易錯(cuò)點(diǎn)15電熱器的擋位分析

目錄

01易錯(cuò)陷阱

易錯(cuò)點(diǎn)一、電熱器計(jì)算時(shí)對(duì)公式的選擇不熟練

易錯(cuò)點(diǎn)二、不能明確串聯(lián)式電熱器，并聯(lián)式電熱器等電路的特點(diǎn)

02舉一反三—易錯(cuò)題型

題型一.焦耳定律的比例計(jì)算

題型二.電熱的多擋位問(wèn)題

題型三.電熱的綜合計(jì)算

題型四.非純電阻電路的相關(guān)計(jì)算

03易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)點(diǎn)一、電熱器計(jì)算時(shí)對(duì)公式的選擇不熟練

【鏈接知識(shí)】

知識(shí)點(diǎn)一、焦耳定律

1.焦耳定律

內(nèi)容電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟它的時(shí)間成正比。

計(jì)算公式Q=I2Rt（普遍適用）

公式中，Q一表示熱量，單位是J；I一表示電流，單位是A；R一表示電阻，單位。；t一表示

單位

它的時(shí)間，單位s。

2.焦耳定律公式的理論推導(dǎo)

焦耳定律可通過(guò)理論推導(dǎo)得出。假設(shè)當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則有電流產(chǎn)生

的熱量（Q）=電流做的功（W）,結(jié)合歐姆定律可得：Q=W=UIt=IR-It=I2Rto

可見(jiàn)，當(dāng)消耗的電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量時(shí)，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出來(lái)的電流發(fā)熱規(guī)律

與焦耳定律實(shí)驗(yàn)得出的焦耳定律是一致的。

知識(shí)點(diǎn)二、檔位判斷

①根據(jù)P=!因U=220V,可知：國(guó)一尸~低檔；國(guó)一力一高檔。

②電阻R：越串越大，越并越小。

知識(shí)點(diǎn)三、相關(guān)計(jì)算

①原理公式：P=與

R

②常用公式(無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián))：「總=馬+尸2

③相關(guān)公式：a.P=UInI=三U=彳

b.P=—R^U=VPRPR=—

C.P=FR0/=ER=§

I2

【陷阱分析】

(l)焦耳定律Q=『Rt是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，只要有電流通過(guò)導(dǎo)體，就可以用它來(lái)計(jì)算導(dǎo)體所產(chǎn)

生的熱量。

(2)公式中各物理量都是對(duì)同一導(dǎo)體或同一段電路而言的。

(3)運(yùn)用公式時(shí)，各物理量要轉(zhuǎn)換成國(guó)際單位中的單位后再代入公式進(jìn)行計(jì)算。

易錯(cuò)點(diǎn)二、不能明確串聯(lián)式電熱器，并聯(lián)式電熱器等電路的特點(diǎn)

【鏈接知識(shí)】

知識(shí)點(diǎn)四、擋位分析

①多開(kāi)關(guān)類(lèi)

電路圖檔位分析表達(dá)式

U2

閉合S:電路只有R20高溫檔P.=—

鬲R2

2

2U

斷開(kāi)S：R和&串聯(lián)臺(tái)低溫檔

P低—R1+/?2

U2U2

閉合S、Si：Ri和&并聯(lián)=高溫檔P—=-------1-------

局RiR2

I-220Vo--1

U2

只閉合S：電路只有低溫檔P您=心

U2

—-?__?-只閉合S1：電路只有R1臺(tái)低溫檔P低一

S1%

U2

—/~C=l-只閉合S2：電路只有&臺(tái)中溫檔

中氏2

S?%

U2U2

閉合Si、S2：Hi和&并聯(lián)=>高溫檔P-=-------1-------

-----O220VO-----局R1R

12

②多觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)類(lèi)

電路圖檔位分析表達(dá)式

0]接0、1：不工作

U2

接1、2：電路只有用今低溫檔P命=元

U2U2

接2、3：凡和&并聯(lián)0高溫檔P.=---1---

~o220V0

閏RiR2

③旋鈕開(kāi)關(guān)類(lèi)

電路圖檔位分析表達(dá)式

R?旋船關(guān)U2

接1：舟和&串聯(lián)今低溫檔低_%+

V-.PR2

U2

2、.....接2：電路只有R2n高溫檔P--=--

局R2

---o電源o-----------------

------------o220Vo--------------1U2

接1：R和R串聯(lián)今低溫檔

P低—R+R

2

接2：電路只有R臺(tái)中溫檔U

P中=

中R

U2U2

接3：R和R并聯(lián)今高溫檔P-=---1---

局RiR2

④單刀雙擲開(kāi)關(guān)類(lèi)

電路圖檔位分析表達(dá)式

S2接a：R1和&并聯(lián)0高溫檔

閉合S1p==匕+竺P匕

aS2接。：電路只有R0中溫檔局R17?2中Ri

S2接。：不工作2

斷開(kāi)SiU

P低—R+R

」^>220VS2接6：Ri和&串聯(lián)今低溫檔

【陷阱分析】

1、焦耳定律公式混淆：焦耳定律的表達(dá)式為Q=/Rt),其中Q表示電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，\(1\)

是電流，R是電阻，t是時(shí)間。

2、公式中物理量對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤：在運(yùn)用焦耳定律公式時(shí)，要確保I、R、t是對(duì)應(yīng)同一導(dǎo)體、同一時(shí)

間段的物理量。有些同學(xué)在解題時(shí)，會(huì)將不同導(dǎo)體的電流、電阻和時(shí)間代入同一個(gè)公式。

【解題技巧】

必須嚴(yán)格分析題目所給信息確定電熱器的擋位情形，選取合適的公式分析計(jì)算。

久Q

題型一.焦耳定律的比例計(jì)算

1.如圖所示為電阻R1和R2的I-U圖像，下列說(shuō)法正確的是（）

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

00.511.522.5U/V

A.R2的阻值為ion

B.兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9：4

C.將它們串聯(lián)接入電路，R1與R2兩端電壓之比為1：2

D.將它們并聯(lián)接入電路，相同時(shí)間內(nèi)，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為1：2

【解答】解：A、根據(jù)I=g得Ri的阻值為：

R2的阻值為：

R2==5fl,故A錯(cuò)誤;

12U.ZU/i

B、兩電阻串聯(lián)的總電阻為：

R串=氏+區(qū)2=10。+5。=15。，

并聯(lián)的總阻值為：

__100x5。_10

K并=跖⑥=10。+5。=

兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為:

R串15。

—?-To--9：2,故B錯(cuò)誤;

R并

C、兩電阻串聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流相等，它們兩端的電壓之比為:如肥噴=詈=2：1,

故C錯(cuò)誤;

D、將兩電阻并聯(lián)接入電路,它們兩端的電壓相等，通電1分鐘，電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量與電流

通過(guò)R2產(chǎn)生的熱量之比為:

匕

QiR]R25。

2,故D正確。

&=區(qū)=豆=而=1:

R2

故選：D。

2.如圖為“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。電源電壓不變，R1、

R2為阻值恒定的電熱絲且Ri：R2=3：1。下列說(shuō)法正確的是（

p

A.容器中電阻絲內(nèi)能的增大方式和空氣內(nèi)能的增大方式是相同的

B.若閉合Si、S2,可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系

C.若閉合Si、斷開(kāi)S2,可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系

D.若閉合Si、斷開(kāi)S2,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為3：1

【解答】解：A、容器中電阻絲內(nèi)能的增大是電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的，即做功的方式，空氣

內(nèi)能的增大是通過(guò)熱傳遞方式實(shí)現(xiàn)的，故A錯(cuò)誤；

B、若閉合Si、S2,R2短路，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，無(wú)法探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)

系，故B錯(cuò)誤；

C、若閉合Si、斷開(kāi)S2,兩電阻串聯(lián)，通過(guò)的電流相等，通電時(shí)間相同，兩電阻大小不同，可探

究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；

D、若閉合Si、斷開(kāi)S2,兩電阻串聯(lián)，通過(guò)的電流相等通電時(shí)間相同，根據(jù)Q=「Rt可知，在電

流和通電時(shí)間相同時(shí)，產(chǎn)生熱量與電阻成正比，因Ri：R2=3：1,故經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，Ri與R2產(chǎn)

生的熱量之比為3：1。故D正確。

故選：D。

題型二.電熱的多擋位問(wèn)題

3.如表是小濱家中兩擋位電飯鍋銘牌，圖甲是其簡(jiǎn)化電路圖。R1和R2都是電阻絲，不計(jì)溫度對(duì)

電阻的影響，產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，水的比熱容為4.2X103〃（kg?℃）,通過(guò)斷開(kāi)其他用電

器，只接通電飯鍋且處于加熱狀態(tài)，來(lái)測(cè)量電飯鍋的功率，觀察圖乙所示的電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)Imin

內(nèi)轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)，下面說(shuō)法正確的是（）

額定電壓220V

頻率50Hz

額定功率加熱880W

保溫44W

kWh

lolo|1|2El

220VIO(4O)A5OHz

3200r/(kW-h)

甲乙

A.電飯鍋在加熱狀態(tài)下正常工作時(shí)的總電流為4A

B.電阻R2的阻值是1100。

C.測(cè)量時(shí)電飯鍋的實(shí)際加熱功率是800W

D.電飯鍋在加熱狀態(tài)下正常工作7min,可將2.2kg水的溫度升高2℃

【解答】解:

A、當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2同時(shí)閉合時(shí)，Ri和R2并聯(lián)，總電阻最小，總功率最大，此時(shí)為加熱狀態(tài)，由

表格信息可知，加熱功率P加=880W,

p

根據(jù)P=UI可知，電飯鍋在加熱狀態(tài)下正常工作時(shí)的總電流：I總=于=器學(xué)=4A,故A正確；

B、當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)Si時(shí)，只有Ri工作，此時(shí)為保溫狀態(tài)，保溫功率為44W,

則正常加熱時(shí)R2的功率為：P2=P加-P保=880W-44W=836W；

由P=（可知電阻R2的阻值：R2=g=鏢，-57.9Q,故B錯(cuò)誤；

Kr203Ov/

C、由圖乙可知，電路中用電器每消耗lkW?h的電能時(shí)，電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)3200轉(zhuǎn),

則電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)，電飯鍋消耗的電能：W=3200熊仍八）=,及亞.；

電飯鍋的實(shí)際加熱功率：P=9=鼠學(xué)=0.75kW=750W,故C錯(cuò)誤;

60h

D、電飯鍋在加熱狀態(tài)下正常工作7min消耗的電能:W'=P加t'=880WX7X60s=3.696X105J；

產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，則、吸=0'=3.696X105J；

、吸_3.696x1()5/

由QiK=crnAt可知，能使2.2kg水升高的溫度:=40℃,故

cm~4.2xl037/(fc5'℃)x2.2fc5

D錯(cuò)誤。

故選：Ao

4.某品牌電熱扇工作原理如圖所示。S3為雙觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，1、2、3、4為開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S3

可實(shí)現(xiàn)加熱功能的“空擋”、“低溫?fù)酢焙汀案邷負(fù)酢敝g的切換；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)可使電熱扇往

復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。R1和R2均為電熱絲，阻值不受溫度影響。電熱扇部分參數(shù)如表所示。下列說(shuō)法中正確

的是（）

額定電壓220V

高溫?fù)跫訜峁β?650W

低溫?fù)跫訜峁β?50W

電動(dòng)機(jī)工作電壓100V

限流電阻R3阻值30012

電動(dòng)機(jī)線圈電阻5。

①僅高溫?fù)跫訜?，電?dòng)機(jī)不工作時(shí)，電路中的總電流為7.5A；

②電熱絲R2的阻值為88Q；

③低溫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路中的總功率為4950W；

④電動(dòng)機(jī)正常工作lOmin,線圈產(chǎn)生的熱量為480J。

A.①②B.②③C.①④D.②④

【解答】解：①由表格數(shù)據(jù)可知，電熱扇高溫?fù)跫訜岬墓β蔖高溫=1650W,由P=UI可知，此時(shí)

P

電路中的總電流：1=亨=嚼苔=7.5A,故①正確；

②由圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)Si閉合、S2斷開(kāi)，S3接觸點(diǎn)3、4時(shí)，Ri、R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特

點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻最小，由p=%可知，電路中的總功率最大，電熱扇處于高溫?fù)酰?/p>

當(dāng)開(kāi)關(guān)Si閉合、S2斷開(kāi)，S3接觸點(diǎn)2、3時(shí)，只有Ri工作，電路中的總電阻最大，總功率最小，

電熱扇處于低溫?fù)酰?/p>

則高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，R2的電功率P2=P高溫-P低溫=1650W-550W=1100W,

由P=!可知，R2的阻值：R2=4=華儒》=44。，故②錯(cuò)誤；

Kr211UUUr

③當(dāng)開(kāi)關(guān)Si、S2都閉合，S3接觸點(diǎn)2、3時(shí)，電熱扇處于低溫轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，由圖可知，此時(shí)R3與電

動(dòng)機(jī)串聯(lián)后再與R1并聯(lián)，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R3兩端的電壓：U3=U-UM=220V-100V=120V,

則電動(dòng)機(jī)所在支路的電流：V=冼=繇=0.4A,

則電動(dòng)機(jī)所在支路的電功率：p'=UI'=220VX0.4A=88W,

低溫轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電路中的總功率：P低總=P'+P低=88W+550W=638W。故③錯(cuò)誤；

④電動(dòng)機(jī)正常工作lOmin,線圈產(chǎn)生的熱量：QM=I2RMt=(0.4A)2X5HX10X60s=480J,故④

正確。

故選：Co

題型三.電熱的綜合計(jì)算

5.如圖甲所示,燒杯中水的初溫與室溫均為25℃,用恒定功率的電動(dòng)攪拌器不斷地?cái)嚢?kg的水。

此過(guò)程中，水的溫度-時(shí)間圖像如圖乙所示。己知水的比熱容為4.2Xl()3j/(kg?℃),不考慮水

A.水分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度不變

B.水在相同時(shí)間內(nèi)增加的內(nèi)能相同

C.水溫升至35℃時(shí)，水的內(nèi)能增大了4.2義10勺

D.水溫從25℃升至30℃的過(guò)程中與30℃升至35℃的過(guò)程中，攪拌器消耗的電能相同

【解答】解：A、加熱過(guò)程中，水的溫度不斷升高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越來(lái)越劇烈，故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知，水在0?30s內(nèi)升高的溫度Ati=30℃-25℃=5℃,水在30s?60s升高的溫度△t2

=33℃-30℃=3℃,

不考慮水的質(zhì)量變化，根據(jù)QI?=cmAt可知，水在相同時(shí)間內(nèi)增加的內(nèi)能不同，故B錯(cuò)誤；

C、水溫升至35℃時(shí)，水吸收的熱量：(2吸=?11(t-to)=4.2X103J/(kg?℃)XlkgX(35℃-

25℃)=4.2X104J,故C正確；

D、由圖乙可知，水溫從25℃升至30℃的過(guò)程中所用的時(shí)間ti=30min,30℃升至35℃的過(guò)程中

所用的時(shí)間t2=90min-30min=60min,

根據(jù)W=Pt可知，在兩個(gè)時(shí)間段消耗的電能不相同，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

6.小雄要探究“液體的沸騰規(guī)律”，他用兩個(gè)電加熱器將質(zhì)量均為0.5kg的酒精和水分別加熱至沸

騰，并記錄時(shí)間和溫度，繪制成了如圖所示的圖像。已知?水=4.2/1031/(1^?。。)。若相同時(shí)間

內(nèi)，水和酒精吸收的熱量相同，則下列分析正確的是()

A.圖像甲代表的液體是水

B.酒精的比熱容為2.4X1()3J/(kg"C)

C.1.5分鐘后，甲代表的液體內(nèi)能保持不變

D.前1.5分鐘，若一個(gè)電加熱器消耗了L5X1()5J的電能，則加熱液體的效率為84%

【解答】解：A、由圖可知，在0?1.5min內(nèi)，甲升高的溫度比乙升高的溫度多，由于在相同時(shí)間

Q吸

內(nèi)，水和酒精吸收的熱量相同，而且水和酒精的質(zhì)量相同，由。=急可知，甲的比熱容小于乙的

比熱容，而水的比熱容大于酒精的比熱容，所以圖像甲代表的液體是酒精，圖像乙代表的液體是

水，故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知，水在0?3.5min內(nèi)升高的溫度Atz.=98℃-18℃=80℃,

則乙吸收的熱量：Q乙乙=4.2Xl()3j/(kg?℃)X0.5kgX80℃=l.68X105J,

根據(jù)題意可知，相同時(shí)間內(nèi)，水和酒精吸收的熱量相同，則甲在。?1.5min內(nèi)吸收熱量：Q甲=

蕓嚶X1.68X105J=7.2X104J,

3.5mm

酒精在0?1.5min內(nèi)升高的溫度At甲=78℃-18℃=60℃,

酒精的比熱容：c酒精=端窸=2.4Xl()3j/(kg。，故B正確；

C、由圖可知，1.5分鐘后，甲代表的液體吸收熱量后，溫度保持不變，但是甲代表的液體的內(nèi)能

增加，故C錯(cuò)誤；

Q麗77y1C\^l

D、加熱液體的效率：TI=-nFX1OO%=/，ZX1OO%=48%,故D錯(cuò)誤。

w1.5x107

故選：Bo

題型四.非純電阻電路的相關(guān)計(jì)算

7.如圖是某電吹風(fēng)電路原理圖，Ri、R2為電熱絲，M為電動(dòng)機(jī)。通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)Si、S2可實(shí)現(xiàn)冷

風(fēng)、暖風(fēng)和熱風(fēng)轉(zhuǎn)換。電吹風(fēng)部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表。求：

額定電壓220V

額定功率冷風(fēng)暖風(fēng)熱風(fēng)

132W682W

(1)電熱絲R1的電阻值。

(2)已知R2阻值為44C,求電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的額定功率。

(3)已知電吹風(fēng)出風(fēng)口的橫截面積為3X10-3m2,正常工作出風(fēng)口風(fēng)速為10m/s,則吹暖風(fēng)時(shí),

吹出來(lái)的風(fēng)的溫度升高了多少？(空氣的比熱容取LOXl()3j/(kg?℃),空氣的密度取LOkg/nP,

只有電動(dòng)機(jī)工作，此時(shí)吹的時(shí)冷風(fēng),

閉合Si、開(kāi)關(guān)S2接通2、3時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電阻絲R1并聯(lián)，電吹風(fēng)吹的是暖風(fēng),

電吹風(fēng)吹暖風(fēng)時(shí)的功率為682W,則R1消耗的電功率為:

Pi=Pg-P冷=682W-132W=550W,

根據(jù)P=(可得，Ri的電阻為：Ri=g=(/鬻2=88。；

(2)當(dāng)Si閉合、S2接3、4時(shí)，R2、R1與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，此時(shí)電吹風(fēng)吹的是熱風(fēng)，

R2的功率為：P2=,=,2、=iioow,

吹熱風(fēng)時(shí)的額定功率為：P熱=P(g+P2=682W+1100W=1782W；

(3)由題意可知，電吹風(fēng)出風(fēng)口的橫截面積為：S=3X103m2,出風(fēng)口風(fēng)速為：v=10m/s,則時(shí)

間t內(nèi)吹出風(fēng)的體積：V=Svt,

吹出風(fēng)的質(zhì)量：m=pV=pSvt,

空氣吸收的熱量：Qi?=cmAt=cpSvtXAt,

吹暖風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的熱量：Qij=Wi=Pit=550WXt,

不計(jì)熱量損失，＜2吸=(2放，

即：cpSvtXAt=550WXt,

化簡(jiǎn)可得：cpSvAt=550W,

代入數(shù)據(jù)有：LOXlCpJ/(kg?℃)X1.Okg/m3X3X103m2XlOm/sXAt=550W,

解得升高的溫度：At?18.3℃o

答：(1)電熱絲Ri的電阻值為88Q；

(2)吹熱風(fēng)時(shí)電吹風(fēng)的額定功率為1782W；

(3)吹暖風(fēng)時(shí)，吹出來(lái)的風(fēng)的溫度升高了18.3℃。

8.如圖甲為某校購(gòu)買(mǎi)的3D打印機(jī)，其主要機(jī)械部件為熱熔擠壓噴頭和使噴頭可以左右、上下和

前后移動(dòng)的3個(gè)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其中熱熔擠壓噴頭可看成一段電阻絲。打印材料(聚乳酸)

進(jìn)入噴頭后被加熱至工作溫度熔化為粘稠狀，之后被擠壓出噴頭完成打印任務(wù)。在某段時(shí)間內(nèi)，

打印機(jī)的熱熔擠壓噴頭和一個(gè)使噴頭向前移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在工作，其工作原理如圖乙。某次模型

打印中，消耗聚乳酸材料0.2L,材料的初始溫度為環(huán)境溫度，耗時(shí)20min,電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電

流為1A,打印機(jī)工作時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。求：

實(shí)驗(yàn)室環(huán)20℃噴頭工200℃單個(gè)電15W

境溫度作溫度機(jī)功率

噴頭加熱90W聚乳酸1.25X103kg/m3聚乳酸2X103J/(kg*℃)

功率密度比熱容

(1)熱熔噴頭正常工作時(shí)的電阻；

(2)工作時(shí)聚乳酸材料吸收的熱量；

(3)熱熔噴頭的加熱工作效率(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。

甲乙

【解答】解：(1)由「=1；1可知，電動(dòng)機(jī)的工作電壓：5^=強(qiáng)=曾=15V,

，M1/1

由圖乙可知，熱熔噴頭和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，熱熔噴頭兩端的電壓：UR

=UM=15V,

由P=(可知，熱熔噴頭正常工作時(shí)的電阻：口=醇=喘-=2.5。；

(2)聚乳酸材料的體積V=0.2L=0.2dm3=2Xl(f41n3,

由「=的可知，聚乳酸材料的質(zhì)量：m=pV=1.25X103kg/m3X2X104m3=0.25kg,

工作時(shí)聚乳酸材料吸收的熱量：(^=cm(t-to)=2X103J/(kg?℃)X0.25kgX(200℃-20℃)

=9X104J；

(3)熱熔噴頭消耗的電能：W=PRt'=90WX20X60s=1.08X105J,

14

熱熔噴頭的加熱工作效率：n==9-Q4?83.3%?

1.08x107

1.（多選）如圖所示，是養(yǎng)殖場(chǎng)冬季來(lái)調(diào)控光照、室溫設(shè)備的原理電路圖。此設(shè)備的目的是：夜

晚對(duì)圈舍內(nèi)加溫，同時(shí)增大光照；白天只進(jìn)行適當(dāng)保溫，不進(jìn)行燈光照射。電路圖中Ri、R2是

電熱絲。Ri：R2：RL=1：2：2,Si>S2可以同時(shí)斷開(kāi)或閉合，以實(shí)現(xiàn)白天和夜晚的調(diào)控要求。

開(kāi)關(guān)S閉合（）

廿

A.當(dāng)Si、S2同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，設(shè)備運(yùn)動(dòng)處于白天調(diào)控狀態(tài)

B.當(dāng)Si、S2同時(shí)閉合時(shí)，設(shè)備為夜晚調(diào)控狀態(tài)，RL的功率與總功率之比為1：3

C.當(dāng)Si、S2同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)R1和R2產(chǎn)生的熱量之比為2：1

D.當(dāng)Si、S2同時(shí)閉合時(shí)與Si、S2同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，兩電路的總功率之比為9：2

【解答】解：VRi：R2：RL=1：2：2,；.：R2=2RI,RL=2RI；

A、S閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，Ri和R2組成串聯(lián)電路，燈泡L斷路不發(fā)光，且電路中的電阻最大,

由公式P=%可知，此時(shí)電路中的電功率最小，為保溫狀態(tài)，所以是白天，故A正確；

B、S、Si、S2同時(shí)處于閉合狀態(tài)，R2被短一路，R1和燈泡L組成并聯(lián)電路，貝!JP總=PL+P1=方?

U2_U^_Q_3U2

可=弧+可=弧’

3U2U

所以，PL：P總=瓦:：-----=1：3；故B正確;

2Rr2Rr2Rr

2

C、S閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，Ri和R2串聯(lián)，Qi：Q2=pRit：IR2t=Ri：R2=l：2,故C錯(cuò)；

D、S、Si、S2同時(shí)處于閉合狀態(tài)，P總=PL+P1=焉；開(kāi)關(guān)S閉合，Si、S2斷開(kāi)時(shí)，Ri和R2串

聯(lián)，P總,=西'P總：P,^=嬴=%2,；所以故D正確。

/?i+2R]W

故選：ABDo

2.如圖所示，是探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。甲、乙兩圖中

的電源電壓是相同的，圖乙中RI=R2=R3=5Q.通電相同時(shí)間后（

A.甲圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為2：1

B.甲圖中，兩電阻串聯(lián)主要是為了保證通電時(shí)間相同

C.乙圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為4：1

D.乙圖中，若將右側(cè)容器上面的電阻拆除，右側(cè)發(fā)熱電阻的發(fā)熱量變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

【解答】解:

AB、由圖甲可知，兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過(guò)兩個(gè)電阻的電流是

相同的，通電時(shí)間也相同；在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，電阻之比

為5。：1OQ=1：2,所以左右兩電阻發(fā)熱量之比為1：2,故AB錯(cuò)誤；

C、乙圖中，電阻相同，通電時(shí)間相同，通過(guò)R1的電流電流是通過(guò)R2電流的2倍，根據(jù)Q=12Rt

可知，左右兩電阻發(fā)熱量之比為4：1,故C正確；

D、乙圖中，拆除前，由串并電路的電阻特點(diǎn)可知，電路總電阻：R=5C+2.5Q=7.5Q,

電路中電流：1=g=矣市通過(guò)右側(cè)電阻的電流為：―義廣=:-，

R7.5。27.5。15/2

拆除后，為串聯(lián)電路，電路中電流：1'=嶗*=磊；

由Q=12Rt可知，拆除后與拆除前的產(chǎn)生熱量之比：

Q尸（———）2Rt9225

——=-=——，右側(cè)發(fā)熱電阻的發(fā)熱量變?yōu)樵瓉?lái)的2.25倍，故D錯(cuò)誤。

Q前島）2Rt41

故選：Co

3,去年冬天較往年來(lái)得更早，降溫也更快，很多老師的辦公桌上早早放置了電熱桌墊（如圖）。好

奇的小科同學(xué)看到后，很想知道它的電熱原理，他查看說(shuō)明書(shū)后發(fā)現(xiàn)：該電熱桌墊由12伏電源

供電，發(fā)熱部分由兩根電熱絲組成，Ri、R2的阻值分別為6。、12C,該桌墊可通過(guò)調(diào)溫開(kāi)關(guān)控

制不同的電功率（不考慮溫度的變化對(duì)電阻的影響）。

（1）將開(kāi)關(guān)S撥到“cd”時(shí)，電熱桌墊處在擋（填“關(guān)”、“低溫”或“高溫”）。

（2）該電熱桌墊消耗的最大功率是多少瓦？

（3）當(dāng)電熱桌墊處于低溫?fù)鯐r(shí)，在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦？

【解答】解：（1）圖甲中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S在a、b位置時(shí)沒(méi)有電阻接入電路，處于關(guān)狀態(tài);

“2

當(dāng)開(kāi)關(guān)S在b、c位置，只有R2工作，電阻較大，根據(jù)P=小知電路處于低溫?fù)酰?/p>

K

當(dāng)S在c、d位置時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電阻較小，根據(jù)P=2?知電路處于高溫?fù)酰?/p>

K

（2）電熱桌墊消耗的最大功率是：

PC+Pi*+*曙+卷=36W；

（3）當(dāng)電熱桌墊處于低溫?fù)鯐r(shí)，在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：

Q=w=*=q錯(cuò)2X60s=720J。

Ko1ZJ2

答：（1）高溫；

（2）該電熱桌墊消耗的最大功率是為36W；

（3）當(dāng)電熱桌墊處于低溫?fù)鯐r(shí)，在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是720J。

4,具有防霧、除露、化霜功能的汽車(chē)智能后視鏡能保障行車(chē)安全，車(chē)主可通過(guò)旋鈕開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)功能

切換。如圖是該后視鏡的加熱原理圖，其中電源電壓為10V,四根電熱絲的電阻相同。防霧、

除露、化霜所需加熱功率依次增大，開(kāi)啟防霧功能時(shí)加熱功率為5W。小明同學(xué)由此得到如下結(jié)

論：

①開(kāi)關(guān)旋至“3”擋時(shí)，開(kāi)啟的是防霧功能

②開(kāi)關(guān)旋至“2”擋時(shí)，電路電阻為10。

③開(kāi)關(guān)從防霧擋撥到除露擋，電路中總電流變化了1A

④開(kāi)關(guān)置于化霜擋時(shí)，通電Imin,電流產(chǎn)生1200J的熱量

其中正確的是（）

A.①③B.②④C.②③D.③④

【解答】解：①由圖可知，當(dāng)旋鈕開(kāi)關(guān)旋至“1”時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可

“2

知，此時(shí)電路中的總電阻最大，由P=%可知，電路中的總功率最小，智能后視鏡處于防霧擋;

當(dāng)旋至“3”時(shí)，兩個(gè)電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻最小，總功

率最大，智能后視鏡處于化霜擋；

當(dāng)旋至“2”時(shí)，只有一個(gè)電阻工作，智能后視鏡處于除露擋，故①錯(cuò)誤；

U2_(10V)2

②由據(jù)P=%可知，防霧功能時(shí)電路中的總電阻：1i總==20。,

P5W

防霧

根據(jù)題意可知，四根電熱絲完全相同，所以每一根電熱絲的阻值：R=^<B=2X2OQ=1O。，

所以開(kāi)關(guān)旋至“2”擋時(shí)，電路電阻為10。，故②正確；

③防霧擋時(shí)電路中的電流：I霧=，-=^=0.5A,

總

除露擋時(shí)電路中的電流：I露=普=喘=1A,

K1UJZ

則開(kāi)關(guān)從防霧檔撥到除露檔，電路中總電流的變化：AI=IB-I,=1A-0.5A=0.5A,故③錯(cuò)誤；

④開(kāi)關(guān)置于化霜擋時(shí)的電功率：P霜=<+4+空配=20W,

開(kāi)關(guān)置于化霜檔時(shí)，通電Imin,電流產(chǎn)生的熱量：Q=W=Pat=20WX1X60s=1200J,故④正

確。

故選：Bo

5.空氣炸鍋可以不用或少用油制作炸制食品，深受廣大市民青睞。圖甲是具有“高溫”、“低溫”

兩個(gè)擋位的空氣炸鍋，圖乙是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，Ri、R2均為發(fā)熱電阻。已知空氣炸鍋的高溫

擋額定功率為990W,額定電壓為220V,R2阻值為88Q,求：

（1）如圖，開(kāi)關(guān)S接（選填“1”或“2”）是高溫?fù)酰藭r(shí)電路中的電流為A；

（2）空氣炸鍋中Ri=O；低溫?fù)躅~定功率為W；

(3)若用此空氣炸鍋加工薯?xiàng)l，原料薯?xiàng)l溫度為20℃,當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到170℃時(shí)恰好炸熟，求一

3

次炸熟200g薯?xiàng)l需要吸收的熱量J；[CS>=3.63X10J/(kg?℃)]

(4)在額定電壓下，使用空氣炸鍋低溫?fù)跬瓿?3)中薯?xiàng)l的烹制，空氣炸鍋電能轉(zhuǎn)化為熱能的

效率為75%,求烹制一次薯?xiàng)l需要的時(shí)間s?

【解答】解：(1)由圖乙所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電路中只有R2,R1被短，接根據(jù)P=/可以分

析此時(shí)為低溫?fù)?；?dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，電路中Ri、R2并聯(lián)，根據(jù)P=左可以分析此時(shí)為高溫?fù)酰?/p>

此時(shí)電路中的電流為：1=與=舞學(xué)=4.54；

U2

(2)根據(jù)額定電壓為220V,R2阻值為88。，可求得低溫?fù)躅~定功率，即R2功率，P2=

7

(220V)

=550WZ,

8812

已知空氣炸鍋的高溫?fù)躅~定功率，求得Ri功率，Pi=990W-550W=440W；

根據(jù)p=(可以求得空氣炸鍋中R1的阻值：&=夕=磬震=lion；

K卜144UW

(3)根據(jù)Q=cmAt可以求得薯?xiàng)l需要吸收的熱量：Q=c薯?xiàng)l小It=3.63x1。3〃(的.℃)x

0.2kgx(170℃-20℃)=1.089X105J；

(4)根據(jù)空氣炸鍋電能轉(zhuǎn)化為熱能的效率，可得烹制一次薯?xiàng)l消耗的電能：W=E=

”鞋此=1.452義1()5j,

根據(jù)t=:可得烹制一次薯?xiàng)l需要的時(shí)間：t=，=W箴%=264so

6.中醫(yī)藥是中華文化的瑰寶，在疾病治療方面具有不可替代的作用。圖甲為一款小型電中藥鍋，

其電路簡(jiǎn)圖如圖乙所示，通過(guò)開(kāi)關(guān)Si和S2的不同接法組合，可以實(shí)現(xiàn)三擋加熱功能，其中定

值電阻Ri、R2都是發(fā)熱電阻，其部分參數(shù)如表圖丙所示。在某次工作中，把鍋中的1kg中藥液

從25℃加熱到35℃,則中藥液吸收的熱量為J；若該中藥鍋以中溫?fù)醯墓?/p>

作電路給已煲好的中藥液溫?zé)?10s,實(shí)際消耗的電能為4X1()4J,則此時(shí)電路的實(shí)際電壓為

Vo[已知p藥液=lXl()3kg/m3,C藥液=4.2X1()3J/(kg>℃)]

甲乙

額定電壓/V220

額定功率/W高溫?fù)酰?80

中溫?fù)酰?40

低溫?fù)酰?20

【解答】解：中藥吸收的熱量：Q吸=c藥液m(t-to)=4.2X103J/(kg?℃)XlkgX(35℃-25℃)

=4.2X104J；

由圖乙可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)Si閉合，S2接1時(shí)，Ri、R2并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電

路中的總電阻最小，由P=%可知，電路中的總功率最大，電中藥鍋處于高溫?fù)酰?/p>

當(dāng)開(kāi)關(guān)Si打開(kāi)、S2接2時(shí)，Ri、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻

最大，由p=%可知，電路中的總功率最小，電中藥鍋處于低溫?fù)酰?/p>

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接2時(shí)，只有Ri工作，電中藥鍋處于中溫?fù)酰?/p>

由表格數(shù)據(jù)可知，電中藥鍋中溫?fù)醯墓β蔖中=440W,

由P4可知，Ri的阻值："5=吟需=11011；

Kr,—UIV

由W=%t可知，此時(shí)電路中的實(shí)際電壓：1；實(shí)=)苧=『XI鬻JOO=200V。

故答案為：4.2X104；2000

7.電路如圖甲所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1上標(biāo)有“XQ0.5A”，自制迷你電阻箱R2上

標(biāo)有“YQ1A”，電流表量程為“0?0.6A”，兩個(gè)電壓表的量程都是“。?15V”。在保證電路各

元件安全的前提下，改變電阻箱阻值，利用得到的數(shù)據(jù)繪制圖象，圖乙是某電壓表示數(shù)與電流

表示數(shù)變化的關(guān)系圖，圖丙是某電壓表示數(shù)與某電阻阻值的關(guān)系圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷下列說(shuō)

法正確的是（)

B.電壓表V2的示數(shù)范圍是3V?6V

C.通電10s電路產(chǎn)生的最多電熱是48J

D.電流表的示數(shù)范圍是0.3A~0.5A

【解答】解：由圖甲可知兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表V1測(cè)定值電阻兩端的電壓，電壓表V2測(cè)

電阻箱兩端的電壓，

A、根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結(jié)合歐姆定律可知隨著電阻箱接入電路電阻的增大，通過(guò)電路的電流

變小，由U=IR可知定值電阻Ri兩端的電壓隨電流的變小而變小，即定值電阻Ri兩端的電壓隨

電阻箱接入電路電阻的增大而減小，串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，所以電阻箱兩端的電

壓隨電阻箱接入電路電阻的增大而增大，則圖丙是電壓表V1的示數(shù)隨電阻箱接入電路的阻值變

化的圖象，圖乙是電壓表V2的示數(shù)隨電流的增大而減小，

圖乙中傾斜直線與縱軸相交時(shí)電流為0,交點(diǎn)的值表示電阻箱斷路時(shí)（電流為0）V2的示數(shù)，由

串聯(lián)分壓的規(guī)律可知此時(shí)V2的示數(shù)等于電源電壓，由圖乙可知電源電壓為8V,由圖丙可知電阻

箱接入電路的最大阻值為