2026年中考物理二輪復習：計算題18 力學、電磁學、熱學綜合計算 壓軸培優專練（解析版）

計算題18力學、電磁學、熱學綜合計算壓軸培優專項訓練

-----------/A組?保分基礎練/------------

1.(2025?廣東?中考真題)如圖所示是我國自主設計建迨的“極地”號破冰調查船。某次任務

中，該船的總質量為4.12xl0''kg。已知g=10N/kg,2海水=1.03xlO’kg/n?,

夕燃油=4.3x107J/kg。求該船：

(1)受到的總重力：

(2)靜止時排開海水的體積；

(3)發動機完全燃燒100kg燃油放出的熱量。

【答案】⑴4.12xlO?N

(2)4xl03m3

(3)4.3x10，

【詳解】(1)該船受到的總重力G=m船g=4.12xl06kgxi0N/kg=4.12xl()7N

(2)船只漂浮，靜止時，受到的浮力為/=G=4.12X107N

=4xl3m

則排開海水的體積%=―1—=n?［黑2坐”°'

p料水g1.03x10kg/mx1ON/kg

(3)發動機完全燃燒100kg燃油放出的熱量。放=%⑼=100kgx4.3xl07J/kg=4.3xl09j

2.(2025?四川宜賓?中考真題)中醫藥是中國傳承兒千年的文化瑰寶。如圖甲是一款小型的

電熱煎藥壺，額定電壓為220V,有高溫、低溫兩個擋位，其內部簡化電路如圖乙所示，當

雙觸點選擇開關接觸力、8時為斷開狀態。飛、&是兩個阻值不變的電熱絲，A=484Q,

&2=121。，U=220V。

選擇開關

圖甲圖乙

(1)判斷并簡要說明使用低溫擋工作時開關應接觸夙C還是C、。?

(2)計算使用低溫擋工作時的功率是多少？

(3)計算使用高溫擋工作Imin,電流做功是多少？

(4)采用低溫擋加熱已煎好的某種中藥液。已知該中藥液比熱容為4.0xl()3j/(kg?℃),質量為

200g,加熱8min,溫度從5。(3升高到45(。請計算此過程的加熱效率(加熱過程中藥液蒸

發的影響可忽略不計)。

【答案】(1)使用低溫擋工作時開關應接觸8、C

(2)100W

(3)3X104J

(4)66.6%

【詳解】(1)由圖乙可知，當雙觸點選擇開關接觸仄C時，燈接入電路，當雙觸點選擇開

關接觸C、。時，R、&并聯接入電路，根據并聯電路電阻規律可知，處、&并聯接入電路

時，電路中的總電阻小于任意一個并聯的電阻，所以此、匕并聯接入電路時，電路中的總

電阻最小，由尸=攵可知，電路的總功率最大，此時電熱煎藥壺處于高溫擋，則當雙觸點

R

選擇開關接觸仄C時，電熱煎藥壺處于低溫擋。

(2)當雙觸點選擇開關接觸8、C時?，電熱煎藥壺處于低溫擋，處接入電路，由尸

R

可知.低溫擋工作時的功率4=4=啜詈-=100川

(3)使用高溫擋時，力、￡并聯接入電路，工作Imin,根據并聯電路特點可知電流做功

U2U2}220V）2（220V）2

%=（片+2），=一+一/x1x60s=3x|04J

【4484Q+121c

(4)該中藥液比熱容為4.0xl03j/(kg.oc),質量為200g,溫度從5P升高到4容C,中藥液

吸收的熱量。一。末一%.)-4.0乂1(Pj?kg.9)x200x10-3檢乂(45℃-5℃)-3.2乂104

低溫擋加熱8min,消耗的電能/=々山=100WX8X60S=4.8X1()4J

此過程的加熱效率〃得xlOO%=常需xl00%=66.6%

3.(2025?黑龍江齊齊哈爾?中考真題)如圖，我國某艦艇圓滿完成首次航行試驗任務，為我

國海軍建設和發展注入新動力。該艦艇在平靜的海面上靜止時，艦艇底最低點到水面的豎直

距離為12m。若某段航行過程中，該艦艇在平靜的海面二平穩的勻速直線航行了30km,發

動機做的有用功為6x10"」。已知：海水的密度月每水nl.OxlO,kg/m=該艦艇所用燃料的熱

值q=4xlO?J/kg。求:

(1)該艦艇在平靜的海面上靜止時，海水對艦艇底最低點的壓強是多少Pa?

(2)該段航行過程中，發動機提供的前進的動力是多少N?

(3)若該艦艇發動機的效率為30%,則該段航行過程中，消耗燃料的質量是多少kg?

【答案】(l)1.2xlO'Pa

(2)2X107N

(3)5xlO4kg

【詳解】(1)海水對艦艇底最低點的壓強

p=p浙,,<gh=l.Ox]O'kg/xION/kgx12m=1.2x105Pa

(2)該段航行過程中，發動機提供的前進的動力/="=gl￡?_=2xlO7N

s30x101

(3)該段航行燃料完全燃燒放出的熱量。放=—=^^=2xlO,2J

730%

則消耗燃料的質量〃[="=二2：??=5xI04kg

q4x10J/kg

4.(2025?陜西?中考真題)勞動實踐小組為溫室育苗基地制作了一個保溫箱，其電路如圖-1

所示。

圖-2

(1)電熱絲，的阻值為220C,則電路中的電流是多少？

(2)已知保溫箱內空氣的質量為11kg,圖-1所示電路工作300s產生的熱量，可使保溫箱內

空氣的溫度升高多少？[不計熱損失，空氣的比熱容為l.()xlO3J/(kg℃)]

(3)現增加一個阻值為44c的電熱絲金，根據實際需求，利用電熱絲火/與火2,為保溫箱設

計兩個擋位，高溫擋的電功率為1100W,低溫擋的電功率為220W。請根據需求，在圖-2的

虛線框內將電路連接完整,

【答案】(1)1A

(2)6℃

U220V

【詳解】(1)電路中的電流是/=k=訴有=從

(2)圖-1所示電路工作300s產生的熱量為。=%=U〃=220VX1AX300s=66000J

不計熱損失，則空氣吸收的熱量與電路產生的熱量相等，保溫箱內空氣升高的溫度為

人Q66000J

A/=—=------------------=6℃

cm1x103J/(kg?℃)x11kg

II2_(220V)2

(3)高溫擋的電功率為I100W,高溫擋電路電阻為火島==4密2

iioow

低溫擋的電功率為220W,低溫擋電路電阻力及低=—U=(\220V'F=2200

々改ZZUW,

所以兩個電阻并聯接入電路，高溫擋支路接電熱絲處，低溫擋支路接電熱絲勺，連接如下

圖所示：

5.（2025?陜西?中考真題）火電站利用煤炭燃燒時產生的熱量，通過汽輪機帶動發電機發電，

若火電站的煤電轉化效率，7=察（叱也為火電站發出的電能，。總為消耗的煤炭完全燃燒時

所放出的熱量），則煤炭燃燒越充分，煤電轉化效率越高。有關研究表明，基于“富氧燃燒”

技術的“碳一氫一風一電''能源耦合模型，可有效地提高新能源與傳統能源的綜合利用。如圖

所示，風電站給電網供電后，將富余的電能輸送給制氫廠，通過電解水裝置制造的氫氣，經

加氫站到達用戶端；將電解水制氫時產生的氧氣輸送給火電站，使煤炭實現“富氧燃燒”，提

高火電站的煤電轉化效率，

“碳-氫-風-電”能源耦合模型

（I）某風電站總裝機功率為lO^kW,平均每天工作時長以IOh計。若風電站以總裝機功率工

作時，I天所發出的電能中，有8.2xlO$kWh的電能供給電網，富余的電能全部用于電解水

制氫（每產生Inf氫氣消耗3.6kW-h的電能），產生的氫氣完全燃燒時，釋放的熱量為多少？

（氫氣的熱值為1.28xl07J/m3）

（2）假設火電站通過“富氧燃燒”技術，使煤炭完全燃燒，可實現每消耗0.31kg的標準煤，發

出lkW?h的電能，則“富氧燃燒”條件下，煤電轉化效率是多少？

（3）若采用“富氧燃燒”技術后，煤電轉化效率相比技術革新之前提高了4%,則同樣發出

lkW-h的電能，相比應用“富氧燃燒”技術前，能節約多少千克標準煤。（標準煤的熱值為

2.9x107J/kg)

【答案】(1)6.4x10”

(2)40%

(3)0.03kg

【詳解】(1)富余的電能為

555

W=W好-WIx=PIt-Wx=10kWxl0h_82xl0kWh=l8xlOkW.h

產生的氫氣為P==50000m,

3.6kWh/m3

氫氣完全燃燒釋放的熱量為。=夕P=1.28x107J/m3x50000m3=6.4xlO"J

(2)煤電轉化效率是〃吟=弋6：*=40%

.0.3Ikgx2.9x10J/kg

(3)采用富氧燃燒技術后,煤電轉化效率相比技術革新之前提高了4%,則技術革新之前

MZ176X1061

的效率為36%,同樣發出IkWh的電能需要消耗的熱量為Q=」=—x——=ixlO7J

736%

需要煤的質量為班=—-=Q-34kg

q、2.9x10J/kg

可以節約煤的質量為嗎=0.34kg-0.31kg=0.03kg

6.(2025?江蘇揚州?中考真題)某電水壺內部電路簡化后如圖。當開關耳、，都閉合，電水

壺處于加熱狀態。水燒開后溫控開關S2自動斷開，電水壺處于保溫狀態。已知電阻4為

3

22Q,保溫時通過用的電流為0.2A,^=4.2xl0J/(kg-r)o求：

-----------o220VQ-----

(4

—r)-----11—'

(1)將質量為1kg、初溫為20。(3的水加熱至70。(2,水吸收的熱量。；

(2)電水壺處尸加熱狀態時的電功率P：

(3)電水壺處于保溫狀態時，Imin消耗的電能W.

【答案】⑴2.1x103

(2)2200W

(3)2640J

【詳解】(1)水吸收的熱量0=。水成WngxlOSjdkg.qxlkgxOOC-ZOCYZ.lxlO51

(2)當開關S「S2都閉合，電路中只有電阻4，電水壺處「加熱狀態，則電水壺處「加熱

ri2(220V)2

狀態時的電功率PMG-MFTT-MZZOOW

22L1

(3)水燒開后溫控開關S?自動斷開，電路為兩個電阻串聯，保溫時通過用的電流為0.2A,

則電路中電流為0.2A,此時電水壺處于保溫狀態，Imin消耗的電能

W=UIt=220Vx0,2Ax60s=2640J

-------------------------------------/B組?搶分能力練；-----------------------------------

//

7.(2025?山東聊城?模擬預測)某學校為保障學生的飲水衛生，配備了智能飲水機，如圖甲

所示。如圖乙所示是飲水機內部的簡化電路圖，技術參數如表所示，通過開關$、S?實現

高、低擋的控制，仆和凡均為電熱絲且電阻恒定［。木=4.2xl03j/(kg〃C),標準大氣壓］。

求：

?MJ

圖甲圖乙

額定電壓220V

高溫擋3000W

正常_L作電

功率

低溫擋440W

容量5L

(1)當開關明、S2同時閉合時，飲水機處于擋位。判斷理由是

(2)電熱絲&的阻值;

(3)飲水機在高溫擋正常工作15min消耗的電能；

(4)將飲水機中裝滿水，若飲水機將20。(2的水加熱15min正好燒開，求加熱時飲水機的熱效

率是多少？

【答案】(1)高溫見解析

⑵93.9C

(3)2.7x1(尸J

(4)62.2%

【詳解】(1)由電路圖可知，當開關$、S?同時閉合時，電熱絲&被開關S?短路，只

有電熱絲K接入電路。當開關&閉合、S2斷開時，電熱絲人和4串聯接入電路。根據尸二匕

/?

可知，在電源電壓■?定時，電路的總電阻越小，電功率越大。因為串聯電路的總電阻大于任

何一個分電阻，所以當開關勒、S?同時閉合時，電路的總電阻最小，電功率最大。故飲水

機處于高溫擋。

(2)飲水機處于高溫擋時，只有電熱絲A接入電路，由尸=生可得其阻值為

U2_(220V)2

與~P~~3000W

飲水機處于低溫擋時，電熱絲凡和&中聯，由尸=匕可得電路總電阻為

_U2_(220V)2

=I1OQ

~~P~~440W

根據串聯電路電阻特點，&的阻值為4=R總-凡=110Q-16.1。=93.9Q

(3)飲水機在高溫擋正常工作時,工作15min消耗的電能為

6

Wi：,=P,t=3000WX15X60S=2.7X10J

(4)加熱時飲水機在高溫找匚作15min消耗的電能為唳=2.7xl()6j

飲水機裝滿水的質量為以=2水鼠=1.0xI(J?kg/n?x5x10-3n?=5kg

在標準大氣壓下，水的沸點是100℃,將這些水燒開需要吸收的熱量為

。吸=6”?水(廉—刖)=4.2>1j/(kg.。(2)x5kgx(100℃-20℃)=1.68x106J

飲水機的熱效率為〃啜外。。％=翳需-。。％，62.2%

8.(2025?河南?模擬預測)如圖甲所示為科技小組的同學設計的一款帶保溫功能的電熱水壺

的內部結構簡化電路圖，該電熱水壺的部分參數如下表所示。單獨開啟盛滿水的電熱水壺,

2min將76。(2的水燒開(在標準大氣壓下)，如圖乙所示所在電路的電能表的表盤轉過20r,

3

夕水nl.OxlO'kg/m:C/f,=4.2xlOJ/(kg℃),求：

額定電壓220V

高溫擋功率?W

保溫擋功率200W

水容量1L

kWh

1123@

220V10(20)A50Hz

600r/kWh

0

甲乙

(I)高溫擋電功率.；

(2)電阻絲用電阻；

(3)電熱水壺的加熱效率：

(4)怎樣改進電路可以提高加熱效率？寫出一種方法。

【答案】(I)IOOOW

⑵60.5Q

(3)84%

(4)減小4的阻值

【詳解】（1）根據電能表“600r/kW-h”的參數可知，電能表轉盤每轉600圈，消耗的電能為

lkW-h。電能表轉盤轉過2。,，此過程中消耗的電能*麗*西$物力

—kWh

W

該電熱水壺高溫擋的電功率以=-=——=lHK=1000W

—h

60

（2）由電路圖可知，低溫擋時只有電阻巳工作，高溫擋時兩電阻并聯，高溫擋時電阻匕

的功率為片=匕-%=I090W-200W=800W

U/=(22()V『

所以火?==60.5Q

片800W

（3）電熱水壺盛滿水時，水的體積P=lL=l"〃，=lxl（T3m3

3?_3J

水的質量為w=p1.r=1.0xl0^/mxlxl0m=1kg

在標準大氣壓下，水的沸點為100℃o水吸收的熱量

Q=cm2=4.2x1j/（檢.0xUgx（100℃-76℃）=1.008xl05J

加熱過程中消耗的電能力=9%h$x3.6xl06j=1.2x10”

電熱水壺的加熱效率〃=華xI（）0%=x100%=84%

（4）可以減小電路中的電阻，例如更換阻值更小的電住絲K，在電源電壓不變時，根據

P=與，電阻減小，功率增大，相同時間內產生的熱量更多，能更快加熱水，減少熱量損

失的時間，從而提高加熱效率。

9.（2025?福建福州?一模）如圖所示，某科技公司研發的水下清洗機器人，集潛水、巡檢、

清洗于一體，靠4個電動螺旋槳驅動，能靈活地浮游、翻轉、前行、下潛，可在50m深水

下對船舶進行高壓水柱噴射清洗。該機器人質量180kg,無水艙設計，浸沒在水中時的排水

體積為0.2m3,線纜對機器人的作用力可忽略不計，p^=1.03xl03kg/m\求：

(1)完全浸沒在海水中時清洗機器人受到的浮力為多少N?

(2)清洗機器人自主下潛時，4個電動螺旋槳旋轉到豎直方向驅動，使清洗機器人受到豎直方

向的推力，以0.5m/s的速度從水面勻速豎直下潛至50m處作業。此過程中機器人受到水對

它輕直向上的阻力恒為60N,則推力為多大？

⑶若(2)的過程中，電動機消耗的總電能為0.0()6kWh,則電動機驅動螺旋槳的效率為多

少？(結果保留一位小數)

【答案】⑴2.06x10小

(2)320N

(3)74.1%

【詳解】(1)完全浸沒在海水中時清洗機器人受到的浮力為

3333

F.(二0、g匕?=1.03x10kg/mx1ON/kgx0.2m=2.06xi0N

(2)機器人的重力為G=mg=180kgx1ON/kg=1.8xlO3N

機器人勻速下潛時受到豎直向下的推力，豎直向下的重力，豎直向上的阻力，豎直向上的浮

力,且受力平衡,螺旋槳的推力為%=/+庫-G=60N+2.06XI()3N-L8X103N=320N

(3)電動機驅動螺旋槳產生推力，推力所做的有用功為

%仃用=量s=320Nx50m=1.6xl04J

消耗的電能為=0006kWh=2.16xlO4J

電動機驅動螺旋槳的效率為〃=嬖=巖黑;工74.1%

%2.16x10J

10.(2025?江西新余一模)如圖所示是我市某公園的便民飲水點及其飲水機內部電路簡化

圖，其中4的阻值為48.4Q,4和&均為阻值不變的電熱絲，飲水機有加熱和保溫檔，正

常工作時，保溫檔功率為HOW。[^=4.2xlO3J/(kg℃)]

(1)求飲水機在保溫檔正常JJ乍時的電流;

（2）當只有飲水機工作時，將3kg水從10。（3加熱到100。。公園安裝的數字式電能顯示消耗

了0.35kW-h電能，求飲水機的加熱效率；

（3）為節能減排，相關部門計劃在該公園安裝太陽能電池為飲水機供電。已知晴天1m?太陽能

電池每天能發電0.4kW-h,要求所有太陽能電池晴天一天的發電量能供飲水機使用3天。飲

水機每天正常工作加熱時間計為3h,保溫時間計為8h,求至少要安裝多大面積的太陽能電

池。

【答案】（D0.5A

（2）90%

（3）29.1m2

【詳解】（1）由題意知，飲水機保溫檔的功率為U0W,根據電功率公式尸/可得，保溫

檔正常工作時的電流/保小益==0.5A

U220V

（2）水吸收的熱量為。吸=c水〃（T。）=4.2x1（）3J/（kgr）x3kgx（100℃-10℃）=1.134xl06J

飲水機消耗的電能為％=0-35kWh=1.26xlO6J

飲水機的加熱效率為〃=*xl0（）%=黑喘xl（）（）%=90%

rrJA1XIUJ

（3）由電路圖可知，當開關S閉合時，電阻&被短路，電路中只有以工作，此時電路總

電阻最小，根據尸=巨可知，電功率最大，飲水機處于加熱檔。飲水機的加熱功率為

緊篝3°°°W=lkW

飲水機一天消耗的電能為%=加熱+//保海=IkwX3h+110x10-3kwX8h=3.88kW?h

飲水機3天消耗的電能為％瞇=3）％=3x3?88kW?h=11.64kW?h

根據題意，晴天In?太陽能電池每天能發電0.4kW-h,要求所有太陽能電池晴天一天的發電

量應等于飲水機3天消耗的電能，則需要安裝太陽能電池的面積為

11.64kWh

S==29.1nr

0.4k\Vh/m2

11.（2025?遼寧鞍山?一模）為實現自動控制，小明觀察發現，某恒溫調奶器利用電磁繼電

器（線圈電阻不計）具有延時加熱、保溫、消毒等功能，其電路圖如圖甲所示。控制電路中,

電壓q=3V,定值電阻4=50Q,熱敏電阻/?的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作

電路中，電壓U=220V,R=836Q,4=44。。已知恒溫調奶器容量為2L,水溫達到8(TC

3

時銜鐵會跳起。[8=L0xl()3kg/m3,^=4.2xlOJ/(kg℃)]o求:

(1)銜鐵剛跳起時，通過電磁鐵線圈的電流是多少？

(2)T.作電路在保溫狀態下的電功率是多少？

(3)當調奶器加滿溫度為25。(：的水，此過程中水吸收的熱量是多少？

(4)上述加熱過程中加熱元件工作500s后銜鐵跳起，恒溫調奶器的加熱效率是多少？

【答案】⑴0.02A

(2)55W

(3)4.62XI05J

(4)84%

【詳解】(1)當水溫達到80%：時銜鐵會跳起，由圖乙可知，此時熱敏電阻的阻值為100Q，，

控制電路中，定值電阻與熱敏電阻串聯，線圈電阻不計，通過電磁鐵線圈的電流為

3V

1=q=0.02A

R+4100。+50。

(2)當溫度較低時，控制電路中電流較大，電磁鐵磁性強，吸合銜鐵，動觸點與下方靜觸

點接通，工作電路中只有a工作，此時為加熱狀態。當溫度達到80。(3時，銜鐵跳起，動觸

rj2

點與上方靜觸點接通，工作電路中以和段串聯，電路總電阻較大，根據夕=幺可知電功

R

率較小，此時為保溫狀態，工作電路在保溫狀態下的電功率是

(22QV)2=55W

%=

/?,+/?,836C+44c

(3)水的質量為m=0水。=1x103幅/m3x2xl0-?m3=2kg

水吸收的熱撬為Q吸=c水/必/=4.2x1O'J/(依。C)x24gx(80℃-25℃)=4.62x10sJ

(4)加熱過程中，工作電路處于加熱狀態，只有電阻火2工作。加熱功率為

_(220V)2

=1100W

至一44Q

消耗的電能為爪=P"=1100Wx500s=5.5X105J

恒溫調奶器的加熱效率〃=告=蕓:舄=84%

12.(2025?廣東深圳?三模)如圖甲所示，這是一款電加熱煮茶壺，其額定電壓為220V。圖

乙為其簡化工作原理圖，4、用均為限值不變的加熱絲，通過改變旋鈕開關的位置，可實

現“加熱”“保溫”兩擋的調節。已知保溫擋的額定功率為242W,&=4()Q0求:

(1)煮茶壺在保溫擋正常工作時電路中的電流;

(2)電阻絲A的阻值；

⑶在某次用電高峰期使用加熱擋將0.5kg的茶水從40。(2剛好加熱到100℃,用時150s,該

煮茶壺加熱時的效率為8C%。求

①茶水吸收的熱量；②煮茶壺此次工作的實際電功率。

[茶水的比熱容。茶水=4.0xl03J/(kg℃)]

【答案】⑴

1.1A

(2)

160c

(3)

①1.2xl()5j

②1000W

【詳解】(1)已知煮茶壺保溫擋的額定功率4=242W,額定電壓U衙=22()V。根據電功率

f>242W

公式P=UI,煮茶壺在保溫擋正常工作時的電流/=產=下命=1?從

(2)由電路圖可知，當開關S接“2”時，電阻片和4串聯，電路總電阻最大。根據電功率

公式P=UI=《

R

可知，在電源電壓不變的情況下，電路的總功率最小，此時煮茶壺處于保溫擋。保溫擋電路

的總電阻為以=獸=霍=200c

根據串聯電路電阻的特點，4的阻值為凡=8-&=200Q-40Q=160Q

(3)①由題意，茶水吸收的熱量為

35

Qfi=cwAr=cw(r-/o)=4OxlOJ/(kg℃)xO.5kgx(lOO℃-4O℃)=1.2xlOJ

②由電路圖可知，當開關S接“3”時，電阻K被短路，只有用接入電路，甩路電阻最小，功

率最大，處于加熱擋。根據效率公式〃=隼，煮茶壺消耗的電能為

5

[F=QL=1,2xl0J=15xl05J

n80%

w\5xIO51

煮茶壺此次工作的實際電功率為％=HF^-=100CW

13.(2025?河南濮陽?二模)如圖甲所示為物理學習小組設計的電熱水壺電路，它由工作電

路和控制電路組成，具有加熱和保溫功能。其中工作電路電源電壓為220V,￡、號為電加

熱絲，加熱功率為1210W,保溫功率為100W。控制電路中的凡為熱敏電阻，其阻值隨水

溫變化的關系如圖乙所示，匕為滑動變阻器。電磁鐵產生的吸引力廠與控制電路中電流/的

關系如圖丙所示，電磁繼電器線圈的電阻忽略不計，銜鐵只有在不小于3N吸引力的作用下

才能被吸下.求：

乙

(1)/?3的阻值是多少？

(2)將滑動變阻器Q的阻值調整到40d可將電水壺的保溫溫度設定為40。0則控制電路中

的電源電壓U多大？

(3)已知電熱水壺的加熱效率為80%,用加熱檔將2kg的水由25(加熱至65。0用時7min,

則工作電路的實際加熱功率多大？[c=4.2xl()3j/(kg.oC)]

【答案】(1)4440

(2)9V

(3)1000W

【詳解】(1)由尸=攵可知，當電壓一定時，電阻越大，電功率越小，為保溫擋；電阻越

R

小，電功率越大，為加熱擋。當開關S與下方觸點連接：%、%串聯接入工作電路，電阻

大，為電熱水壺的保溫擋；當開關S與上方觸點連接，只有電熱絲&接入工作電路，電阻

小，為電熱水壺的加熱擋，由題意可知，加熱擋功率為1210W,所以電阻&的阻值為

U1(220V)2

=40Q

R2=-1210W

熱

保溫擋功率為100W,電路中的總電阻為R總=6—=磊而廠=484。

/溫100W

故Ri的阻值為R廣R￡-/?2=484Q-40Q=444c

(2)由圖甲可知，控制電路中，熱敏電阻凡與滑動變阻器匕串聯。由圖乙可知，當溫度

為40。(3時，熱敏電阻凡的阻值為4=50Q,根據串聯電路的電阻特點可知，此時控制電路的

總電阻為R.六必+4=40C+50c=90Q

當F=3N時，銜鐵恰好被吸下進入保溫狀態，由丙圖可知，此時的電流為

,250x10-3A

x3N=0.1A

控制電路電壓為t/=//?/=0.1Ax90Q=9V

35

(3)水吸收的熱量為Q?=cw(/-rfl)=4.2x10J/(kg℃)x2kgx(65℃-25℃)=3.36x10J

電熱水壺消耗的電能為"=幺=衛察豈=4.2xl()sj

;780%

加熱時間為t初=7min=420s

工作電路的實際加熱功率為七=等=隼黑=1。00次

/加熱420s

14.(24-25九年級下?江蘇無錫?月考)如圖甲是莉莉同學設計的一款“智能電水壺”，圖乙是

“智能電水壺”的自動控溫工作原理圖：控制電路中，U/=4V,保護電阻8=100Q,凡為熱

敏電阻，其阻值隨溫度變化關系如圖丙，電磁鐵線圈電阻不計：工作電路中。S=220V,

Ri、&為加熱電阻：當通過電磁鐵的電流/S0.008A時，工作電路開始保溫，加熱功率為

440W,保溫功率為100W。求：

甲

(1)加熱電阻火/的阻值有多大？

(2)某次將1.2L的水從2(H：燒開，水吸收了多少熱量？

(3)升始保溫時，電水壺內水的溫度是多少？

(4)要使電水壺剛開始保溫時的溫度設定為50。。請通過計算寫出改進方案。(調整一個電學

元件，計算出具體數值，寫出一種方案即可)

【答案】(i)iioc

(2)4.032x1()5j

(3)65℃

(4)品改為200C/電源電壓改為3.2V

【詳解】(1)當控制電路中電磁鐵的銜鐵被往下吸時，工作電路為僅有加熱電阻修的簡單

電路；當電磁鐵失去磁性，銜鐵沒有被吸引時，工作電路中修、心串聯，電路中的總電阻

根據尸=攵可知，電阻較小時，電功率較大，為加熱狀態。已知％=220V,加熱功率為

R

U2(220Vr

440W,則加熱電阻必的咀值"=十=--二1100

/414UW

(2)水的體積P=L2L=L2xl(T3m3

水的質量加=pV=1x103kg/m3x1.2x10-3m3=1.2kg

將1.2L的水從20年燒開，水吸收的熱量

0吸=c〃皿=4.2x10?J/(kg℃)xl.2kgx(100℃-20℃)=4.032x105J

(3)當通過電磁鐵的電流/40.008A時，工作電路開始保溫，%、%串聯，因此開始保溫

時，電路中的電流/=0.008A,串聯電路的總電阻仆簫~=500C

10.008A

則熱敏電阻凡=R總一凡=500C-100C=400Q

根據圖丙可知，當凡=400C時，電水壺內水的溫度，=65℃。

(4)要使電水壺剛開始俁溫時的溫度設定為50(,由圖乙可知，此時熱敏電阻的阻值

U4V

4=300。。工作電路開始保溫時，市聯電路的總電阻凡\1=500C

1u.UUoA

根據電阻串聯的特點可知，此時定值電阻的阻值應為%=R總-凡=500C-300Q=200C

因此可將保護電阻更換為200Q的定值電阻。

或不改變&的阻值，電路中的總電阻為/=&卜6=100CI300c=400c

將電源電壓調整為U=%=0.008Ax400Q=3.2V

15.(2025?遼寧撫順?模擬預測)如圖甲所示是辦公時候用的電熱桌墊，小麗想知道它的工

作原理，杳看說明書后發現：該電熱桌墊的材質為親膚硅膠，質量為165g,工作電路如圖

乙所示，12V電源供電，發熱部分由凡、凡兩根電熱絲組成，"心的阻值分別為6C、

4Q,設計高、低溫兩擋，旋鈕開關S可置于力和2”、“2和3”或“3和4”接線柱。(不考慮

溫度的變化對電阻的影響)。求：

甲乙

(1)低溫擋加熱時的電路電流大小；

(2)高溫擋加熱時，整個電路在1min內產生的熱量；

(3)高溫擋加熱時，若不計熱量損失，求桌墊的溫度升高20。(3所用的時間。［硅膠的比熱容

為2xlO3J/（Ag℃）］

【答案】（1）2A

（2）3.6xlO3J

（3）110s

【詳解】（1）旋鈕開關S置于“1和2”時兩電阻均沒有接入，為關閉狀態；旋鈕開關S置于

“2和3”時只有以接入電路；旋鈕開關S置于“3和4”時兩電阻并聯，故旋鈕開關S置于“2

利3”時電阻較大，由9可知此時功率較小，為低溫擋，由歐姆定律/=與可得電路

RA

電流為4=，=票=2人

（2）旋鈕開關S置于“3和4”時兩電阻并聯，為高溫擋，由歐姆電路/=§可得，通過電阻

,u12V—

心的電流為12=V=7FT=3A

由并聯電路電流規律可得總電流/=4+4=2A+3A=5A

由%=U〃可得，整個電路在Imin內產生的熱晶。=W=U〃=12Vx5Axix60s=3.6xl（）3j

（3）高溫擋時，若不計熱量損失，升溫所需熱量

Q及=cmM=2X103J/（ZgC）X165X|kgx20℃=6.6xIOil

不計熱品損失有幽=0吸=6.6x10,J

由此=可得所用時間，=△=6.汨0"=110s

UI12Vx5A

16.（2025?山東煙臺?一模）小明為老師設計了一個