中考物理专题17电热、电功率计算的解题技巧(原卷版)

专题17 电热、电功率计算的解题技巧（原
卷版）
考点直击
解题方法与技巧
U-I、P-R、U-R等图象能够提供电路中电压、电流、电阻和功率等物理量之间的关系，解答相关试题应注意:
（1）明确图象的描述对象。

（2）弄清图象中的一些特殊点对应的电路状态。

（3）善于根据题干的提示从图象中获取相关信息。

典例分析＋变式训练
考点1档位型（并联多档型、串联多档型、混合多档型）
【典例1-1】（2021•黑龙江）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。

求：
（1）低温挡工作时的功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）15min内R1消耗的电能。

【典例1-2】（2021•泰州）如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。

R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。

求：
（1）保温挡时电路中的电流；
（2）高温挡时的电功率；
（3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW•h。

【典例1-3】（2021•赤峰）中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。

该蛋糕机的部分参数如下表所示。

U额＝220V
额定功率/W中温440高温880（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比。

（2）求该蛋糕机正常工作处于中温挡时电路的总电阻。

（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。

请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。

【变式1-1】（2022•海州区模拟）图甲是某款具有加热和保温双重功能的暖奶器的简化电路图，图乙是暖奶器某次工作时电流随时间变化的图象，已知c牛奶＝4×103J/（kg•℃），求：（1）电阻R2的阻值是多少？
（2）加热过程中电路消耗的电能是多少？如果暖奶器的加热效率为80%，这些电能可将多少kg牛奶从18℃加热到40℃？
【变式1-2】（2022•蜀山区校级模拟）家用饮水机的工作原理的简化电路如图所示，S是用感温材料制成的温控开关，当温度达到一定的数值时，S会自动切换使饮水机处于保温状态，R2是与加热管串联的定值电阻，R1是加热管的电阻，部分参数如表：（不考虑温度对电阻的影响）
额定电压220V额定频率50Hz
加热功率550W保温功率22W （1）通过推理说明，当开关S闭合时，该电热器处于加热还是保温状态；（要写出必要的推理过程）
（2）求出R2的阻值。

【变式1-3】（2022•开封二模）如图甲是小超家购入的家用电暖器，该电暖器有“高温”、“中温”、“低温”三个挡位，电路原理如图乙所示，S是一块扇形金属片开关，通过旋转可以和相邻两触点良好接触。

已知R1、R2、R3阻值相等，中温挡功率1100W。

（1）电暖器是利用电流的工作的，当开关与1、2触点接触，电暖气处于挡。

（2）R2的阻值是多少？
（3）该电暖器在高温挡工作时电路中的总电流是多少？
（4）如果在高温挡下正常工作2min产生的热量的50%被室内空气完全吸收，这些热量能够让60kg的空气温度升高多少？[空气的比热容取1.0×103J/（kg•℃）]
考点2综合型（图像型、保护型、比值型）
【典例2-1】（2021•益阳）某些电阻的阻值会随温度的变化而明显改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量温度。

在如图甲所示的电路中，电流表量程为0～
0.6A，电源电压恒为6V，R滑为滑动变阻器，电阻R作为温度计的测温探头。

当t≥0℃
时，R的阻值随温度t的变化关系如图乙所示。

闭合开关S后，把R放入0℃环境中，调节滑动变阻器R滑，使电流表指针恰好满偏（即0.6A），然后保持R滑的阻值不变。

（1）在0℃环境中通电30s，整个电路消耗的电能是多少？
（2）滑动变阻器接入电路的电阻R滑为多大？
（3）再把测温探头R放到100℃环境中时，R消耗的电功率多少？
【典例2-2】（2021•毕节市）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。

求：
（1）电源的电压U0；
（2）当滑动变阻器的滑片在B端时，滑动变阻器的电功率P2；
（3）若把电压表的量程改为0～3V，且要求电路安全，滑动变阻器连入电路中的最小电阻。

【典例2-3】（2021•黄石）如图所示。

电源电压恒定，灯泡L标有“9V 9W”字样，且灯丝电阻不受温度影响。

当开关S和S1都闭合，滑片P在a端时，灯泡正常发光，电流表的示数为1.5A；当开关S闭合、S1断开，滑片P在中点和b端时，电流表的示数之比为I
：I b＝5：3。

求：
中
（1）电阻R1的阻值；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）若开关S闭合，S1断开，且电流表的量程为0～0.6A时，求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大？
【变式2-1】（2021•襄阳）如图甲所示电路，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 6W”的字样，R0为定值电阻。

闭合开关，在滑片P由b端滑到a端的过程中：电压表示数与电流表示数关系图象如图乙所示，灯泡由较暗到正常发光，电路中的电流变为原来的2倍。

求：（1）小灯泡L正常工作时的电流及小灯泡正常工作10s消耗的电能；
（2）R0的电阻；
（3）当滑片P移到某一点c时，R上消耗的功率P c与滑片移到b点时R上消耗的功率P b之比为P c：P b＝33：35，且此时R上消耗的功率P c等于灯泡L和R0上消耗的总功率。

求滑片P滑到c点时灯泡L的实际功率。

（结果保留二位小数）
【变式2-2】（2022•聊城）如图所示，电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。

R1为6Ω的定值电阻，小灯泡L上标有“12V”字样，滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”字样，电流表使用的量程为0～3A。

当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片移到最上端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为1.7A。

求：
（1）小灯泡L的额定功率；
（2）开关S、S2闭合，S1、S3断开时，定值电阻R1两端的电压；
（3）开关S、S3闭合，S1、S2断开时，为了保证测量精确，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器R2连入电路的最大阻值。

【变式2-3】如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V3.6W”字样，滑动变阻器R1的最大电阻为40Ω，当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑片滑到A端时，A1、A2的示数之比是3：1（灯的电阻保持不变）。

求：（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）当只闭合S、S2，滑动变阻器的滑片P在A端时，小灯泡两端的实际电压。

（4）小灯泡消耗的最小电功率（不能为0）。

考点3电磁型（电动机、电磁继电器相关计算）
【典例3-1】（2020•湘西州）如图为电吹风的内部结构示意图和电路原理图。

其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。

已知电吹风冷风挡的额定功率为44W，电吹风热风挡的额定功率为484W，额定电压均为220V。

当电吹风处于正常工作状态时，求：
（1）电吹风吹冷风时，电路中的电流是多大？
（2）电吹风吹热风时，电路中每小时耗电是多少度（1度＝1kW•h）？
（3）电吹风电热丝的电阻是多大？
【典例3-2】（2021•东营）为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。

控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。

已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。

[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。

（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。

（3）求工作电路在保温状态下的电功率。

（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。

【变式3-1】（2021秋•勃利县期末）如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电
路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为120W。

（1）要送冷风，选择开关应放在位置；要送热风，选择开关应放在位置（均选填“A”、“B”或“C”）。

（2）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通电5min电流所做的功是多少？
（3）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为560W，则电热丝R的阻值应为多大？
【变式3-2】（2022•五华区校级三模）如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。

工作电路中，电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。

控制电路中，电源电压恒为3V，电磁铁线圈电阻R线为5Ω，R t是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R t＝5+0.5t（其中R t单位是Ω，t的单位是℃），R0是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。

当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。

[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
（1）若将滑动变阻器R的阻值调为250Ω时，饮水机能将水加热到的最高温度是多少；
（2）饮水机内装有1000mL，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min，则加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少；
（3）若在控制电路中串联一个电流表，把电流表刻度改成对应的温度值，当成温度表使用，它的刻度是否均匀？并说明理由。

能力提升训练
一、填空题。

1．有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三挡，已知电热丝R1＝55Ω，高挡加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））。

求：
（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量；
（2）用高挡将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间；
（3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。

2．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
3．（2022•雨花区校级三模）如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路；S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。

求：
（1）要使电路处于低温挡，应该闭合开关。

（2）求前10min内电路产生的电热。

（3）R2的阻值。

4．（2022•龙华区校级模拟）如图是一款家用煲汤电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是加热挡和保温挡。

R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。

求：
（1）保温挡时通过的电流；
（2）加热挡时的电功率；
（3）该电热锅在某次煲汤时，加热挡工作0.5h，保温挡工作2h，此过程中消耗多少度电。

5．（2022•包头模拟）如图甲所示为某品牌电饭煲，内部电路可简化为图乙所示电路，其发热元件为两个电阻，可实现高温、中温、低温三挡的挡位调节。

电路额定电压为220V，电阻R1阻值为50Ω，中温挡功率为242W。

（1）R2的电阻值是多少？
（2）低温挡正常工作时，求电路消耗的总功率？
（3）家中只有电饭煲在高温挡工作时，如图丙所示，电能表转盘1min转了50转，则实际功率比高温挡额定功率变化了多少？此时的实际电压是多少？
6．（2021•鄄城县一模）某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路，其中电源电压不变，灯泡L标有“12V 6W”，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”，如图乙是定值电阻R0和灯泡L的电压与电流的关系图像。

当断开开关S1、闭合开关S和S2，并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时，灯泡L的实际功率为1.6W。

求：
（1）R0的阻值；
（2）灯泡正常发光10min，电流通过灯泡所做的功；
（3）电源电压；
（4）甲电路在什么情况下消耗的电功率最大，求电路消耗的最大电功率。

7．（2022•江西）如图所示，已知电源电压恒为8V，小灯泡上标有“6V 3W”。

（1）求小灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）闭合开关S，移动滑片P，使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。

8．（2022•昭化区模拟）如图所示，电源电压一定，灯泡L上标有“3V 1.8W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），R1是滑动变阻器，R2是定值电阻。

闭合开关S1、S2后，灯泡L恰好正常发光；闭合开关S1、断开S2，滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表示数为0.2A，此时电压表V1、V2的示数之比为1：4，求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）电源电压和电阻R2的阻值；
（3）电路在通路状态下消耗的最小功率。

9．（2021秋•肇东市校级期末）如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路，
其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为110W。

（1）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通过电动机的电流是多少？
（2）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为550W，则电热丝R的阻值应为多大？
（3）通电5分钟，电热丝产生的热量是多少？
10．（2022•湖北）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。

它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。

求：
（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。

c空气取1.0×103J/（kg•℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。

已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。

正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。

当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时.闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。

则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
11．如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0．该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝。

（假设它们的阻值不变）求：（计算结果若不能整除，保留一位小数）
（1）当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？
（2）在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？
（3）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？。