第6节电能
第4课时
1.电流流过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的 。从能量的转化看，电流流过导体发热实质上是电能转化为 的过程。各种各样的电热器都是利用电流的 工作的，如 、 等电热器。
2.英国的物理学家焦耳最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。即电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比，这个规律焦作焦耳定律，表达式为 。
知识点1说明什么是电流的热效应。
3、（2019?永州模拟）下列家用电器中，不是利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电烤箱 C．电饭锅 D．电视机
4、（2018秋?南京期末）将规格都是“220V 180W”的一台电视机、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电视机产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．电热毯产生的热量最多
知识点2解释电热的利与弊。
5、下列情况中不属于防止电热危害的是（ ）
A．电视机的后盖有许多孔
B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片
D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次，目的是利用电热来驱潮
知识点3说明焦耳定律的内容和公式，并应用其公式进行相关的计算。
6、（2019?巴中模拟）如图所示的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过A、B两个U形管内的液面相比较（ ）
A．A管中的液面较高
B．B管中的液面较高
C．A管和B管的液面一样高
D．A管中的液面先升高后又降低
7、（2018秋?石景山区期末）新的国家标准对延长线插座配用的导线横截面积要求做了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小横截面积由1mm2提升到1.5mm2．这样做的目的是（ ）
A．增大导线的电阻 B．减小通过导线的电流
C．增大导线两端的电压 D．减小导线的发热功率
8、如图所示是一个“电热驱蚊器”，它是利用了电流的 效应工作的，发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。当发热元件两端的电压为220V时，通电100s产生的热量为 J。
9、某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是12000J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是 J。
10、（2019春?嘉祥县月考）如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（ ）
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等
B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍
11、一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图象如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1．后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q2．忽略温度对电阻的影响，则（ ）
A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2 D．条件不足，无法比较Q1和Q2的大小
12、（2019?常德）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8W B．4.5V 0.5W C．2.5V 1.0W D．4.5V 1.0W
13、（2019?太原二模）如图是小明购买的干鞋器，将其放入鞋内，通电后发热能起到干燥杀菌除臭的作用。这是利用电流的 _____ 效应工作的，英国物理学家 ____ 最早对此效应做了定量研究。干鞋器的电阻为2200Ω，额定电流为0.1A．通电后正常工作100s产生的热量是 ____ J。
14、（2019?鹿邑县一模）春节，小刚给弟弟买了一个如图所示的电动小汽车，里面主要的部件是电动机。电动机的工作原理是 ________________________ ；该电动机的电压由4节干电池提供，通过的额定电流为1A，电动机线圈电阻为0.5Ω，则小汽车正常工作2分钟，消耗的电能为 ____ J，输出的机械能是 ____ J。
15、（2019?西湖区校级模拟）图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示，求：
（1）求R1和R2的阻值分别是多少？
（2）S闭合和S1断开时，电路中的电流？
（3）0～15min，电饭煲产生的总热量？
1．（2019?宁波模拟）某同学探究焦耳定律，部分电略如图所示。两个柑冋的烧瓶中装有初温相同、质量不等的煤油，装置左侧煤油多于右侧。通电一段时间后，左侧温度计示数高于右侧。下列说法正确的是（ ）
A．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．该装置不能用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
D．通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
2．（2019?焦作二模）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产生的热量之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
3．（2019?三明一模）如图，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻，当闭合开关S1，断开S2、S3，通电20min，电路产生的热量为Q；同时闭合S2、S3，断开S1，若要产生相同的热量Q，则需通电（ ）
A．5min B．10min
C．20min D．40min
4．（2019?青岛一模）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）
A．5：4 B．5：2 C．2：5 D．10：1
5．（2019?平邑县一模）电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的通电时间长 D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
6．（2019?乌拉特前旗校级模拟）小黄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＝48.4Ω，电热丝R2＝24.2Ω，容积为20L，使水从20℃加热到70℃，下列说法不正确的是[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]（ ）
A．开关S、S1闭合，S2断开，处于低温档
B．水从20℃加热到70℃需要吸收的热量4.2×106J
C．若利用中温档加热需要4200s，则电热转化效率为50%
D．高温档的加热功率2800W
7．（2019?雨花区模拟）某型号电热水器有加热和保温两档，如图所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电热水器处于 （填“保温”或“加热”）状态。若电热水器的加热功率为2100W，要将50kg的水从20℃加热到60℃，需要加热 s．[不计能量的损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
8．（2019?惠安县校级一模）小华家新买了一台电热水壶，铭牌上标明“220V 1000W”，水壶中加入1L水在标准大气压下，正常工作6min，将水从25℃加热至沸腾，水吸收的热量为 J，消耗电能 J，该电热水壶的效率是 %．[1L＝1dm3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
9．（2017?苏州二模）如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为40Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。当开关S闭合后，问：
（1）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻R1的电功率为多少？压敏电阻受到的压力为多少？
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
（3）若（2）中热量的84%给20g的水加热，则水温升高多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））。
（4）若（2）中热量全部由天然气燃烧得到，需要天然气的质量为多少克？（天然气的热值为4×107J/m3，密度为0.8Kg/m3）。
10．（2019?黑龙江模拟）某品牌电热水器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），热水器中温档功率为1000W，低温档功率500W．若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水，它能够把水加热到的最高温度为75℃，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃），电源电压为220V．求：
（1）用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量。
（2）R1、R2的电阻值。
（3）高温档的电功率。
（4）若加热电阻产的热量有84%被水吸收，用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度，用高温档需加热多长时间？
第6节电能
第4课时
1.电流流过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的 热效应 。从能量的转化看，电流流过导体发热实质上是电能转化为 内能 的过程。各种各样的电热器都是利用电流的 工作的，如 电热水壶 、电热毯 等电热器。
2.英国的物理学家焦耳最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系。即电流通过导体产生的热量跟 电流的平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟 通电时间 成正比，这个规律焦作焦耳定律，表达式为 Q=IRt 。
知识点1说明什么是电流的热效应。
3、（2019?永州模拟）下列家用电器中，不是利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电烤箱 C．电饭锅 D．电视机
【解答】解：ABC、电热水壶、电烤箱、电饭锅它们工作时，将电能转化为内能，产生热量，利用了电流的热效应，故ABC不合题意；
D、电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，故D符合题意。
故选：D。
4、（2018秋?南京期末）将规格都是“220V 180W”的一台电视机、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电视机产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．电热毯产生的热量最多
【解答】解：因为接在家庭电路中，U＝220V，
所以三种用电器的实际功率：
P实＝P额＝180W；
又因为W＝Pt，用电器工作时间t相等，
所以三种用电器消耗的电能相同，
电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，
电热毯工作时电热丝产生热量，几乎把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯。
故选：D。
知识点2解释电热的利与弊。
5、下列情况中不属于防止电热危害的是（ ）
A．电视机的后盖有许多孔
B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片
D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次，目的是利用电热来驱潮
【解答】解：A、电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，不符合题意。
B、过多的热量会影响计算机的正常工作，机箱内有风扇，这都是为了散失热量，不符合题意。
C、电流通过电机产生的热量是有害的，有许多散热片可以用来散热，不符合题意。
D、家电长时间停用，隔一段时间应通电一次防止家电受潮，再次使用时被损坏，符合题意。
故选：D。
知识点3说明焦耳定律的内容和公式，并应用其公式进行相关的计算。
6、（2019?巴中模拟）如图所示的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前，A、B两U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过A、B两个U形管内的液面相比较（ ）
A．A管中的液面较高
B．B管中的液面较高
C．A管和B管的液面一样高
D．A管中的液面先升高后又降低
【解答】解：因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；
由Q＝I2Rt可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，
密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B管中的液面较高，故ACD错误，B正确。
故选：B。
7、（2018秋?石景山区期末）新的国家标准对延长线插座配用的导线横截面积要求做了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小横截面积由1mm2提升到1.5mm2．这样做的目的是（ ）
A．增大导线的电阻 B．减小通过导线的电流
C．增大导线两端的电压 D．减小导线的发热功率
【解答】解：
A．延长线的材料和长度相同时，增大导线横截面积可以减小导线的电阻，故A错误；
B．通过导线的电流与插座上用电器消耗的电功率有关，无法判断通过导线电流的变化，故B错误；
C．在通过导线的电流一定时，导线的电阻减小，由U＝IR可知，可以减小导线两端的电压，故C错误；
D．在通过导线的电流一定时，导线的电阻减小，由P＝I2R可知，可以减小导线发热的功率，故D正确。
故选：D。
8、如图所示是一个“电热驱蚊器”，它是利用了电流的 效应工作的，发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。当发热元件两端的电压为220V时，通电100s产生的热量为 J。
【解答】解：（1）“电热驱蚊器”就是将电能转化成内能，利用了电流的热效应工作。
（2）当发热元件两端的电压为220V时，流过该元件的电流为I＝＝＝0.022A。
通电100s产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.022A）2×1.0×104Ω×100s＝484J。
故答案为：热；484。
9、某导体电阻为10Ω，通电5min产生的热量是12000J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是 J。
【解答】解：
由焦耳定律可得，该导体原来产生的热量Q＝I2Rt＝12000J，
当通过它的电流增大为原来的2倍时，其阻值不变，则在相同的时间内产生的热量：
Q′＝（2I）2Rt＝4I2Rt＝4Q＝4×12000J＝48000J。
故答案为：48000。
10、（2019春?嘉祥县月考）如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（ ）
A．甲的发热功率与丙的发热功率相等
B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍
C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍
【解答】解：由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1＝R2＝R，
分析各连接方式可知：
甲图为开路，P甲＝0，
乙图中两电阻串联，R乙＝2R，P乙＝＝，
丙图中只有电阻R1工作，R丙＝R，P丙＝＝，
丁图中两电阻并联，R丁＝R，P丁＝＝＝2，
可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A错误；
丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B错误；
丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；
丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D错误。
故选：C。
11、一台电风扇通电后电流I随时间t变化的图象如图所示，电流稳定后正常工作，设它正常工作一段时间线圈产生的热量为Q1．后因机械故障叶片停止了转动，仍通电相同时间，线圈产生的热量为Q2．忽略温度对电阻的影响，则（ ）
A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2 D．条件不足，无法比较Q1和Q2的大小
【解答】解：
题中给出的是电风扇通电后电流I随时间t变化的图象，
由图知，电流稳定后电风扇正常工作电流为I′，刚接入电路时电流为I，且I＞I′，
若电风扇接入电路的电压为U，
由欧姆定律可得，电风扇电动机的电阻为：R＝，
电风扇正常工作时t时间内产生热量：Q1＝I′2Rt＝I′2（）t＝Ut，
电风扇叶片停止了转动，仍通电相同时间，产生热量：Q2＝I2Rt＝I2（）t＝UIt，
因为I＞I′，所以＜I，
所以Q1＜Q2。
故选：C。
12、（2019?常德）有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8W B．4.5V 0.5W C．2.5V 1.0W D．4.5V 1.0W
【解答】解：∵电路元件A和B串联，
∴IA＝IB＝0.2A，
由图象可知：此时UA＝2.0V，UB＝2.5V；
电源的电压U＝UA+UB＝2.0V+2.5V＝4.5V；
元件B的电功率PB＝UBIB＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故选：B。
13、（2019?太原二模）如图是小明购买的干鞋器，将其放入鞋内，通电后发热能起到干燥杀菌除臭的作用。这是利用电流的 _____ 效应工作的，英国物理学家 ____ 最早对此效应做了定量研究。干鞋器的电阻为2200Ω，额定电流为0.1A．通电后正常工作100s产生的热量是 ____ J。
【解答】解：
干鞋器通电时，能产生热量，把电能转化为内能，利用的是电流的热效应；
焦耳定律的内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比，是由英国物理学家焦耳最早对此效应做了定量研究；
干鞋器产生的热量Q＝I2Rt＝（0.1A）2×2200Ω×100s＝2200J。
故答案为：热；焦耳；2200。
14、（2019?鹿邑县一模）春节，小刚给弟弟买了一个如图所示的电动小汽车，里面主要的部件是电动机。电动机的工作原理是 ________________________ ；该电动机的电压由4节干电池提供，通过的额定电流为1A，电动机线圈电阻为0.5Ω，则小汽车正常工作2分钟，消耗的电能为 ____ J，输出的机械能是 ____ J。
【解答】解：（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用而转动的原理制成的；
（2）电源电压为：U＝4×1.5V＝6V，
这台电动机正常工作2min＝120s，
电动机消耗的电能：
W＝UIt＝6V×1A×120s＝720J，
产生的电热：
Q＝I2Rt＝（1A）2×0.5Ω×120s＝60J，
输出的机械能：
W机械＝W﹣Q＝720J﹣60J＝660J。
故答案为：通电导线在磁场中受力的作用而转动；720；660。
15、（2019?西湖区校级模拟）图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示，求：
（1）求R1和R2的阻值分别是多少？
（2）S闭合和S1断开时，电路中的电流？
（3）0～15min，电饭煲产生的总热量？
【解答】解：（1）只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲的功率较小，P小＝440W，
由P＝可得，R1的电阻：R1＝＝＝110Ω；
当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大，此时总功率P大＝660W，
则此时R2的功率：P2＝P大﹣P小＝660W﹣440W＝220W，
由P＝可得，R2的电阻：R2＝＝＝220Ω；
（2）只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲的功率较小，P小＝440W，
由P＝UI可得，电路中的电流：I＝＝＝2A；
（3）由图丙可知，在15min内以P总＝660W工作的时间：t2＝10min＝600s；
以P1＝440W工作的时间：t1＝15min﹣10min＝5min＝300s，
则电饭锅在15分钟内消耗的电能：W＝W1+W总＝P1t1+P总t2＝440W×300s+660W×600s＝5.28×105J。
答：（1）R1和R2的阻值分别是110Ω和220Ω；
（2）S闭合和S1断开时，电路中的电流为2A；
（3）0～15min，电饭煲产生的总热量为5.28×105J。
1．（2019?宁波模拟）某同学探究焦耳定律，部分电略如图所示。两个柑冋的烧瓶中装有初温相同、质量不等的煤油，装置左侧煤油多于右侧。通电一段时间后，左侧温度计示数高于右侧。下列说法正确的是（ ）
A．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．该装置不能用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
D．通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
【解答】解：
A、由图知，两电阻丝串联，根据串联电路的电流特点可知，各处的电流是相同的，故A错误；
B、两个相同的烧瓶中密封初温相同的煤油，左侧的煤油的质量大，通电一段时间后，做侧玻璃管中液面比右侧高，说明电流通过左侧电阻丝产生的热量多；电流和通电时间均相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻丝的阻值大，故B正确；
C、由前面解答可知，通过电阻丝的电流和通电时间均相同，但两侧煤油的质量是不相同的，所以无法探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系，故C错误；
D、通过温度计的示数变化判断电流产生热量的多少，这属于转换法，故D错误。
故选：B。
2．（2019?焦作二模）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产生的热量之比为（ ）
A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1
【解答】解：
由题知，两电阻并联在电路中，所以它们两端的电压相同，
由图乙可知，当两电阻电压都为3V时，通过R1、R2的电流之比为0.6A：0.2A＝3：1；
根据I＝可知，R1、R2的电阻之比为1：3；
通电时间相同，电压相同，则根据电热公式Q＝W＝t 可知，产生的热量与电阻成反比，故产生热量之比为3：1。
故选：B。
3．（2019?三明一模）如图，电源电压不变，R1、R2是两个相同的电阻，当闭合开关S1，断开S2、S3，通电20min，电路产生的热量为Q；同时闭合S2、S3，断开S1，若要产生相同的热量Q，则需通电（ ）
A．5min B．10min C．20min D．40min
【解答】解：
由题知，R1、R2是两个相同的电阻，若R1＝R2＝R，
由图可知，当闭合开关S1，断开S2、S3时，两电阻串联，总电阻为2R，
电源电压不变，由焦耳定律可得，通电20min电路产生热量Q＝×20min，
闭合S2、S3，断开S1时两电阻并联，总电阻为，产生相同热量，则：Q＝×t＝×t，
×t＝×20min，
所以t＝5min。
故选：A。
4．（2019?青岛一模）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）
A．5：4 B．5：2 C．2：5 D．10：1
【解答】解：
由题意可知，R甲：R乙＝5：4，I甲：I乙＝2：1，t甲：t乙＝1：2，
由Q＝I2Rt可得，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比：
＝＝（）2××＝（）2××＝。
故选：B。
5．（2019?平邑县一模）电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，其原因是（ ）
A．通过电炉丝的电流大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的通电时间长 D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
【解答】解：电炉在使用时，电炉丝和导线是串联的，则I电炉丝＝I导线，通电时间t相同，
电炉丝热得发红，炉丝相连的导线却不怎么热，说明电炉丝产生的热量多，即Q电炉丝＞Q导线，
由Q＝I2Rt可知，R电炉丝＞R导线，即原因是导线的电阻远小于电炉丝的电阻，故ABC错误，D正确；
故选：D。
6．（2019?乌拉特前旗校级模拟）小黄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＝48.4Ω，电热丝R2＝24.2Ω，容积为20L，使水从20℃加热到70℃，下列说法不正确的是[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]（ ）
A．开关S、S1闭合，S2断开，处于低温档
B．水从20℃加热到70℃需要吸收的热量4.2×106J
C．若利用中温档加热需要4200s，则电热转化效率为50%
D．高温档的加热功率2800W
【解答】解：A、由电路图可知，开关S、S1闭合，S2断开，电路中电阻最大，由P＝可知，功率最小，热水器处于低温档，故A正确；
B、由ρ＝可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3＝20kg，
水从20℃加热到70℃需要吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃×20kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×106J，故B正确；
C、由电路图可知，开关S、S2闭合，S1断开，电热丝R2接入电路，根据P＝可知，为中温挡；
中温档功率P中温＝＝＝2000W，
利用中温档加热4200s，需要消耗电能W＝P中温t＝2000W×4200s＝8.4×106J，
电热转化效率η＝×100%＝×100%＝50%，故C正确；
D、闭合S、S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝可知，电路的总功率最大，热水器处于高档，
低温档的加热功率P低温＝＝＝1000W，
高温档的加热功率P高温＝P低温+P中温＝1000W+2000W＝3000W．故D错误。
故选：D。
7．（2019?雨花区模拟）某型号电热水器有加热和保温两档，如图所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电热水器处于 （填“保温”或“加热”）状态。若电热水器的加热功率为2100W，要将50kg的水从20℃加热到60℃，需要加热 s．[不计能量的损失，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
【解答】解：
（1）由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，
所以，开关接触点1时，电路的电阻较小，电源电压一定，由P＝可知，功率较大，则此时电饭煲处于加热状态；
（2）水吸收的热量Q＝cm△＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J，
不计能量的损失，W＝Q＝8.4×106J，
由P＝可得，需要加热时间t＝＝＝4×103s，
故答案为：加热；4×103。
8．（2019?惠安县校级一模）小华家新买了一台电热水壶，铭牌上标明“220V 1000W”，水壶中加入1L水在标准大气压下，正常工作6min，将水从25℃加热至沸腾，水吸收的热量为 J，消耗电能 J，该电热水壶的效率是 %．[1L＝1dm3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
【解答】解：（1）由ρ＝得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
在标准大气压下水的沸点为100℃，故将水从25℃加热至沸腾，水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J；
（2）正常工作6min消耗的电能：
W＝Pt＝1000W×6×60s＝3.6×105J；
该电热水壶的效率是：
η＝＝×100%＝87.5%。
故答案为：3.15×105；3.6×105；87.5。
9．（2017?苏州二模）如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为40Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。当开关S闭合后，问：
（1）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻R1的电功率为多少？压敏电阻受到的压力为多少？
（2）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少？
（3）若（2）中热量的84%给20g的水加热，则水温升高多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））。
（4）若（2）中热量全部由天然气燃烧得到，需要天然气的质量为多少克？（天然气的热值为4×107J/m3，密度为0.8Kg/m3）。
【解答】解：（1）由图可知：R1与R2并联，电流表测量干路电流，
定值电阻R2的电流I2＝＝＝0.2A，
电流表示数为0.4A时，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知：
通过压敏电阻的电流I1＝I﹣I2＝0.4A﹣0.2A＝0.20A，
功率P1＝UI1＝8V×0.2A＝1.6W；
由I＝可得此时压敏电阻阻值：R1＝＝＝40Ω，
由图乙所示可知，R1＝40Ω时，F＝2N，则压力为2N；
（2）电阻R2产生的电热：
Q2＝W2＝UIt＝8V×0.2A×10×60s＝960J；
（3）已知此热量的84%给20g的水加热，则Q吸＝Q284%＝960J×84%＝806.4J；
由Q吸＝cm△t，可得：
△t＝＝＝9.6℃；
（4）若此热量全部由天然气燃烧得到，根据Q＝Vq可得：
天然气的体积V＝＝＝2.4×10﹣5m3，
由ρ＝可知天然气的质量为：
m′＝ρV＝0.8kg/m3×2.4×10﹣5m3＝1.92×10﹣5kg＝1.92×10﹣2g。
答：（1）当电流表示数为0.4A时，压敏电阻R1的电功率为1.6W，压敏电阻受到的压力为2N；
（2）当电路连续工作10mim，电阻R2产生的热量为960J；
（3）若（2）中热量的84%给20g的水加热，则水温升高9.6℃；
（4）若（2）中热量全部由天然气燃烧得到，需要天然气的质量为1.92×10﹣2g。
10．（2019?黑龙江模拟）某品牌电热水器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），热水器中温档功率为1000W，低温档功率500W．若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水，它能够把水加热到的最高温度为75℃，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃），电源电压为220V．求：
（1）用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量。
（2）R1、R2的电阻值。
（3）高温档的电功率。
（4）若加热电阻产的热量有84%被水吸收，用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度，用高温档需加热多长时间？
【解答】解：（1）水加热到最高温度时需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；
（2）由电路图可知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，
电源电压U一定，由P＝UI＝可知，此时总功率最小，电热水器处于低温档；
同理可知，当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，总功率最大，电热水器处于高温档，
所以，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，此时电热水器处于中温档，
则电热丝Rl的阻值：
R1＝＝＝48.4Ω，
低温档时电路的总电阻：
R＝＝＝96.8Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的电阻值：
R2＝R﹣R1＝96.8Ω﹣48.4Ω＝48.4Ω；
（3）当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电热水器处于高温档，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，高温档的电功率：
P高＝+＝+＝2＝2P中＝2×1000W＝2000W；
（4）由η＝×100%可得，加热水消耗的电能：
W＝＝＝1×107J，
由P＝可得，用高温档需要的加热时间：
t′＝＝＝5000s。
答：（1）用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量为8.4×106J；
（2）R1、R2的电阻值均为48.4Ω；
（3）高温档的电功率为2000W；
（4）若加热电阻产的热量有84%被水吸收，用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度，用高温档需加热5000s。
