1. 核心素养 物理观念 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中的电流为10A，若这台电动机正常工作1s，则()

A.产生的热量为3800J
B.消耗的电能为200J
C.电动机的效率约为94.7%
D.获得的机械能为4000J

1.C

消耗的电能：$W=UIt=380\,\mathrm{V}×10\,\mathrm{A}×1\,\mathrm{s}=3800\,\mathrm{J}$
产生的热量：$Q=I^{2}Rt=(10\,\mathrm{A})^{2}×2\,\Omega×1\,\mathrm{s}=200\,\mathrm{J}$
获得的机械能：$W_{\mathrm{机}}=W-Q=3800\,\mathrm{J}-200\,\mathrm{J}=3600\,\mathrm{J}$
电动机的效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{机}}}{W}×100\%=\frac{3600\,\mathrm{J}}{3800\,\mathrm{J}}×100\%\approx94.7\%$
C

2. 如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路，U不变，R₁、R₂为电阻丝且R₁＞R₂，电热器功率最大时开关的状态为()


A.S₁闭合，S₂接a
B.S₁闭合，S₂接b
C.S₁断开，S₂接a
D.S₁断开，S₂接b

2.A

解：根据 $P=\frac{U^2}{R}$，U不变时，总电阻R越小，功率P越大。
A选项：S₁闭合，S₂接a，R₁与R₂并联，总电阻 $R_{\mathrm{总}}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$；
B选项：S₁闭合，S₂接b，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，总电阻 $R_{\mathrm{总}}=R_1$；
C选项：S₁断开，S₂接a，R₁与R₂串联，总电阻 $R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2$；
D选项：S₁断开，S₂接b，电路为R₂的简单电路，总电阻 $R_{\mathrm{总}}=R_2$。
并联总电阻小于任一分电阻，且 $R_1＞R_2$，故A选项总电阻最小，功率最大。
答案：A

3. 有三个用电器，一个是“220V 60W”的电风扇，一个是“220V 40W”的电热毯，另一个是“220V 45W”的LED节能灯，都正常工作相同的时间，产生热量最多的用电器是，若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%，则它在100s内产生的热量为J(不考虑温度对其电阻的影响)。

3.电热毯 2 560

4. (2025·安徽中考)图示电路中，电源电压保持不变，R₁、R₂均为定值电阻，其中R₁ = 10Ω。闭合开关S，电流表的示数为0.20A，通电10s整个电路共产生6J的热量，则电阻R₂产生的热量为J。

4.2

解：由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电流表测$R_1$支路的电流。
通过$R_1$的电流$I_1 = 0.20\,\mathrm{A}$，$R_1 = 10\,\Omega$，根据并联电路各支路两端电压相等，电源电压$U = I_1R_1 = 0.20\,\mathrm{A} × 10\,\Omega = 2\,\mathrm{V}$。
整个电路通电$t = 10\,\mathrm{s}$产生的总热量$Q = 6\,\mathrm{J}$，根据$Q = W = UIt$，电路总电流$I = \frac{Q}{Ut} = \frac{6\,\mathrm{J}}{2\,\mathrm{V} × 10\,\mathrm{s}} = 0.3\,\mathrm{A}$。
通过$R_2$的电流$I_2 = I - I_1 = 0.3\,\mathrm{A} - 0.20\,\mathrm{A} = 0.1\,\mathrm{A}$。
$R_2$产生的热量$Q_2 = UI_2t = 2\,\mathrm{V} × 0.1\,\mathrm{A} × 10\,\mathrm{s} = 2\,\mathrm{J}$。
2

5. (2025·泰州靖江市二模)如图是某电热水壶的电路简图，它有“加热”和“保温”两挡。电源电压为220V，电阻R₁ = 44Ω，保温挡的功率为200W。当开关S₁、S₂闭合时，电热水壶处在挡工作，电阻R₂ = Ω。电热水壶在加热挡工作1min放出的热量是J。

解析:由图可知,当开关$S_{1}、$$S_{2}$都闭合时,电路是只有$R_{1}$的简单电路,电路中的总电阻最小,由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知,电路的总功率最大,处于加热挡.当开关$S_{1}$闭合、$S_{2}$断开时$,R_{1}、$$R_{2}$串联,电路中的总电阻最大,由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知,总功率最小,电热水壶处于保温挡,保温挡的功率为200 W,则保温挡的电阻$R=\frac{U^{2}}{P_{保}}=\frac{(220\ V)^{2}}{200\ W}=242 \Omega,$电阻$R_{1}=44 \Omega,$则电阻$R_{2}$的阻值$R_{2}=R-R_{1}=242 \Omega-44 \Omega=198 \Omega.$当开关$S_{1}、$$S_{2}$都闭合时,电路处于加热挡,电阻$R_{1}=44 \Omega,$则加热挡的功率$P_{加}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220\ V)^{2}}{44\ \Omega}=1 100 W.$电热水壶在加热挡工作1 min放出的热量$W=P_{加}t=1 100 W×1×60 s=6.6×10^{4} J.$

解：当开关$S_{1}$、$S_{2}$闭合时，电路为$R_{1}$的简单电路，总电阻最小，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知总功率最大，电热水壶处在加热挡工作。
保温挡时，$S_{1}$闭合、$S_{2}$断开，$R_{1}$与$R_{2}$串联，总电阻$R_{总}=\frac{U^{2}}{P_{保温}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^{2}}{200\ \mathrm{W}} = 242\ \Omega$，则$R_{2}=R_{总}-R_{1}=242\ \Omega - 44\ \Omega=198\ \Omega$。
加热挡功率$P_{加热}=\frac{U^{2}}{R_{1}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^{2}}{44\ \Omega}=1100\ \mathrm{W}$，工作1 min放出的热量$Q = W=P_{加热}t=1100\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=6.6×10^{4}\ \mathrm{J}$。
加热；198；$6.6×10^{4}$

6. （2025·淮安涟水县三模）为满足人们对健康饮食的追求，某品牌推出了一款新型电热饭盒如图甲，图乙虚线内是电热饭盒内部的简化电路图，R₁和R₂均为电热丝，R₁ = 374Ω（阻值不随温度变化，部分参数如表所示）。求：


（1）电热饭盒在高温挡正常工作时，通过它的电流；
（2）电阻R₂的阻值及低温挡的功率；
（3）高温挡工作5分钟，低温挡工作3分钟放出的总热量是多少？

$6.(1)2 A (2)110 \Omega 100 W (3)1.5×10^{5} J$
解析:(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流$I=\frac{P_{高}}{U}=\frac{440\ W}{220\ V}=2 A.$
(2)当开关接触点1时$,R_{1}$与$R_{2}$串联,根据串联电路的电阻规律可知,此时总电阻较大,由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知,电路中的电功率较小,电热饭盒处于低温挡;由图乙可知,开关接触点2时,只有$R_{2}$工作,此时电阻较小,由$P=\frac{U^{2}}{R}$可知,电功率较大,电热饭盒处于高温挡$;R_{2}$的阻值$R_{2}=\frac{U^{2}}{P_{高}}=\frac{(220\ V)^{2}}{440\ W}=110 \Omega;$根据串联电路的电阻特点可知$,R_{1}、$$R_{2}$的串联总电阻$R=R_{1}+R_{2}=110 \Omega+374 \Omega=484 \Omega,$则低温挡的功率$P_{低}=\frac{U^{2}}{R}=\frac{(220\ V)^{2}}{484\ \Omega}=100 W.$
(3)高温挡工作5 min消耗的电能$W_{1}=P_{高}t_{1}=440 W×5×60 s=1.32×10^{5} J,$低温挡工作3 min消耗的电能$W_{2}=P_{低}t_{2}=100 W×3×60 s=1.8×10^{4} J,$放出的总热量$Q=W=W_{1}+W_{2}=1.32×10^{5} J+1.8×10^{4} J=1.5×10^{5} J.$