如图甲所示的电路.是小明同学家中的电热饮水机的电路原理图．其中R1.R2是发热管中的两个发热电阻．这种饮水机有加热和保温两种状态.这两种状态轮流工作.由温控开关S2自动控制:当瓶胆内水的温度被加热到90℃时.加热状态就停止而进入保温状态,当胆内水的温度降到60℃时.加热状态就启动．该饮水机的铭牌如图乙所示.其中保温功率已模糊� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示的电路，是小明同学家中的电热饮水机的电路原理图．其中R₁、R₂是发热管中的两个发热电阻．这种饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，由温控开关S₂自动控制：当瓶胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．该饮水机的铭牌如图乙所示，其中保温功率已模糊不清．经查证R₁=9R₂．小明同学通过观察还发现：当瓶胆内装满水时，饮水机的加热状态每次只启动5min就停止，再间隔15min后又开始启动．（已知水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃），1L水的质量为1kg）

（1）当温控开关S₂处于

闭合

状态时，电路处于加热状态．
（2）该饮水机的保温功率是多少？
（3）该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为多少？
（4）在15min的保温过程中，瓶胆内的水散失的热量为多少J？
（5）在电热饮水机加热工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到家里标有“3000r/kW?h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转．此时电路的实际电功率是多大？

分析：（1）电源电压不变，根据开关S₂的通断可得出电路中不同的阻值，则根据功率公式可求得不同的功率，根据功率的大小可判定保温状态，
（2）根据加热功率和电阻的关系，求出两电阻的大小，最后利用公式P=

求出保温功率的大小；
（3）由题意可知加热状态的功率和时间，则由电功公式可求得加热水所消耗的电能；还知道保温时的功率和时间，则由电功公式可求得加热水所消耗的电能，二者之和就是一个工作循环消耗的电能；
（4）知道水的初温和末温、水的质量和比热容，根据公式Q=cm△t可求散失的热量；
（5）3000r/kW?h表示每消耗1kW?h的电能电能表的表盘就转过3000r；可求20r消耗的电能，根据公式P=

求出实际功率．

解答：解：（1）当S₂断开时，只有R₁接入电路；而当S₂闭合时，电路中两电阻并联，则总电阻小于R₁的阻值，则由功率公式
P=

得，S₂闭合时，电路中功率大，S₂闭合时，为加热状态；当S₂断开时，为保温状态；
（2）加热时的功率P_加=

R并

R1R2

R1+R2

9R22

10R2

10U2

9R2

；
所以R₂=

10U2

9P加

得出R₁=9R₂=9×

10U2

9P加

10U2

P加

；

保温时饮水机的电功率P_保=

10U2

P加

500W

=50W；
（3）加热时消耗的电能W_加=P_加t_加=500W×5×60s=1.5×10⁵J；
保温时消耗的电能W_保=P_保t_保=50W×15×60s=45000J；
该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为W_总=W_加+W_保=1.5×10⁵J+45000J=1.95×10⁵J；
（4）散失的热量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（90℃-60℃）=1.26×10⁵J；
（5）消耗的电能W=

3000

kW?h×20=

150

kW?h；此时电路的实际电功率是P=

150

kW?h

=0.4kW=400W．
故答案为：（1）闭合；（2）该饮水机的保温功率是50W；
（3）该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为1.95×10⁵J；
（4）在15min的保温过程中，瓶胆内的水散失的热量为1.26×10⁵J；
（5）此时电路的实际电功率是400W．

点评：本题考查电能、热量、电功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，这道题目综合性比较强，要求学生将以前所学的内能知识与电功的计算公式结合起来，考查学生对相关知识点的应用能力．

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（2012?市中区二模）同学们在做完了“测量小灯泡的电功率”的实验后，老师提出了一个新问题：“大家都已经知道了决定导体电阻的三个因素，也知道温度会影响导体电阻的大小．可是具体到一个小灯泡，温度对其灯丝电阻有什么影响呢？请大家利用现有的实验器材通过实验来探究一下．”小华同学利用“测量小灯泡的电功率”的实验器材（其中小灯泡的额定电压是2.5V）重新进行了实验．

（1）小华同学连接了如图甲所示的电路，图中有一处连接错误，请在错误连线上打“×”，并用笔画线替代导线画上正确的连线．
（2）电路连好后，小华闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，接下来应进行的操作是

（选填字母序号）
a．检查电路是否断路 b．更换小灯泡 c．移动滑动变阻器滑片观察小灯泡是否发光
（3）小华继续进行实验，并将测得的实验数据记录在下表中．

实验序号	l	2	3	4	5	6
小灯泡两端的电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
通过小灯泡的电流I/A	0.08		0.14	0.18	0.20	0.23
小灯泡的灯丝电阻R/Ω	6.3		10.7	11.1	12.5	13.0

（4）小华同学在做实验序号为2的实验时，电流表的连线以及指针位置如图乙所示，请你读出这组实验数据并计算出此时的灯丝电阻，把它们填写在上表中相应的位置．
（5）小华在实验中并没有使用温度计，灯丝温度的高低是通过观察

电流表的示数

来判断的．
（6）小华查找资料，发现大多数金属的电阻都具有和灯丝电阻随温度变化规律相同的性质．他用一段具有这种性质的金属丝代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，设计了一个简易的测温装置．若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应将图甲中

电压

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C．此时灯泡的电阻为10Ω

D．灯丝的电阻随温度的升高而增大

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如图甲所示的电路，是小明同学家中的电热饮水机的电路原理图．其中R₁、R₂是发热管中的两个发热电阻．这种饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，由温控开关S₂自动控制：当瓶胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动．该饮水机的铭牌如图乙所示，其中保温功率已模糊不清．经查证R₁ =9R₂．小明同学通过观察还发现：当瓶胆内装满水时，饮水机的加热状态每次只启动5min就停止，再间隔15min后又开始启动．(已知水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)，1L水的质量为1kg)

(1)当温控开关S₂处于??______状态时，电路处于加热状态．(1分)

(2)该饮水机的保温功率是多少？(2分)

(3)该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为多少？(2分)

(4)在15min的保温过程中，瓶胆内的水散失的热量为多少J？(2分)

(5)在电热饮水机加热工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到家里标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转．此时电路的实际电功率是多大？(2分)

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(1)当温控开关S₂处于??______状态时，电路处于加热状态．(1分)

(2)该饮水机的保温功率是多少？(2分)

(3)该饮水机在一个工作循环的20min内，消耗的电能为多少？(2分)

(4)在15min的保温过程中，瓶胆内的水散失的热量为多少J？(2分)

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