专题13电热综合计算 同步练习2025-2026学年人教版九年级物理全一册（有解析）

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专题13电热综合计算
高分特训
01多挡位用电器结合电能表计算
1 小明家的电饭锅铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220 V,加热功率为1210 W。电饭锅的简化电路图如图甲所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中 R 和R 均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。
(1)小明想利用如图乙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在 5 min 内转了 22 r。则该电饭锅的保温功率为多少
(2)电阻R 、R 的阻值分别为多少
(3)小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为 81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为 23 ℃、质量为2.2k g的水加热到 100 ℃,电饭锅正常工作用时700 s。已知 请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
2 某电压力锅额定电压为220 V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示，R 、R 都是加热电阻，加热挡时只有电阻R 工作，加热功率为800 W；保温挡时只有R 工作，电阻 S为温控开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换，求：
(1)R 的阻值和压力锅的保温功率；
(2)将2 L水从23 ℃加热到63 ℃,若压力锅的效率为84%，额定电压下，加热这些水需要多长时间；
(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，图乙中的电能表转盘转了300转，请算出它的实际加热功率。
02 多挡位用电器结合图像计算
3 新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R 和R 均为电热丝，开关S、S 都闭合时，电饭锅处于加热烧煮状态；开关S闭合、S 断开时，电饭锅处于保温焖饭状态。煮饭时，把电饭锅接入 220 V 的电路中，电饭锅工作的30 min 内，电路中的总电流随时间变化的关系图像如图乙所示。求：
(1)开关S和S 都闭合时，电饭锅的电功率；
(2)电热丝 R 的阻值;
(3)这30 min 内电饭锅产生的热量。
4在如图甲所示的电路中，小灯泡L的电流随其两端电压的变化关系如图乙所示，当开关S、S 闭合，S 断开时，电压表的示数为6 V；当开关S、S 闭合，S 断开时，电流表的示数为1 A；当开关S闭合，S 、S 断开时，电压表的示数为3 V。已知电源电压恒定不变，R 、R 为定值电阻。求：
(1)当开关S、S 闭合,S 断开时,5m in内小灯泡L消耗的电能；
(2)当开关S闭合,S 、S 断开时,电阻R 的电功率；
(3)当开关S、S 、S 都闭合时，电流表的示数(结果保留两位小数)。
03 用电器电路改装
5 小明将废旧电热器上规格为“220 V 968 W”的完好电热丝 R 拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图甲所示。经过多次试验，当选用的电阻R 的阻值为5 Ω时，刚好满足箱体内烘干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响)
(1)电热丝R 的阻值是多少
(2)整个电路工作时的电流是多少 整个电路工作1 h产生的热量是多少
(3)图甲电路工作时存在电能不能被充分利用的不足。在保证箱体内烘干功率及 R 不变的情况下，请你针对电路中的不足进行改进，在图乙中将改进后的电路图补充完整，并在图中标出相关电阻的阻值。(此问不要求写出计算过程)
6 小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表。饮水机正常加热7 min,可将质量为1 kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请解决下列问题：
(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R 和电阻R 三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通)
(2)加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容为
额定电压 U/V 220
加热功率P /W 1 000
保温功率P /W 100
电阻R /Ω 435.6
电阻R /Ω 48.4
专题13 电热综合计算常考
1.(1)“3 000 r/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h电能，电能表转盘转3 000圈，只让电饭锅在“保温”状态下工作，转盘在 5 min 内转了22 转，消耗的电能 电饭锅处于“保温”状态时的功率
(2)由题图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，
当S闭合时，只有R 接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，
由 可得，R 的电阻 40Ω,
由 可得,R 、R 的总电阻 R 的电阻
(3)水吸收的热量 10
用时700 s 消耗的电能
该电 饭 锅 的 热 效 率
三级能效的热效率值范围为(81%≤η<86%故该电饭锅的热效率值达到三级能效。
2.解>(1)由题意可知，电压力锅额定电压 220 V，加热挡时只有电阻 R 工作，加热功率 根据 可得，R 的阻值
保温挡时只有 R 工作，电阻 根据 可得，压力锅的保温功率
(2)由题意可知，水的体积 根据 可得，水的质量
则水从23 ℃加热到 63 ℃所吸收的热量
压力锅的效率为84%，则该过程中消耗的电能
加热功率 在额定电压下，加热这些水需要的时间
(3)由题图乙可知，该电能表的规格为3,000 r/(kW·h),所以压力锅单独工作600 s,电能表转盘转了300转时，电路中消耗的电能W'=
则它的实际加热功率 600 W。
3.(1)由题意知，当开关S和S 都闭合时，电饭锅处于加热状态，此时电阻R 与R 并联，由题图乙可知，此时电路中的电流
则电饭锅的功率 660 W。
(2)由题意知，当开关S闭合、S 断开时，电饭锅处于保温状态，此时电路中只有 R 工作，由题图乙可知，此时通过R 的电流
根据并联电路的电流特点可知，电阻R 与R 并联时，通过R 的电流 根据欧姆定律可得
(3)只有 R 工作时，电饭锅的功率 220 V×2 A=440 W,
由题图乙可知，在电饭锅工作的30 min 内，电饭锅处于高温挡的工作时间. 15 min)= 15 min=900 s,
电饭锅处于保温挡的工作时间 10 min)+(30 min-20 min)= 15 min=900 s。
电饭锅在对应时间段产生的热量 660 W×900s=5.94×10 J,
则30 min 内电饭锅产生的总热量Q = Q ' + Q " =
4.解>(1)当开关S、S 闭合，S 断开时，由题图甲可知，只有小灯泡L接入电路，电压表的示数为6 V，即小灯泡L两端的电压、电源电压是6 V，由题图乙可知，此时流过小灯泡 L 的电流是0.28 A,
那么 5 min 内小灯泡 L 消耗的电能 W=UIt =6 V×0.28 A×5×60s=504 J。
(2)当开关S、S 闭合，S 断开时，只有定值电阻R 接入电路，电源电压是 6 V，电流表的示数为1 A,则
当开关S闭合,S 、S 断开时,电阻R 、R 、小灯泡L串联接在电路中，电压表的示数为3 V，即小灯泡L两端的电压是3 V，由题图乙可知，此时电路中的电这时小灯泡L的电阻
串联电路的总电阻
R 的电阻 9Ω,
这时电阻 R 的电功率 9Ω=0.36 W。
(3)当开关S、S 、S 都闭合时，由题图甲可知，电阻R 、R 、小灯泡L并联接在电路中，电流表测的是干路电流， 1.95 A,即电流表的示数为1.95 A。
5. 解(1)规格为“220 V 968 W”的完好电热丝R ,根据 可知，电阻丝的阻值
(2)题图甲中，两电阻串联，则 5Ω=55Ω，由欧姆定律可知，整个电路工作时的电流
整个电路工作 1 h 产生的热量Q= W = UIt=220 V×4 A×1×3 600 s=3.168×10 J。
(3)在题图甲中，电阻箱的电功率 60.5Ω，由串联电阻的规律可知，应串联的电阻R =60.5Ω-50Ω=10.5Ω,即将. 的电阻与 串联后作为电烘箱体的加热丝即可，如答图甲所示；或将 与 串联再与 R 串联(R = 60.5Ω-5 Ω-50 Ω=5.5Ω),如答图乙所示。
6.解(1)如答图甲、乙所示，根据 可知，电源电压不变，总电阻最大时，电功率最小，是保温挡，电阻最小时，总功率最大，故R 作为加热电阻，是加热挡。接a、a点表示开关断开，当开关接c、c点可知，答图甲中两电阻串联，是保温挡，接b、b点时，是加热挡；同理也可以如答图乙所示接b、b点时，是保温挡，接c、c点时，是高温挡。
(2)水吸收的热量
饮水机加热7 min，消耗的电能W=P加热t=1000 W×
饮水机的加热效率 100%=80%。