2020年人教版物理九年级上学期第18单元电功与电热的计算精选练习题+答案

2020年人教版物理九年级上学期第18单元电功与电热的计算精选练习题+答案
一．选择题（共1小题）
1．某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻。

将壶中装入1kg25℃的自来水。

按下开关后3min水被烧开。

则该电热水壶正常工作时的电阻约为[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（）
A．2ΩB．30ΩC．200ΩD．2000Ω
二．填空题（共16小题）
2．某型号的电热水壶，额定电压220V，额定功率1000W，该电热水壶的发热电阻为Ω，用该电热水壶加热1kg水，水由20℃加热到100℃，不考虑热量损失，则它正常加热的时间为min．（c＝4.2×103J/（kg•℃））
3．标有“220V，2000W“的“即热式”电热水龙头，其加热电阻丝的阻值是Ω；
在额定电压下工作21s，若不计热量损失，能够使kg的水从15℃上升到35℃．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
4．某电热水壶正常工作时的电流为5A、电阻为42Ω．假设电热水壶正常工作时电能全部转化为水的内能，工作5min后，水吸收的热量为J，此热量能把质量为1kg、温度为20℃的水加热到℃[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

5．图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W．当开关S1、S2均闭合，饮水机处于（选填“保温”或“加热”）状态，R1的阻值为Ω；用饮水机给2kg的水加热，当水温升高50℃，水吸收的热量为J．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

6．某家庭用的电热水器将体积为60L，温度为20℃的自来水加热到50℃，则水吸收的热量为J[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]．若热水器的功率为2kW，用时5000s，则该热水器的效率为。

7．如图所示，电热水壶上标有“220V 1600W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻。

在额定电压下，小明将质量为2kg，初温为20℃的水烧开，若电水壶的加热效率为70%，则烧开这壶水所需要的时间是min。

8．小明购买了一只容积为1.2L的电热水壶。

他往壶中装满了温度为25℃的水，在标准大气压下若使壶中的水加热至沸腾，需要吸收的热量；小明将电热水壶接到家庭电路中，通电7min烧开了这壶水，如果在这一过程中它的效率是90%，电热水壶的实际功率是W【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】。

9．如图所示，小童在办公室里看到时尚的WW老师买了按摩垫（无加热功能）以缓解疲劳，他很有兴趣地与老师分析到：按摩垫按摩过程中主要是将电能转化为能。

细心的他还观察到按摩垫的额定功率为70W，不考虑热损失，水的比热为4.2×103J/（kg•℃），那么它正常工作20min所消耗的电能可以使1kg的水温度升高℃。

10．很多人都有喝茶的习惯，而泡茶时都要烧开水，现用电热水壶把0.5L的水从20℃加热至100℃，水需要吸收的热量是J；若该热水壶烧水时有20%的能量损耗，则需要消耗J的电能。

11．一个电加热器在5min内将质量为1kg、温度为20℃的水加热到70℃，则这段时间内水吸收热量为J；若电加热器在这段时间内产生的热量全部被水吸收，则该电加热
器的电功率是W．[水的比热容C水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

12．某电热壶的电阻为40Ω（假定恒定不变），工作时电流为5A．一标准大气压下，用该电热水壶将0.5kg的水从20℃加热至100℃，最少需要吸收热量J，电热水壶至少要工作s。

13．若某家庭使用功率为2000W，容积为100L的电热水器，加满水后，把初温是10℃的水加热到70℃，这些水需要吸收的热量是J，若该电热水器的效率为70%，则需要加热的时间为s．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。

14．某电热水器的额定电压为220V，有高温和低温两个挡位，低温挡的电功率为550W．其内部电路由发热电阻R1和R2组成，R1＝2R2，简化电路如图所示。

则R1的电阻为Ω，高温挡的电功率为W，不计热量损失，在高温挡正常工作时将44kg、初温20℃的水加热至40℃需要s．[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
15．额定功率为840W的电水壶正常工作20min，它所消耗的电能为kW•h；如图为小王家中的电能表，当家里只有此电水壶正常工作时，电能表的转盘在这段时间内转转，如果电水壶产生的热量全部被4千克的25℃的水吸收，能使水温升高到℃。

16．饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到保温状态（不考虑温度对阻值的影响，且不考虑指示灯L1、L2的阻值）。

（1）如果请你为这种饮水机配备一个三脚插头，如图所示，根据安全用电要求应该将电路图中的B端接到插头的脚。

（选填“甲”、“乙”或“丙”）
（2）L1、L2是两种不同颜色的指示灯，如果用红色表示正在对水加热，黄色表示保温，请标明指示灯的颜色，应该是L1为色。

（3）若饮水机加热时加热管的额定功率为550W，保温时饮水机总功率为220W，则电阻R2＝Ω。

（4）加热管的热效率为80%，饮水机正常加热时，若加热水槽储水0.5kg，将其从初温12℃加热到100℃，需要加热时间为s．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 17．小明的爸爸从国外带回一只旅行电热壶，右表是其译成中文的说明书。

额定电压110V
额定功率550W
容积 2.2L
小明说这个壶在中国家庭电路中不能直接使用，请你解释其原因。

小明说可以将此壶与一只电阻串联后使用，请你帮他计算出该电阻的阻值是Ω；此壶正常工作时，在标准大气压下，将一壶20℃的水烧开至少需要的时间是s？（不计热损失。

c水＝4.2×103J/（kg•℃）ρ水＝1.0×103kg/m3）
三．计算题（共9小题）
18．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。

[水的比热容为4.2×103J/（kg •℃）]
额定电压220V容积30L
加热功率2000W保温功率800W
（1）开关S跳至触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为kg。

（2）R2的阻值为多大？
（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸收多少热量？
（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少？
19．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。

图乙是某品牌养生壶简化电路图。

（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg）（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
项目参数
电源电压（V）220
低温档功率（W）275
中温档功率（W）550
高温档功率（W ）
1100 容积（L ） 1
（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

20．电热加湿器靠电流的热效应工作。

某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图
如图所示。

电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。

当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。

工作电压220V
工作频率50Hz
最大运行功率40W
储水箱容量2.4L
尺寸高315mm ，底部直
径168mm
满水工作时间高气雾量
10h ，低气雾量24h
（1）当气雾调节器R 2的滑片移到最左边时，加湿器以最大运行功率工作，求电热丝R
1
的电阻值。

（2）如果加热仓内冷水的温度为20℃，用最大运行功率工作，经过5min36s，水沸腾产生蒸气，求加热仓中水的体积。

[c水＝4.2×103J/（kg•℃）。

ρ水＝1×103kg/m3]，电热丝R1产生的热量全部被水吸收。

环境为标准大气压。

（3）当滑片移到最右端时，气雾调节器R2的阻值为990Ω，加湿器以最低气雾量工作，求此时电热丝R1的电功率是多少瓦？
21．养生壶是一种用于养生保健的烹饮容器，采用新型电加热材料，通电后产生热量把壶内的水加热。

如图是某款养生壶及其铭牌，求：
（1）养生壶正常工作时的电阻；
（2）若正常工作时，养生壶加热效率为91%，将1kg水从20℃加热到85℃需要多长时间；【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
（3）用电高峰期，家中只有液晶电视机和养生壶工作时，养生壶将1kg水从20℃加热到85℃，实际用时363s，通过电能表测得此过程共耗电3.726×105J，此时养生壶两端的电压和通过液晶电视机的电流多大。

（设养生壶的电阻和加热效率不变）。

型号CH﹣M16
额定电压220V
频率50Hz
额定功率1000W
容量 1.2L
22．图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。

该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是800W，额定保温功率是100W．（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃））求：
（1）电热丝R1的阻值是多少？
（2）该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？
（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/（kW•h）”字样的电能表转盘转了60转，则电饭煲的实际功率是多少？
23．图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。

（1）将开关S接“1”时，电热器处于（选填“加热”或“保温”）状态。

（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需
要多长时间？（【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），假设电能全部转化为水的内能】
24．如图为某三档位（慢加热、快加热、保温）电热水器的简化电路图，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）；铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率模糊不清，该热水器能将水加热到的最高温度为75℃，求：
（1）若电热器中已装满初温为25℃的水40kg，将这些水加热到最高温度，水吸收的热量，c水＝4.2×103J/（kg•℃）；
（2）当开关S1闭合，S2接b时，电热水器处于状态，求R1的阻值；
额定电压220V
保温功率605W
慢加热功率1210W
快加热功率
（3）若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少时间？
25．如图甲是一种恒温调奶器，可以自动调试好加水的奶粉，然后加热到最适合宝宝饮用的温度40℃，还可以自动保温，特别适合夜间使用。

图乙是机器的参数表及电路简图（R1、R2为电热丝，S为双触点自动开关）。

求：
（1）调奶器处于保温状态时的工作电流（结果保留两位小数）？
（2）电阻R2的阻值？
（3）若把200g调好的奶粉从20℃加热到40℃所用时间为32s，则调好的奶粉的比热容是多少（不计热损失）？
型号：HY101M电源：220V 50Hz
加热功率：500W保温功率：16W
26．吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。

利用图甲所示电路，对水箱内的水加热。

电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻，R0是阻值恒为160Ω的调控电阻；S为温控开关，当温度等于或低于37℃时闭合，温度等于或高于42℃时断开，使箱内温度维持在37℃到42℃之间；额定电压为220V．请完成下列问题：
（1）在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特？
（2）设计完成后，吴丽对孵化箱进行了工作测试。

从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时，电路中的电流随时间变化的图象如图乙。

ⅰ．测试时的实际电压为多少伏特？
ⅱ．工作测试一个小时，电路消耗的电能为多少度？
ⅲ．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。

假设升温过程中，发热电阻发出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则测试时水箱内水的质量为多少千克？（本小问结果可用分数表示）
四．解答题（共1小题）
27．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两档功率，
档位可自动调节，其工作过程是：按下开关，自动选择1000W档将汤煮至100℃，然后自动跳至400W档进行保温慢炖，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）R1的阻值是多少？
（3）电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由。

电功与热量的综合计算精选题27道
参考答案与试题解析
一．选择题（共1小题）
1．【解答】解：
水沸腾时的温度约为100℃，将电热水壶中1kg25℃的自来水烧开水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J，
电热水壶正常工作时消耗电能近似等于水吸收的热量，即W＝Q吸＝3.15×105J，根据W＝UIt＝t可得，电热水壶正常工作时的电阻：
R＝t＝×3×60s≈27.7Ω，
B选项中30Ω与之比较接近，所以B正确。

故选：B。

二．填空题（共16小题）
2．【解答】解：
（1）由P＝可得，电热水壶的发热电阻：
R＝＝＝48.4Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，不考虑热量损失，由Q吸＝W＝Pt可得，加热时间：
t＝＝＝＝336s＝5.6min。

故答案为：48.4；5.6。

3．【解答】解：
（1）根据P＝可得，加热电阻丝的阻值：
R＝＝＝24.2Ω；
（2）由P＝可得，在额定电压下工作21s消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×21s＝4.2×104J；
若不计热量损失，则Q吸＝W＝4.2×104J，
由Q吸＝cm△t可得，加热水的质量：
m＝＝＝0.5kg。

故答案为：24.2；0.5。

4．【解答】解：电流产生的热量为：Q＝I2Rt＝（5A）2×42Ω×5×60s＝3.15×105J 由于全部转化，则水吸收的热量为：Q吸＝Q＝3.15×105J
由Q吸＝cm△t可得：△t＝＝＝75℃
则水的末温为t＝75℃+20℃＝95℃
故答案为：3.15×105J；95。

5．【解答】解：
（1）当开关S1、S2均闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，
由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，饮水机处于加热档，
则R1的阻值：
R1＝＝＝121Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃＝4.2×105J。

故答案为：加热；121；4.2×105。

6．【解答】解：（1）由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×60×10﹣3m3＝60kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×60kg×（50℃﹣20℃）＝7.56×106J；
（2）由P＝可得，消耗的电能
W＝Pt＝2×103W×5000s＝1×107J；
该热水器的效率η＝＝＝75.6%。

故答案为：7.56×106；75.6%。

7．【解答】解：
（1）热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，
由焦耳定律Q＝I2Rt可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很
热，但与之相连的电线却不怎么热。

（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J，由η＝×100%可得，电热水壶消耗的电能：
W＝＝＝9.6×105J，
由P＝可得，烧开这壶水所需要的加热时间：
t′＝＝＝600s＝10min。

故答案为：小；10。

8．【解答】解：
（1）电热水壶装满水的体积V＝1.2L＝1.2×10﹣3m3，
由ρ＝可得水，的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3＝1.2kg，
一标准大气压下水的沸点为100℃，将水加热至沸腾水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃﹣25℃）＝3.78×105J。

（2）由η＝×100%得，电热水壶消耗的电能：
W＝＝＝4.2×105J，
加热时间t＝7min＝420s，
则电热水壶的实际功率：
P＝＝＝1000W。

故答案为：3.78×105；1000。

9．【解答】解：按摩垫按摩过程中消耗电能，得到机械能，即主要是将电能转化为机械能；
它正常工作20min所消耗的电能：W＝Pt＝70W×20×60s＝8.4×104J；
由题意可知消耗的电能等于水吸收的热量，这些电能可以使1kg的水温度升高：
△t＝＝＝20℃。

故答案为：机械；20。

10．【解答】解：（1）水的体积：V＝0.5L＝0.5dm3＝0.5×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：
m＝ρV＝1×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
（2）已知有20%的能量损耗，则能量利用效率η＝1﹣20%＝80%，
由η＝可得，消耗的电能：
W电＝＝＝2.1×105J；
故答案为：1.68×105；2.1×105。

11．【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J∕（kg•℃）×1kg×（70℃﹣20℃）
＝2.1×105J；
（2）由题意可知，电热器消耗的电能：
W＝Q吸＝2.1×105J，
则该电加热器的电功率：
P＝＝＝700W。

故答案为：2.1×105；700。

12．【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
（2）由题意可知，电流通过电热水壶产生的热量：
Q放＝Q吸＝1.68×105J，
由Q＝I2Rt可得，电热水壶加热的时间：
t＝＝168s。

故答案为：1.68×105，168。

13．【解答】解：（1）将该电热水器装满水，由ρ＝可得水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg。

使水温由10℃升高到70℃，水需要吸收热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣10℃）＝2.52×107J。

（2）该电热水器的效率为70%，即电热丝所产生热量的70%被水吸收，
则电热丝正常工作时所产生热量：Q放＝＝＝3.6×107J。

热水器消耗的电能W＝Q放＝3.6×107J：
由P＝可得需要的时间：
t＝＝＝1.8×104s。

故答案为：2.52×107；1.8×104。

14．【解答】解：
（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较大（比并联的总电阻大），根据P＝可知，电热水器的总功率小，处于低温档，由P＝UI＝可得，R1的电阻：
R1＝＝＝88Ω；
（2）由电路图可知，闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电热水器处于高温档，
由R1＝2R2可得，R2的阻值：
R2＝R1＝×88Ω＝44Ω，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，R2的电功率：
P2＝＝＝1100W，
则高温档的电功率：
P高＝P低+P2＝550W+1100W＝1650W；
（3）将44kg、初温20℃的水加热至40℃时水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×44kg×（40℃﹣20℃）＝3.696×106J，不计热量损失，则电热水器消耗的电能：
W＝Q吸＝3.696×106J，
由P＝可得，需要的加热时间：
t′＝＝＝2240s。

故答案为：88；1650；2240。

15．【解答】解：（1）由P＝可得，电水壶正常工作20min消耗的电能：W＝Pt＝840W×20×60s＝1.008×106J＝0.28kW•h；
（2）3600R/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3600R，电能表的转盘在这段时间内转的圈数：
n＝0.28kW•h×3600R/kW•h＝1008R；
（3）由题意可知，水吸收的热量：
Q吸＝W＝1.008×106J，
由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：
△t＝＝＝60℃，
由△t＝t﹣t0可得此时水的末温：
t＝△t+t0＝60℃+25℃＝85℃。

故答案为：0.28；1008；85。

16．【解答】解：
（1）保险丝应接在火线上，则由电路图可知，B接的是火线，A接的是零线，C是接地线；三脚插头的接法是“左零右火中接地”，所以电路图中的B端应接到插头的乙脚上；
（2）当开关S接左面时，电路中只有电阻R1，因不计指示灯的阻值，其电压为电源电压220V；
开关S接在右边时，R1与R2串联，根据串联电路电压的规律，此时R1的电压小于220V；
则当S接左面时（电路中只有电阻R1），R1的电压最大，根据P＝UI＝可知，此时发热管R1的功率最大，处于加热状态，因此L1灯为红色灯；
（3）当开关S接左面时，电路中只有电阻R1，饮水机处于加热状态，
已知饮水机加热时加热管的额定功率P加热＝550W，
因为P＝UI＝，
所以R1的阻值：R1＝＝＝88Ω，
开关S接在右边时，R1与R2串联，饮水机处于保温状态，
此时电路的总电阻：R总＝＝＝220Ω；
由串联电路电阻关系可得R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω；
（4）水吸收热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣12℃）＝1.848×105J；
加热管的热效率为80%，则加热时消耗的电能：
W＝＝＝2.31×105J；
由P＝得，所需加热时间：
t＝＝＝420s。

故答案为：（1）乙；（2）红；（3）132；（4）420。

17．【解答】解：
（1）由电热水壶的铭牌知，电热水壶的额定电压是110V，如果直接接在我国220V的照明电路上，远远超过电热水壶的额定电压，会烧坏电热水壶。

所以不能直接接在我国家庭电路中。

（2）电热水壶的额定电压是110V，额定功率是550W，
电热水壶的额定电流：I＝＝＝5A，
电阻：R＝＝＝22Ω，
要想让电热水壶正常工作，要串联一个电阻来分担电压，
R总＝＝＝44Ω，
所以串联电路的阻值：R'＝R总﹣R＝44Ω﹣22Ω＝22Ω；
（3）V＝2.2L＝2.2×10﹣3m3，
电热水壶装满水后的质量：m＝ρv＝1.0×103kg/m3×2.2×10﹣3m3＝2.2kg，
Q＝cm△t＝4.2×103（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝7.392×105J。

由题知，W＝Q＝7.392×105J，
需要时间：
t＝＝＝1344s
答：我国家庭电路电压220V，远超过电热水壶的额定电压；22；1344s。

三．计算题（共9小题）
18．【解答】解：（1）由电路图可知，开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，电路电阻较大，开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻R2没有接入电路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P＝可知，电阻越大，电路功率越小，电阻越小，电热水器功率越大，因此当开关S跳至b触点位置时，电路阻值较大，电功率较小，电热水器处于保温状态。

已知电热水器的容积V＝30L＝30dm3＝0.03m3，
由ρ＝可知，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg，
（2）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，
由P＝可知，电阻阻值：
R1＝＝＝24.2Ω，
开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，
由P＝可知：
P保温＝，即800W＝，
解得R2＝36.3Ω；
（3）水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（55℃﹣25℃）＝3.78×106J。

（4）由P＝可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能W＝P加热t＝2000W ×35×60s＝4.2×106J。

加热效率η＝×100%＝×100%＝90%。

答：（1）b；30；
（2）R2的阻值为36.3Ω；
（3）水箱中装满初温为25℃的水，加热使温度升高到55℃，水需要吸3.78×106J热量；
（4）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗 4.2×106J电能，加热效率是90%。

19．【解答】解：
（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P＝可知，总功率最大，所以此状态为高温档；
（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，
由P＝可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2接A，S1闭合时，R2被短路，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。

由P＝UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1＝＝＝2.5A，
由I＝得，R1的阻值：R1＝＝＝88Ω，
（3）由P＝UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：
I低＝＝＝1.25A，
（4）由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1×103kg/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，
由η＝和W＝Pt得，烧开一壶水需要的时间为：
t＝＝＝＝420s。

答：（1）当开关S1闭合，S2接B时，为高温档；因为此时电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，总功率最大；
（2）电阻R1的阻值是88Ω；
（3）养生壶处于低温档工作时电流为1.25A；
（4）水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。

20．【解答】解：
（1）当气雾调节器R2的滑片移到最左边时，气雾调节器R2被短路，只有电热丝R1工作，加湿器的功率最大，
由P＝UI＝可得，电热丝R1的阻值：
R1＝＝＝1210Ω；
（2）以最大功率工作t1＝5min36s＝336s电阻丝R1产生的热量：
Q＝W＝Pt1＝40W×336s＝13440J，
因电阻丝R1产生的热量全部被水吸收，
所以，水吸收的热量Q吸＝Q＝13440J，
标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）得，水的质量：
m＝＝＝0.04kg＝40g，
由ρ＝可得，加热仓中水的体积：
V＝＝＝40cm3；
（3）当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联，
因串联电路中总电阻等于各分电压之和，
所以，电路中的电流：
I＝＝＝0.1A，
此时电热丝R1的电功率：
P1＝I2R1＝（0.1A）2×1210Ω＝12.1W。

答：（1）电热丝R1的阻值为1210Ω；
（2）加热仓中水的体积为40cm3；
（3）此时电热丝R1的电功率是12.1W。

21．【解答】解：
（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：
R＝＝＝48.4Ω。

（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（85℃﹣20℃）＝2.73×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：
W＝＝＝3×105J，
由P＝可得，养生壶工作时间：
t＝＝＝300s；
（3）在用电高峰时，养生壶仍然将1kg水从20℃加热到85℃，且加热效率不变，所以养生壶消耗的电能不变，仍然为3×105J，
则养生壶的实际功率：
P实＝＝＝W≈826W，
养生壶的电阻不变，由P＝可得实际电压：
U 实＝＝＝200V，
此过程共耗电3.726×105J，则电路的总功率：
P总＝＝＝1026W，
因为P总＝P实+P液晶，
所以液晶电视机的实际功率：
P液晶＝P总﹣P实＝1026W﹣826W＝200W，
由P＝UI可得，通过液晶电视机的电流：
I＝＝＝1A。

答：（1）养生壶的电阻是48.4Ω
（2）工作时间是300s。

（3）实际电压是200V，通过液晶电视机的电流是1A。

22．【解答】解：（1）由电路图可知，开关S闭合、S1断开时，电阻R1和R2串联接入电路，电阻最大，由电功率的公式P＝可判断电饭锅处于保温状态；
开关S、S1都闭合开时，电阻R2被短，只有电阻R1接入电路，由电功率的公式P＝可判断电饭锅处于加热状态；
根据P＝知，
电热丝R1的阻值：R1＝＝＝60.5Ω；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（3）消耗1kW•h的电能，电能表转1200转，电能表转了60转，消耗的电能：
W＝＝kW•h，
电饭锅的实际功率：
P＝＝＝0.75kW＝750W。

答：（1）电热丝R1的阻值是为60.5Ω；
（2）该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是6.72×105J；
（3）电饭煲的实际功率为750W。

23．【解答】解：
（1）将开关S接“1”时，电路为R2的简单电路，电路中电阻最小，
根据P＝可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以此时电热器处于加热状态。

（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J，由题意可知，假设电能全部转化为水的内能，则W＝Q吸＝1.68×105J，
由P＝得，需要的加热时间：
t′＝＝＝210s。

答：（1）加热；
（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要的时间为210s。

24．（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量为8.4×106J；
（2）慢加热；R1的阻值为40Ω；
（3）用快加热比用慢加热节约4132s。

25．（1）调奶器处于保温状态时的工作电流为0.07A；
（2）电阻R2的阻值为100Ω；
（3）调好的奶粉的比热容是4×103J/（kg•℃）。

26．（1）在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和最小发热功率各为1210W和
48.4W；
（2）ⅰ．测试时的实际电压为200伏特；
ⅱ．工作测试一个小时，电路消耗的电能为0.36度；
ⅲ．测试时水箱内水的质量为0.48千克。

四．解答题
27．（1）在此过程中汤吸收的热量是9.6×105J；电炖锅的效率是80%；
（2）R1的阻值是48.4Ω；
（3）电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“b”位置；
当开关S跳至“b”位置时，电阻R1、R2串联接入电路，电路电阻较大，
根据P＝可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，此时电炖锅处于保温慢炖状态。