專題15電熱器及其擋位問題

知識一提出問題

⑴現有兩只電阻Ri，R2(RI>RI)，一個電壓為U的電源，你可以組裝幾種出連接方式不同的電路?

(2)這些連接方式中電路總電阻分別是多少?關系如何？

(3)這些連接方式中電路總功率分別是多少?關系如何？

Ri

R?

內

總電阻:

總功率:

結論:由P=U2/R可知:當U一定時，發熱功率P與電阻R成反比，即電阻越大發熱功率越小，電阻

越小發熱功率越大。

知識點二電熱器多檔問題

(1)串聯電路的多檔問題

①短路式:兩個電阻串聯，把開關與其中一個電阻并聯，如下圖所示。當閉合開關時，有一個電阻短

路，只有一個電阻工作，此時為高溫檔:當斷開開關時，兩電阻串聯，電阻大一些，電熱器的功率小

一些，此時為低溫檔。

短路式單刀雙擲式

②單刀雙擲式:主要工作電阻放在干路上，一條支路用導線，一條支路連接附加電阻。當開關擲向附

加電阻的支路時，兩電阻串聯，為低溫檔:當開關向導線支路時，只有主要工作電阻工作，此時為高

溫檔。

③公式計算:閉合S時，R短路，為高溫檔:P=U2/Ro閉合S斷開時，R、Ro串聯，為低溫檔：

2

i.Ro是發熱電阻R是分壓電阻時，Pffi=[U/(R+Ro)]/Ro

2

ii.R、Ro都是發熱電阻時，PS=U/(RI+R2)

(2)并聯電路的多檔問題

公式計算：

i.閉合Si接bS2斷開時，低溫檔:P=U2/(R1+R2)

ii.只閉合S2時，中溫檔:P=U2/RI

iii.閉合Si接a、S2時，高溫檔:「二邛的+小膽

高血中宏

ZHIJIZHONGKAO

1.(2023?營口)某款帶保溫功能的電水壺，其簡化電路圖如圖所示。S為總開關，Si為自動控制

開關，Ri和R2為阻值不變的發熱電阻，R2=84011,加熱功率為1210W。電水壺將質量1kg、

初溫20℃的水燒開，加熱效率為84%。[c水=4.2X103j/(kg?℃),標準大氣壓]。求：

(1)水吸收的熱量；

(2)把水燒開需要多長時間(結果保留整數)；

(3)電水壺的保溫功率。

2.（2023?隨州）如圖1是陳老師辦公室電熱水壺的照片，如圖2是其內部電路的簡化圖。電路主

要由并聯的兩個支路組成：一支路是由指示燈（2V0.1W）和“限流電阻”串聯而成；另一支

路接有發熱盤（發熱電阻）。已知電源電壓為220V,水的比熱容為4.2X1（）3J?（kg-C）一1。

20VX>發熱盤

限流電阻<

o_4T______r

溫控開關

圖1圖2

（1）判斷“限流電阻”是“大電阻”還是“小電阻”（小于10。為“小電阻”，大于100Q為“大

電阻”）。直接寫出你判斷的結論無需證明無需說明理由。o

（2）用該電熱水壺給壺內1kg、20℃的水加熱，已知加熱功率為1000W,加熱時80%的熱量被

壺內的水吸收，求多長時間可以將水燒開（100℃）?

3.（2023?山西）如圖是某多功能電飯鍋，具有加熱和保溫兩擋功能（Si為總開關，S2為溫控開

關），其內部有兩個加熱電阻絲Ri和R2（Ri的電阻是198Q,R2的電阻是44Q）。某次將2kg

初溫為20℃的米和水加熱到100℃,然后自動轉入保溫狀態。下表是電飯鍋銘牌上的部分參數,

求解下列問題。[米和水混合物的比熱容為4.0Xl()3j/(kg?e)]

容量/kg3.0

額定電壓/V220

加熱功率/W1100

保溫功率/W200

(1)加熱過程中，米和水吸收的熱量。

(2)正常加熱時，通過電路的電流。

(3)請你在虛線框內畫出電飯鍋的電路圖，并結合所畫的電路圖說明開關是何種狀態時電飯鍋

處于加熱狀態。

4.(2023?安徽)為估測一個電熱水壺燒水時的電功率，小林在壺中裝入質量為1kg的水，接入家

庭電路中，通電加熱210s,水溫從20℃上升到70℃。已知水的比熱容為4.2X1()3J/(kg?℃)。

(1)求該過程中水吸收的熱量；

(2)若電流產生的熱量全部被水吸收，請通過計算估測該熱水壺的電功率；

(3)用上述方案估測出的電功率與實際功率相比，偏大還是偏小？簡要說明原因。

5.(2023?無錫)圖甲是某型號電開水器結構簡圖，圖乙是它的電路原理圖，控制進水口的浮球閥

由不銹鋼浮球、繞O點轉動的金屬桿ABC、連桿CD、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電

路的插座中，電壓為220V。冷水自進水口進入冷水箱，再經連通管進入煮水箱，當冷水箱水位

達到設定高度，浮球浮起，AB水平，連桿CD水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時

開關S2閉合，開關Si與觸點2接通，煮水箱中的電熱管Ri工作，額定煮水功率為33OOW,水

沸騰后經出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同

時S2斷開，重復上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關Si與觸點1接通，貯水箱中的電熱管

R2工作，進行保溫，額定保溫功率為660W。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達

到0.02A,銜鐵P被吸起(開關斷開)；當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A,銜鐵P被釋放(開

關重新接通)，使貯水箱內熱水溫度維持在90℃?95℃.R3是定值電阻。RT是熱敏電阻，其溫

度與貯水箱內水溫相同，溫度每升高1℃,電阻減小100Q,電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水

=4.2X103J/(kg*℃),p*=1.0X103kg/m3,g=10N/kg]

電

磁

鱉

口

鐵

乙

甲

(1)該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為O

A.3AB.12AC.15AD.18A

(2)該電開水器煮水箱電熱管Ri連續正常工作1小時能產生33L的開水，若冷水溫度為22℃,

開水溫度為100℃,則煮水箱的加熱效率為多少？

(3)冷水箱中的浮球質量為0.55kg,金屬桿ABC質量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能

進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N；若浮球

全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N,則浮球體積為

n?,貯水箱中保溫控制電路的電壓U是V。

1.（2022?碧江區校級一模）下列用電器在各自的額定電壓下工作相同的時間，其中產生熱量最

多的是（）

A.220V、700W的電飯鍋

B.220V、700W的空調

C.220V、700W的城市路燈

D.110V、1000W的熱水器

2.（2022?淮北模擬）某電動機正常工作時兩端電壓為U,通過電動機線圈的電流為I,電動機線

圈電阻為r,則電動機正常工作時因發熱而損失的功率為（）

A.UIB.I2rC.UI-I2rD.UI+I2r

3.（2022?麒麟區校級模擬）用兩只相同的電加熱器，分別給相同體積的水和某種油加熱，在開始

和加熱3min時各記錄一次溫度，如下表所示.已知p水=1.0X103kg/m3,c水=4.2XlO^/Ckg^C）,

p油=0.8Xl（）3kg/m3,加熱的效率都為90%,油的末溫沒有達到它的沸點.下列說法正確的是

()

加熱時間（min）03

水的溫度（℃）1828

油的溫度（℃）1843

A.水和油的質量之比是4：5

B.這種油的比熱容為2.1X103j/（kg-C）

C.加熱3min,油吸收的熱量比水吸收的熱量多

D.加熱效率沒有達到100%,是因為電加熱器沒有把電能全部轉化為內能

4.（2023?天山區校級一模）圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定功率為5W,電壓表量

程為0?15V,電流表量程為0?0.6A,在保證電路各元件安全的前提下，先只閉合開關S、Si,

將滑片P從最右端b向左最大范圍移動到a點，再斷開開關Si,閉合開關S2,將滑片P從a點

向右移動到最右端。圖乙是這兩次實驗過程中繪制的電流表與電壓表示數的關系圖像，下列說

法正確的是（）甲乙

A.小燈泡的額定電壓為5V

B.電源電壓為10V

C.只閉合開關S、S2，滑片P在a點時，定值電阻R2在5s內產生的熱量為8J

D.只閉合開關S、Si,滑動變阻器Ri的阻值變化范圍為4Q?32。

5.（2023?和平區校級三模）某品牌家用吸塵器及其銘牌如圖所示，正常工作10秒時間內電動機

做總功為J,若電動機線圈電阻為1。，10秒時間內電動機線圈發熱量是

J,該吸塵器電動機的效率為%（保留整數）。

產品尺寸（mm）358X248X307

額定電壓（V）220

額定功率（W）1100

6.（2023?姑蘇區校級模擬）如圖是一款養生壺和它的電路簡圖，該壺有“加熱”和“保溫”兩擋。

電源電壓為220V,電阻絲RI=R2=44O,當開關閉合時，養生壺在“加熱”擋

工作。壺內1kg的水從20℃到燒開所需加熱時間為336s。若不計熱量損失，加熱過程中電熱壺

的實際功率（選填“小于”“大于”或“等于"）額定功率。［已知c水=4.2X1（）3J/（KG

?七）,當地氣壓為1標準大氣壓］

甲乙

7.（2023?貴池區二模）某品牌電熱水杯如圖甲所示，水杯容量為330mL,有高、中、低三個加

熱擋位，乙圖為其工作電路簡圖，其中U恒為220V,Ri=20011,R2=550Q,若該電熱水杯加

熱效率為90%,則用高溫擋將滿杯水從20℃加熱到98℃,需要So

甲

8.（2023?會昌縣模擬）胡激同學家的豆漿機銘牌和簡化電路如圖所示。豆漿機工作時加熱器先加

熱，待水溫達到64℃時溫控開關閉合，電動機開始打磨且加熱器繼續加熱，直到產出豆漿成品,

電源開關自動斷開。該同學用初溫20℃,體積2L的水和少量豆子制作豆漿（豆子的質量可以

忽略不計），設電源電壓為220V恒定不變，不計導線的電阻。求：

豆漿機銘牌

最大容積3L

額定頻率50Hz

額定電壓220V

加熱器功率880W

電動機功率120W

（1）加熱器的電阻R多大？

（2）體積為2L的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量？[c水=4.2X1（）3J/（kg.℃）]

（3）如果在溫控開關閉合前加熱器產生的熱量70%被水吸收，則加熱器單獨工作的時間是多少？

（4）本次制作豆漿共計用了18min,則本次制作豆漿共消耗的電能是多少？

電源開關

J溫控

V

開

T關

-

o電I

動@

22ox

O機,

9.(2023?東莞市模擬)如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V,它采用了“聰明火”技術,

智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養和口感，如圖乙為其電路原理圖,

R1和R2為電阻不變的電熱絲，Si是自動控制開關。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作

的30min內，它消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖丙所示。求：

(1)電飯煲運行在高溫擋時，電路中的總電流；

(2)R2的阻值；

(3)0?30min電飯煲產生的總熱量。

10.（2023?鄲城縣三模）如圖甲是一款家庭用煮茶器，有“加熱”和“保溫”兩個擋位，其簡化電

路圖如圖乙所示，Ri和R2均為發熱電阻，煮茶器部分參數如表。煮茶器的加熱效率為80%。［水

的比熱容C=4.2X1（）3J/（kg.℃）］,求:

裝滿水質量1.5kg

額定電壓220V

保溫擋功率100W

加熱擋功率1000W

（1）發熱電阻Ri的阻值；

（2）煮茶器中裝滿初溫為20℃的水，在標準大氣壓下，將水剛好加熱到沸騰，水吸收的熱量;

（3）煮沸一壺水所用時間。

11.(2023?臨淄區二模)圖甲是一家用電暖器，有“低溫”、“中溫”、“高溫”三擋，銘牌見表(“高

溫”擋功率空出)，圖乙為其簡化的電路原理圖，S是自我保護開關，電暖器跌倒時，S自動斷

開，切斷電源，保證安全，閉合S1為“低溫”擋。求：

(1)“低溫”擋正常工作時的電阻是多少？

(2)“高溫”擋正常工作時的總電流是多少？

(3)若某房間內空氣質量為60kg,空氣溫度為10℃,設定空氣的比熱容為1.1XI()3j/(kg-C)

且保持不變，用該電暖器的“高溫”擋正常工作20分鐘，放出熱量的50%被房間內的空氣吸收,

那么可使此房