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专题 12 《焦耳定律》压轴培优题型训练【七大题型】
一．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共4小题）
二．焦耳定律的简单计算（共6小题）
三．焦耳定律推导公式的应用（共4小题）
四．焦耳定律的比例计算（共2小题）
五．电热的多挡问题（共8小题）
六．电热的综合计算（共12小题）
七．非纯电阻电路的相关计算（共5小题）
一．探究影响电流通过导体时产生热量的因素（共4小题）
1．（多选）如图所示的实验装置：三个相同的烧瓶A、B、C内分别盛有质量和初温均相
等的水或煤油，瓶中电阻丝的阻值分别为R 、R 、R 且R ＝R ＞R ．当闭合开关S，
A B C A C B
通电一段时间后（三个烧瓶中的液体均未达到沸腾），下列判断正确的是（ ）（均
不计热损失，比热容c水 ＞c煤油 ）
A．三个烧瓶中的液体末温由低到高顺序：t ＜t ＜t
C A B
B．选择烧瓶A、B作为研究对象，可以粗略地探究电热的多少与电阻大小有关
C．选择烧瓶B、C作为研究对象，可以粗略地探究物质的吸热能力
D．烧瓶C中水的末温虽然比烧瓶A中煤油的末温低，但是它们增加的内能是一样多的
2．如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲 、R乙 的电阻丝，且电阻丝的阻值大小不相等，瓶中插入温度计a、b．
（1）利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、
初温都相同的煤油闭合开关一段时间，可以通过温度计 情况，判断电阻丝产生热
量的多少。此方案是探究 和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与 大
小的关系。
（2）在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值 R甲 ＝R乙 时，
可以比较不同物质的吸热能量。若温度计 a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内
液体的比热容关系是c甲 c乙 。
3．采用如图的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加
热后膨胀，使U形管中的液面发生变化，通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电
阻丝的发热多少。
（1）利用如图甲所示的装置探究电流产生的热量跟电阻的关系，应把两电阻
（填“串联”或“并联”），通电一段时间 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电
阻丝产生的热量多。
（2）利用如图乙所示的装置可探究电流产生的热量跟 的关系，需要控制 相
同。
4．我们知道：“电流通过导体时产生的热量，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。”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q＝I2Rt．小明想通过实验
验证这个规律中Q与R的关系，他设计了图（甲）、（乙）所示的两个实验，他的方法
是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热，然后观察插在煤油中的温度计示数，就可以对比电阻
丝放热的多少。请你应用所学知识分析回答下列问题：（1）他应该选用实验电路 来完成他的验证实验（选填“甲”或“乙”）。
（2）如果他采用实验电路（乙），已知两个电阻丝的电阻大小关系是R ＜R ，那么闭
3 4
合开关后，经过相同的时间，温度计c和d中示数变化较大的应该是 。
二．焦耳定律的简单计算（共6小题）
5．电阻R 和R 阻值之比是1：2，若把R 和R 串联后接在电源两端，在t时间内产生的
1 2 1 2
总热量为Q ，把R 和R 并联后接在同一电源两端，在相同时间内产生的热量为Q ，则
1 1 2 2
Q ：Q 为（ ）
1 2
A．1：3 B．2：9 C．1：2 D．1：4
6．（多选）在如图甲所示的电路中，定值电阻R 的阻值为5 ，若只闭合S 和S 时，电
2 1 2
压表的示数为4V。若只闭合S
1
和S
3
，滑动变阻器R
1
的滑片 ΩP位于中点时，电压表的示
数为2V。图乙是电路中额定电压为4V的小灯泡的I﹣U关系图象，下列说法正确的是
（ ）
A．小灯泡正常发光时电阻为5
B．电源电压为8V
Ω
C．只闭合S 和S 时，10s内电流通过R 产生的热量为48J
1 2 2
D．若将电压表换成电流表，开关均闭合时，电路中的最小电功率为16W
7．如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部
分电能变成内能。已知线圈电阻1.5 ，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质
量540g，以10m/s匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦。物体上升20s的过程中。求：
Ω
（1）电压表读数；
（2）电流通过线圈产生的热量；（3）提升物体的有用功；
（4）电动机工作效率。
8．如图所示，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A 、电流表A的量程均为0～
1
0.6A，电源电压保持不变。将滑动变阻器的滑片P滑至b端。
（1）断开S 、闭合S ，电压表的示数为6.0V，电流表A的示数为0.30A．求滑动变阻
1 2
器的最大阻值以及它在1min内产生的热量；
（2）闭合S 、S ，电流表A 的示数为0.10A，求R 的阻值；
1 2 1 1
（3）断开S 、S ，为了保证电路的安全，求滑动变阻器的阻值调节范围。
1 2
9．如图所示，电源电压为12V保持不变，小灯泡L的规格为“6Vㅤ3W”滑动变阻器的最
大阻值为12 ，电流表的量程为0～3A。
（1）当开关S 、S 都断开时，小灯泡L恰能正常发光，则定值电阻R 的阻值为多大？
Ω 1 2 1
在5min内电流通过R 产生的热量是多少？
1
（2）当开关S 、S 均闭合时，要使电流表安全使用，滑动变阻器 R 接入电路的阻值最
1 2 2
小是多少？此时R 消耗的功率是多少？
2
10．如图所示电路，电源电压恒为12V，电阻R 的阻值为5 ，滑动变阻器R 上标有
1 2
“10 3A”的字样，小灯泡L上标有“12V 6W”的字样，电流表的量程为0～3A。
Ω
（1）当开关S 、S 、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量；
Ω 1 2（2）当开关S 、S 、S都闭合，电流表的示数为2A时，求R 消耗的电功率；
1 2 2
（3）当开关S 、S 都断开，S闭合时，电流表的示数是1A，求滑动变阻器R 接入电路
1 2 2
的阻值。
三．焦耳定律推导公式的应用（共4小题）
11．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为 12V，滑动变阻器的最大阻值
为15 ，闭合开关S后，当滑片P从最右端向左滑动过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如
图乙所示。则小灯泡的额定功率为 W，电源电压为 V，当小灯泡正常发光
Ω
时，滑动变阻器1min内产生的热量为 J。
12．如图所示电路，电源电压12V保持不变，R ＝12 ，小灯泡L的规格为“6V 3W”，
1
滑动变阻器R
2
的最大阻值为12 ，电流表的量程为 Ω0～3A．求：（画出下列每小题的等
效电路图）
Ω
（1）只闭合S 时，小灯泡L恰好正常发光，求R 的阻值；在10min内电流通过电阻R
1 1 1
所产生的热量是多少？
（2）当开关均闭合时，要使电流表安全使用，求滑动变阻器接入电路的阻值范围；求
滑动变阻器R 的电功率的变化范围。
2
13．如图所示电路的电源电压保持不变，电阻R ＝5 ，R ＝15 ．若开关S 、S 都断开时，
1 2 1 2
电流表示数为0.2A，开关S
1
、S
2
都闭合时，电流表
Ω
示数为0.9ΩA，求：
（1）电源电压；
（2）开关S 、S 都断开时，电路中的总功率；
1 2（3）开关S 、S 都闭合时，电阻R 在100s时间内产生的热量。
1 2 3
14．如图，电源电压恒定，R 、R 是定值电阻，R ＝20 ，滑动变阻器R 标有“40
1 2 1 3
0.5A”字样。只闭合开关S
1
，电流表的示数为1.2A；再闭
Ω
合开关S
2
、S
3
，电流表的示数
Ω
变为1.5A．求：
（1）电源电压；
（2）开关S 、S 、S 都闭合时，R 在20s内产生的热量；
1 2 3 2
（3）只闭合开关S ，移动变阻器滑片时，R 的电功率变化范围。
3 1
四．焦耳定律的比例计算（共2小题）
15．（多选）如图所示电路，电源电压为6V，R ＝10 ，R ＝20 ，R ＝5 ，当闭合开关
1 2 3
S 1 后，下列说法正确的是（ ） Ω Ω Ω
A．闭合开关S 、S ，通过R 的电流是0.24A
2 3 2
B．断开S 、S ，电路消耗的功率是2.4W
2 3
C．断开S 、闭合S ，R 两端的电压是6V
2 3 1
D．在相等的时间内，闭合S 、S 时和断开S 、S 时，电流通过R 产生的热量之比是
2 3 2 3 1
9：4
16．某同学设计了一个电加热器，有加热状态和保温状态，如图所示。发热体AB是一根
阻值为500 的电阻丝，C、D是电阻丝AB上的两点，S 是温控开关。当开关S 断开时，
1 1
加热器处于
Ω
保温状态。当开关S
1
闭合，S接a或接b时，加热器分别处于两个不同的加
热状态。已知电加热器在三个状态中，每分钟放出的热量之比是20：10：3，在保温状态中，电阻丝CD两端的电压是33V，（电源电压不变，电阻丝电阻不随温度变化）求：
（1）电源电压。
（2）电加热器处于保温状态中每分钟放出的热量。
五．电热的多挡问题（共8小题）
17．小金家有一台加湿器，说明书上有原理图（如图甲），表格中为其部分技术参数，
R 、R 为发热电阻，且R ＝3R ，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关
1 2 2 1
S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率
加热）。
额定电压 220V
低挡发热功率 100W
水箱容积 3L
适用面积 20～40m2
（1）加湿器需在低挡加热，开关 S应旋转至触点 （“1、2”、“2、3”或
“3、4”）位置；
（2）水箱注满水，初始水温为10℃，开始通电，低挡加热，水共吸收了3.15×105焦耳
的热量（不计热损失），问此时的水温为多少。
（温馨提醒：Q＝cm（t﹣t ）其中c＝4.2×103J/（kg•℃）t为末温t 为初温）；
0 0
（3）加湿器处于高挡位置时的发热功率；
（4）如图乙是使用加湿器工作30分钟的图象，计算加湿器前20分钟消耗的总电能。
18．某款家用蒸汽挂烫机（图甲）的工作电路原理如图乙所示，R ，R 为阻值相同的发热
1 2
电阻，1、2、3、4为触点，S 为旋转开关，实现关、低挡、高挡的转换，其高挡时的额
2
定功率为1000W．使用时，水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯受热至沸腾，产生
的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服。请解答：
（1）用来制作蒸汽软管的材料应具有什么样的物理特点或性质？请写出一点：。
（2）求发热电阻R 的阻值。
1
（3）将电热杯内0.2kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？[设无热损失，
c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
19．常丽家浴室用的灯暖型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。该浴
霸说明书如下表，常丽家浴室温度较低，洗浴时需预热才能达到淋浴时的舒适温度。经
测算高温挡工作需2min，低温挡工作需5min，才能使浴室内温度从18℃升高到28℃．
她还测得浴室的面积为 6m2，高为 2.5m．[空气的密度为 1.2kg/m3，比热容为
1.0×103J/（kg•℃）]
每只灯泡规格 220V500W
高温挡 四只灯工作
低温挡 两只灯工作
（1）计算预热过程中，浴室内空气吸收的热量。
（2）求浴霸高温挡预热时，工作电路的电阻和加热浴室内空气的效率。
（3）对比低温挡，分析浴霸高温挡预热的优点（写出一条，需数据支持）。
20．如图甲所示，小亮家新买入一个电饭煲，他查阅使用说明书发现其内部简化电路如图
乙所示，如表为其铭牌，R 和R 均为电热丝。
1 2XX牌电饭煲
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
低温挡 440W
电源频率 50Hz
求：（1）电饭煲在高温挡正常加热工作时的电流；
（2）电路中R 的阻值；
1
（3）电饭煲在低温挡正常工作1min，R 产生的热量。
2
21．如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图，电炖锅上有1000W和400W两挡功率，
挡位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100℃，然后
自动跳至400W挡进行保温慢炖，设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为
4.0×103J/（kg•℃）．求：
（1）若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？
电炖锅的效率是多少？
（2）R 的阻值是多少？
1
22．养生壶的原理如图所示，它有加热和保温两挡。当加热到设定温度时，养生壶自动切
换为保温挡。（养生壶的部分参数如表所示）
（1）当开关S 闭合，S （填“闭合”或“断开”）时，养生壶处于加热状态。
1 2（2）在保温挡正常工作时，求电路中的电流是多少？
（3）求R 、R 的阻值。
1 2
（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
23．如图甲为一种新型电饭锅，图乙为其简化电路，其中R 和R 均为电热丝，S 是自动
1 2 1
智能控制开关，通过智能开关S 可实现智能化地控制电饭锅功率在不同时间变化，图丙
1
是其在工作的30min内功率随时间变化的图象。已知其高温挡的功率为 660W，电阻R
1
＝5R ．求：
2
（1）电饭锅高温加热时，通过电饭锅的电流是多少？
（2）R 的阻值是多少？
1
（3）电饭锅在0～14min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段
时间内加热的效率[c米饭 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
24．有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三挡，并可以手动调节，它的等效电路图如
图所示，其中R ＝R ＝88 ，均为电热丝，单刀双掷开关S 可接a或b。
1 2 2
（1）开关S
1
、S
2
处于什么
Ω
状态时，电热水壶处于低温挡？
（2）电热水壶处于中温挡时的电流是多大？（3）用高温挡加热时，电功率是多大？把1kg水从20℃加热到100℃需要多长时间？
[已知c水 ＝4.2×103J/（kg•℃），不计热量损失，时间计算结果保留整数即可]。
六．电热的综合计算（共12小题）
25．家庭常用电热水器分为储水式电热水器和快热式电热水器两类。储水式电热水器带一
个大容积的水箱，使用前需预热，达到预设温度后，如果额定容量的水用完就不能再连
续使用；如果水箱中被加热的水没用完，这些热水会慢慢降温；快热式电热水器可以快
速加热流水，即热即用，并且能通过电路控制水温，使水温达到适合人体洗浴温度。小
明家准备安装一个电热水器，他们家的具体用水情况为：加热前水的温度为20℃，淋浴
用水的流量约为3L/min，合适沐浴的水温为42℃，用水时间约为15min，每周3次。已
知水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度 ＝1.0×103kg/m3。小明家的供电电路
允许的最大电流为20A，电加热的效率为87.5%。关于小明家的情况，下列说法错误的
ρ
是（ ）
A．如果选用快热式电热水器，需要购买额定功率5280W以上的电热水器
B．如果选用额定容量为60L、额定功率为2100W的储水式电热水器，小明家每月因沐
浴需要消耗21度电
C．如果选用快热式电热水器，小明家必须更换为最大电流为40A以上的电线
D．如果选用额定容量为60L、额定功率为2100W的储水式电热水器，需要提前预热的
时间约为50min
26．（多选）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于
20℃），由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W”的
字样；控制电路中热敏电阻R 作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变
t
化的关系如图乙所示，R 为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的
1
关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S（不
计继电器线圈的电阻）。则正确的是（ ）A．电磁铁上端为N极
B．用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到
25℃，那么此时电热器的加热效率为87.5%
C．调节滑动变阻器，使R ＝280 ，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于
1
25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，那么控制电路的电源电压U应该是36V
Ω
D．设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应
减小滑动变阻器接入电路中的阻值
27．如表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加
热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S 控制）．
0
热水箱容量 1L 加热时功率 500W
额定电压 220V 保温时功率 50W
求：（1）当开关S闭合，开关S 断开时，饮水机是 保温 状态（填“加热”或“保
0
温”）
（2）保温电阻R 的阻值是多少？
2
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为80%，将满热水箱的水从20℃加热到70℃
需要多长时间？（c水 ＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3）
28．如图为常用电热饮水机的电路原理图，该饮水机的额定电压为 220V，加热电功率为
1100W，保温电功率为44W，R 、R 均为电热丝（R 、R 的电阻不随温度变化）。求：
1 2 1 2
（1）当S闭合时，饮水机处于 （填“加热”或“保温”）状态。
（2）此状态时，电路中的电流是多大？
（3）电热丝R 的电阻是多大？
1
（4）饮水机加热工作时，把质量为1kg的水从20℃加热到90℃所用时间5min，加热效率是多大？[c水 ＝4.2×103J/[kg•℃）]
29．小明对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120﹣2200W。
（1）小明用电磁炉将质量为2kg的水从25℃加热到100℃，消耗了0.25kW．h的电能。
求此过程中电磁炉的加热效率；
（2）小明用电磁炉煮粥，先用大火将水烧开，后用小火煮。这段时间电磁炉的电功率
随时间变化如图所示，求：这次煮粥共消耗多少电能。 [水的比热容是
4.2×103J/（kg），家庭电路的电压为220V]
（3）求第8分钟时通过电磁炉的电流是多大。
30．如图所示是一种电压力锅简易原理图，A为密闭锅体，锅盖面积为400cm2．R 为工作
1
时的加热电阻，L为指示灯，其电阻为20 ，R 为保温电阻，S 为电源开关，S 为压力
2 1 2
开关，闭合S
1
后，电路通过R
1
对电力压力
Ω
锅加热，当锅内气体压强达到设定值时，水
开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点 a断开，并与b点接通，起到控压控温的目
的，此时保温电路的总功率为20W。
（1）当锅内温度为120℃时，锅内气体对锅盖的压力是多少？
（2）保温电阻R 的阻值多大？
2（3）把锅内质量为2kg，初温为20℃的水加热至沸腾至少需要多少时间？
表一水的沸点T与气体压强p的关系
T/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120
P/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199
表二电压力锅的铭牌
额定电压 加热功率 压强设定值
220V 1000W 101kPa
31．如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R 和热敏电阻R ，只
1 2
要水平到过如图所示的位置，接触开关 S 就会导通。继电器开关S 的作用是当饮水器
1 2
内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。（1）已知电热丝R 的阻值为24.2 ，求饮水器的正常加热功率。
1
（2）当热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为 极，为了使继电器开
Ω
关S 在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，R 必须选用阻值随温度升高
2 x
而
的热敏电阻。若想降低饮水器加热的最高温度，可将滑动变阻器 R 的滑
2
片向 调节。
（3）已知该饮水器容积为10L，当只有饮水器接入电路中时，它将水从 20℃加热到
100℃用时16min，同时通过电能表观察到饮水器消耗了1kW•h的电能。试求该饮水器
加热过程中的热效率。（水的比热容 c＝4.2×103J/（kg•℃）；水的密度 ＝
1.0×103kg/m3）
ρ
32．科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），
由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V2000W”的字样；控制
电路中热敏电阻R 作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如
t
图乙所示，R 为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙
1
所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。闭合开关S（不计继电器线
圈的电阻）。
（1）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到
25℃，求电热器的加热效率？
（2）调节滑动变阻器，使R ＝280 ，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于
1
25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
Ω
（3）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，
应 （填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。为什么？
33．小明家电热水器的简化电路图如图所示，S 是手动开关，置于热水器水箱外部；S 是
1 2
温控开关，置于热水器水箱内部，当水温低于设定温度 t℃时自动闭合，达到t℃时自动断开；R 和R 均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时，手动闭合开关S ，电热水
l 2 1
器开始工作。电热水器部分参数如表所示：[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]．
额定电压 220 V
频率 50 Hz
保温功率 110 W
加热功率 1 870 W
水箱容量 50 L
设定温度 t℃
（1）将初温20℃的一满箱水加热至设定温度，水吸收的热量是4.2×106J，则设定温度
是多少？
（2）假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了 50min，则电热水器的效率是多
少？
34．小明家电热水器的简化电路图如图所示，S 是手动开关，置于热水器水箱外部S 温控
l 2
开关，置于热水器水箱内部，当水温低于40℃时自动闭合，达到40℃时自动断开；R
1
和R 均为用来加热且阻值不变的电热丝，R 阻值为27.5 ．使用时，手动闭合开关S ，
2 2 1
电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示。求：
Ω
额定电压 220V
频率 50Hz
保温功率 ？
加热功率 1980W
水箱容量 50L设定温度 40℃
（1）电热水器的保温功率
（2）电热丝R 的阻值。
1
（3）假设将初温20℃的一满箱水热至设定温度用了 50min，电热水器的效率。（水的
比热容为4.2×103J/（kg•℃）
35．即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置，因为其体积小、加热速度快，真正实
现即开即热的使用功能，得到了广泛应用。其电路原理如图，电热丝 R 、R 绕在出水
1 0
管上，水经过出水管时被加热，通过改变水龙头控制开关 S、S 的状态，可以选择出凉
0
水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是4400W，温水加热
电功率是 2200W．已知：电热丝 R 、R 电阻不随温度变化，水的比热容 c＝
1 0
4.2×103J/（kg•℃），水的密度＝1×103kg/m3，g取10N/kg．求：
（1）开关S断开时，水龙头出 （凉水、温水或开水）．开关S、S 都闭合时，水
0
龙头出 （凉水、温水或开水）。
（2）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是20℃，水需要吸收多少热量？
（3）如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多
长时间？
36．阅读短文，回答问题。
燃气热水器
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮，
再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作，高温烟气上升，
流经热交换器，将从A点处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B点处源源不断流
出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。研究发现：热
交换器中，烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大；烟
气具有的内能E随烟气温度t变化的关系如图乙所示。
适用燃气 天然气
热值 3×107J/m3
额定耗气量 3.6m3/h
热水产出率 12L/min
该燃气热水器的技术参数如表，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃
时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
（1）两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由 （选填“导体”、“半导体”或“超
导体”）材料制作，它们应 联在电路中。
（2）下列措施中能提高热水器加热效率的是 。
A．采用热值更高的燃料 B．提高进水口冷水的初温
C．加长热交换器中水管长度 D．使水管中的进水量减小
（3）热水器由家庭电路直接供电，工作时两端电压为 V；若热水器热水产出率
为12L/min时，设A、B两点的高度差为0.3m，则水在热交换器A、B两点间运行时克
服重力做功的功率为 W．（g取10N/kg）
（4）某次洗浴，设定热水管出水温度 45℃，热水器正常工作用时15min。若该过程燃
气完全燃烧，放出的热量为 J；测得冷水管进水温度15℃，则上述过程
热水器的出水流量为 L/min，加热效率为 。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（5）在（4）中，已知烟气通过热交换器经历的时间为1.2min，该过程中烟气只和水发
生热传递，那么该热水器风机排出低温烟气的温度为 ℃。
七．非纯电阻电路的相关计算（共5小题）
37．图甲所示是某型号双向双动式和面机。主要结构为：加热器、一个能带动搅拌器正转
和反转的电动机、一个带动料桶的电动机。使用时，先给水加热到适宜的温度，然后将
面粉倒入，带动搅拌器和料筒的两电动机即交替工作。下表是这个和面机的主要技术参数，图乙是和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的P﹣t图象。
额定电压 220V
额定频率 50Hz
搅拌电机额定频率 900W
料桶电机额定频率 600W
加热额定频率 1000W
（1）求加热器正常工作时的电阻。
（2）若和面需用60℃的热水，若取1.5kg 20℃的水，则需要加热多长时间开始和面？
[设无热损失，c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）不算烧水时间，若完成一次和面需要24分钟，则共需要多少电能？
38．家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用加热与搅拌为一体的
用电器，下图是该用电器的工作原理图。先在室温下把液体乙烯材料放入容器中，温控
旋转开关接ab开始加热，发光二极管L正常发光，当液体温度达到70℃；温控旋转开
关自动接cd，发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅拌均
匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固。旋转开关接 ab 时电路消耗的总功率为
1522W，旋转开关接 cd 时电路消耗的总功率为 1200W，电动机正常工作的功率为
1100W，发光二极管L规格为“2V 0.2W”，R 是加热电热丝，R 是保温电热丝，R
1 2 0
为保护发光二极管正常工作的限流电阻。（忽略温度对电阻的影响）（1）用电器正常工作时，求保温电热丝R 的电阻值。
2
（2）液体乙烯材料质量为6kg，初温为20℃，求温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd
时，液体乙烯材料吸收了多少热量[c液 ＝1.8×103J/（kg•℃）]
（3）温控旋转开关接ab开始加热到刚接cd时，电路正常工作了6分40秒，该过程中
加热电热丝产生的热量为多少？
39．如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打
浆的，额定功率是200W．R是加热电阻，额定功率是1100W，图乙、丙是此豆浆机做
一次豆浆时的工作信息。小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg，求：
（1）豆浆机的加热电阻是多少？
（2）从第6min至第9min，豆浆吸收的热量是多少？[C豆浆 ＝4.0×103J/（kg•℃）]
（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
40．1、有一降压变压器，输入的电压是3300V，输出的电压是220V
（1）若输入的电流是5A，问输入功率是多少kW？
（2）如果该降压变压器的功率不变，那么输出的电流是多少A？
2、一台小型电动机接在220V的电源上，已知线圈的电阻是20欧，求：当输入电动机
的电流是2A时，电动机的输出功率是多大？1分钟后电动机产生的热量是多少？
41．明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示，该电热水壶可以将水从桶
中抽到壶中并自动加热至水烧开，明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功
率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只
接通电热水壶控制开关，小电动机将水从桶中提升至电热水壶满刻度处自动停止加水，
此时显示水温为20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动
断开电路停止工作。明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有 3000r/
kW•h的电能表在 30s内转盘转了 50转。（g＝10N/kg，
水
＝1.0×103kg/m3，C
水
＝
4.2×103J/（kg•℃））．求：
ρ
型号 MH﹣200额定电压 220V
额定频率 50Hz
额定加热功率
小电动机额定功率 5W
容量 2.0L
（1）电热水壶的额定加热功率；
（2）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电
压下烧水时的加热效率为80%，试计算在用电高峰时烧开该壶水需要多少秒。（结果保
留整数）
