电学部分
专题三：焦耳定律相关问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
焦耳定律是电学主要内容之一，也是学生初学电学重点和难点之一。在中考中，本部分内容是难题的主要考查点，也是拉开卷面分值的考查内容；特别是电热的综合计算一般属于压轴题，分值也较高。本部分主要考查焦耳定律及其应用等知识。www-2-1-cnjy-com
电热是电能转化为热量，常见的家用电器的相关计算问题，主要考察学生的计算能力和利用所学知识解决生活中的实际问题的能力。所以，对本部分内容的考查题型灵活，题目有简单，也有较难和难度较大的，且分值也较大。2-1-c-n-j-y
考生要重点复习：焦耳定律实验、内容和应用，电热的计算；电热结合求热效率等。
1.焦耳定律应用问题
焦耳定律：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。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
2.电热计算问题
利用电功公式，结合热转换效率，求电功转化为热量问题。
解答此类问题要注意以下问题：
1. 不能用计算电动机的工作电流，只能P=UI计算工作电流，当电动机卡住时可视为电阻，要用计算电流。
2.当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
3.当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
5.电热挡位的判定方法：在并联电路中由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；在串联电路中由P＝I2R可知，在电流一定时，电阻越小，电功率越小，为低温挡位，反之，为高温挡位。
6.比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
二、考点复习
（一）电热应用问题
1．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟________成正比，跟导体的________成正比，跟通电________成正比。
2．计算公式：Q=________（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
（二）电热计算问题
利用公式求出电功，根据热效率公式，可求出相关问题。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：焦耳定律应用问题
【典例1】（2019?无锡）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（ ）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确
【考查角度】焦耳定律应用。
【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。选B。
【答案】B。
高频考点二：电热计算问题
【典例2】（2019?大连）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
【考查角度】电热计算、功率计算。
【解析】（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，
由I＝可得，电路的总电阻：R＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝110Ω﹣61.6Ω＝48.4Ω；
（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，
则高温档的电功率：P高＝＝＝1000W。
【答案】（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；（3）高温档的电功率是1000W。
考点过关☆专项突破
类型一：焦耳定律应用问题
1．（2019?广西）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3．小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
2．（2019?北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱
3．（2018?海南）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0～120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而________。（选填“增大”、“不变”、“减小”） （2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。 （3）如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值。 （4）该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？
4．（2019?菏泽）下列电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电风扇 B．电暖气 C．电视机 D．电磁继电器
5．（2019?乐山）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2．下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
6．（2019?自贡）把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．60J B．36J C．30J D．6J
7．（2019?贵阳）22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电，根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
8．（2019?葫芦岛）如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲图中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟________有关。乙图探究电流通过导体产生的热量跟________有关，通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R3产生的热量之比为________。
9．（2019?本溪）如图所示是探究“通电时间相同时，电流产生的热量跟________关系”的装置，两个相同容器内密封着质量________（填“相同”或“不相同”）的空气，实验通过比较两个U形管的________来反映电流产生热量的多少。
10．（2019?仙桃）如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与________的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为________。
11．（2019?绥化）如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与________关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为________。
12．（2019?长沙）如图，两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越________；若通过电阻的电流为0.5A，通电10s，阻值为10Ω的电阻产生的热量是________J。
13．（2018?青海）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，请你用学过的电学知识解释这种现象。
14．（2017?吉林）台式电脑的机箱外壳上开有许多小孔，并且机箱内装有微型风扇。请解释这样做的道理。
15．（2017?鞍山）寒假，小雪同学到农村的奶奶家。由于天气很冷，她取出电炉子准备取暖。
1）当她把开关断开的电炉子的插头插人插座时，家中正在工作的用电器全部停止工作，请说明产生此现象的原因。
2）让电工修理完毕后，小雪开始使用电炉子。请解释：为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
类型二：电热计算问题
1．（2019?云南）一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应________（选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电20s产生的热量是________J。
2．（2019?哈尔滨）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是________。如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为________。
3．（2019?贵港）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时；1000W
冷风时：120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
4．（2019?郴州）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为________J，R3的电功率的最大值为________W。
5．（2019?成都）如图甲是一种家用电器，图乙是其简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关S，要让电器处于第二档工作，则应再将开关________闭合；若电暖器在第二档正常工作10min，则产生的热量是________J．
额定电源
220V
功率选择
一档950W
二档1150W
三档2100W
6．（2019?南充）如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为________A，通电1min电路中产生的热量为________J。
7．（2019?阜新）小亮家里的一款迷你电饭锅，电路图如图所示，额定电压为220V，电饭锅有加热和保温两档，“加热”时额定功率为550W，发热电阻R1和R2阻值不随温度变化，电阻R1在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为1：400．求：
（1）正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？
（2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量是多少？
（3）R2的阻值是多少？
8．（2019?通辽）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。
9．（2019?北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
10．（2019?杭州）如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培，（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况
下电动机容易烧坏？
11．（2019?威海）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）
（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？
（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW?h）]
12．（2018?锦州）如图所示的是某款电热水壶，表中是水壶的部分参数。请回答下列问题：
额定电压
220V
额定功率
1210W
额定容量
1.5L
水壶净重
1kg
（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大？ （2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是多大？（水的比热容c水=4.2×103（kg?℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
13．（2019?宁夏）小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：
品牌1
品牌2
产品型号：
EL﹣852产品型号
产品型号：
MK﹣12SO
额定电压：
220V
额定电压：
220V
频率：
50HZ
频率：
50HZ
额定功率：
1200W
额定功率：
2000W
容量：
1.5L
容量：
1.5L
（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？
（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？
14．（2019?巴中）如图所示，某品牌智能电火锅的铭牌，（不计温度对电阻的影响）。求：
（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为多少kW?h？
（2）某天用电高峰期，只使用电火锅加热10min，家用电能表（1200r/kW．h）的转盘转了200转，此时电火锅的实际功率是多少？
（3）如图乙所示是电火锅的简化电路图，其中R1、R2均为发热电阻，S2为加热保温自动切换开关，求R2的电阻是多少？
XX牌智能电火锅
型号
ZDF﹣215
额定电压
220V
加热功率
1210W
保温功率
484W
频率
50Hz
15．（2019?丹东）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。
（1）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。
电学部分
专题三：焦耳定律相关问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
焦耳定律是电学主要内容之一，也是学生初学电学重点和难点之一。在中考中，本部分内容是难题的主要考查点，也是拉开卷面分值的考查内容；特别是电热的综合计算一般属于压轴题，分值也较高。本部分主要考查焦耳定律及其应用等知识。
电热是电能转化为热量，常见的家用电器的相关计算问题，主要考察学生的计算能力和利用所学知识解决生活中的实际问题的能力。所以，对本部分内容的考查题型灵活，题目有简单，也有较难和难度较大的，且分值也较大。2-1-c-n-j-y
考生要重点复习：焦耳定律实验、内容和应用，电热的计算；电热结合求热效率等。
1.焦耳定律应用问题
焦耳定律：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。计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
2.电热计算问题
利用电功公式，结合热转换效率，求电功转化为热量问题。
解答此类问题要注意以下问题：
1. 不能用计算电动机的工作电流，只能P=UI计算工作电流，当电动机卡住时可视为电阻，要用计算电流。
2.当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时，消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能，即W＝Q。
3.当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时，消耗的电能大部分转化机械能、化学能，只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能，即W大于Q。此时，只能利用公式Q＝I2Rt计算电热。
4.由Q＝I2Rt和I＝可以推导Q＝t，Q＝I2Rt方便串联电路计算，Q＝t方便并联电路计算。
5.电热挡位的判定方法：在并联电路中由P＝可知，在电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，为高温挡位，反之，为低温挡位；在串联电路中由P＝I2R可知，在电流一定时，电阻越小，电功率越小，为低温挡位，反之，为高温挡位。
6.比例关系：串联电路：＝＝＝＝，并联电路：＝＝＝＝。
二、考点复习
（一）电热应用问题
1．焦耳定律：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。
2．计算公式：Q=I2Rt（适用于所有电路），对于纯电阻电路可推导出：。
（二）电热计算问题
利用公式求出电功，根据热效率公式，可求出相关问题。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：焦耳定律应用问题
【典例1】（2019?无锡）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（ ）
①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故
②实验中通过熔丝的电流大于铜丝
③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝
④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关
A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确
【考查角度】焦耳定律应用。
【解析】①由图知，小灯泡和电炉丝是并联的，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以同时工作的用电器越多，干路电流越大，干路导线产生的热量越多，达到一定程度，会引起熔丝熔断，甚至引发安全事故。故①正确；②串联电路电流处处相等，熔丝和铜丝是串联在干路中的，所以通过熔丝的电流等于通过铜丝的电流。故②错误；③已知熔丝电阻大于铜丝，通过的电流相同，由焦耳定律Q＝I2Rt知，在相同时间，熔丝产生的热量多。故③正确；④并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，随着支路开关依次闭合，干路电流逐渐增大，熔丝最终熔断，说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关。故④正确。选B。
【答案】B。
高频考点二：电热计算问题
【典例2】（2019?大连）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
【考查角度】电热计算、功率计算。
【解析】（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，由P＝UI可得，电路中的电流：
I＝＝＝2A；
（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，
由I＝可得，电路的总电阻：R＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝110Ω﹣61.6Ω＝48.4Ω；
（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，
则高温档的电功率：P高＝＝＝1000W。
【答案】（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；（3）高温档的电功率是1000W。
考点过关☆专项突破
类型一：焦耳定律应用问题
1．（2019?广西）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3．小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是（ ）
A．此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
C．电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D．通电后，A管的液面将会比B管的液面高
【解析】由题知，电阻丝的电阻R1＝R2＝R3；A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；B、由图知，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以通过电阻R1和R2的电流不相等，故B错误；C、已知R1＝R2＝R3，所以R2、R3并联后的总电阻是R2＝R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D正确。选D。
【答案】D。
2．（2019?北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱
【解析】A、计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误。B、电热水壶工作时主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确。C、收音机工作时主要是把电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误。D、电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的磁效应工作的，故D错误。选B。
【答案】B。
3．（2018?海南）如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0～120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而________。（选填“增大”、“不变”、“减小”） （2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。 （3）如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R应取多大阻值。 （4）该恒温箱可设定的最高温度是多少℃？
【解析】（1）由乙图可知，当温度升高时，热敏电阻Rt的阻值减小，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。 （2）工作电路中电热丝R0工作时的电流：。工作时间t=5min=300s，电热丝R0产生的热量：Q=I2Rt=（2.5A）2×88Ω×300s=1.65×105J。 （3）由图象可知，当恒温箱的温度设定为60℃时，热敏电阻Rt的阻值Rt=80Ω， 此时控制电路的电流I=50mA=0.05A时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热，由得，控制电路总电阻：， 根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值：R=R总-Rt=150Ω-80Ω=70Ω。 （4）由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小， 由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据可知，电路总电阻不变，要使热敏电阻Rt的阻值最小，电阻箱R1接入的阻值应最大，即R1=120Ω，由第（3）问可知，控制电路总电阻：R总=150Ω，根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值：Rt=R总-R1=150Ω-120Ω=30Ω，由图乙可知，当热敏电阻Rt的阻值为30Ω，恒温箱可设定的最高温度是150℃。
【答案】（1）减小；（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流为2.5A；工作5min产生的热量为1.65×105J；（3）电阻箱R应取阻值为70Ω。（4）该恒温箱可设定的最高温度是150℃。
4．（2019?菏泽）下列电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电风扇 B．电暖气 C．电视机 D．电磁继电器
【解析】A、电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；B、电暖气工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B符合题意；C、电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；D、电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的，故D不符合题意。选B。
【答案】B。
5．（2019?乐山）如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2．下列说法正确的是（ ）
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误；C、根据Q＝I2Rt，因R1＜R2．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D错误。选C。
【答案】C。
6．（2019?自贡）把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
A．60J B．36J C．30J D．6J
【解析】（1）由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.3A；（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，
所以，R两端的电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。选D。
【答案】D。
7．（2019?贵阳）22岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，这是一百多年来对物质超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电，根据________定律推断输电线路可实现电能零耗损。
【解析】当导体的温度降至某一低温时，它的电阻突然变为零，这种特性称超导性。由于超导体的电阻为零，根据Q＝I2Rt知，产生的热量为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在输电过程中的能量损耗，大大节约了能源。
【答案】焦耳。
8．（2019?葫芦岛）如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲图中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟________有关。乙图探究电流通过导体产生的热量跟________有关，通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R3产生的热量之比为________。
【解析】由图甲知，两电阻串联，通过的电流相同，定值电阻的阻值不同，已知通电时间相同，所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系；由图乙知，两盒内电阻大小相等，R1在干路，R2在支路，所以流过R1的电流大于流过R2的电流，探究的是电流产生热量的多少与电流大小有关；由图乙知，左侧电流I左等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，即I左＝2I右；两电阻大小相等，通电时间相同，由Q＝I2Rt得，电流通过R1产生的热量与通过R3产生的热量之比为：＝＝（）2＝4：1。
【答案】电阻；电流；4：1。
9．（2019?本溪）如图所示是探究“通电时间相同时，电流产生的热量跟________关系”的装置，两个相同容器内密封着质量________（填“相同”或“不相同”）的空气，实验通过比较两个U形管的________来反映电流产生热量的多少。
【解析】由图知，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，所以探究的是电流产生热量跟电流关系；
该实验采用控制变量法，控制两个容器中的空气质量相同，吸收不同的热量后，空气的膨胀程度不同，故通过比较两个U型管的液面高度差来判断产生热量的多少。
【答案】电流；相同；液面高度差。
10．（2019?仙桃）如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与________的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为________。
【解析】（1）实验装置中，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，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，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左＝I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系；（2）右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4：1。
【答案】电流；4：1。
11．（2019?绥化）如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与________关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为________。
【解析】由图知，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，即是研究电流产生的热量与电流的关系；由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量是右侧容器电阻丝产生的热量的4倍。
【答案】电流；4：1。
12．（2019?长沙）如图，两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越________；若通过电阻的电流为0.5A，通电10s，阻值为10Ω的电阻产生的热量是________J。
【解析】（1）由图可知，两个透明容器中密封着等量的空气，右侧U型管中液面高度的变化较大，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多；（2）通过电阻的电流为0.5A，通电10s，阻值为10Ω的电阻产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×10Ω×10s＝25J。
【答案】多；25。
13．（2018?青海）电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，请你用学过的电学知识解释这种现象。
【解析】电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通电的时间相同。而导线的电阻很小，电炉丝的电阻很大，由公式Q＝I2Rt知，相同时间电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
【答案】见解析
14．（2017?吉林）台式电脑的机箱外壳上开有许多小孔，并且机箱内装有微型风扇。请解释这样做的道理。
【解析】台式电脑使用时，会产生大量的电热，如果不能及时散热，会产生安全隐患，机箱壳上开有许多小孔及微型风扇都是为了帮助散热。
【答案】见解析
15．（2017?鞍山）寒假，小雪同学到农村的奶奶家。由于天气很冷，她取出电炉子准备取暖。
1）当她把开关断开的电炉子的插头插人插座时，家中正在工作的用电器全部停止工作，请说明产生此现象的原因。
2）让电工修理完毕后，小雪开始使用电炉子。请解释：为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
【解析】（1）当她把开关断开的电炉子的插头插人插座时，家中正在工作的用电器全部停止工作，这个插座的火线和零线原来就互相接触形成了短路，则其他用电器就不会正常工作；（2）电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过的电流和通电时间t相同，因导线的电阻远小于电炉丝的电阻，所以，由Q＝I2Rt可知，电流通过电炉产生的热量要多得多，故电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热的现象；
【答案】见解析
类型二：电热计算问题
1．（2019?云南）一只标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应________（选填“串”或“并”）联一个电阻（小灯泡灯丝电阻不变），该电阻通电20s产生的热量是________J。
【解析】由题知，电源电压大于灯泡的额定电压，
所以，为使该灯泡正常发光，应串联一个电阻分压，由串联电路的电压特点可得，
灯泡正常发光时串联电阻R两端电压：UR＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，
由I＝可得，串联电阻的阻值：R＝＝＝12Ω；
该电阻通电20s所产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.5A）2×12Ω×20s＝60J。
【答案】串；60。
2．（2019?哈尔滨）在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是________。如图所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，电源电压3V，则通电10s电流通过R1、R2产生热量之比为________。
【解析】由公式Q＝I2Rt知，要探究电流热效应与电流的关系，需要控制的条件是电阻和通电时间，改变的是电流大小；由图知，R1、R2串联，所以I1＝I2，t1＝t2，由公式Q＝I2Rt知通电10s电流通过R1、R2产生热量之比：＝＝＝＝。
【答案】电阻和通电时间；1：2。
3．（2019?贵港）家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时；1000W
冷风时：120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
【解析】（1）由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率：P电热丝＝P热﹣PM＝1000W﹣120W＝880W，并联电路中各支路两端的电压相等，由P＝可得电热丝的电阻：R电热丝＝＝＝55Ω；（2）电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量：Q＝W＝PRt＝880W×5×60s＝2.64×105J。
【答案】55；2.64×105。
4．（2019?郴州）如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω，则R1上每秒钟发热的最小值为________J，R3的电功率的最大值为________W。
【解析】（1）由图知，R1与R2并联后与变阻器R3串联，根据串联电路的分压原理知，当变阻器连入阻值最大时，并联部分两电阻分得电压最小，此时R1上每秒钟发热最少，并联部分的总电阻：R＝＝＝6Ω，由串联电路特点和欧姆定律有：＝，则：＝＝＝，又因为：U并+U滑＝U＝12V，所以U1＝U并＝U＝×12V＝3V，则R1上每秒钟发热的最小值：Q1最小＝W1最小＝t＝＝0.9J；（2）由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中的电流：I＝，滑动变阻器消耗的电功率：P3＝I2R3＝（）2R3＝?R3，所以，当R3＝R并＝6Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为：P3最大＝?R3＝＝＝6W。
【答案】0.9；6。
5．（2019?成都）如图甲是一种家用电器，图乙是其简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关S，要让电器处于第二档工作，则应再将开关________闭合；若电暖器在第二档正常工作10min，则产生的热量是________J．
额定电源
220V
功率选择
一档950W
二档1150W
三档2100W
【解析】由题可知，R1＜R2；闭合开关S、S2时，R2单独接入电路，电路中电阻最大，根据P＝可知，功率最小，电暖器处于第一档；闭合开关S、S1时，R1单独接入电路，电路电阻较大，根据P＝可知，功率较大，电暖器处于第二档；闭合开关S、S1、S2时，R1、R2并联，电路中电阻最小，根据P＝可知，功率最大，电暖器处于第三档；
工作时间t＝10min＝600s，电暖器在第二档正常工作10min产生的热量：Q＝W＝P2t＝1150W×600s＝6.9×105J。
【答案】S1；6.9×105。
6．（2019?南充）如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为________A，通电1min电路中产生的热量为________J。
【解析】由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，所以U＝UR＝UL＝4V，
由P＝UI可得通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，由欧姆定律可得通过R的电流：IR＝＝＝0.2A，由并联电路的电流特点可得电流表示数：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A；通电1min电路中产生的热量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。
【答案】0.7；168。
7．（2019?阜新）小亮家里的一款迷你电饭锅，电路图如图所示，额定电压为220V，电饭锅有加热和保温两档，“加热”时额定功率为550W，发热电阻R1和R2阻值不随温度变化，电阻R1在“保温”状态和“加热”状态时功率之比为1：400．求：
（1）正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是多少？
（2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量是多少？
（3）R2的阻值是多少？
【解析】（1）加热时的电流为：I＝＝＝2.5A；
（2）通电10min产生的热量是W＝Pt＝550W×600s＝330000J；
（3）由I＝得R1的电阻为：R1＝＝＝88Ω；
当开关S断开时，电路中电阻R1和R2串联，电路的电阻最大，根据P＝可知，此时为保温状态，在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1：400。
即I保2R1：I煮2R1＝1：400；I保：I煮＝1：20：
即：＝1：20；所以R2＝1672Ω。
【答案】（1）正常“加热”状态，通过电饭锅的电流是2.5A；（2）正常“加热”状态，通电10min产生的热量是330000J；（3）R2的阻值是1672Ω。
8．（2019?通辽）有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。
【解析】（1）由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P＝可知，此时总功率最大，热水器处于高温档；
（2）当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P＝可知，此时总功率最小，热水器处于低温档；此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量：
Q＝t＝×5×60s＝1.32×105J；
（3）只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温档；
此时电路的功率：P中＝＝＝550W；
【答案】（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；（2）低温档正常工作5min内电热丝产生的热量为1.32×105J；（3）中温档正常工作时热水器的功率为550W。
9．（2019?北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
【解析】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。
（2）由I＝得，R1两端的电压：U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，
根据串联电路电压规律可知，电源电压：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。
【答案】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J；（2）电源两端的电压为6V。
10．（2019?杭州）如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米，电路中的电流为5安培，（g取10牛/千克）
（1）求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
（2）求电动机线圈阻值。
（3）当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况
下电动机容易烧坏？
【解析】（1）由题意可知电动机1s消耗的电能：W＝UIt＝120V×5A×1s＝600J，
消耗电能转化成的机械能对物体做功，所以转化成的机械能：W机＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.9m＝450J，所以转化成的内能，即产生电热：Q＝W﹣W机＝600J﹣450J＝150J；
（2）由Q＝I2Rt可得，电动机线圈阻值：R＝＝＝6Ω；
（3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，通过电动机的电流过大，将电能全部转化为内能，所以电动机温度过高，所以容易烧坏。
【答案】（1）该电动机工作1秒钟所产生的电热为150J。（2）电动机线圈阻值为6Ω。（3）电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，通过电动机的电流过大，将电能全部转化为内能，所以电动机温度过高，所以容易烧坏。
11．（2019?威海）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）
（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？
（2）R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3000r/（kW?h）]
【解析】（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，电路电阻最大，根据P＝可知，电功率最小，火锅处于低温档；当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据P＝可知，电功率较大，火锅处于中温档；当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，电路电阻最小，根据P＝可知，电功率最大，火锅处于高温档。
（2）高温档时的电功率：P高＝P1+P2＝+＝+＝1000W，
由题意知，低温档功率为高温档功率的，即：P低＝P高＝×1000W＝200W，
由P＝可得，低温档时电路总电阻：R＝＝＝242Ω，
因串联电路总电阻等于各分电阻之和，
所以，R3的阻值：R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。
电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量：
Q＝W＝P低t＝200W×60s＝1.2×104J。
（3）电能表的表盘转了81转，电火锅消耗的电能：
W′＝＝0.027kW?h＝9.72×104J，
则电火锅的功率：P′＝＝＝810W，
因为电火锅的实际功率P′＜P高，所以，此时电火锅不正常工作。
【答案】（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于低温档；（2）R3的阻值是181.5欧姆；电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是1.2×104J焦耳；（3）此时电火锅不正常工作。
12．（2018?锦州）如图所示的是某款电热水壶，表中是水壶的部分参数。请回答下列问题：
额定电压
220V
额定功率
1210W
额定容量
1.5L
水壶净重
1kg
（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大？ （2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是多大？（水的比热容c水=4.2×103（kg?℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
【解析】（1）由铭牌可知，电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1210W， 由P=UI可得，电热水壶的额定电流：， 由可得，电热水壶的电阻：； （2）根据可得，1L水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg； 1标准大气压下水的沸点是100℃，水吸收的热量： Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J， 根据可得，消耗的电能为：， ； 由可得，实际电压：。
【答案】（1）该电热水壶正常工作时发热体的电阻是40Ω；（2）该电热水壶的效率是80%，在1标准大气压下，把1L水从20℃烧开需要7min，此时水壶的实际电压是200V。
13．（2019?宁夏）小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：
品牌1
品牌2
产品型号：
EL﹣852产品型号
产品型号：
MK﹣12SO
额定电压：
220V
额定电压：
220V
频率：
50HZ
频率：
50HZ
额定功率：
1200W
额定功率：
2000W
容量：
1.5L
容量：
1.5L
（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？
（2）小明认为“品牌1”这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？
【解析】（1）根据P＝得，用品牌2的电热水壶烧开一壶水消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×6×60s＝7.2×105J；
（2）小明的想法不合理。因为用电热水壶烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，根据公式Q＝W＝UIt＝Pt可知，电热水壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电。
【答案】（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了7.2×105J的电能；（2）小明的想法不合理，因为用电热水壶烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，根据公式Q＝W＝UIt＝Pt可知，电热水壶的功率越大，水达到沸腾的时间越短，散失掉的热量越少，消耗的电能越少，越省电。
14．（2019?巴中）如图所示，某品牌智能电火锅的铭牌，（不计温度对电阻的影响）。求：
（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为多少kW?h？
（2）某天用电高峰期，只使用电火锅加热10min，家用电能表（1200r/kW．h）的转盘转了200转，此时电火锅的实际功率是多少？
（3）如图乙所示是电火锅的简化电路图，其中R1、R2均为发热电阻，S2为加热保温自动切换开关，求R2的电阻是多少？
XX牌智能电火锅
型号
ZDF﹣215
额定电压
220V
加热功率
1210W
保温功率
484W
频率
50Hz
【解析】（1）由P＝可得，电火锅正常工作时间为30min消耗的电能：
W总＝Pt总＝1.21kW×0.5h＝0.605kW?h；
（2）转200转消耗的电能：W＝×200r＝kW?h，
此时消耗的实际功率：P实＝＝＝1kW＝1000W；
（3）由图知，当S1闭合、S2接a时，电路中只有R1，电路中电阻最小，由P＝可知此时电功率最大，处于加热状态；
由P＝得电火锅正常加热时的电阻：R1＝＝＝40Ω；
由图知，当S1闭合、S2接b时，电路中R1和R2串联，电路中电阻最大，由P＝可知此时电功率最小，处于保温状态；
由P＝得串联总电阻：R串＝R1+R2＝＝＝100Ω，
R2的电阻：R2＝R串﹣R1＝100Ω﹣40Ω＝60Ω；
【答案】（1）该电火锅锅正常加热30分钟时所消耗的电能为0.605kW?h；（2）此时电火锅的实际功率是1000W；（3）R2的电阻是60Ω。
15．（2019?丹东）如图所示，小灯泡标有“6V 3W”字样（电阻不受温度影响），R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，其最大阻值为40Ω。
（1）当开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为0.6A，电路工作50s，求R1的阻值和电流通过R1产生的热量。
（2）当电路中有元件工作时，求电路消耗的最小功率。
【解析】（1）当开关S、S1、S2都闭合时，灯泡L与电阻R1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，且小灯泡恰好正常发光，所以，电源的电压U＝UL＝6V，由P＝UI可得，通过小灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R1的电流：I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝60Ω，
50s内电流通过R1产生的热量：Q1＝I12R1t＝（0.1A）2×60Ω×50s＝30J；
（2）灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，因RL＜R1，所以，当开关S闭合，S1、S2都断开且滑片位于右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路的总电阻最大，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路消耗的最小功率：P小＝＝＝0.36W。
【答案】（1）R1的阻值为60Ω，电流通过R1产生的热量为30J；（2）当电路中有元件工作时，电路消耗的最小功率为0.36W。
