500 2000 2500
额定电压/V 220
额定频率/Hz 50
加热温度范围/℃ 5~70
最大容量/L 50
（1）电热水器正常工作，将水加热到适当温度，导线却不怎么发热，原因可能是______；
A．导线的绝热皮隔热
B．电流通过导线不产生热量
C．导线的电阻比电热丝阻值小
D．通过导线的电流小于通过电热丝的电流
（2）当电热器功率为2000W时，若要求将40L、初温30℃的水加热到70℃需要的时间，除了需要水的相关物理量外，还需要的物理量是该热水器的 ；
（3）如图为该电加热器的简化电路图，、、是阻值不变的电热丝，a、b、c、d为金属触点，S为旋钮开关，转动旋钮可以将相邻两个触点连通。转动旋钮使S与 两个触点接通时电热器为2000W的挡位；（选填“”、“”或“”）
（4）小明认真阅读了使用说明书，对其中一些重要事项作了分析，其中分析不合理的是______。
A．“不能用湿手去拔电热水器插头”，因为湿手容易引起触电事故
B．“电热水器不能与多个大功率用电器同时使用”，是为防止电路中电流过大
C．“接入电压要与本机额定电压相符合”，因为热水器只有在额定电压时才能工作
D．“使用时插头要充分插入插座”，插头外露可能会使人触电，不安全
【答案】（1）C
（2）加热效率
（3）bc
（4）C
【知识点】热机的效率；电功率的计算；焦耳定律的应用；安全用电原则
【解析】【解答】（1）电热水器工作时，导线与电热丝是串联，电流和通电时间相同，导线的电阻比电热丝小得多，根据可知，相同时间导线产生的热量较小，即导线的功率比电热丝小。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（2）根据做功公式W=Pt计算加热时间为；所以需要知道的物理量为比热容，质量，温度变化量以及该热水器的加热效率。
综上 第1空、 加热效率；
（3）当转动旋钮使S与ab两个触点接通时，R1与R2串联，此时电阻较大，根据可知，此时为低温挡位。当转动旋钮使S与bc两个触点接通时，电路仅接入R1，此时电路为中温挡位，此时功率为2000W。当转动旋钮使S与cd两个触点接通时，R1与R3并联，此时为高温挡位。
综上 第1空、 bc；
（4）A．用湿手去拔电热水器插头，如果接触到带电部分容易引起漏电事故，故A不符合题意；
B．电热水器功率较大，同时工作会导致干路电流过大，引起空气开关跳闸，故B不符合题意；
C． 热水器在额定电压下才能正常工作，在其它电压下也可以工作，但不能正常工作，故C符合题意；
D．若插头外露，人接触后引起触电事故，所以一定要充分插入插座，故D不符合题意。
故选C。
【分析】1、电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比；
2、功率的计算：公式为W=Pt；
3、家庭安全用电原则：不同时使用功率较大的电器，避免电路中功率较大导致电流较大，引发火灾、不湿手接触用电器开关、不在电线上上晾衣服，金属外壳要接地，避免发生触电；
4、根据计算，当电压为定值时，电阻和电功率为反比。
（1）电热水器工作时，导线与电热丝是串联，电流和通电时间相同，但导线的电阻比电热丝小得多，根据焦耳定律可知，相同时间导线产生的热量较小，也即是功率比电热丝要小。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（2）加热时间为
故除了知道水的相关物理量外，还需要知道的物理量是该热水器的加热效率。
（3）根据可知，当电压一定时，功率与电阻成反比。当转动旋钮使S与ab两个触点接通时，R1与R2串联；当转动旋钮使S与bc两个触点接通时，R2短路，仅接入R1；当转动旋钮使S与cd两个触点接通时，R1与R3并联；根据串并联特点可知，当转动旋钮使S与bc两个触点接通时，R2短路，仅接入R1，电路中电阻大小处于中间值，为中温挡，此时功率为2000W。
（4）A．因为生活用水是导体，用湿手去拔电热水器插头，如果接触到带电部分容易引起漏电事故，导致触电，故A不符合题意；
B．电热水器工作时功率较大，如果与太多的大功率用电器同时工作会导致干路电流过大，损坏电路，引起空气开关跳闸，故B不符合题意；
C．“接入电压要与本机额定电压相符合”， 热水器在额定电压下才能正常工作，在其它电压下也可以工作，但不能正常工作，故C符合题意；
D．若插头外露，人可能不小心接触到带电部分，引起触电事故，所以一定要充分插入插座，故D不符合题意。
故选C。
29．请根据上述材料，回答问题：
电热水器
电热水器是利用电对水加热，使水温达到生活、采暖、生产工艺等要求的设备。家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。市面上某款储水式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表1所示。
表1储水式电热水器
额定升数： 60L
产品尺寸（a*b*c）： 760×485×455mm
额定功率： 2200W
能效等级： 1级
市面上某款快热式电热水器如图所示，其铭牌上的部分信息如表2所示。
表2快热式电热水器
额定功率：8000W 温度范围：30-55℃
额定压力：0.6MPa 防水等级：IPX4
产品尺寸（a*b*c）：266×78×448mm 防电墙：专利防电墙
储水式电热水器安装简单、方便，功率相对较小，对电线要求低，一般家庭都能安装使用。但因为带一个大容积的水箱，要有承重墙才能装，且影响室内的美观。使用前需较长时间预热，且达到预设温度后额定容量的水被快速用完了，不能再连续使用；如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢冷却，造成浪费。
快热式电热水器是一种快速加热流水，并且能通过电路控制水温，使水温达到适合人体洗浴温度的热水器。因为没有水箱，所以它具有体积小，重量轻，省空间易安装的特点，且不需要提前预热，也没有储水式热水器未用的剩余热水的能量消耗，真正做到了节能省水。一般来说，快热式电热水器比储水式电热水器省电15%～30%。但快热式电热水器普遍功率较大，安装需要横截面积较大的铜芯线和不低于30A的电能表，因此家庭选择此电热水器时，要考虑是否满足安装要求。
（1）根据储水式电热水器的铭牌可知，若家庭电路正常工作电压为220V，该电热水器正常工作时的电流是 A。
（2）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器相比储水式电热水器，它的 （选填“电功”或“电功率”）明显大一些。
（3）根据储水式电热水器的铭牌可知，使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min，则消耗 kW·h电能。
（4）2021年，碳达峰、碳中和被首次写人政府工作报告。已知每节约1度电相当于减少排放1.1kg的二氧化碳。若小利家将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能8kW·h，请计算由此相当于减排二氧化碳约 kg。
【答案】（1）10
（2）电功率
（3）
（4）8.8
【知识点】电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】（1）若家庭电路正常工作电压为220V，根据储水式电热水器的铭牌可知其额定功率为2200W，
根据P=UI可得，该电热水器正常工作时的电流：；
（2）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器的额定功率为8000W，储水式电热水器的电功率为2200W，故快热式电热水器相比储水式电热水器，它的电功率明显大一些；
（3）使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min=0.5h，
则消耗电能：W=Pt=2200×10-3kW×0.5h=1.1kW h；
（4）将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能8kW h，即节约8度电，已知每节约1度电相当于减少排放1.1kg的二氧化碳，则由此可知相当于减排二氧化碳的质量：8×1.1kg=8.8kg。
【分析】（1）若家庭电路正常工作电压为220V，根据储水式电热水器的铭牌可知其额定功率，根据P=UI得出该电热水器正常工作时的电流；
（2）对照两种热水器的铭牌可知：快热式电热水器的额定功率为8000W，储水式电热水器的电功率为2200W，据此分析；
（3）根据储水式电热水器的铭牌可知，使用该储水式电热水器在其额定功率下连续加热30min，根据W=Pt得出消耗的电能；
（4）将储水式电热水器更换为快热式电热水器后，发现一个月仅此一项用电比原来节省电能8kW h，即节约8度电，已知每节约1度电相当于减少排放1.1kg的二氧化碳，据此得出结果。
30．为估测一个电热水壶烧水时的电功率，小林在壶中装入质量为1kg的水，接入家庭电路中，通电加热210s，水温从20℃上升到70℃。已知水的比热容为。
（1）求该过程中水吸收的热量；
（2）若电流产生的热量全部被水吸收，请通过计算估测该热水壶的电功率；
（3）用上述方案估测出的电功率与实际功率相比、偏大还是偏小？简要说明原因。
【答案】（1）解：水吸收的热量为Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J
答：这壶水在加热过程中吸收2.1×105J的热量；
（2）解：若电热水壶产生的热量全部被水吸收W=Q吸=2.1×105J
热水壶的加热功率为
答：若电热水壶产生的热量全部被水吸收，则热水壶的加热功率是1000W；
（3）解：因为在加热的实际过程中是有热量损失的，例如：容器吸热、周围空气吸热等，所以第（2）问所得的功率比实际功率偏小。
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】则（1）利用 Q吸=cm(t2-t1) 可求出水吸收的热量；
（2） 若电流产生的热量全部被水吸收 ，则 W=Q吸 ，根据 可求出热水壶的电功率。
（3）电热水壶烧水过程中，会有热量损失，则Q吸偏小，W=Q吸也偏小，根据 可知，估测出的电功率会偏小。
31．在“测量小灯泡功率”的实验中，小灯泡上标有“2.5V”的字样。小明连接了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电压表的示数始终如图乙所示，小灯泡发光，发生此现象的原因可能是 ；
（2）排除故障后，闭合开关，此时滑片P在滑动变阻器B端，看到小灯泡不发光，电流表和电压表有微小示数，则此时小灯泡 （选填“消耗”或“不消耗”）电功率；要使小灯泡正常发光滑片应向 （选填“C”或“D”）端移动；
（3）当小明移动滑片P将电压表示数调到2.5V时，电流表示数如图丙所示，为 A，则此时小灯泡的功率为 W；
（4）为了完成本次实验，以下滑动变阻器的规格合适的是______（选填字母代号）；
A．10Ω，1A B．30Ω，0.5A C．50Ω，0.1A
（5）接着小明将一额定功率相同的LED灯替换小灯泡L接入电路中，发现当LED灯正常工作时其亮度远高于小灯泡L的亮度，下列说法正确的是______。
A．通过LED灯的电流大于通过小灯泡L的电流
B．LED灯的实际功率大于小灯泡L的实际功率
C．相同时间内LED灯消耗的电能等于小灯泡L消耗的电能
【答案】（1）电压表断路
（2）消耗；C
（3）0.2；0.5
（4）B
（5）C
【知识点】电功的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）由乙图可知，闭合开关，移动滑片P，电压表无示数，而小灯泡正常发光，这说明电路是通路状态，所以故障可能是电压表断路了。
（2）闭合开关，滑片P在滑动变阻器B端，即滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中电流较小，灯泡两端电压较小，所以小灯泡不发光，电流表和电压表有微小示数，但此时小灯泡也消耗电功率，只是电功率较小，要使小灯泡正常发光，根据串联电路电压特点可知，应减小滑动变阻器承担的电压，增大灯泡两端的电压，由分压原理可知，应将滑片向C端移动从而减小滑动变阻器接入电路的阻值。
（3）由丙图可知，电流表使用的是小量程，所以分度值为0.02A，示数为0.2A，则灯泡的功率为；
（4）由电路图（甲图）可知，电源电压为6V，灯泡的额定电压为2.5V，则实验中滑动变阻器需要承担的电压最少为，灯泡正常发光时的电流为0.2A，则滑动变阻器的阻值为，即滑动变阻器的阻值至少是17.5Ω，允许通过滑动变阻器的最大电流要大于0.2A，故AC不符合题意，B符合题意。
故选：B。
（5）A．将一额定功率相同的LED灯替换小灯泡L接入电路中，当LED灯正常工作时，由于LED灯和小灯泡L的额定电压可能不同，根据可知，通过LED灯的电流不一定大于通过小灯泡L的电流，故A错误；
B．由于两灯的额定功率相同，所以当LED灯正常工作时，实际功率等于额定功率，因此LED灯的实际功率等于小灯泡L的实际功率，故B错误；
C．由于两灯的额定功率相同，所以正常工作时，由可知，相同时间内LED灯消耗的电能等于小灯泡L消耗的电能，故C正确。
故选：C。
故答案为：（1） 电压表断路 ；（2） 消耗 ；C；（3） 0.2 ； 0.5；（4）B；（5）C。
【分析】（1）电压表无示数，而小灯泡正常发光，说明电路为通路状态，电压表可能断路；
（2）滑动变阻器的滑片移至阻值最大端，导致电路中电流过小，灯泡电功率过小，以至于不发光； 要使小灯泡正常发光，应将适当移动滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻变小；
（3）有图中的电流表可知其所使用的的量程、分度值、读数，再根据P=UI可求出灯泡的功率；
（4）根据串联分压可求出实验中滑动变阻器需要承担的最少电压；根据欧姆定律求出滑动变阻器的最少阻值；电路中电流不应超过额定电流。
（5）灯泡的亮度由实际电功率决定，实际电功率越大，灯泡越亮；根据和分别比较两种情况下电流的大小、小寒电能的大小。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电压表的示数始终如图乙所示，即电压表无示数，而小灯泡正常发光，说明电路是通路状态，因此故障可能是电压表断路了。
（2）[1][2]闭合开关，此时滑片P在滑动变阻器B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中电流较小，灯泡两端电压较小，因此看到小灯泡不发光，但是此时小灯泡也消耗电功率，只是电功率较小，为了使小灯泡正常发光，由串联电路电压特点可知，应减小滑动变阻器承担的电压，增大灯泡两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，即将滑片向C端移动。
（3）[1][2]由图丙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，此时灯泡的功率为
（4）由电路图可知，电源电压为6V，灯泡的额定电压为2.5V，则实验中滑动变阻器需要承担的电压最少为
灯泡正常发光时的电流为0.2A，则此时滑动变阻器的阻值为
即滑动变阻器的阻值至少为17.5Ω，允许通过滑动变阻器的最大电流要大于0.2A，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（5）A．将一额定功率相同的LED灯替换小灯泡L接入电路中，当LED灯正常工作时，因LED灯和小灯泡L的额定电压可能不同，由可知通过LED灯的电流不一定大于通过小灯泡L的电流，故A错误；
B．两灯的额定功率相同，当LED灯正常工作时，实际功率等于额定功率。因此LED灯的实际功率等于小灯泡L的实际功率，故B错误；
C．两灯的额定功率相同，正常工作时，由可知，相同时间内LED灯消耗的电能等于小灯泡L消耗的电能，故C正确。
故选C。
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