2021年中考物理真題練習-電熱、電力計算題

2021年中考物理真題專題練習一電熱、電力計算題

1、(2021天津)額定功率為1000W的電熱水壺正常工作時，把質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到100℃。

已知c水=4.2xl03j/(kg，C),不計熱量損失，求：

(1)水吸收的熱量；

(2)加熱所需的時間。

答案：(1)解：水吸收的熱量

Q=cm(t-=4.2x103J/(kg-77)xIkgx(10077-20U)=3.36x10s]

答:水吸收的熱量3.36x105J；

(2)加熱所需的時間t=史=幺=河底事;J=336s

PP1000W

答：加熱所需的時間336s。

解析：(1)結合水的質(zhì)量和溫度變化量，利用比熱容公式求求解水吸收的熱量；

(2)結合水吸收的熱量，利用功率公式求解用電器工作的時間即可。

2、(2021四川眉山)如圖所示是某種電熱器工作的部分電路圖，電源電壓U=220V不變，兩根電熱

絲的電阻關系為Ri=2R?,通過旋轉扇形開關S,接觸不同觸點，

實現(xiàn)高、低兩個檔位的轉換，低溫檔時的發(fā)熱功率為440W。求:

(1)Ri和R2的電阻值；

(2)電熱器處于高溫檔時的總功率；

(3)如果在高溫檔下工作7min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在一-

個標準大氣壓下這些熱量能夠讓2Kg、40。。的水，溫度升高多

少？(水的比熱容為c=4.2xl()3j/(kg：C))

答案：(1)110Q；55Q;(2)1320W;(3)60℃

解析：(1)旋轉開關當｝接C時，僅用連入電路，電熱器處于低溫檔。

由電功率公式

U2

P=UI=——

R

得

所以

R,=-R,=-xllOQ=55Q

2'2

（2）旋轉開關，當｝接d,“接c時，R|和&并聯(lián)，電熱器處于高溫檔。

飛發(fā)熱功率

P2=UI,=（220V）-=88OW

22

R255Q

發(fā)熱總功率

p=《+R=440W+880W=1320W

（3）高溫檔7min產(chǎn)生熱量

Q恢=W=B=1320Wx420s=5.544xlO5J

水吸熱

Q吸=%=5.544X105J=5.544X105J

由。及=。力?,_%）得

t=t=40C+--------5.5］xIO,?-------=40c+66c=106c

cm4.2xlO3J/（kg,℃）x2kg

在1個標準大氣壓下水沸點為100。（2,水沸騰過程中水溫不再升高，不會達到106。（2,所以水末溫

應為100。（2,水升高的溫度

100℃-40℃=60℃

答：⑴&和4的電阻值分別為HOC、55。；

（2）電熱器處于高溫檔時的總功率為1320W；

（3）如果在高溫檔下工作7min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在一個標準大氣壓下這些熱量能夠讓

2kg、40。€：的水，溫度升高為60C。

3、（2021山東東營）為實現(xiàn)自動控制，小明同學利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計）制作了具

有延時加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示?？刂齐娐分?，電壓U1=3V,

定值電阻R0=50C,熱敏電阻R阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示；工作電路中，電壓U2=220V,

Ri=836C,R2=44C。已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg,水溫達到80℃時銜鐵會跳起。［水的比熱容為

4.2x103J/（kg?℃）］

^RQ.

(1)請結合此電路，簡要說明電磁繼電器的工作原理。

(2)求銜鐵剛跳起時，通過電磁鐵線圈的電流。

(3)求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率。

(4)當調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中水吸收的熱量及

恒溫調(diào)奶器的加熱效率。

解析：(1)水溫達到80℃前，電磁鐵把銜鐵吸下，使銜鐵與b觸點接通，R2接入工作電路，處于加

熱狀態(tài)；水溫達到80C時，銜鐵被彈簧拉起，使銜鐵與a觸點接通，Ri和R2串聯(lián)接入工作電路，處

于保溫狀態(tài)；

(2)由圖可知當溫度為80C時，熱敏電阻的阻值為100。，串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，所

以控制電路的總電阻為：

R控=1<+1<0=100。+50。=150。，

銜鐵剛彈起時，通過電磁鐵線圈的電流：

53V

1=六=二［=0.02A,

R控150Q

(3)R1和R2串聯(lián)接入工作電路，處于保溫狀態(tài)，保溫功率為：

P=_U!_=_(220V1L=55W

R1+R2836^+44O'

(4)水吸收的熱量為：

Q=c水mAt=4.2xlO^/fkg^C)x2kgx(80℃-25℃)=4.62x105J,

恒溫調(diào)奶器加熱狀態(tài)小的電功率：

P=-=(220V)2=1100w；

R244O

500s內(nèi)消耗的電能：

W=Pt=1100Wx500s=5.5x105J,

恒溫調(diào)奶器的加熱效率：

11=2x100%=生經(jīng)包號*00%=84%。

w5.5X10bJ

答：（1）水溫達到80℃前，電磁鐵把銜鐵吸下，使銜鐵與b觸點接通，R2接入工作電路，處于加熱

狀態(tài)；水溫達到80C時，銜鐵被彈簧拉起，使銜鐵與a觸點接通，Ri和R2串聯(lián)接入工作電路，處于

保溫狀態(tài)；

（2）銜鐵剛跳起時，通過電磁鐵線圈的電流為0.02A；

（3）工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率為55W;

（4）此過程中水吸收的熱量為4.62xl（Fj,恒溫調(diào)奶器的加熱效率為84%。

4、（2021四川廣安）在抗擊新冠肺炎疫情期間，中醫(yī)為診療發(fā)揮了積極作用，成為世界矚目的“中

國戰(zhàn)法”重要組成部分。如圖甲所示為小藝同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個檔位，工作電

路簡化為圖乙所示，其中S/為檔位開關，Ri、R2為定值電阻，A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當

電中藥壺處于猛火檔時，紅燈亮；處于文火檔時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V,猛火檔

的額定功率為2420W,R2=180歐。

（1）判斷A燈是紅燈還是綠燈；

（2）求電中藥壺文火檔的額定功率；

（3）暑假的一天晚上，小藝用電中藥壺幫奶奶熬藥，先用猛火檔加熱6min至沸騰后，再用文火檔慢

熬30min,共消耗電能0.3KW?h,由此計算電中藥壺的實際電壓。

答案：（1）紅燈；（2）242W；（3）200V

5、（2021蘇州）小明為寵物保溫箱設計了一個電加熱器，其內(nèi)

部電路如圖所示，S為旋轉型開關，通過旋轉開關S,可實（2021

蘇州）現(xiàn)從低溫到中溫、高溫的轉換，保溫箱及加熱器的部分

5題

參數(shù)如表所示，求:

（1）保溫箱內(nèi)空氣溫度從10℃升高到32。。需要吸收的熱量;

（2）電加熱器電路中R2的阻值；

（3）要完成（1）中的升溫要求，至少霜要的加熱時間。

物理量參數(shù)

加熱器工作電壓220V

中溫檔功率now

低溫檔功率44W

電阻R3440C

加熱效率n80%

保溫箱空氣質(zhì)量ml-5kg

空氣比熱容cO.8xlO3J/(kg-℃)

答案：⑴Q=cm\t=0.8x103J/(kg?℃)x1.5kgx(32℃-10℃)=2.64x104J

U2

（2）當旋轉開關同時接通2、3接線柱時，R1被短路，-P&=—,

nU2(220V)2

/y)=--=--------=440Q

?A，HOW

（3）當旋轉開關同時接通3、4接線柱時，R2、R3并聯(lián)在電源兩端,

U2_(220V)2

now,p^=p2+pi=110W+110W=220W

6&440。

Q=P搞5

Q2.64xio4j

=150s

生力-220Wx80%

6、（2021山西）小偉家的電熱飲水機通過旋鈕開關可以實現(xiàn)加熱和保溫兩個擋位的切換。小偉查閱

資料得到飲水機的部分信息如表。飲水機正常加熱7min,可將質(zhì)量為1kg的水從20℃加熱到沸騰（標

準大氣壓），然后轉入保溫狀態(tài)。請你結合小偉的調(diào)查研究，解決下列問題：

（D在圖中虛線框內(nèi)畫出導線、電阻Rt和電阻R2三個元件的符號，將飲水機的電路圖連接完整。（旋

鈕開關位于a、a點，表示a與a接通）

（2）加熱過程中，飲水機的加熱效率。［水的比熱容4.2x103j/（kg,c）］

額定電壓U/V*220Q

加熱功率R/W。1000c

保溫功率是"V。100P4

電阻&/如435.6^

電阻|48.g

答案：（1）如圖所示，左圖：aa為斷開；bb為加熱；cc為保溫。右圖：aa為斷開；bb為保溫；cc為

加熱；

⑵加熱過程中，飲水機的加熱效率是80%。

7、（2021湖南張家界）百善孝為先，我們可以從點點滴滴的小事做起。

佳佳將自己的壓歲錢省下來給奶奶買了一款足浴盆。這款足浴盆工作時

的簡化電路如圖，它有加熱功能和按摩功能。電動機線圈電阻為4。，加

熱電阻正常工作時電功率為IkW,電源電壓220V穩(wěn)定不變。

（1）啟動按摩功能時，電動機啟動，通過電動機線圈的電流為01A,

按摩20min,電動機線圈產(chǎn)生的熱量是多少？

(2)加熱電阻正常工作時的電阻是多少？

(3)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為20。。的水升高至40C,水吸收的熱量為多少？若加熱時間

為420s,它的電加熱效率為多少?%=4.2x103〃(kg「c)]

答案：(1)按摩2()min,電動機線圈產(chǎn)生的熱量是48J；

(2)加熱電阻正常工作時的電阻48.4C；

(3)足浴盆的加熱效率是80%。

8、(2021貴州黔東南州)如圖甲是某電熱水壺的電路圖，銘牌如圖乙。R為加熱器，溫控器S是

一個雙金屬片溫控開關，當溫度較低時，其處于閉合狀態(tài)，加熱器加熱。當水沸騰后，S會自動斷開

進入保溫狀態(tài)，從而實現(xiàn)了自動溫度開關控制(設加熱器電阻阻值一定)。[已知:水的比熱容

C=4.2xlO3J/(kg-℃),lL=10-3m3]o求:

(1)該電熱水壺正常加熱工作時，其加熱器的阻值是多少？

(2)該電熱水壺正常加熱工作時，對加熱器通電10s產(chǎn)生的熱量是多少？

(3)將電熱水壺裝滿初溫為25℃的水加熱到75℃,水吸收的熱量是多少？

(4)用如圖丙所示的電能表單獨測量該電熱水壺消耗的電能，實際加熱時。3min電能表中間

的鋁質(zhì)圓盤轉動了24轉，此時電路消耗的實際功率是多少？

型號rXXX單相電能表

1巾|9|6|7回

額定電壓：220V

kW-h

額定加熱功率：1000W

頻率：50Hz220V50Hz5(2O)A

水壺的容積：2.5L600r/(kWh)

2000年1月

甲乙丙

答案：(1)48.4ft

(2)10000J

(3)2.5kg

(4)0.8kW=800W

9、(2021黑龍江綏化)一個電熱水壺，其銘牌標注了額定電壓為220V,額定功率為1800W。該電

熱水壺正常工作時，將1.5L水加熱，使溫度從20℃升高到80℃,所用時間為250s,則該電熱水壺的

加熱效率是

A.75%B.84%。C.88%D.95%

答案：B

10、（2021福建）如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡化電路圖，Ri、R2均為發(fā)熱電阻，R的阻值為484Q,

加熱檔功率為1200Wo用此電蒸鍋對質(zhì)量為1.2kg的

色

水加熱使其溫度升高75°C,需要的時間為375s,已知3

c水=4.2xl（）3j/（kg?℃）o

8

求：（1）保溫檔的功率；

（2）電阻R2的阻值;

（3）電蒸鍋的加熱效率。~~~O220VO

答案：（1）100W;（2）44。；（3）84%10題

解析：（1）閉合開關S1,斷開開關S2,電路中只有

R1接入電路，此時電路處于保溫檔，保溫檔功率

t/2_(220V)2

=100W

飛484c

（2）閉合開關Sl、S2,電路中只有RI、R2并聯(lián)接入電路，電路處于加熱檔，R2的功率

H=%—%=1200W—100W=l100W

〃2

由2=一可知，R2的電阻

R

(220V)2

=44Q

1100W

（3）水溫度升高75c吸收的熱量

Q^=cmM=4.2x1()3j/kg?Cx1.2kgx75℃=3.78xlO5J

這個過程消耗的電能

5

W=P,：nt=1200WX375S=4.5X10J

電蒸鍋的加熱效率

_3.78xlO5J

=84%

~W~4.5X105J

答：（1）保溫檔的功率為ioow；

（2）電阻R2的阻值44。；

(3)電蒸鍋的加熱效率為84%。

11、(2021黑龍江齊齊哈爾)父親節(jié)到了，小明媽媽為爺爺買了一個電熱足浴盆，內(nèi)部由加熱系統(tǒng)

和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220V,額定功率為605W。

求：

(1)該電熱是浴盆加熱系統(tǒng)是利用電流的__________工作的。

(2)小明幫爺爺泡腳前，問是浴盆中加入6Kg初溫為2(TC的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作

15min將水加熱到40℃,則此加熱過程中水吸收的熱量是多少？(水的比熱容

c=4.2xlO3J/(kg.℃))

(3)加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作15min消耗的電能是多少？

(4)當小明家的實際電壓是200V時，加熱電阻工作的實際電功率是多少？(忽略溫度對電阻的影

響)

(1)熱效應----------------------------------------------------------(1分)

(2)水吸收的熱量

答案：

Q=c岫=4.2x103J/(kg.℃)x6kgx(40℃-20℃)=5.04xl05J

或。=刖?！?)=4.2xio3J/(kg.℃)X6kgX(40℃-20℃)=5.04xIO54

(2分)

⑶W=P/=605Wx900s=5.445x1()5/.........................(2分)

(4)R=%I=(22(M：=8OQ...................................(2分)

P605W

t￡=(200V￡=500wz......................................(2分)

實R80Q

評分說明：(1)其它做法只要正確也可給分(2)計算性錯誤不累計扣分

12.(2021浙江舟山)學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作“電熱水壺”的項目化學習。

【項目任務】制作一款電熱水壺。經(jīng)過小組同學討論后確定電熱水壺的要求如下：

容積：1L；

功能：①加熱：②保溫；

性能：能在7分鐘內(nèi)將1L水從20℃加熱到100℃(不計熱量損失)。

【方案設計】為實現(xiàn)上述功能，同學們利用兩個不同阻值的電阻(RI<R2)進行設計，其中方案一如

圖所示。利用方案一中的器材，請將方案二的電路補充完整。

220Vo-----<-

F

方案一方案二

【器材選擇】若該壺是按照方案一設計的，根據(jù)項目任務中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值最大為

多少歐姆?[Qig=cm(t-t?),c水=4.2xl()3j/(kg.℃)]

【方案反思】有同學認為電器設計還應考慮使用安全，從安全角度提出一條設計建議在加熱的支

路上增加一個溫度控制開關。

【項目制作】……

解析：【方案設計】

方案一，電路中兩電阻串聯(lián)，閉合開關S后，當開關由閉合時，電路為Ri的簡單電路，電路的電阻

較小，電功率較大，為加熱狀態(tài)；當開關&斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路的電阻較大，電功率較小，

為保溫狀態(tài)；

轉換達到改變電路中電阻的大小，從而改變電熱水壺的電功率，以實現(xiàn)加熱和保溫功能；

為了實現(xiàn)上述功能，還可以將兩電阻并聯(lián)，通過開關轉換實現(xiàn)，電路圖如圖所示：

當閉合開關S時，為保溫狀態(tài)，再閉合S1為加熱狀態(tài)；

【器材選擇】

由題知，方案一中能在7分鐘內(nèi)將1L水從2QC加熱到100℃,

水的質(zhì)量：

m=pV=lxl0Jkg/m3xlx10-3m3=1kg,

水吸收的熱量：

0吸=?11(t-to)=4.2xlO3J/(kg?℃)xlkgx(100℃-20℃)=3.36xlO5J,

不計熱量損失，電熱水壺消耗的電能：W=Q吸，

電熱水壺的加熱率：

P=2=Q吸=3.36><105」=即“\藺

tt7X60S

由p=u_可得，

即選擇的加熱電阻阻值最大為60.5Q；

【方案反思】

為了保證使用的安全，可以在加熱的支路上增加一個溫度控制開關,避免水加熱至沸騰后仍持續(xù)加熱。

【答案】【方案設計】見上圖；

【器材選擇】方案一，選擇的加熱電阻阻值最大60.5。；

【方案反思】在加熱的支路上增加一個溫度控制開關。

13、(2021山東臨沂).某品牌電熱水瓶具有加熱和電動出水兩種功能，其簡化電路如圖所示，其

中RI是額定功率為2000W的電熱絲，R?是阻值為130c的分壓電阻，電磁泵的額定電壓為12V,在

1標準大氣壓下，將初溫為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水裝入電

熱水瓶，正常加熱8min20s將水燒開，已知水的比熱容為gk3

4.2xlO?J/(kg-℃),求該電熱水瓶：—II?/

(1)此次加熱水的效率；R2電磁泵‘2

(2)電磁泵的額定功率。----------Oo--------------------

220V

答案:(1)84%;(2)19.2W

解析：(1)水升溫

。=100℃-20℃=80℃

水吸熱

Q=cm\t=4.2x103J/(kg?℃)x2.5kgx80℃=8.4xlO5J

電熱絲消耗電能

W=Pt=2000Wx(8x60s+20s)=IO,J

此次加熱水的效率

n?4X105T

=—xlOO%=——xlOO%=84%

W106J

(2)R2分壓

U2=U-UM=220V-12V=208V

電磁泵支路電流為

208V

1.6A

,啜130Q

電磁泵的額定功率

P=UM/=12VX1.6A=19.2W

答：(1)此次加熱水的效率84%;

(2)電磁泵的額定功率19.2W。

14、(2021湖南邵陽)下表是李華同學家飲水機的銘牌參數(shù)，學習電學知識后，他好奇飲水機的工

作原理，請教老師后得到飲水機的電路原理圖如圖所示。，當蓄水箱中裝滿水時，請你幫他解決如下

問題：

額定電壓。220VP—O220V0~4------

I加熱有500WQ

——，

額定功率2R工

保溫。2

蓄水箱的容積。1L-A

(1)蓄水箱中水的質(zhì)量是多少?(p=1.0xl03kg/m3)

(2)如果飲水機把蓄水箱中的水從75C加熱到95c用了210s,求此飲水機的加熱效率。

(c水=4.2x103j/(kg℃))

(3)銘牌上的保溫功率已模糊不清，已知A=988。，求飲水機的保溫功率。

答案：(1)1kg;(2)80%;(3)48.99W

15、(2021甘肅威武)如圖甲所示是某家用多功能電燉鍋，深受消費者認可和青睞。它有三段溫控

功能：高溫燉，中溫煮和低溫熬，圖乙是它的簡化電路圖，下表是該電燉鍋的部分參數(shù)。

(夕水=1x103kg/m3,c水=4.2x103J/(kg?℃),g=10N/kg)

項目參數(shù)

電源電壓(V)220

中溫檔功率(W)400

高溫檔功率(W)1100

容積(L)1

(1)開關S「S2處于什么狀態(tài)，電燉鍋為低溫檔，說明判斷依據(jù)；

(2)求為、%的阻值;

(3)在標準大氣壓下，使用高溫檔將初溫是12c的一鍋水燒開，若電燉鍋高溫檔加熱效率為80%,

求燒開一鍋水需要的時間。

U2

答案：(1)開關Si處于斷開，S2接在A,此時兩電阻串聯(lián)，根據(jù)尸=U/=2,電源電壓不變，總

R

電阻最大時，電功率最小，故此時的電燉鍋為低溫檔。

(2)Ri=121歐R2=69.14歐

(3)7min

16、(2021江西)如表一所示是小紅同學家燃氣熱水器正常工作時顯示的部分參數(shù)。已知水的初

溫為20℃,C水=4.2x103〃(kg」C),求：

表一表二

燃氣熱水器即熱式電熱水器

設定溫度50℃額定功率7(XX)W

氣量1.0m3/h額定電壓220V

水量50L/min額定頻率50Hz

(1)燃氣熱水器正常工作lOmin流出的熱水的質(zhì)量;

（2）燃氣熱水器正常工作lOmin流出的熱水所吸收的熱量；

（3）小紅同學觀察到學校用是即熱式電熱水器，銘牌如表二所示。若要得（2）問中熱水所吸收的

熱量，即熱式電熱水器需正常工作16min40s,則該即熱式電熱水器的加熱效率為多少？

（4）請寫出使用電能的兩個優(yōu)點。

答案：（1）50kg;（2）6300000；（3）90%；（4）環(huán)保、方便

17、（2021四川自貢）如圖甲是食堂為餐具消毒、烘干的保潔消毒柜，其內(nèi)部電路如圖乙所示，Si

為溫控開關，S2為門控開關，R為石英加熱管。消毒柜的總功率為1250W,其中臭氧發(fā)生器的功率

為150Wo求：

（1）正常工作時通過石英加熱管R的電流為多大？

（2）在貨架上放100kg的不銹鋼餐具，將其從26c加熱到70C,若電流產(chǎn)生的熱量有20%損失，消

毒柜石英加熱管需要正常工作多長時間？[c鋼=0.46x103j/（kg」c）]

解析：（1）因電路中的總功率等于各用電器功率之和,

所以，石英加熱管R的功率:

PR=P總-P發(fā)生器=1250W-150W=1100W,

由p=UI可得，通過石英加熱管R的電流:

PR__1100W

5A；

U_~220V

（2）不銹鋼餐具吸收的熱量:

Q吸=c^m(f-tO)=0.46xl03J/(kg?℃)xlOOkgx(70℃-26℃)=2.024x10”,

電流產(chǎn)生的熱量有20%損失，由1]=9]艮可得，加熱管消耗的電能:

W

W，=_^=2.024Xl()6j=2.53xio6J,

1-20%80%

則石英加熱管正常工作需要的加熱時間：

t"=先得滬=23。*

【答】（1）正常工作時通過石英加熱管R的電流為5A;

（2）消毒柜石英加熱管需要正常工作的時間為2300s。

18、（2021浙江嘉興）學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作“電熱水壺''的項目化學習。

【項目任務】制作一款電熱水壺。經(jīng)過小組同學討論后確定電熱水壺的要求如下：容積：1L:

功能：①加熱：②保溫：

性能：能在7分鐘內(nèi)將1L水從20C加熱到100C（不計熱量損失）。

（1）【方案設計】為實現(xiàn)上述功能，同學們利用兩個不同阻值的電阻（R1<R2）進行設計，其中方

案一如圖所示。利用方案一中的器材，請將方案二的電路補充完整

（2）【器材選擇】若該壺是按照方案一設計的，根據(jù)項目任務中的性能要求，選擇的加熱電阻阻值

最大為多少歐姆?[Q吸=cm(t-to),cz|<=4.2xlO3J/(kg℃)]

（3）【方案反思】有同學認為電器設計還應考慮使用安全，從安全角度提出一條設計建議.

【項目制作】

答案:

(2)解：m=pV=1.0xl0Jkg/m3xlx]03mJ=lkg

Q吸=cm(t-t?)=4.2xlO3J/(kg℃)xlkgx(100℃-20℃)=3.36x105J

VW=Pt=Q:.P=2=6X1。,_go。卬

t7X60S

VP=:./?=—=^^=60.5/2

RP800W

答：選擇的加熱電阻阻值最大為60.5。

（3）在加熱的支路上增加溫度控制開關（合理即可）

分析：（1）根據(jù)功率的公式P=軻知，在電壓相同時，只有使總電阻變小，才能使總功率變大,

據(jù)此分析解答。

（2）根據(jù)密度公式m=pV計算出水的質(zhì)量，根據(jù)公式。吸=51（1。）計算出水吸收的熱量，再根據(jù)公

式P=?計算出加熱電阻的功率，最后根據(jù)R=式計算出加熱電阻的阻值。

（3）如果人大意了沒有按時關閉電源，那么加熱時間過長，可能會發(fā)生火災，因此可以在電路上安

裝溫控開關，讓其到達溫度后自動斷開，這樣會更安全。

解析：（1）根據(jù)功率的公式「=軻知，在電壓相同時，只有使總電阻變小，才能使總功率變大。

方案一：將兩個電阻串聯(lián)，開關與其中一個電阻并聯(lián)。當這個開關閉合后，短路電阻，這時總電阻變

小，總功率增大，符合要求；

方案二：將兩個電阻并聯(lián)，一個開關與其中一個電阻串聯(lián)。閉合這個開關后，總電阻變小，總功率增

大，符合要求，如下圖所示：

1—□——~

19、（2021山東淄博）（8分）如圖是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電流的關系實驗裝置。燒瓶中

煤油的質(zhì)量為200g,電阻絲R的阻值為20C。電路中電源電壓為12V且保持不變，滑動變阻器的規(guī)

格為“50。1A"。閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當電流表示數(shù)為0.5A時，通電5min觀察到燒瓶

中煤油的溫度從25℃升高了3℃。［c煤油=2.1xlO3J/（kg--C）］求:

（1）滑動變阻器連入電路的阻值。（2）煤油吸收的熱量。

（3）電阻絲的加熱效率。

分析：（1）根據(jù)1=馬算出電路的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律算出滑動變阻器連入電路的阻

R

值；

（2）根據(jù)Q呱=c煤油mAt算出煤油吸收的熱量;

(3)根據(jù)W=Q=PRt算出5min內(nèi)電阻絲消耗的電能，由效率公式算出電阻絲的加熱效率。

解析：(1)根據(jù)1=U5知，電路的總電阻為：口總=u；=1三2V=24。，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可

RI0.5A

知，滑動變阻器連入電路的阻值為：R滑=11總-1t=24。-20。=4。；

(2)煤油吸收的熱量為：Q吸=c煤油mAt=2.1xlO3J/(kg?℃)x0.2kgx3c=L26xlO3J；

(3)5min內(nèi)電阻絲消耗的電能為：W=Q=I2Rt=(0.5A)2x20ftx5x60s=1500J,電阻絲的加熱效

率為：口=4^x100%=Jx100%=84%。

w1500J

20、(2021福建)為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場的儲水箱設計了一個自動抽水控制裝置。如圖，水箱高

為1m,容積為OBnA在空水箱底部豎直放置一重5N的長方體，長方體高為1m、底面積為0.02m2,

上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻

值隨壓力尸的增大而減小，部分數(shù)據(jù)如下表。控制電路電源電壓U=12V,定值電阻Ro為保護電阻。

當控制電路的電流20.5A時，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開，水泵停止給儲水箱抽水。

(1)若水泵的額定功率為440W,正常工作時通過的電流是多少？

(2)要使儲水箱裝滿水時水泵恰能自動停止工作，陽應多少？

(3)從水箱頂部給空水箱注滿水過程中，水的重力所做的功是多少?

壓力F/N180185190195200

壓敏電阻R/C1817161412

答案：(1)2A；(2)10Q；(3)3900J

解析：解：(1)正常工作時通過的電流是

p440W-、

I=——=---------=2A

U220V

(2)長方體體積

V=Sh=0.02m2xlni=0.02m3

裝滿水時長方體浮力為

F浮=pgV=103kg/m3x10N/kgx0.02mJ=200N

對壓敏電阻壓力

F=200N-5N=195N

此時壓敏電阻為14。，R0應為

U12V

R0=~—R=--------14Q=10Q

P/,0.5A

（3）水體積為

匕=環(huán)_V=0.8m3-0.02m3=0.78m3

水的重力