第十三章《电功好和电功率》电热计算专题训练
1．小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“10V 4W”），S1为总开关，S2为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为4Ω的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关S1，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]：
（1）电源电压是多少？
（2）R开始发热到停止工作，水吸收了多少热量？
（3）若电热丝产生的热量只有70%被水吸收，则R开始发热到停止工作的时间是多少？
2．如图甲所示是市面上一款即热式电饮水机，真正实现即开即热的使用功能，得到了广泛应用，其电路原理如图乙，电热丝R1、R2（已知电阻R1＞R2）绕在出水管上，水经过出水管时被加热，选择不同控制开关是S1、S2的状态，可以选择出沸水、热水或温水。出沸水时电路的电功率是2200W，R1的电阻值为110Ω，水箱中水的初温是20℃，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）现需要100℃的开水500mL，水需要吸收的热量；
（2）出沸水时，电饮水机正常工作时的电流；
（3）出热水时电路的电功率。
3．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
1热风温度 50～75℃
额定功率 热风时：900W
冷风时：110W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？（结果保留一位小数）
（3）电动机M的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？
（4）小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“3000r/（kW h）”字样的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？
4．图甲是某品牌电煎锅，图乙是其简化电路图，R1、R2是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关S1、S2，实现“低温”、“中温”和“高温”三个挡位间的切换。该电煎锅的部分参数如表所示，低温挡额定功率字迹已磨损。
电煎锅
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
中温挡 550W
低温挡 ××W
（1）求高温挡时电路中的电流。
（2）求电煎锅处于低温挡时的电功率。
（3）将电煎锅调至高温挡煎制食物时，电煎锅的加热效率为60%，则将100g食物从8℃加热至140℃需要多长时间？[食物的比热容取4×103J/（kg ℃）]
5．某电压力锅的额定电压为220V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻。加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为1000W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝2420Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求：
（1）压力锅的保温功率；
（2）将3kg水从25℃加热到65℃，水吸收的热量是多少？不计热损失，额定电压下，加热这些水需要多少秒？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）若电路中只让压力锅单独工作200s，图乙中的电能表转盘转了110转，请算出它的实际加热功率。
6．在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶（具有“加热”和“保温”两种工作状态），它的内部简化电路如图乙所示，其中只有R1为加热管（只有加热管放出的热量能被水吸收），R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V，R1的阻值为40Ω，加热时的额定功率为1210W，保温时加热管R1的额定功率为160W。求：
（1）加热状态工作时，电路中的电流；
（2）正常工作时，保温状态电路的总功率；
（3）某傍晚用电高峰期，实际电压为200V，他只让家中电热中药壶通电工作，使其处于“加热”状态6min，求电热中药壶产生的热量。
7．如图甲所示是一款多功能电煮锅，可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，其简化电路如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝，已知R1＝180Ω，电煮锅的部分参数如下表，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
额定电压 220V
高温挡功率 1210W
中温挡功率 440W
低温挡功率
容量 1L
（1）R2的阻值是多少？
（2）电煮锅的低温挡功率是多少？
（3）若不计热量损失，电煮锅使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要多长时间（结果保留到整数）？
8．图甲为某品牌饮水机，其铭牌如下表，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S2切换到加热挡，当温度达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
水桶容量：20L 热水箱水量：1kg 额定电压：220V 加热功率P2：1100W 保温功率P1：100W
（1）电热丝R1的阻值；
（2）热水箱中的水由70℃加热到100℃所吸收的热量；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量。
9．彤彤家里有一台电热锅，它的一些参数如表中所示，加热功率有高、低两个挡位，其内部简化电路如图甲所示。
额定电压 220V
加热电阻R1 55Ω
加热电阻R2 44Ω
（1）电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大？
（2）若将锅中0.5L的水从23℃加热到100℃，水吸收多少热量？
（3）上述加热水的过程中，不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作多长时间？
（4）爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示，也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，并通过计算说明原因。
10．某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，该火锅产品铭牌如表和电路图如图所示，其中（结果保留一位小数）
额定电压 220V
额定功率 高温挡 中温挡 低温挡
880W 440W 220W
（1）当电火锅使用中温挡正常工作时，电路中电流是多大？接入电路中的电热丝的电阻值是多少？
（2）用电火锅高温挡在额定电压下烧水7min，电流做了多少功？若电热丝产生热量的85%被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为的水温升高多少？
（3）小明利用所学的物理知识测量电火锅高温挡的实际功率。电表上标着“1200r/kW h”，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电火锅接入电路中烧水，2.5min电能表的转盘转了40r，求电火锅的实际功率是多少？
11．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1＝44Ω。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为550W。求：
（1）R2的电阻。
（2）高温挡正常工作100s，电流通过R1产生的电热。
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.6元/kW h）。
12．如图甲所示是额定电压为220V的家用智能电热马桶盖，其电路图如图乙所示，R1和R2是两个电阻器（电热丝），开关S2可接a或b，通过开关S1和S2的不同接法组合，可实现“高、中、低”三温挡调节加热功能（如表），求：
S1 断开 断开 闭合 闭合
S2 接b 接a 接a 接b
功率 P0＝0 P1＝22W P2＝44W P3
（1）R1的阻值；
（2）R2的阻值；
（3）高温挡功率P3；
（4）马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg ℃），当马桶盖功率为高温挡功率时，质量为300g的马桶圈升温10℃时所用的时间。（不计热量损失）
第十三章《电功和电功率》电热计算专题训练答案
1．（1）电源电压是10V；
（2）R开始发热到停止工作水吸收了2.1×105J热量；
（3）R开始发热到停止工作的时间是1.2×104秒。；
2．（1）水需要吸收的热量为1.68×105J；
（2）出沸水时，电饮水机正常工作时的电流为10A；
（3）出热水时电路的电功率1760W。；
3．（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是0.5A；
（2）电热丝工作时的电阻是61.3Ω；
（3）电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是120J；
（4）电吹风此时的实际功率是800W。；
4．（1）高温挡时电路中的电流为5A；
（2）电煎锅处于低温挡时的电功率为275W；
（3）将100g食物从8℃加热至140℃需要的时间为80s。；
5．（1）压力锅的保温功率为20W；
（2）将3L水从25℃加热到65℃，水吸收的热量是5.04×105J；额定电压下，加热这些水需要504s；
（3）它的实际加热功率为660W。；
6．（1）加热状态工作时，电路中的电流；为5.5A；
（2）正常工作时，保温状态电路的总功率为440W；
（3）电热中药壶产生的热量为3.6×105J。；
7．（1）R2的阻值是70Ω；
（2）电煮锅的低温挡功率是220W；
（3）若不计热量损失，电煮锅使用高温挡加热，使1L水从12℃升高到100℃，需要306s。；
8．（1）电热丝R1的阻值为440Ω；
（2）热水箱中的水由70℃加热到100℃所吸收的热量为1.26×105J；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为2000J。；
9．（1）电热锅在高挡位工作时的额定功率是1100W；
（2）将锅中0.5L的水从23℃加热到100℃，水吸收的热量为1.617×105J；
（3）不计热量损失，电热锅高挡位需正常工作的时间为147s；
（4）由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流，所以乙图电路不合理。；10．（1）电路中电流是2A；接入电路的电热丝的阻值是110Ω；
（2）在1个标准大气压下，能使1kg水温升高74.8℃；
（3）电火锅的实际功率是800W。；
11．（1）R2的电阻为88Ω；
（2）高温挡正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.1×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为400W。；
12．（1）R1的阻值为1100Ω；
（2）R2的阻值1100Ω；
（3）高温挡功率P3为88W；
（4）当马桶盖功率为高温挡功率时，质量为300g的马桶圈升温10℃时所用的时间为15s。；
