专题训练 多档位电热器综合计算1．(2020·西宁)今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利．农村家庭电器化普及程度越来越高．小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S 2断开时， 饮水机处于保温状态．R 1和R 2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示．(1)饮水机在加热状态下正常工作，将2 kg 的水从20 ℃加热至100 ℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃)](2)在第(1)问加热情况下，饮水机正常工作了420 s ，消耗了多少电能？加热效率是多少？ (3)电热丝R 2的阻值是多少？2．(2020·青岛)某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R 1和R 2均为阻值不变的发热电阻．某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示．求：[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃)](1)该电热水壶加热和保温时的电流之比． (2)电阻R 2的阻值．(3)给1.2 kg 的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间．额定电压220 V 额定功率 加热功率 2 000 W 保温功率 400 W 容量2.5 L3．(2020·南充)市面上的电热水壶大多具有加热和保温功能．下图是某电热水壶的电路简图，开关K接通后，开关S自动与触点a、b接通，热水壶开始烧水；当壶内水温达到100 ℃时，温控开关S自动与a、b断开，并立即与触点c接通，水壶进入保温状态．已知电源电压为220 V，电阻R1＝50 Ω，这种水壶的加热功率P加热是保温功率P保温的5倍，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，R1、R2电阻不受温度影响．求：(1)将1 kg初温为35 ℃的水加热到100 ℃需要吸收多少热量？(2)电阻R2的阻值．(3)在晚上用电高峰期将1 kg初温为35 ℃的水加热到100 ℃需用时300 s，若加热效率为91%，则晚上用电高峰期的实际电压为多少？4．(2020·江西)冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用，如图所示是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示．求：(1)仅榨汁时的正常工作电流．(2)R2的阻值．(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高30 ℃，需要加热多长时间？[c果汁＝4×103 J/(kg·℃)，ρ果汁＝1.2×10 kg/m3]榨汁杯部分参数表额定电压220 V加热功率300 W保温功率80 W榨汁功率66 W容量300 mL5．(2020·丹东)如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路，它有加热功能和按摩功能．加热电阻的阻值为48.4 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω，电源电压220 V稳定不变．求：(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少？(2)在足浴盆中加入体积为4 L、初温为20 ℃的水，加热电阻正常工作420 s，它的电加热效率为80%，则水的温度会升高到多少摄氏度？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](3)启动按摩功能时，电动机启动，通过电动机线圈的电流为0.1 A，按摩10 min，电动机线圈产生的热量是多少？6．(2020·孝感)如图甲所示为便携式可折叠电热壶，额定电压为220 V．电热壶具有加热、保温两挡，保温挡的额定功率为110 W，内部简化电路如图乙所示，当双触点开关接触1和2时为关闭状态，接触2和3时为保温挡，接触3和4时为加热挡．R1、R2是两个阻值不变的发热元件，R2＝48.4 Ω，现将电热壶接到220 V的家庭电路中，求：(1)R1的阻值．(2)加热挡的电功率．(3)若电热壶内装有0.5 kg的水，现用加热挡使水从25 ℃升高到100 ℃，加热效率为63%，则需要工作多少秒？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，结果保留一位小数]7．(2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能．如图乙所示是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换．电水壶加热功率为1 000 W，保温功率为44 W[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]，求：(1)把500 g的水从40 ℃加热到100 ℃，水壶要吸收的热量．(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间．(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R1的阻值．8．(2020·广东)某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220 V．图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)．某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，求：(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能．(2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流．(3)R2的阻值．9．(2019·辽阳)图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路，R1、R2均为发热体，将开关S 分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的档位。

已知两档空气炸锅的高温档功率为900W，R2阻值为96.8Ω．求：（1）发热体R1的阻值是多少？（2）空气炸锅一次性可装入200g牛柳，若将这些牛柳从40℃加热到190℃，牛柳需要吸收多少热量？【c牛柳＝3×103J/（kg•℃）】（3）不计热量损失，用高温档将200g牛柳从40℃加热到190℃，需要多长时间？10．(2019·黄冈)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。

其简化电路如图所示。

S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。

S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。

S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。

已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。

（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？（2）闭合S3，电磁泵两端电压为12V。

已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。

（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？已知发热盘质量为0.5kg，比热容为0.5×103 J/(kg·℃)。

设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。

11．(2019·临沂)图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5500W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电热丝。

某次小眀用高温档淋浴时，水的初温是20℃，淋浴头的出水温度为40°C，淋浴20min共用水100L．假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【c水=4.2×103J/（kg•°C）】求：（1）电热丝R1的阻值。

（2）该热水器高温档功率。

甲乙12．（2019·齐齐哈尔）如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为110Ω，M是电动机。

开关S1闭合后，当S2接1、2时吹冷风；当S2接2、3时吹温风；当S2接3、4时吹热风，此时空调扇的总功率为1100W．已知：电源电压为220V，c冰＝2.1×103J/（kg•℃）。

求：（1）吹冷风时，在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低，若冰袋内冰的质量为lkg，温度从－16℃升高到－6℃时，冰从周围吸收的热量是多少？（2）吹冷风时，电动机正常工作1h消耗的电能为0.11kW•h，此时通过电动机的电流是多少？（3）吹热风时，R2的电阻是多少？专题训练 多档位电热器综合计算（答案解析）1．(2020·西宁)今年，西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利．农村家庭电器化普及程度越来越高．小明家电热饮水机的简化电路图如图所示，它有加热和保温两种工作状态，当S 2断开时， 饮水机处于保温状态．R 1和R 2均为用来加热且阻值不变的电热丝，饮水机部分参数如下表所示．(1)饮水机在加热状态下正常工作，将2 kg 的水从20 ℃加热至100 ℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃)](2)在第(1)问加热情况下，饮水机正常工作了420 s ，消耗了多少电能？加热效率是多少？ (3)电热丝R 2的阻值是多少？【答案】（1）6.72×105 J （2）80% （3）30.25 Ω 【解析】(1)水吸收的热量：Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105 J ； (2)消耗的电能：W ＝P 加t ＝2 000 W×420 s ＝8.4×105 J 因为R 1、R 2为电热丝，所以Q 放＝W ＝8.4×105 J 加热效率：η＝Q 吸Q放×100%＝6.72×105 J 8.4×105 J×100%＝80%；(3)当S 1、S 2闭合时，R 1、R 2并联，饮水机处于加热状态，当只闭合S 1时，只有R 1单独工作，饮水机处于保温状态，则R 2消耗的电功率：P 2＝P 加－P 保＝2 000 W －400 W ＝1 600 W由P ＝UI ＝U 2R 得，R 2的阻值：R 2＝U 2P 2＝（220 V ）21 600 W＝30.25 Ω。

2．(2020·青岛)某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R 1和R 2均为阻值不变的发热电阻．某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图象如图乙所示．求：[水的比热容c ＝4.2×103 J/(kg·℃)](1)该电热水壶加热和保温时的电流之比．额定电压220 V 额定功率 加热功率 2 000 W 保温功率 400 W 容量2.5 L(2)电阻R 2的阻值．(3)给1.2 kg 的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间．【答案】（1）4∶1 （2）90.75 Ω（3）210 s 【解析】(1)根据P ＝UI 可得，I 热∶I 温＝P 热U ∶P 温U＝1 600 W ∶400 W ＝4∶1；(2)根据P ＝U 2R ，当S 接1时电路中只有R 1，为加热挡；则R 1的阻值：R 1＝U 2P 热＝（220 V ）21 600 W ＝30.25Ω，当S 接2时R 1与R 2串联，为保温挡，电路总电阻：R 总＝U 2P 温＝（220 V ）2400 W ＝121 Ω，电阻R 2的阻值：R 2＝R 总－R 1＝121 Ω－30.25 Ω＝90.75 Ω；(3)水吸收的热量：Q 吸＝cm Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝302 400 J 消耗的电能：W ＝Q 吸90%＝336 000 J ，加热时间：t ＝W P 热＝336 000 J1 600 W＝210 s 。