专题十四 铭牌类电器相关计算题解答技巧
计算题是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。2-1-c-n-j-y
计算题的特点是：
(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度。它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
电器设备的铭牌显示的是电器设备工作状态、工作环境和工作过程，给使用者提供了较为全面的信息。电器设备的铭牌上主要标注的内容有：电器设备的额定值（电压、功率、电流等），工作环境，工作过程和使用注意事项。从铭牌给出的数据可以很好的了解此电器设备在工作过程中有关物理量或可以从铭牌中求出所需要的物理量，这就是题干的主要内容。解答时一定要把铭牌给出的数据看清，弄懂。
技巧一：应用公式法
应用公式法就是利用铭牌给出的数据，结合所学物理公式，直接进行计算。此类题目只要考生能熟练利用物理知识和规律，解答不难。
【例题展示】
例题1（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
【答案】55；2.64×105。
【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。
【跟踪训练】
1．（2019?常德）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时，灯泡________（选填“能”或“不能”）正常发光；若电源电压仍为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为________A。
2．（2019?娄底）某小灯泡上标有“6V 6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，则当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯的电流为________A，此时小灯泡的电阻为________Ω。
3．（2019?鄂尔多斯）将一只“220V 484W”的浴霸灯泡接在家庭电路中，正常发光时，通电30min灯泡消耗的电能为________kW?h，若用输电线把该灯泡由家引到较远的工地时，发现灯泡亮度变暗，测得灯泡的实际功率为400W，则输电线上消耗的功率为________W．（不计灯丝电阻受温度影响）
4．（2019?恩施州）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要________min．如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW?h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为________kW?h。
5.（2018?河南）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 地线 相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过 热传递 的方式改变了水的内能。
（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？
额定容量
2.0L
额定电压
220V
额定功率
2000W
频率
50Hz
（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），则该电热水壶的加热效率为多少？
（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。
6．（2019?宜昌）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate 20 pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
4200mAh
（1）表格中的电池“容量”，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟？
（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
7．（2019?泰州）如图为某型号电动机的铭牌，求：
**牌电动机
型号
JT﹣44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商：****
（1）此电动机的额定电流。
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能。
8．（2018?菏泽）市场上有一种暖手鼠标垫，技术参数如图所示，鼠标垫内有两个10Ω的发热电阻，通过控制两个发热电阻的接连方式就能实现多档位的调节功能。请解答下列问题：
（1）鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是多少少？
（2）在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是多少？
（3）在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗多少电能？
9．（2018?毕节市）一电热水器的铭牌如表所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20℃加热到60℃．已知c水＝4.2×103/（kg?℃）
型号
×××
额定电压
220V
加热功率
2000W
频率
50Hz
水箱容量
50kg
求：（1）水吸收的热量。
（2）若电热水器正常工作，且产生的热量全部被水吸收，则需加热多长时间？
10．（2018?遵义）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？
技巧二： 工作条件转换法
工作条件转换法是在多档位电器相关计算时，利用给出的铭牌信息，电器设备工作在不同条件下的计算类型。此类题目一般给出了两种或多种形式的电路工作状态，只要考生加以区分并利用相关知识进行计算即可。
【例题展示】
例题2（2019?盐城）新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路如图所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关，高、低温档的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关S，电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kW?h，求：
（1）煮饭时通过R1的电流。
（2）电热丝R2的电阻。
（3）30min内R2消耗的电能。
额定电压
220V
额定
功率
低温档
440W
高温档
1100W
【答案】（1）通过R1的电流为2A；（2）电热丝R2的电阻为73.3Ω；（3）30min内R2耗耗的电能是0.22kW?h。
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，此时电阻较大（大于并联时的总电阻），由P＝可知电饭锅的功率较小，处于低温档，
由P＝UI可知，通过R1的电流：I1＝＝＝2A；
（2）由电路图可知，闭合开关S、S1时，R1与R2并联，此时电阻较小，电饭锅的功率较大，处于高温档，因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，R2的电功率：P2＝P高温﹣P低温＝1100W﹣440W＝660W，
由P＝可得，电热丝R2的电阻：R2＝＝≈73.3Ω；
（3）由题知，该电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，
电饭锅处于低温档和高温档R1均工作，由P＝可得，R1消耗的电能：
W1＝P低温t＝440×10﹣3kW×h＝0.22kW?h，
则该过程中R2消耗的电能：W2＝W﹣W1＝0.44kW?h﹣0.22kW?h＝0.22kW?h。
【跟踪训练】
1．（2019?青岛）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；下表是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（ ）
额定电压
220V
额定加热功率
990W
额定保温功率
110W
A．只闭合开关S，加热器的功率为990W
B．开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大
C．加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量
D．电阻R1与R2的阻值之比为1：8
2．（2019?安顺）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝________Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是________s。
3．（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
4．（2019?呼伦贝尔）家庭电路中某电热锅的额定电压是220V，加热状态的额定功率是1210W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流。
5．（2019?青海）某电熨斗的电路如图所示，额定电压为220V，最大功率为1100W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成。调温电阻的最大阻值为176Ω，温度对电阻的影响忽略不计，则：
（1）该电熨斗以最大功率工作10min消耗多少电能？
（2）定值电阻R0的阻值是多少？
（3）该电熨斗在额定电压下工作时的最小功率是多少？此时通过电熨斗的电流是多少？
6．（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？
7．（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
8．（2019?天水）如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。如图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1＞R2，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全。电暖器有“高温档”、“中温档”和“低温档”三个档位，解答下列问题：
（已知c煤油＝2.1×103J/（kg?℃），ρ煤油＝0.8×103kg/m3）
（1）煤油温度升高20℃时，吸收了多少焦耳的热量？
（2）R1的阻值是多少？（写出必要的文字说明）
（3）某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作11min，产生的热量是多少？
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三挡可调
操作方式
手动
9．（2019?绍兴）电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下
表乙。
乙
型号
***
额定充电电压
4.8V
充电电流
500mA
电池容量
800mAh
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已
知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________（选填“高”、“中”或“低”）温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
10．（2018?葫芦岛）如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R1与R2为电热丝，S2为温控开关，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
220W
（1）电暖器在保温状态下的工作电流
（2）电阻R2的阻值。
（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c油＝2×103J/（kg?℃）]
技巧三： 综合计算法
综合计算法是设备铭牌标注的信息除了电器设备和电学物理量以外，还标注有其他信息，并要求利用所需物理知识进行修改计算的题型。解答此类题目，在读懂题干基础上，必须把电学物理知识与其他相关知识相结合（如热量、效率等），找到这两个物理知识的结合点即可。
【例题展示】
例题3（2019?枣庄）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW?h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养容量生壶的实际功率。
【答案】（1）养生壶正常工作的电阻为44Ω。（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要420s；（3）电养生壶的实际功率为1000W。
【解析】（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：R＝＝＝44Ω。
（2）1L水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，
由P＝可得，养生壶工作时间：t＝＝＝420s。
（3）转盘转动40转消耗电能：W＝kW?h＝kW?h＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，电养生壶的实际功率：P实＝＝＝1000W。
【跟踪训练】
1．（2019?岳阳）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
220V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW?h）”的电能表转盘在121s内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
2．（2019?娄底）小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其部分技术参数如下表。
额定电压（V）
220
高档发热功率（W）
400
注水仓最大注水量（kg）
3
（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是________（选填“关”“低档”或“高档”）
（2）求电热加湿器中R1的阻值；
（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW?h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少？
3．（2019?淄博）表为一台饮水机的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝且阻值不变。
XX牌饮水机
额定电压
220V
额定功率
加热
1000W
保温
22W
加热效率
80%
（1）该饮水机处于加热状态时，正常工作3min，在1标准大气压下能否把0.5kg的水从20℃加热至沸腾？【c水＝4.2×103J/（kg?℃）】
（2）保温功率是指S断开时电路消耗的总功率。该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率是多少？
4．（2019?宿迁）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：
额定电压
220V
额定功率
高温档
中温档
低温档
880W
440W
220W
（1）当开关S1断开，S2接a时，该电火锅选用________档工作（选填“高温”、“中温“或“低温”）。
（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？
（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高多少℃（c水＝4.2×103J/（kg?℃））？
5．（2019?哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色。在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数。
参数
工作电压/V
工作功率/W
最大负重/N
提升重物最大高度/m
数据
48
40
200
0.6
现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5s。则此次提升过程中：
（1）机器人提升图书速度是多少？
（2）机器人对书做功是多少？
（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？
6．（2019?黑龙江）如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，下表为它的铭牌数据。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
44W
（1）当S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于________状态（填“加热”或“保温”），此时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求：水吸收的热量是多少？（水的比热容4.2×103J/（kg?℃））
（3）电热饮水机正常工作时加热效率为80%．求：将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒？
7．（2019?黄石）一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如表所示，其测温系统可以简化为如图a所示的电路，电源电压为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图b所示。
额定功率
额定电压
220V
水箱容积
60L
建议使用人数
3～4
（1）为估算电热水器的额定功率，关闭其它用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图c所示，转动了150转，消耗电能________kW?h，则该电热水器的额定功率是________W。
（2）若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用40℃热水洗浴，通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少L？（不计热损失）
（3）控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？
8．（2019?绥化）小泽家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息如下。
额定电压
220V
额定功率
1210W
容积
7L
（1）求电热足浴器正常工作时的电阻；
（2）用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃，求水吸收的热量；
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将（2）问中的水从20℃加热到40℃，求这个电热足浴器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该足浴器两端的实际电压（电热足浴器阻值不随温度变化而变化）。
9．（2019?烟台）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
（3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃．则该电热水器的效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）
型号
LWLZ20﹣19
电源
AD220V 50Hz
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
1.0L
10．（2019?随州）随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三档，铭牌见下表（“中温”档功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”档。（R1＞R2）
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温档
440W
中温档
高温档
1650W
频率
50Hz
求：（1）R1的阻值；
（2）“中温”档正常工作时电路中的电流；
（3）若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”档正常工作10min，放出热量的50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为1.1×103J/（kg?℃））
11．（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？
12．（2019?东营）图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2．主要参数如下表。
项目
参数
额定电压（V）
220
R1额定功率（W）
1936
R2额定功率（W）
968
电动机功率（W）
44
适用面积（m2）
10
（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？
（2）正常工作时，求R1的阻值是多少？
（3）实际电压为200V时，求R2的实际功率是多少？
（4）浴霸正常工作时，使容积为20m3的房间空气温度升高20℃，求室内空气吸收的热量是多少？（ρ空气取1.2kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg?℃），不考虑其他因素影响）
13．（2019?朝阳）养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温档。（养生壶的部分参数如表所示）
（1）当开关S1闭合，S2________（填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。
（2）在保温档正常工作时，求电路中的电流是多少？
（3）求R1、R2的阻值。
（4）如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾，请问需要多少分钟？
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
14．（2019?鞍山）某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃．求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）水吸收的热量是多少
（2）电热水壶的效率是多少？
（3）在用电高峰时，实际加热时间为363s，若与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能，实际电压多大？
额定电压
220V
额定功率
1000W
最大容量
1.2L
15．（2019?抚顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表。求：c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温档功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
额定电压
220V
高温档功率
1100W
中温档功率
440W
低温档功率
容量
1L
专题十四 铭牌类电器相关计算题解答技巧
计算题是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。2-1-c-n-j-y
计算题的特点是：
(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度。它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
电器设备的铭牌显示的是电器设备工作状态、工作环境和工作过程，给使用者提供了较为全面的信息。电器设备的铭牌上主要标注的内容有：电器设备的额定值（电压、功率、电流等），工作环境，工作过程和使用注意事项。从铭牌给出的数据可以很好的了解此电器设备在工作过程中有关物理量或可以从铭牌中求出所需要的物理量，这就是题干的主要内容。解答时一定要把铭牌给出的数据看清，弄懂。
技巧一：应用公式法
应用公式法就是利用铭牌给出的数据，结合所学物理公式，直接进行计算。此类题目只要考生能熟练利用物理知识和规律，解答不难。
【例题展示】
例题1（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
【答案】55；2.64×105。
【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。
【跟踪训练】
1．（2019?常德）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示，限流电阻R2＝12Ω，灯泡L上标有“6V3W”字样。当电源电压为6V时，灯泡________（选填“能”或“不能”）正常发光；若电源电压仍为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为________A。
【答案】能；1.1。
【解析】（1）根据P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，
因0.5A＜0.6A，所以，由乙图可知R1的阻值为0Ω，此时R2被短路，灯泡L两端的电压为6V，能正常发光；（2）当灯泡发生短路时，R1与R2并联，根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω，则根据欧姆定律可得，R1两端两端的电压：U1＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V，所以，U1＝U＝6V，即此时R1的阻值为10Ω，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，此时电流表的示数：I＝I1+I2＝+＝+＝1.1A。
2．（2019?娄底）某小灯泡上标有“6V 6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，则当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯的电流为________A，此时小灯泡的电阻为________Ω。
【答案】0.5；4。
【解析】由图象可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过的电流I＝0.5A；
由I＝可得，此时小灯泡的电阻：R＝＝＝4Ω。
3．（2019?鄂尔多斯）将一只“220V 484W”的浴霸灯泡接在家庭电路中，正常发光时，通电30min灯泡消耗的电能为________kW?h，若用输电线把该灯泡由家引到较远的工地时，发现灯泡亮度变暗，测得灯泡的实际功率为400W，则输电线上消耗的功率为________W．（不计灯丝电阻受温度影响）
【答案】0.242；40。
【解析】（1）灯泡正常发光时的功率P＝484W＝0.484kW，在30min内消耗的电能：W＝Pt＝0.484kW×0.5h＝0.242kW?h；
（2）由“220V、484W”知灯泡的额定电压U＝220V，额定功率是P＝484W，
根据P＝得灯泡的电阻：R＝＝＝100Ω，
灯泡的实际功率为400W时，根据P＝得灯泡两端的实际电压：U实＝＝＝200V；流过灯泡的实际电流：I实＝＝＝2A；
输电导线上分得的电压U线＝U﹣U实＝220V﹣200V＝20V，
输电导线上消耗的功率P线＝U线I实＝20V×2A＝40W。
4．（2019?恩施州）华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达5A．现有华为某一型号的电池，容量为4200mAh（其中“mA”为电流的单位“毫安”，“h”为时间的单位“小时”），假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要________min．如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“3000revs/（kW?h）”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为________kW?h。
【答案】50.4；0.021。
【解析】（1）已知I＝5A＝5×103mA，
由I＝可得，t＝＝＝0.84h＝50.4min，
“3000revs/（kW?h）”表示电路中的用电器每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000r，
则电能表转盘转动63圈消耗的电能：W＝kW?h＝0.021kW?h。
5.（2018?河南）在实践活动中，小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究与计算。
（1）如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 地线 相连，防止漏电时对人造成伤害。壶底的加热盘烧水时是通过 热传递 的方式改变了水的内能。
（2）电热水壶的铭牌如下表所示，正常工作时通过电热水壶的电流是多少？
额定容量
2.0L
额定电压
220V
额定功率
2000W
频率
50Hz
（3）为了测量电热水壶的加热效率，小刚在壶中加入额定容量的初温为15℃的水，在额定电压下将其加热到沸腾，用时7min。已知烧水时气压为1个标准大气压，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），则该电热水壶的加热效率为多少？
（4）小刚发现电热水壶的电源线都比较短，上网查询后发现，按照国家规定的标准，电热水壶使用的电源线不能过长，横截面积不能过小。请利用所学的物理知识进行解释。
【答案】（1）地线；热传递；（2）正常工作时通过电热水壶的电流是9.1A；（3）该电热水壶的加热效率为85%；（4）如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
【解析】（1）电冰箱属于金属外壳用电器，因此与电冰箱外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。烧水时水吸收热量，温度升高，是利用热传递的方式改变物体内能的；
（2）由铭牌可知，电水壶的额定功率为2000W，额定电压为220V，由P＝UI得电水壶正常工作时的电流：I＝＝≈9.1A；
（3）由铭牌可知，电热水壶的最大容量V＝2.0L＝2.0×10﹣3m3，电热水壶内装满水，则水的质量为m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg，
水需要吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103 J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣15℃）＝7.14×105J；
（3）电水壶正常工作t＝7min＝420s，由p＝得电水壶正常工作7min消耗电能：W＝Pt＝2000W×420s＝8.4×105J；
该电热水壶的加热效率η＝×100%＝×100%＝85%。
（4）电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加，容易引起火灾等安全事故。
6．（2019?宜昌）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，在手机及其它通讯设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例，华为“Mate 20 pro”不仅采用4200mAh超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示。
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
4200mAh
（1）表格中的电池“容量”，是哪几个物理量进行了怎样运算的结果？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%，选用快速充电器将电池从零充满需要多少分钟？
（3）有人发现，超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些，请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。
【答案】（1）表格中的电池“容量”是电流与时间的乘积；（2）需要51.8min；（3）充电线较粗可以减小电阻，在充电过程中产生的热量较少。
【解析】（1）已知电池的容量是“4200mAh”，mA是电流的常用单位，h是时间的常用单位，所以“容量”是电流与通电时间的乘积；
（2）两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×0.6A＝3W，P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，所以第二个的充电速度快；
电池充满电储存的电能为：W储＝U电池Q＝3.7V×4.2A×3600s＝55944J，
已知充电效率为η＝90%，则消耗的电能：W充＝＝＝62160J；
由P＝可得，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间：
t＝＝＝3108s＝51.8min；
（3）充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量；充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。
7．（2019?泰州）如图为某型号电动机的铭牌，求：
**牌电动机
型号
JT﹣44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商：****
（1）此电动机的额定电流。
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能。
【答案】（1）此电动机的额定电流是0.2A。（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能是2.64×104J；由此转化为的机械能为2.4×104J。
【解析】（1）由P＝UI可得，电动机的额定电流：I额＝＝＝0.2A；
（2）此电动机正常工作10min所消耗的电能：W电＝P额t＝44W×600s＝2.64×104J，
这台电动机10min内产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×100Ω×600s＝2400J；
转化的机械能：W机＝W电﹣Q＝2.64×104J﹣2400J＝2.4×104J；
8．（2018?菏泽）市场上有一种暖手鼠标垫，技术参数如图所示，鼠标垫内有两个10Ω的发热电阻，通过控制两个发热电阻的接连方式就能实现多档位的调节功能。请解答下列问题：
（1）鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是多少少？
（2）在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是多少？
（3）在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗多少电能？
【解析】（1）因为两个电阻串联时总电阻等于各分电阻之和，所以，鼠标垫内两个电阻串联时总电阻：R总＝2R＝2×10Ω＝20Ω。
（2）鼠标垫内两个电阻并联时，通过每个电阻的电流：I＝＝＝0.5A，
则电路中的电流：I总＝2I＝2×0.5A＝1A。
（3）鼠标垫内两个电阻并联时，电路电阻最小，电流最大，功率最大，
其最大功率：P＝UI总＝5V×1A＝5W。
工作时间t＝8h＝8×3600s＝2.88×104s，
则鼠标垫最多消耗的电能：W＝Pt＝5W×2.88×104s＝1.44×105J。
【答案】（1）鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是20Ω；（2）在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是1A；（3）在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗1.44×105J电能。
9．（2018?毕节市）一电热水器的铭牌如表所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20℃加热到60℃．已知c水＝4.2×103/（kg?℃）
型号
×××
额定电压
220V
加热功率
2000W
频率
50Hz
水箱容量
50kg
求：（1）水吸收的热量。
（2）若电热水器正常工作，且产生的热量全部被水吸收，则需加热多长时间？
【答案】（1）使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收8.4×106J的热量；（2）电热水器正常工作时电热丝的加热需70min。
【解析】（1）水吸收热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J。
（2）若电热水器正常工作，且产生的热量全部被水吸收，则Q吸＝Q放＝W＝Pt＝8.4×106J，
需要加热时间：t＝＝＝4200s＝70min。
10．（2018?遵义）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
热风温度
50﹣75℃
额定功率
热风时：990W
冷风时：110W
额定电压
220V
质量
0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？
【答案】（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；（2）电热丝工作时的电阻是55Ω；（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是450J。
【解析】（1）当吹冷风时，只有电动机工作，P1＝110W，
由P＝UI可得，通过电动机的电流：I1＝＝＝0.5A；
（2）当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，
电热丝R2的电功率：P2＝P﹣P1＝990W﹣110W＝880W，
由P＝可得，电热丝R2的电阻值：R2＝＝＝55Ω。
（3）30min＝1800s内电流通过电动机产生的热量：
Q1＝I12R1t＝（0.5A）2×1Ω×1800s＝450J；
技巧二： 工作条件转换法
工作条件转换法是在多档位电器相关计算时，利用给出的铭牌信息，电器设备工作在不同条件下的计算类型。此类题目一般给出了两种或多种形式的电路工作状态，只要考生加以区分并利用相关知识进行计算即可。
【例题展示】
例题2（2019?盐城）新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，其内部电路如图所示，R1和R2均为电热丝，S1是温度自动控制开关，高、低温档的额定功率见下表。煮饭时，闭合开关S，电饭锅正常工作30min消耗的电能为0.44kW?h，求：
（1）煮饭时通过R1的电流。
（2）电热丝R2的电阻。
（3）30min内R2消耗的电能。
额定电压
220V
额定
功率
低温档
440W
高温档
1100W
【答案】（1）通过R1的电流为2A；（2）电热丝R2的电阻为73.3Ω；（3）30min内R2耗耗的电能是0.22kW?h。
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，此时电阻较大（大于并联时的总电阻），由P＝可知电饭锅的功率较小，处于低温档，
由P＝UI可知，通过R1的电流：I1＝＝＝2A；
（2）由电路图可知，闭合开关S、S1时，R1与R2并联，此时电阻较小，电饭锅的功率较大，处于高温档，因电路中总功率等于各用电器功率之和，
所以，R2的电功率：P2＝P高温﹣P低温＝1100W﹣440W＝660W，
由P＝可得，电热丝R2的电阻：R2＝＝≈73.3Ω；
（3）由题知，该电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热，
电饭锅处于低温档和高温档R1均工作，由P＝可得，R1消耗的电能：
W1＝P低温t＝440×10﹣3kW×h＝0.22kW?h，
则该过程中R2消耗的电能：W2＝W﹣W1＝0.44kW?h﹣0.22kW?h＝0.22kW?h。
【跟踪训练】
1．（2019?青岛）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；下表是它的部分参数。当电加热器正常工作时，下列说法正确的是（ ）
额定电压
220V
额定加热功率
990W
额定保温功率
110W
A．只闭合开关S，加热器的功率为990W
B．开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大
C．加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量
D．电阻R1与R2的阻值之比为1：8
【答案】BC
【解析】A、只闭合开关S，两电阻串联，电阻较大，根据P＝知，在电压一定时，电功率较小，加热器处于保温状态，则此时加热器的功率为110W，故A错误；B、开关S闭合，S1断开时，两电阻串联，S1闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2工作，电阻减小，根据I＝知，电路的电流增大，R2的电阻不变，根据P＝I2R2知R2的功率变大，故B正确；C、加热器在保温状态下工作5min产生的热量：Q＝W＝P保温t＝110W×5×60s＝3.3×104J，故C正确；D、因为P加热＝、P保温＝，且P加热＝990W、P保温＝110W，所以P加热：P保温＝：＝990W：110W，即：＝，
解得R1：R2＝8：1，故D错误。故选：BC。
2．（2019?安顺）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝________Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是________s。
【答案】363；400。
【解析】（1）由电路图可知，开关与触点1连通时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电热水器处于加热状态，开关与触点2连通时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热水器处于保温状态；因开关与触点1连通时，电路为R1的简单电路，电热水器处于加热状态，由P＝UI＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝121Ω，
开关与触点2连通时，R1与R2串联，电热水器处于保温状态，
此时电路的总电阻：R＝＝＝484Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣121Ω＝363Ω；
（3）热水器10min消耗电能1.2×105J，则电热器的平均电功率：
P＝＝＝200W，
由P保温＜P＜P加热可知，电热水器应先加热后保温，
设加热时间为t1，则保温时间为（600s﹣t1），则有：W＝P加热t1+P保温（600s﹣t1），
即1.2×105J＝400W×t1+100W×（600s﹣t1），
解得：t1＝200s，即电热水器的加热时间为200s，保温时间为600s﹣200s＝400s。
3．（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
【答案】S1；6.9×105。
【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。
4．（2019?呼伦贝尔）家庭电路中某电热锅的额定电压是220V，加热状态的额定功率是1210W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流。
【答案】（1）电阻R1和R2的阻值分别为60Ω和40Ω；（2）电热锅的实际功率为1000W（始终处于加热状态），电视机的实际功率为200W，计算这时通过液晶电视机的电流为1A。
【解析】（1）①当开关S、S1均闭合时，只有电阻R2接入电路，
②当开关S闭合，S1断开时，电阻R1和R2串联，根据电阻的串联，此时总电阻最大，由P＝UI＝可知此时总功率最小，此时为保温状态，则①为加热状态：
由P＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝40Ω，
由P＝可知，电阻R不变时，电功率与电压的平方成正比，因电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4：25，所以保温时R2的电压与加热时R2的电压之比为＝，即串联时R2的电压与电源电压之为2：5，根据串联电路电压的规律可知，R1和R2串联时，R2的电压与R1的电压之比为2：3，由串联分压原理可得，R2：R1＝2：3，
则R1＝R2＝×40Ω＝60Ω；
（2）由P＝得，家庭电路的实际电压：U实＝＝＝200 V，
因并联电路各支路电压相等，则由P＝UI得，通过电视机的实际电流：
I电视＝＝＝1 A。
5．（2019?青海）某电熨斗的电路如图所示，额定电压为220V，最大功率为1100W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成。调温电阻的最大阻值为176Ω，温度对电阻的影响忽略不计，则：
（1）该电熨斗以最大功率工作10min消耗多少电能？
（2）定值电阻R0的阻值是多少？
（3）该电熨斗在额定电压下工作时的最小功率是多少？此时通过电熨斗的电流是多少？
【答案】（1）该电熨斗以最大功率工作10min消耗6.6×105J的电能；（2）定值电阻R0的阻值是44Ω；（3）该电熨斗在额定电压下工作时的最小功率是220W，此时通过电熨斗的电流是1A。
【解析】（1）由P＝可得，该电熨斗以最大功率工作10min消耗的电能：
W大＝P大t＝1100W×10×60s＝6.6×105J；
（2）当滑片P在最左端时，电路为R0的简单电路，此时电路的总电阻最小，电路的功率最大，由P＝UI＝可得，定值电阻R0的阻值：R0＝＝＝44Ω；
（3）当滑片P在最右端时，R接入电路中的电阻最大，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，此时通过电熨斗的电流：
I＝＝＝1A，
该电熨斗在额定电压下工作时的最小功率：P小＝UI＝220V×1A＝220W。
6．（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？
【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。
【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R1功率与“煮饭”状态时R1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。
7．（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
【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。
【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；
8．（2019?天水）如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。如图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R1＞R2，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全。电暖器有“高温档”、“中温档”和“低温档”三个档位，解答下列问题：
（已知c煤油＝2.1×103J/（kg?℃），ρ煤油＝0.8×103kg/m3）
（1）煤油温度升高20℃时，吸收了多少焦耳的热量？
（2）R1的阻值是多少？（写出必要的文字说明）
（3）某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，将它接在家庭电路中工作11min，产生的热量是多少？
额定电压
220V
煤油体积
25L
功率选择
1500W/1100W/400W三挡可调
操作方式
手动
【答案】（1）吸收了8.4×105J的热量；（2）R1的阻值是121Ω；（3）产生的热量是1.936×105J。
【解析】（1）由ρ＝可得，煤油的质量：
m＝ρV＝0.8×103kg/m3×25×10﹣3kg＝20kg，
煤油温度升高20℃时，吸收的热量：
Q＝cm△t＝2.1×103J/（kg?℃）×20kg×20℃＝8.4×105J；
（2）已知R1大于R2，电源电压一定，由P＝可知，电路电阻越大，功率越小，
当S、S1都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最大（大于R2，也大于并联时的总电阻），电功率最小，为低温档，且P低＝400W，R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；
（3）已知R1大于R2，当S、S2都闭合时，只有R2工作，此时电功率较大，为中温档，且P中＝1100W，则R2的阻值：R2＝＝＝44Ω；
某同学用两个阻值和R1、R2均相同的电热丝串联，制成一个新的电热器，
则此时的总电阻：R串＝R1+R2＝121Ω+44Ω＝165Ω，
接在家庭电路中工作11min，产生的热量：
Q＝W＝t＝×11×60s＝1.936×105J。
9．（2019?绍兴）电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下
表乙。
乙
型号
***
额定充电电压
4.8V
充电电流
500mA
电池容量
800mAh
（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？
（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏，已
知电热丝R1阻值为4欧，电热丝R2阻值为6欧，开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为________（选填“高”、“中”或“低”）温档。
②中温档功率为多少瓦？
③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？
【答案】（1）当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要1.44h；（2）①低；②中温档功率为5.76W；③高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为11520焦。
【解析】（1）由表格数据可知，充电电流为500mA，电池容量为800mAh，
当该款眼罩还剩10%的电池容量时，在额定电压下充电，
根据Q＝It可得，充满电至少需要的时间：t＝＝＝1.44h；
（2）①丙图电路中，S1闭合，S2断开，S3接a时，两电阻串联，S1闭合，S2闭合，S3接a时，为R1的简单电路，S1闭合，S2闭合，S3接b时，两电阻并联，根据串联电路的总电阻大于其中任一电阻，并联电路的电阻小于其中任一电阻，结合P＝可知，以上三种情况分别为低温档、中温档和高温档；即丙图电路中S1闭合，S2断开，S3接a时，加热电路为低温档；
②S1闭合，S2闭合，S3接a时，为R1的简单电路，为中温档，则中温档的功率：
P中＝＝＝5.76W；
③S1闭合，S2闭合，S3接b时，两电阻并联，为高温档，高温档工作20分钟，眼罩消耗的电能为两电阻消耗的电能之和，
则：Q＝Q1+Q2＝t+t＝×20×60s+×20×60s＝11520J。
10.（2018?葫芦岛）如图甲是一款新型智能电暖器，内装有导热油。该电暖器具有升温快、热效高、智能控温的特点。电暖器的简化电路图如图乙所示，R1与R2为电热丝，S2为温控开关，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
220W
（1）电暖器在保温状态下的工作电流
（2）电阻R2的阻值。
（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要多长时间？[不计热量损失，导热油的比热容取c油＝2×103J/（kg?℃）]
【答案】（1）电暖器在保温状态下的工作电流为1A；（2）电阻R2的阻值为171.6Ω；（3）电暖器中装有5kg的导热油，在加热状态下导热油由20℃升高到60℃，需要400s。
【解析】（1）由P＝UI可得，电暖器在保温状态下的工作电流：
I＝＝＝1A；
（2）开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，电路的总功率最大，电暖器处于加热状态，由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝48.4Ω；
开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电暖器处于保温状态，此时电路的总电阻：R＝＝＝220Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝220Ω﹣48.4Ω＝171.6Ω；
（3）导热油吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝2×103J/（kg?℃）×5kg×（60℃﹣20℃）＝4×105J，
不计热量损失时消耗的电能：W＝Q吸＝4×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：t′＝＝＝400s。
技巧三： 综合计算法
综合计算法是设备铭牌标注的信息除了电器设备和电学物理量以外，还标注有其他信息，并要求利用所需物理知识进行修改计算的题型。解答此类题目，在读懂题干基础上，必须把电学物理知识与其他相关知识相结合（如热量、效率等），找到这两个物理知识的结合点即可。
【例题展示】
例题3（2019?枣庄）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW?h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养容量生壶的实际功率。
【答案】（1）养生壶正常工作的电阻为44Ω。（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要420s；（3）电养生壶的实际功率为1000W。
【解析】（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：R＝＝＝44Ω。
（2）1L水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：W＝＝＝4.62×105J，
由P＝可得，养生壶工作时间：t＝＝＝420s。
（3）转盘转动40转消耗电能：W＝kW?h＝kW?h＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，电养生壶的实际功率：P实＝＝＝1000W。
【跟踪训练】
1．（2019?岳阳）一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
220V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW?h）”的电能表转盘在121s内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
【答案】（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流是2.7A；（2）在用电高峰期，此时的实际电压是200V；（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，由（3）可知用高温挡更节能。
【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率P高＝600W，
由P＝UI可得，在高温档工作时，电路中的电流I高温＝＝≈2.7A，
（2）由P＝可得，电炖锅的电阻：R＝＝＝121Ω，
电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在121s内转了20r，则电炖锅消耗的电能：
W实＝＝kW?h＝×3.6×106J＝4×104J，
实际功率：P实＝＝，
由P＝可得，电路的实际电压：U实＝＝＝200V。
（3）高温档消耗的电能W高＝P高t高＝600W×6×60s＝2.16×105J，
则水升高1℃消耗的电能＝1.08×104J，
低温档消耗的电能W低＝P低t低＝200W×9×60s＝1.08×105J，
则水升高1℃消耗的电能为＝1.35×104J，
因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。
2．（2019?娄底）小明家某型号电热加湿器的原理图如图甲，R1、R2都是发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1；S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其部分技术参数如下表。
额定电压（V）
220
高档发热功率（W）
400
注水仓最大注水量（kg）
3
（1）开关处于图示位置，电热加湿器的状态是________（选填“关”“低档”或“高档”）
（2）求电热加湿器中R1的阻值；
（3）某次使用加湿器在额定电压下工作，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，其工作30min的功率与时间图象如图乙所示，如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃？[计算结果保留整数，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
（4）某一天，小明断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在低档加热，发现家中3000revs/（kW?h）的电能表转盘在400s内转了27圈，求此时电阻R2的实际功率是多少？
【答案】（1）关；（2）电热加湿器中R1的阻值为121Ω；（3）可以使注水仓中冷水的温度升高19℃；（4）此时电阻R2的实际功率是60.75W。
【解析】（1）由图甲可知，开关S接“1、2”触点时，电路断路，电热加湿器的状态是关；
（2）由图甲知，开关S接“3、4”触点时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，
电源的电压一定，由P＝UI＝可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，
则电热加湿器中R1的阻值：R1＝＝＝121Ω；
（3）由图乙知，工作30min时，其中高档工作时间为10min，低档工作时间为20min，
由P＝可得，在高档正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝400W×10×60s＝2.4×105J，
如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收，即Q吸＝W高＝2.4×105J，
由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：△t＝＝≈19℃；
（4）因3000revs/（kW?h）表示：每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘就转过3000r，
则电能表的转盘转过27r时，加湿器在400s内消耗的电能：
W＝kW?h＝0.009kW?h＝3.24×104J，
加湿器在低挡加热的实际功率：P低′＝＝＝81W，
由图甲知，开关S接“2、3”触点时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，电热加湿器的功率最小，处于抵挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流：
I＝＝＝＝＝A，
此时电阻R2的实际功率：P2＝I2R2＝I2×3R1＝（A）2×3×121Ω＝60.75W。
3．（2019?淄博）表为一台饮水机的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝且阻值不变。
XX牌饮水机
额定电压
220V
额定功率
加热
1000W
保温
22W
加热效率
80%
（1）该饮水机处于加热状态时，正常工作3min，在1标准大气压下能否把0.5kg的水从20℃加热至沸腾？【c水＝4.2×103J/（kg?℃）】
（2）保温功率是指S断开时电路消耗的总功率。该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率是多少？
【答案】（1）该饮水机正常加热3min不能把1标准大气压下0.5kg的水从20℃加热至沸腾；
（2）该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率是0.484W。
【解析】（1）在1标准大气压下水的沸点为100℃，
则把0.5kg的水从20℃加热至沸腾需要吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J，
由η＝×100%可得，需要消耗的电能：W＝＝＝2.1×105J，
由P＝可得，需要加热的时间：t1＝＝＝210s＝3.5min＞3min，
所以，该饮水机正常加热3min不能把1标准大气压下0.5kg的水从20℃加热至沸腾；
（2）由图可知，开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，饮水机的功率最大，处于加热状态，由P＝UI＝可得，R1的阻值：
R1＝＝＝48.4Ω，
由表格数据可知，该饮水机正常保温时的功率P保温＝22W，
由题意可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，饮水机的功率最小，处于保温状态，由P＝UI可得，此时电路中的电流：I＝＝＝0.1A，
该饮水机正常保温时，R1实际消耗的电功率：P1＝I2R1＝（0.1A）2×48.4Ω＝0.484W。
4．（2019?宿迁）某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌和电路图如图所示：
额定电压
220V
额定功率
高温档
中温档
低温档
880W
440W
220W
（1）当开关S1断开，S2接a时，该电火锅选用________档工作（选填“高温”、“中温“或“低温”）。
（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是多大？接入电路的电热丝的阻值是多少？
（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了多少功？若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高多少℃（c水＝4.2×103J/（kg?℃））？
【答案】（1）低温；（2）当电火锅使用中温档正常工作时，电路中电流是2A；接入电路的电热丝的阻值是110Ω；（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做了3.696×105J的功；若电热丝产生的热量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水升高80℃。
【解析】（1）由图知，当S1断开，S2接a端，R1和R2串联，此时电路的总电阻最大，由P＝可知，此时总功率最小，则该电火锅选用低温档工作；
（2）当开关S1断开，S2接b时，电阻R2单独接入电路，为中温档，此时电路中的电流：
I中温＝＝＝2A，
由欧姆定律可得，接入电路的电热丝的阻值：R2＝＝＝110Ω；
（3）用电火锅高温档在额定电压下烧水7分钟，电流做的功：
W＝P高温t＝880W×7×60s＝369600J＝3.696×105J，
因电热丝产生的热量全部被水吸收，则Q吸＝cm△t可得水升高的温度：
△t＝＝＝＝88℃，
因为在1个标准大气压下，水的沸点是100℃，且水的初温为20℃，
所以只能使水升高80℃。
5．（2019?哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色。在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数。
参数
工作电压/V
工作功率/W
最大负重/N
提升重物最大高度/m
数据
48
40
200
0.6
现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5s。则此次提升过程中：
（1）机器人提升图书速度是多少？
（2）机器人对书做功是多少？
（3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？
【答案】（1）机器人提升图书速度是0.12m/s；（2）机器人对书做功为120J；（3）机器人的电动机工作电流是0.83A；电动机做功为200J。
【解析】（1）机器人提升图书速度：v＝＝＝0.12m/s；
（2）机器人对书的作用力F＝G＝200N，
机器人对书做功：W＝Fs＝200N×0.6m＝120J；
（3）由P＝UI得，机器人的电动机工作电流：I＝＝≈0.83A；
电动机做功：W＝Pt＝40W×5s＝200J。
6．（2019?黑龙江）如图甲为家用电热饮水机，图乙为它的电路原理图，下表为它的铭牌数据。
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
44W
（1）当S1闭合，S2断开时，电热饮水机处于________状态（填“加热”或“保温”），此时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃，求：水吸收的热量是多少？（水的比热容4.2×103J/（kg?℃））
（3）电热饮水机正常工作时加热效率为80%．求：将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为多少秒？
【答案】（1）保温；此时电路中的电流是0.2A；（2）水吸收的热量是2.94×105J；（3）将热水箱中的水从20℃加热到90℃的时间为918.75秒。
【解析】（1）由电路图可知，当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，由P＝UI＝可知电路的总功率最小，处于保温状态；
根据P＝UI知，此时电路中的电流：I保温＝＝＝0.2A；
（2）根据ρ＝知，水的质量 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1.0kg，
水吸收的热量为Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.0kg×（90℃﹣20℃）＝2.94×105J，
（3）因为η＝，所以消耗的电能为：W电＝＝＝3.675×105J，
因为P＝，所以加热所需时间为t＝＝＝918.75s。
7．（2019?黄石）一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如表所示，其测温系统可以简化为如图a所示的电路，电源电压为9V恒定电源，R1为4Ω定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图b所示。
额定功率
额定电压
220V
水箱容积
60L
建议使用人数
3～4
（1）为估算电热水器的额定功率，关闭其它用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图c所示，转动了150转，消耗电能________kW?h，则该电热水器的额定功率是________W。
（2）若已装满水的水箱温度显示75℃时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用40℃热水洗浴，通过控水系统将10℃冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少L？（不计热损失）
（3）控温系统某时刻电压表示数为4V，此时水箱中水温是多少？
【答案】（1）0.05；3000；（2）每人平均用水量是32.5L；（3）此时水箱中水温是60℃。
【解析】（1）“3000R/kW?h”表示每消耗1kW?h的电能，电能表的转盘转3000转，则电能表的转盘转150转，电热水器消耗的电能：
W＝＝0.05kW?h。
电热水器的额定功率：P═＝＝3kW＝3000W；
（2）由ρ＝可得，水箱内热水的质量：m热水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×60×10﹣3m3＝60kg，设需要加入冷水的质量为m冷，
则达到热平衡时（即水温最终为40℃），热水放出的热量等于冷水吸收的热量，
即：cm热水△t1＝cm冷水△t2，
化简得：m热水△t1＝m冷水△t2，
代入数据有：60kg×（75℃﹣40℃）＝m冷水（40℃﹣10℃），
解得m冷水＝70kg，
因原来水箱中有热水60kg，则此时水的总质量：m总＝m热水+m冷水＝60kg+70kg＝130kg，
共4人要洗浴，则每人需要水的质量：m′＝＝＝32.5kg，
由ρ＝可得，每人需要水的体积：V′＝＝＝32.5×10﹣3m3＝32.5L；
（3）由图a可知，R1与R2串联，电压表测定值电阻R1的电压，
已知电源电压U＝9V，控温系统某时刻电压表示数为4V，即R1两端电压U1＝4V，
则R2两端电压：U2＝U﹣U1＝9V﹣4V＝5V，
已知R1＝4Ω，由I＝可得，流经R1的电流：I1＝＝＝1A，
串联电路中电流处处相等，则I＝I1＝I2＝1A，
由I＝可得R2的电阻值：R2＝＝＝5Ω，
R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图b所示，其图象为一次函数，
设其关系为R2＝kt+b，
由图象可知，当温度t＝0℃时，R2＝8Ω；当温度t′＝80℃时，R2′＝4Ω，
则有：8Ω＝k×0℃+b﹣﹣①; 4Ω＝k×80℃+b﹣﹣②
解得k＝﹣，b＝8，所以R2＝﹣t+8，
将R2＝5Ω代入R2＝﹣t+8可得，t＝60℃，
即此时水箱中水温是60℃。
8．（2019?绥化）小泽家有一新型的电热足浴器。其铭牌上的部分信息如下。
额定电压
220V
额定功率
1210W
容积
7L
（1）求电热足浴器正常工作时的电阻；
（2）用这个足浴器将5kg的水从20℃加热到40℃，求水吸收的热量；
（3）若此足浴器在额定电压下使用，需500s才能将（2）问中的水从20℃加热到40℃，求这个电热足浴器的加热效率；（计算结果精确到0.1%）
（4）小泽家安装的电能表如图所示。某次小泽断开家中的其它用电器，让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，求此时该足浴器两端的实际电压（电热足浴器阻值不随温度变化而变化）。
【答案】（1）电热足浴器正常工作时的电阻为40Ω；（2）水吸收的热量为4.2×105J；（3）电热足浴器的加热效率为69.4%；（4）此时该足浴器两端的实际电压为200V。
【解析】（1）由P＝得，电热足浴器正常工作时的电阻：
R＝＝＝40Ω；
（2）水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；
（3）足浴器在额定电压下使用500s消耗的电能：
W＝Pt＝1210W×500s＝6.05×105J，
电热足浴器的加热效率：η＝×100%＝×100%≈69.4%；
（4）由图知，电能表上标有3000r/（kW?h），
让电热足浴器单独工作，在1min内电能表的转盘转过50r，
则足浴器1min消耗的电能：W′＝kW?h×50＝kW?h＝6×104J，
由W＝t得，此时该足浴器两端的实际电压：
U实＝＝＝200V。
9．（2019?烟台）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。
（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
（3）R1工作时的电阻是多大？
（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃．则该电热水器的效率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）
型号
LWLZ20﹣19
电源
AD220V 50Hz
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
1.0L
【答案】（1）当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，保护电阻R2的滑片向右移动；（3）R1工作时的电阻是1149.5Ω；（4）该电热水器的效率是83.3%。
【解析】（1）当绿灯亮时，工作电路中R0和R1串联，电路的总电阻最大，
由P＝UI＝可知，电热水器的功率最小，处于保温状态；
（2）当温度升高时，由热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小可知，R的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电磁铁的磁性变强，衔铁与下触点接触，电热水器处于保温状态，
所以，要提高电热水器的保温温度，就应减小控制电路的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片b端移动；
（3）红灯亮时，工作电路为R0的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电热水器处于加热状态，由P＝UI＝可得，R0的阻值：R0＝＝＝60.5Ω；
当绿灯亮时，工作电路中R0和R1串联，电热水器的功率最小，处于保温状态，
此时电路的总电阻：R＝＝＝1210Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1工作时的电阻：
R1＝R﹣R0＝1210Ω﹣60.5Ω＝1149.5Ω；
（4）水的体积：V＝1L＝1dm3＝0.001m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝1.0×103kg/m3×0.001m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×40℃＝1.68×105J，
由P＝可得，消耗的电能：W＝P加热t＝800W×4.2×60s＝2.016×105J，
该电热水器的效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%。
10．（2019?随州）随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三档，铭牌见下表（“中温”档功率空出），其电路原理如图乙，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。当S、S1闭合，S2断开时电暖器为“低温”档。（R1＞R2）
XX牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温档
440W
中温档
高温档
1650W
频率
50Hz
求：（1）R1的阻值；
（2）“中温”档正常工作时电路中的电流；
（3）若室内空气质量为50kg，用该电暖器的“高温”档正常工作10min，放出热量的50%被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为1.1×103J/（kg?℃））
【答案】（1）R1的电阻是110Ω；（2）电暖器“中温”档正常工作时的电流是5.5A；（3）可使此房间的空气温度升高9℃。
【解析】（1）闭合开关S1，R1单独接入电路，R1＞R2，根据P＝可知电暖气处于低温；R1的阻值：R1＝＝＝110Ω；
（2）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路；单独闭合S2为“中温”档，“高温”档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联。P中温＝P高温﹣P低温＝1650W﹣440W＝1210W；
根据P＝UI可得，“中温档”正常工作时的电流：I2＝＝＝5.5A；
（3）因为P＝，所以电暖器的“高温”档正常工作10min，放出的热量：
W＝P高温t＝1650W×10×60s＝9.9×105J；
空气吸收的热量：Q吸＝ηW＝50%×9.9×105J＝4.95×105J，
由Q吸＝cm△t可得，房间空气升高的温度：
△t＝＝＝9℃。
11．（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？
【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。
【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。
12．（2019?东营）图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2．主要参数如下表。
项目
参数
额定电压（V）
220
R1额定功率（W）
1936
R2额定功率（W）
968
电动机功率（W）
44
适用面积（m2）
10
（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？
（2）正常工作时，求R1的阻值是多少？
（3）实际电压为200V时，求R2的实际功率是多少？
（4）浴霸正常工作时，使容积为20m3的房间空气温度升高20℃，求室内空气吸收的热量是多少？（ρ空气取1.2kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg?℃），不考虑其他因素影响）
【答案】（1）开关均闭合，浴霸正常工作时的干路电流是13.4A。（2）正常工作时，R1的阻值是25Ω。（3）实际电压为200V时，R2的实际功率是800W。（4）室内空气吸收的热量是4.8×105J。
【解析】（1）开关均闭合时，R1、R2和电动机同时工作，电路总功率为：
P＝P1+P2+P3＝1936W+968W+44W＝2948W，
由P＝UI 可得，浴霸正常工作时的干路电流：I＝＝＝13.4A；
（2）由P＝可得R1的阻值为：R1＝＝＝25Ω；
（3）由P＝可得R2的阻值为：R2＝＝＝50Ω，
实际电压为200V时，R2的实际功率为：P2′＝＝＝800W；
（4）室内空气的质量为：m＝ρ空气V＝1.2kg/m3×20m3＝24kg，
空气吸收的热量为：Q吸＝c空气m△t＝1.0×103J/（kg?℃）×24kg×20℃＝4.8×105J。
13．（2019?朝阳）养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两档。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温档。（养生壶的部分参数如表所示）
（1）当开关S1闭合，S2________（填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。
（2）在保温档正常工作时，求电路中的电流是多少？
（3）求R1、R2的阻值。
（4）如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾，请问需要多少分钟？
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
【答案】（1）闭合；（2）在保温档正常工作时，电路中的电流是0.2A；（3）R1的阻值为48.4Ω，R2的阻值为1051.6Ω；（4）如果养生壶的效率为70%，那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾需要12min。
【解析】（1）养生壶处于加热状态时，电路的总功率最大，
由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总电阻最小，
由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，养生壶处于加热状态；
（2）在保温档正常工作时，由P＝UI可得，电路中的电流：I＝＝＝0.2A；
（3）养生壶处于加热状态时，电路为R1的简单电路，
则R1的阻值：R1＝＝＝48.4Ω，
当开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，养生壶处于保温状态，由I＝可得，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝1100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：
R2＝R总﹣R1＝1100Ω﹣48.4Ω＝1051.6Ω；
（4）满壶水的体积：V＝1.5L＝1.5dm3＝1.5×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg，
在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?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J，
由η＝×100%可得，消耗的电能：W＝＝＝7.2×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：t′＝＝＝720s＝12min。
14．（2019?鞍山）某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作300s能将1L的水从20℃加热到85℃．求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）水吸收的热量是多少
（2）电热水壶的效率是多少？
（3）在用电高峰时，实际加热时间为363s，若与该电热水壶在额定电压下工作300s消耗相同的电能，实际电压多大？
额定电压
220V
额定功率
1000W
最大容量
1.2L
【答案】（1）水吸收的热量是2.73×105J；（2）电热水壶的效率是91%.（3）在用电高峰时，实际电压为200V。
【解析】（1）由ρ＝得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J；
（2）由P＝得电热水壶消耗的电能：W＝Pt＝1000W×300s＝3×105J，
电热水壶的效率：η＝＝×100%＝91%；
（3）由P＝得电热水壶电阻：R＝＝＝48.4Ω；
电热水壶实际功率：P实＝＝＝W，
实际电压：U实＝＝＝200V。
15．（2019?抚顺）如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝176Ω加热杯的部分参数如表。求：c水＝4.2×103J/（kg?℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温档功率是多少？
（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间？
额定电压
220V
高温档功率
1100W
中温档功率
440W
低温档功率
容量
1L
【答案】（1）R2的阻值是66Ω；（2）加热杯的低温档功率是220W；（3）若不计热量损失，加热杯使用高温档加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要336s。
【解析】（1）当S接高温档触点时，电路为R3的简单电路，
由P＝UI＝可得，R3的阻值：R3＝＝＝44Ω，
当S接中温档触点时，R2、R3串联，则此时电路中的总电阻：
R总＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
（2）当S接低温档触点时，R1、R3串联，则加热杯的低温档功率：
P低＝＝＝220W；
（3）满壶水的体积：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
不计热量损失时，消耗的电能：W＝Q吸＝3.696×105J，
由P＝可得，需要的加热时间：t′＝＝＝336s。
