2019人教版九年级物理全一册 18. 4焦耳定律 单元同步练习试题 含答案

18.4 焦耳定律
一．选择题（共6小题）
1．如图所示的是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个形管内的液面相平，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，通电一定时间后（　　）

A．I1＝I2，A管中的液面较低
B．I1＝I2，A管中的液面较高
C．I1＞I2，A管中的液面较低
D．I1＞I2，A管中的液面较高
2．将规格都是“220V 150W”的一台电冰箱、一台电风扇和一条电热毯，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．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
3．导线接头处往往容易发热的主要原因是（　　）
A．接触处电阻小电流变大，相同时间产热多
B．接触处电阻大电流变小，相同时间产热多
C．接触处电阻大电流相同，相同时间产热多
D．以上说法都不对
4．电阻丝剪掉十分之一后，接入原来电路，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（　　）
A．10：9 B．1：10 C．10：1 D．9：10
5．两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（　　）
A．只用R1 B．只用R2 C．R1和R2串联 D．R1和R2并联
6．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　）

A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
二．填空题（共3小题）
7．已知定值电阻R1：R2＝2：3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1：I2＝　 　：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1 ：Q2＝　 　。
8．如图是两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系，若将两电阻并联在电压为2V的电路中，干路上电流为　 　A，通电相同时间，RA、RB产生的热量之比QA：QB＝　 　。

9．小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是　 　（“串”或“并”） 联的。若让它们各自正常工作相同时间，　 　产生的热量最多，　 　消耗的电能最少。
三．实验探究题（共2小题）
10．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。

（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U型管中液面的高度差。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与　 　的关系，通电一段时间后，　 　（填“左”或“右”）侧容器中U型管中液面的高度差大。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是　 　。
（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在　 　两个接线柱之间即可。
11．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采取了如图所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。
（1）实验中通过观察　 　来比较电流通过电阻产生热量的多少。
（2）观察图甲中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升的高，则表明电流通过导体产生的热量多少与　 　有关。
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时，　 　越大，电流产生的热量越多。
（4）该实验中用到了　 　法和　 　法。

四．计算题（共1小题）
12．如图1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，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求

（1）电热水壶调至中温档正常加热，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；
（2）电热水壶高温档的额定功率；
（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09kW?h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。
五．解答题（共4小题）
13．小明家现有用电器的总功率为7500W，这些用电器的额定电压都是220V，安装的电能表如图甲所示。

（1）小明家新买了一个电热水壶（如图乙），其铭牌如丙所示，为保证电能表稳定安全工作，请通过计算判断小明家的新旧用电器能否全部同时使用？
（2）电热水壶装满水在额定电压下正常工作时，其烧水效率为80%，在1标准大气压下，将满壶初温为20℃的水烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）]
（3）用电高峰时，家中实际电压低于220V，小明关闭家中其他所有用电器，只让电热水壶单独烧水工作，测得电能表转盘每分钟转过40转，此过程中电热水壶的实际功率为多大？
14．如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间的关系”的试验装置，甲电阻为铜丝，乙电阻为镍铬合金丝，将两电阻丝浸在煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，请回答下列问题：
（1）实验中电阻丝浸在初温和质量　 　的煤油中，合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过　 　反映出来的，这种研究问题的方法叫　 　。
（2）采用这种连接方式的目的是使　 　相等。
（3）该实验的结论是：　 　
（4）利用该实验装置能研究电热与电流的关系吗？　 　
（5）电热与电流关系的实验结论是：　 　。

15．（1）在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
（2）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例。
16．小梦家新买了一口电饭锅，如图所示，通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，图中乙是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝。
（1）自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。
（2）要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的，R1与R2应满足什么关系？
（3）“母亲节”到了，小梦想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入电饭锅中加热4min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20℃（整个过程不计能量损失）。请计算R2的阻值。




参考答案
一．选择题（共6小题）
1．如图所示的是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，A、B两个形管内的液面相平，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，通电一定时间后（　　）

A．I1＝I2，A管中的液面较低
B．I1＝I2，A管中的液面较高
C．I1＞I2，A管中的液面较低
D．I1＞I2，A管中的液面较高
【解答】解：容器内两电阻大小相同，根据并联电路电流的规律，通过R1的电流大于通过R2的电流，I1＝I2，通电时间也相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，左边容器中电阻产生的热量多，由转换法，A管中的液面较高，只有D正确。
故选：D。
2．将规格都是“220V 150W”的一台电冰箱、一台电风扇和一条电热毯，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．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．电热毯产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多
【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＝150W；
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；
因为电冰箱与电风扇工作时，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，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：C。
3．导线接头处往往容易发热的主要原因是（　　）
A．接触处电阻小电流变大，相同时间产热多
B．接触处电阻大电流变小，相同时间产热多
C．接触处电阻大电流相同，相同时间产热多
D．以上说法都不对
【解答】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，造成该处的电阻较大，且同一导线上通过该处与别处的电流相同，则由Q＝I2Rt可知，相同时间内接触处产生的热量较多，所以导线接头处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，故C正确，ABD错误。
故选：C。
4．电阻丝剪掉十分之一后，接入原来电路，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（　　）
A．10：9 B．1：10 C．10：1 D．9：10
【解答】解：电阻丝剪掉后，电阻变为原来的，即现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系：
R现在：R原来＝R：R＝9：10，
因电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能，且电源的电压不变，
所以，由Q＝W＝可知，在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比：
Q现在：Q原来＝：＝R原来：R现在＝10：9。
故选：A。
5．两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（　　）
A．只用R1 B．只用R2 C．R1和R2串联 D．R1和R2并联
【解答】解：根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻和电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，当两个电阻并联时总电阻最小；
根据Q＝W＝t可知，两电阻并联时，电路的总电阻最小，相同时间内产生的热量最多。
故选：D。
6．如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（　　）

A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
B．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少
C．不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D．不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
【解答】解：
A、装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半；两容器中电阻丝的阻值相等，但通过它们的电流不同，这是探究电流产生的热量与电流的关系，不是探究电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器中空气温度的变化会导致容器中空气体积的变化，即可以通过U形管中液面高度差的变化来反映电阻丝放出热量的多少，故B错误；
C、不改变导线的连接方式，将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，此时两容器中电阻丝的阻值不相等，
结合前面分析可知，通过它们的电流也不同，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故C错误；
D、探究电流产生的热量与电阻的关系，应控制两电阻丝中的电流相同、改变电阻的阻值；
不改变导线的连接方式，将右边容器上方的5Ω电阻丝也放入右边容器内，此时I右＝I左，由于右侧容器中两个5Ω的电阻并联，所以总电阻小于5Ω，左右两侧容器中电阻丝的阻值不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。
故选：D。
二．填空题（共3小题）
7．已知定值电阻R1：R2＝2：3，若把它们并联在同一电路中，通电后，它们的电流之比I1：I2＝　3：2　：若把它们串联在同一电路中，通电1分钟，R1、R2产生的热量之比Q1 ：Q2＝　2：3　。
【解答】解：（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两电阻并联时通过的电流之比：
＝＝＝；
（2）因串联电路中各处的电流相等，
所以，通电1分钟R1、R2产生的热量之比：
＝＝＝。
故答案为：3：2； 2：3。
8．如图是两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系，若将两电阻并联在电压为2V的电路中，干路上电流为　0.6　A，通电相同时间，RA、RB产生的热量之比QA：QB＝　2：1　。

【解答】解：由图象知，U＝2V时，IA＝0.4A，IB＝0.2A，
干路的电流为I总＝IA+IB＝0.4A+0.2A＝0.6A；
由I＝得，
RA＝＝＝5Ω，
RB＝＝＝10Ω，
由I＝，Q＝I2Rt得，
＝＝＝＝2：1。
故答案为：0.6；2：1。
9．小陈家里有“1000W”的电饭煲、“500W”的电熨斗、“1000W”的电吹风各一个，同时使用时它们之间是　并　（“串”或“并”） 联的。若让它们各自正常工作相同时间，　电饭煲　产生的热量最多，　电熨斗　消耗的电能最少。
【解答】解：家庭电路中，各用电器都是并联的，工作时才会互不影响，由此可知，同时使用时它们之间是并联的；
电饭煲与电吹风的额定功率相同，但电饭煲将电能全部转化为内能，电吹风还会产生一部分机械能，因此，它们正常工作相同时间，电饭煲产生的热量最多；
因为电熨斗的额定功率最小，所以工作相同的时间，消耗的电能最少。
故答案为：并；电饭煲；电熨斗。
三．实验探究题（共2小题）
10．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。

（1）实验中，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U型管中液面的高度差。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与　电阻　的关系，通电一段时间后，　右　（填“左”或“右”）侧容器中U型管中液面的高度差大。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是　使通过R1和R2的电流不相等　。
（4）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在　BD　两个接线柱之间即可。
【解答】解：
（2）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，探究导体产生的热量与电阻的关系；甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻丝产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，右侧容器中U型管中液面的高度差大；
（3）图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系；
（4）当乙装置中R3发生了断路时，电路中只有R1和R2串联，此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据焦耳定律Q＝I2Rt在相同时间内，电阻丝R1产生热量变小，与步骤（3）相比较，则左侧U型管中液面的高度差将变小；
（5）利用甲装置还可以研究电压一定时，电流通过导体时产生热量与电阻的关系，应将两电阻丝并联，所以将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线在BD两个接线柱之间即可。
故答案为：（2）电阻；右；（3）使通过R1和R2的电流不相等；（4）变小；（5）BD。
11．在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采取了如图所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。
（1）实验中通过观察　液面高度差　来比较电流通过电阻产生热量的多少。
（2）观察图甲中的A、B管，在通电时间相等时，发现B管液面上升的高，则表明电流通过导体产生的热量多少与　电阻　有关。
（3）采用图乙实验装置，可以得出结论：在电阻和通电时间相同时，　电流　越大，电流产生的热量越多。
（4）该实验中用到了　控制变量　法和　转换　法。

【解答】解：
（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）在乙电路其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，再接入原电路，由乙图所示的实验现象可以得到的结论是：在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。
（4）该实验中用到了控制变量法和转换法。
故答案为：（1）液面高度差；（2）电阻；（3）电流；（4）控制变量；转换。
四．计算题（共1小题）
12．如图1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，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W，求

（1）电热水壶调至中温档正常加热，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；
（2）电热水壶高温档的额定功率；
（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09kW?h，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。
【解答】解：（1）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?℃）×2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×105J，
由P＝可得，消耗的电能：
W＝P中t′＝500W×20×60s＝6×105J，
电热水壶的效率：
η＝×100%＝×100%＝98%；
（2）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，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，
由以上可知，丙图为中温档，丁图为高温档，则电热水壶高温档的额定功率：
P高＝2P中＝2×500W＝1000W；
（3）电热水壶的实际功率：
P实＝＝＝0.9kW＝900W＜1000W，
则此时电热水壶不是正常工作。
答：（1）水所吸收的热量为5.88×105J，电热水壶的效率为98%；
（2）电热水壶高温档的额定功率为1000W；
（3）此时电热水壶不是正常工作。
五．解答题（共4小题）
13．小明家现有用电器的总功率为7500W，这些用电器的额定电压都是220V，安装的电能表如图甲所示。

（1）小明家新买了一个电热水壶（如图乙），其铭牌如丙所示，为保证电能表稳定安全工作，请通过计算判断小明家的新旧用电器能否全部同时使用？
（2）电热水壶装满水在额定电压下正常工作时，其烧水效率为80%，在1标准大气压下，将满壶初温为20℃的水烧开需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg?℃）]
（3）用电高峰时，家中实际电压低于220V，小明关闭家中其他所有用电器，只让电热水壶单独烧水工作，测得电能表转盘每分钟转过40转，此过程中电热水壶的实际功率为多大？
【解答】解：（1）电能表长时间稳定工作的最大功率：
P大＝UI＝220V×40A＝8800W，
新旧用电器的总功率：
P总＝7500W+1000W＝8500W＜P大，
所以，新旧用电器可以全部同时使用；
（2）一满壶水的体积：
V＝2L＝2×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣20℃）
＝6.72×105J，
由η＝×100%可得，消耗的电能：
W＝＝＝8.4×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：
t＝＝＝840s；
（3）电能表的转盘转过40转，电热水壶消耗的电能：
W′＝kW?h＝×3.6×106J＝4.8×104J，
电热水壶的实际功率：
P′＝＝＝800W。
答：（1）通过计算可知小明家的新旧用电器能全部同时使用；
（2）将满壶初温为20℃的水烧开需要840s；
（3）此过程中电热水壶的实际功率为800W。
14．如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间的关系”的试验装置，甲电阻为铜丝，乙电阻为镍铬合金丝，将两电阻丝浸在煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，请回答下列问题：
（1）实验中电阻丝浸在初温和质量　相等　的煤油中，合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过　温度计的示数　反映出来的，这种研究问题的方法叫　转换法　。
（2）采用这种连接方式的目的是使　电流和通电时间　相等。
（3）该实验的结论是：　当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多　
（4）利用该实验装置能研究电热与电流的关系吗？　能　
（5）电热与电流关系的实验结论是：　当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多　。

【解答】解：（1）实验中为了便于比较吸收热量和电阻的关系，应控制煤油的初温和质量相等；
两电阻丝产生的热量的多少可以通过温度计的示数变化反映出来，这采用的是转换法；
（2）采用串联方式的目的是使两电阻丝中的电流和通电时间相等；
（3）两电阻丝串联，流经它们的电流相等，它们产生的热量Q＝I2Rt，因为I相同，在相等的时间t内，电阻越大产生的热量越多；
（4）利用该实验装置能研究电热与电流的关系；
采用同一个电阻，控制通电时间相同，通过改变滑动变阻器来改变电路中的电流即可研究电热与电流的关系；
（5）根据Q＝I2Rt可知，电阻和通电时间相同时，通过的电流越大，产生的电热越多。
故答案为：（1）相等；温度计的示数；转换法；（2）电流和通电时间；（3）当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多；（4）能；（5）当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
15．（1）在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
（2）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例。
【解答】答：（1）在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，
因为导线连接处与导线串联在电路中，
所以通过的电流相等、通电时间相等，
由Q＝I2Rt可知连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。
（2）电暖器、电烙铁、电饭锅都是利用电流的热效应来工作的，把电能转化为内能。
16．小梦家新买了一口电饭锅，如图所示，通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态，图中乙是电饭锅的电路图，R1是电阻，R2是加热用的电热丝。
（1）自动开关S接通或断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。
（2）要是R2在保温状态下的功率是加热状态下的，R1与R2应满足什么关系？
（3）“母亲节”到了，小梦想为妈妈准备泡脚水，由于水温较低，小梦先从盛有5kg水的桶中取出2kg水倒入电饭锅中加热4min后，将水倒回水桶中，经过测量桶中水温升高了20℃（整个过程不计能量损失）。请计算R2的阻值。

【解答】解：（1）S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率：P1＝；
S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率：P2＝；
因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态；
（2）由P＝I2R、P＝以及R2在保温状态下的功率是加热状态下的可得：（）2R2＝×
化简可得：R1＝4R2；
所以当R1＝4R2时，R2保温状态下的功率是加热状态下的；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×20℃＝4.2×105J；
由W＝Q吸和W＝t可得，R2＝t＝×4×60s≈27.7Ω。
答：（1）S断开时，R1、R2串联，此时电饭锅的功率：P1＝；
S闭合时，R1被短路，电路为R2的基本电路，此时电饭锅的功率：P2＝；
因为P1＜P2，所以自动开关断开时是保温状态，自动开关闭合时是加热状态；
（2）当R1＝4R2时，R2保温状态下的功率是加热状态下的；
（3）R2的阻值为27.7Ω。