专题11 电热器档位问题-备战2021年中考物理 疑难易错题精选(解析版)
2024年中考物理专题复习—电功率多档位问题
2024年中考物理专题复习—电功率多档位问题类型1.电热器的多档位问题根据电功率的公式2UPR可知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大；电阻越大，电功率越小。
阻小温高功率大，阻大温低功率小。
例1.如图所示，电阻R1>R2，电源电压均为U，在相同时间内，图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲，图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙，图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙，图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁，则（）A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁答案：C。
例2.电源电压不变时，在相同的时间内，两电阻串联时总电阻最________，产生的总热量最________，发热功率最________；两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。
如果电热器处于两电阻串联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位；如果电热器处于两电阻并联的状态，则电热器一般处于________（选填“高”“中”或“低”）档位。
答案：大；小；小；小；多；大；低；高。
例3.如图所示是电热水壶的工作电路图，闭合开关S，当电热水壶处于加热状态时，开关S2处于________状态。
若电热水壶在加热状态时的功率为1210W，则电阻R1=________Ω。
如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%，则保温状态下R2的电功率为________W。
答案：闭合；40；108.9。
例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U =220V 不变，两根电热丝的电阻关系为R 1=2R 2，通过旋转扇形开关S ，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W 。
求：（1）R 1和R 2的电阻值。
（2）电热器处于高温挡时的总功率。
【精品】人教版初三物理第十一讲多档位问题
多档位题：判断依据：P=U 2/R(电路总功率) 当P →大时为高档位（加热档）；当P →小时为低温档（保温档）1、电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关Se 自动控制)，从说明书上收集到如下数据及图12所示的电路原理图(1)请分析说明温控开关S1断开时，饮水机处于哪种工作状态? (2)求电R1的阻值。
⑶求电热饮水机在加热状态下的工作电流。
2．如图是一台电烤箱电路的示意图，R 0、R 均是发热电阻丝， S 是控温开关。
XX 牌电烤箱额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 440W 电源频率 50HZ⑴电烤箱在高温档正常工作15分所消耗的电能； （2）电烤箱在低温档正常工作时，R 的电阻式多少?(3)假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为220V ，电烤箱在高温档的实际功率为多少？3、小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。
图17是其内部简化电路图RR 0220V，开关S1可分别与触点a、b接触。
已知：R1=48．4Ω，R2=96．8Ω，电源电压保持不变。
请分析和解答以下问题：⑴当开关S1置于a端、S2闭合时，电烤箱处于_______档位；当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于_______档位；（选填“高”、“中”或“低”）⑵电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？⑶电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？4、在如图甲所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“0~0.6”，电压表的规格为“0~15V”，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示。
(1)灯泡正常发光时的电流。
(2)当电流表示数为0．4A时，电压表的示数。
(3)为了保证电路安全，滑动变阻器接人电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率。
9、如图所示，电源电压U=18V，小灯泡L的额定电压为9V，当滑动变阻器的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最右端时，小灯泡的实际功率为6W，则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为多少？4．(2011山东威海，第24题)图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。
中考物理总复习《“电热器挡位”分类计算》专项测试卷(含答案)
中考物理总复习《“电热器挡位”分类计算》专项测试卷（含答案）学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________（一）串联类型：1.如图所示，图甲是某种电热饮水机的简化电路示意图，图乙是其有关参数，它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制）。
则：（1）温控开关S0断开时饮水机处于什么状态？（2）R1、R2的阻值是多大？（3）若在用电高峰期，该饮水机实际工作电压只有200V，则其实际加热功率多大？2.肠粉是一种广东非常出名的汉族传统小吃，属于粤菜系，源于唐朝的泷洲。
如图甲所示的迷你电热肠粉机，通过加热水，产生大量水蒸气，两分钟就可以将米浆固化成肠粉。
此肠粉机有工作和待机两个模式，其内部简化电路如图乙所示，将该机器单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。
正常工作8min，电能表指示灯闪烁800次，刚好将1.5kg 的水从20℃加热到100℃，产生高温水蒸气。
已知该机待机功率为22W，R1、R2用于发热的定值电阻，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）肠粉机正常工作8min所消耗的电能；（2）肠粉机正常工作时的热效率；（3）R1的阻值。
3.下表是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R1和R2为阻值额定电压U/V电火锅挡位额定功率P/W低温250220高温8801（2）电火锅正常工作时，用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃，求此过程中水吸收的热量。
（3）电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡将质量为2kg的水加热，绘制的水温随时间变化的图像如图乙所示。
请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节能。
4.图甲是某型号的梳妆防雾镜，玻璃背面粘有等大的电热膜，接通电路时镜面升温，驱除水雾，便于成像，该防雾镜的相关数据如表：【c＝0.75×103J/（kg•℃）】（1）求防雾镜正常工作时的电流；（2）正常工作250s，可使玻璃镜面平均温度升高22℃，求电热膜的加热效率；（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器R，能使电热膜的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满足不同季节使用的需要，请求出R的最大阻值。
中考物理 电热器的多档功率问题
电热器的多档功率问题1．小强同学设计了一种电热水壶，电路如图所示，S是温控开关，R1为发热体.当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时发热体的电功率为1000W；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时发热体的电功率为160W.（1）请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响)（2）为充分利用好电能，在不改变电路连接方法的前提下，请你对小强的设计提出合理的改进办法.2．有一电热毯，说明书上标明所用的电压为220V，电热毯电阻由R1和R2组成，R1=605Ω，如图所示，利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率（指电路的总功率）分为两档，Ⅰ档为功率最大，Ⅱ档功率为Ⅰ档功率的1/4，试问：（1）开关处于什么状态时，电热毯的功率最大？最大功率为多少瓦？（2）电阻R2应为多大？（3）改变R1和R2的电阻值，请另处设计一个不同的电路实现上面的功能。
要求：画出电路图；并求出R1和R2的电阻值。
巩固练习1．CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图17所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S进行调节，R0为电热丝．当开关S接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W，当开关S接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W．（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S应与哪个触点连接？（2）电热丝R0的阻值多大？（3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min，电热丝R0产生的热量为多少？2．图是一个电热毯的简化电路图，电源电压为220V，R1是发热电阻，R2是阻值为616Ω的分压电阻，S是控制电热毯工作状态的开关。
S转到触点1为断开状态；S转到触点2为低温状态；S转到触点3为高温状态，此时功率为100W。
求：（l）当开关S转到触点3时。
电热毯的发热电阻R1是多少Ω？（2）当开关S转到触点2时，通过电路的电流是多少安？发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特？3．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。
2021年中考物理复习：多档位电热器
多挡位电热器1、如图所示，甲是某款电热水龙头，乙是它的电路原理图。
R 1、R 2是电热丝，R 1＝24Ω，R 2＝48Ω．通过旋转手柄使扇形开关S 同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。
当开关S 接触2、3触点时，水龙头放出的是 水。
不考虑温度对电热丝阻值的影响，水龙头在热水挡位正常工作时电路消耗的功率是 W 。
2、如图所示是某种电热器的电路图，电源电压220 V ，R 1、R 2的阻值分别为11 Ω、22 Ω，通过旋转扇形开关S ，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换，电热器在低温挡工作时的电功率是 W ，在高温挡工作1 min 产生的热量是 J 。
3、家用电吹风的简化电路如图所示,主要技术参数如下表。
则该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值是 Ω,正常工作吹热风4、严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴。
一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S 2为三挡旋钮开关(金属片M 可分别拨至a 、b 、c 处),电阻丝R 1、R 2规格相同且阻值不变,b 为电阻丝R 1的中点。
这只电热靴的低温挡为6 W,则其中温挡和高温挡分别为( )A.8 W,12 WB.8 W,24 WC.12 W,18 WD.12 W,24 W5、如图所示，是某电器内部的电路结构图，R 1、R 2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（ ）A ．甲的发热功率为零，用电器停止工作B ．乙位置是高温档，丙位置是中温档，丁位置是低温档．C ．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D ．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍6、小梦家的电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S 自动控制）。
图甲为该饮水机的电路原理图，图乙为该饮水机在工作过程中功率随时间变化的图像，已知该饮水器的额定电压为220V。
求：[c水＝4.2×103J/（kg℃）]（1）该饮水机在加热状态下消耗的电能；（2）该饮水机处在保温状态下时，通过电路中的电流；（3）电阻R的阻值；（4）该饮水机将质量为1kg、初温为25℃的水加热到95℃的过程中，水吸收的热量。
中考物理复习-------家用电器档位问题
家用电器档位问题【诀窍】阻小率大——高温（反之低温）【浅释】档位不同，本质就是实际功率不一样。
高档位时，实际功率大，根据2=UPR实实推导得出2=URP实实，电压一定时，总电阻R越小；低档位时，实际功率小，电阻大。
即总结如下：总电阻越小，则实际功率越大，为高档位；总电阻越大，则实际功率越小，为低档位。
因此，解题时，一定先根据所给的图像，判断开关如何调整，得到的总电阻是最大还是最小。
【详解】常见电路图如下：S接“1”时R1与R2串联R总=R1+R2（相对总电阻大）功率小低档位S接“2”时电路中只有R1R总=R1（相对总电阻小）功率大高档位S断开时R1与R2串联R总=R1+R2（相对总电阻大）功率小低档位S闭合时电路中只有R1R总=R1（相对总电阻小）功率大高档位S闭合时电路中只有R1R总=R1（相对总电阻大）功率小低档位S、S1闭合时R1与R2并联R总（相对总电阻小）功率大高档位S1断开S2接b时R1与R2串联R总=R1+R2（相对总电阻大）功率小低档位S1闭合S2接b时电路中只有R1R总=R1（相对总电阻中）功率中中档位S1闭合S2接a时R1与R2并联R总（相对总电阻小）功率大高档位开关拨到“1、2”时R2与R3串联R总=R2+R3（相对总电阻大）功率小低档位开关拨到“2、3”时电路中只有R2R总=R2（相对总电阻中）功率中中档位开关拨到“3、4”时R1与R2并联R总（相对总电阻小）功率大高档位【例题】【练习】1.洗发后，小丽站在镜前使用电吹风吹头发｡（1）她发现镜面起雾，雾的形成是_______现象，该过程要_______热量，擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的______像｡（2）电吹风简化电路如图，旋转扇形开关S，实现断开、冷风热风的转换，已知吹冷风时的功率为100W，R=48.4Ω，若家中只有电吹风工作，她用冷风､热风挡交替使用5mim，标有“1200imp/kW･h”的电能表指示灯闪烁90次，则电吹风消耗________J的电能，使用热风挡的时间为_______ min｡2.如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。
2021山西中考物理复习《多档位家用电器计算》专题
2021中考物理《多档位家用电器计算》专题考点1两个档位 一般只有两个档位：高温档（加热）和低温档（保温） 解题步骤：高温档（加热）：功率大，电路中只有一个电阻， 低温档（保温）：功率小，两个电阻串联 针对练习：1．如图是电饭锅内部简化电路图，已知R 0=55Ω，R 1=1045Ω，当S 接“1”时，电饭锅正常工作电路电流是____ A ；当S 接“2”时，电饭锅处于_________（选填保温或加热）状态。
2．如图甲是具有加热和保温双功率的养生壶，图乙是其电路原理图R 1=44Ω，R 2=440Ω，根据图回答下列问题。
（1）当开关S 1断开，S 闭合，养生壶处于______状态，该养生壶的加热功率是______W ；（2）小明认为养生壶烧开同样多的水时，因为保温功率小于加热功率，所以用保温功率烧水更省电，小明的观点正确吗______？请从能量的角度阐述原因____________________________________________________。
3．某款迷你电饭煲有加热和保温两挡．其电路如图所示，已知R 1＝88 Ω，R 2＝2 112 Ω.开关S 置于________(填“1”或“2”)时是保温挡，保温10 min 产生的热量是________J.4．如图为某电热器的电路原理图，通过将开关S 置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的功率分别为800W 和40W 。
将开关S 接“1”时，电热器处于______（选填“加热”或“保温”）状态。
电热器在加热状态下正常工作，将2kg 初温为20℃的水加热到100℃，需要的时间为______分。
（水的比热容为4.2×103J/（kg ·℃），假设电能全部转化为水的内能）5．小明家里有一个电饭煲，小明从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S 1为温控开关，加热电阻1R 和2R 的阻值不随温度变化。
中考电热器保温加热档位问题和电功率专题(含答案)
电热器档位问题和电功率问题专题一．选择题（共1小题）二．填空题（共6小题）2．（2013•安顺）某电饭锅设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”档时，电饭锅处于_________（选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温相加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为_________．3．图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间．三脚插头上标着E的导线和_________相连．调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“_________”（填“1”、“2”、“3”或“4”）时为保温档．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是_________．4．（2013•德城区二模）电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制〕，从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图，当温控开关S0断开时，饮水机处于_________（保温/加热）工作状态；．5．（2013•崇文区一模）如图所示电路是电热水壶的原理图，设电源电压保持不变，发热板R3的额定功率为540W，10R1=R2．当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于正常加热状态；当S1断开，S2闭合时，电热水壶处于保温状态．保温时发热板的实际功率是正常加热时的1/9，则保温状态时电阻R2消耗的电功率为_________W．6．（2013•许昌二模）如图所示为某家庭电热水器的原理示意图，发热体分别由R1和R2组成，通过通、断开关可以使热水器处于“加热”或“保温”状态．电热水器处于“加热”状态时，电路中消耗的功率大；电热水器处于“保温”状态时，电路中消耗的功率小．则：（1）当开关S1闭合、S2断开时，电热水器处于_________状态；（2）当开关S1、S2均闭合时，电热水器处于_________状态．7．某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态．当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2=_________．三．解答题（共23小题）8．在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器．如图甲所示是他设计的电热水器的工作原理图，R1和R2是两根电热丝．他设计的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“”表示，“”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）．可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．例如，图乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两点接通，同时另一端也将3、4两点接通．当旋钮上的箭头指向A、B、C、R1和R2的阻值应分别为多大？（2）小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好．经检查无误后，小亮将电热器接入了家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时的实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V．请简单解释产生这种的偏差原因．（3）使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度就不再升高，此时水并没有沸腾．并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么？9．某物理实验小组的同学用图1所示的器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡L的电功率，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样．（1）在图1中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求电压表的量程选取最合理）．（2）实验过程中，滑动变阻器可以对电路起保护作用，因此闭合开关前，滑片应移到_________端（选填“A”或“B”）．U=_________V时，灯泡正常发光．小灯泡的额定功率约为_________W．有同学分析数据后发现表格中通过小灯泡的电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是_________．（4）找到原因后，同学们用一电阻箱替换了小灯泡．重新探究了电流与电压的关系，终于得出了“通过导体的电流值与电压值成正比”．接下来他们继续探究了“电流与电阻的关系”，他们进行了多次实验，实验数据如下表所示，其2所示，其电流大小为_________A．分析表二数据可知：当_________一定时，通过导体的电流跟这段导体的电阻成_________．（5）本实验中测量了多组数据，老师告诉同学们：在许多实验中都需要进行多次测量，有的是为了从不同情况中找到普遍规律，有的是为了多次测量求平均值以减小误差．你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是_________（填序号）．①探究串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系；②用伏安法测量定值电阻的阻值；③测量物体的长度．10．（2013•朝阳）如图（2）用盐水和两种不同金属自制的电池，其电压为1V左右，铜片为正极，铝片为负极．为准确测量该电池的电压，某同学设计出（1）图电路，R1、R2为阻值，已知的定值电阻（它们的阻值都在5Ω至10Ω之间）．已知的定值电阻（他们的阻值都在5Ω至10Ω之间）．①用简单的计算说明，连接电路时选择0.6A接线柱的理由．②用笔画线代替导线．按（1）图的设计思路在（2）图中将实物连成电路．③当某同学用最后一根导线连接完线路时，电流表指针就摆动了，分析一种可能的原因．灯泡电功率的实验．他设计的实物电路图如图3所示：①连接实物电路图时，在开关闭合前，滑动变组片的滑片P应调至_________端（选填“左”或“右”）．②实验时测得如表5中的几组数据，其中第2次实验时电流表的示数如图4所示，则第二次测得的电流是_________ A，则此时小灯泡的实际功率为_________W．③分析②中数据，你认为该小灯泡是否合格？_________（选填“合格”或“不合格”），如果生产这种小灯泡的钨丝长度是一定的，则这个小灯泡的钨丝的横截面积比合格产品_________（选填“粗”或“细”）11．金属的电阻随温度升高而增大，小灯泡发光时，灯丝温度高，灯丝电阻比不发光时大得多，在课外兴趣小组活动时，某校甲乙同学用实验研究小灯泡的电功率跟所加电压的关系，实验室提供给他们的器材是：额定电压6V，额定功率为3W的小灯泡1只，电压表1只，电流表1只，变阻器1只，电源（大于6V）1个，开关1个，导线若干．（1）甲同学根据P=UI设计了如图a所示的电路进行研究．乙同学先由计算式R=U额2/P额算出小灯泡的电阻R，再根据P=U2/R设计了如图b所示的电路进行研究，你认为哪位同学设计的电路是合理的_________（填“甲”或“乙”或“甲和乙”）（2）若甲乙同学按照各自所设计的电路进行实验，甲同学先测出若干组电压和电流值，再由P=UI求得对应的功率，并做出功率岁电压变化的图线；乙同学先测若干电压值，再由P=U2/R求得对应的功率，也做出功率随电压变化的图线，则下图中哪个图线反映了他们的实验结果_________．（图中标有a的为甲同学所得的图线，图上标有b 的为乙同学所得图线）12．在北方冬天热力厂将水加热后，通过管道把热水送到各家各户的暖气片中进行集中供暖．在南方家庭取暖的设施各不相同，油汀电暖器是一种常用的取暖设备，如图所示，上下各一根中空的金属管，其中一根管中安装一根电发热丝，这两管道间用若干条形金属管上下连通，在管道中充满绝缘、导热性能良好的导热油．现己知该电暖器最大电功率为2000W，其中导热油6kg，金属管及散热片等总重5kg．水的比热容为c0=4.2x103 J/（kg•℃），导热油的比热容c l=1.8×103J/（kg•℃），金属管及散热片的比热容c2=0.46×103J/（kg•℃）•导热油的凝固温度约﹣48℃，沸点约150℃．试解答下列问题：（1）为什么北方集中供暖用水作为传递热量的介质，而油汀电暖器却要用导热油作为传递热量的介质？依据你所学的知识说明其道理．（2）油汀电暖器的电发热丝应当安装在上金属管还是下金属管中？为什么？（3）为什么油汀电暖器要采用“上下各一根中空的金属管，这两管道间用若干根金属管上下连通”的结构，而不采用“左右各一根中空的金属管，这两管道间用若干根金属管左右连通”的结构？请说明其中的道理．（4）若室内温度为0℃，要将该电暖器的温度升至80℃，至少需多长时间？设加热过程中散失的热量占总热量的20%．13．（2013•崇安区一模）阅读下面短文，回答相关问题：空气能热水器空气能热水器（如图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置．其耗能约为电热水器的四分之一．空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势．图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成．制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，液态制冷剂可吸收外界空气的热能，在蒸发器内部转化为气态．B．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．C．在冷凝器中，高温高压的蒸气通过冷凝器时从气态转化为液态，同时释放出大量的热量，被水箱中储备水吸收，使水温升高，从而达到制热水的目的．空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值．能效比越高，说明热水器的制热效果越好．请回答下列问题：（1）试写出文中划线部分①的物态变化的名称：_________；划线部分②中是利用_________的方式改变了水的内能．（2）利用空气能热水器制热水，其效率_________（选填“大于”、“等于”或“小于”）1，原因是由于_________．①该空气能热水器正常工作1h消耗的电能多大？②这1h产生的热水的体积为多大？（C水=4.2×103J/（kg・℃）；ρ水=1.0×103kg/m3）14．（1）某物理兴趣小组的同学为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系，设计了如图1所示的电路．实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置，通过比较电压表的示数来比较电阻丝电阻的大小．现有几①在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时，他们将编号为_________两根金属丝对应接入电路1和2的位置，当发现电压表示数U1：U2接近_________时，可以初步判定：在导体的材料和横截面积相同的条件下，导体的电阻与其长度成正比．②在探究过程中，如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置，则他们想探究的是导体电阻与_________之间的定量关系．（2）为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝，以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了图2（甲、乙）所示的两个方案．①这两个方案的共同点是：通过观察_________知道电热的多少．②甲方案探究的问题是：_________．③乙方案探究的问题是：_________．（3）用如图3所示的电路来测量未知电阻R X的阻值，R0阻值已知．请将实验过程补充完整：a．对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处；b．闭合开关，_________；c．断开开关，整理器材．小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关，然后在豆浆机开始制作豆浆的同时，开始记录她家电能表（如图所示）的转盘转过的圈数，当豆浆机发出声光报警时为止，数得电能表的转盘转过了74圈．请回答：（1）煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能？（2）根据第1问的计算结果，计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈？（3）第2问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗？如不相符，请说出你对产生这一偏差的猜想．16．目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统．它的结构如图甲所示，乙图是它内部电路的示意图．它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类，太阳能和风能都属于_________A．二次能源B．可再生能源C．常规能源D．非清洁能源（2）风力发电机是根据_________原理发电的，利用风力发电时，是将_________能转化为电能．（3）路灯下地基修得很宽大，目的是_________（4）甲、乙图中有一个共同的元件被虚线框遮住，它是_________．（5）假设路灯每晚工作10h，路灯正常工作时每晚消耗的电能为多少KW•h？（6）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（s．m2）（1s辐射在每1m2上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？17．诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们．2012年进入12月份一直到13年2月底的雾霾就是很好的证明．滨州市环保局大气污染防治科科长祁少军介绍，PM2.5是雾霾天气的主要成因．滨州市环境保护监测站空气物理检测室主任蔡学军说：“滨州的PM2.5来源主要有机动车尾气、扬尘污染和工业污染”，倡导“低碳环保，绿色出行”回归传统和自然的呼声越来越高，但“国际无车日”活动并不是拒绝汽车，而是唤起民众对自身生活方式的反思，如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地，一种新的交通工具﹣﹣电动汽车应运而生（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？（2）求电动汽车在水平路面上以最大速度匀速行驶4.5×103m所用的时间？（3）若电动汽车在水平路面以最大速度匀速行驶时受到的阻力为车重的0.02倍，求电动汽车匀速行驶4.5×103m过程中，牵引力所做的功及此时的工作电流？18．如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程0～0.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示．油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3．当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示．已知：ρ汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg．（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（2）若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶100km消耗汽油多少升？（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因．19．诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们，回归传统和自然的呼声越来越高，“骑上你的自行车”成为倡导“国际无车日”（9月22日）活动的宣传用语．“国际无车日”活动并不是拒绝汽车，而是唤起民众对自身生活方式的反思．（1）在能源危机日趋严峻的今天，开发安全、洁净的新能源是解决能源危机的重要途径．日本的核泄露事件再次给人类敲响了警钟．核能在我们国家现阶段是新能源，核电站是利用原子核的_________（“裂变”或“聚变”）来释放核能，并把核能转化为_________能．（2）节能也是解决能源危机的途径之一．如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地，一种新的交通工具﹣﹣电动自行车应运而生了．如图所示为某品牌电动自行车的结构图．该电动自行车的部分技术参数中，电池标有“32Ah48V”字样，输出电压48V．该电池一次充满电后储存的电能是_________KW•h．该电池对外供电时将_________能转化为电能．（3）若电动自行车的效率为80%，行驶过程中所受阻力为车总重的0.06倍．若人车总质量为160Kg，求车以4m/s 的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流（g取10N/kg）．20．（2013•贵港）目前，小汽车已进入寻常百姓家．如图1所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图．其中电源电压恒为12V，R0为定值电阻．为油量表（实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表），R x为压敏电阻（其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小）．关于压敏电阻R x的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示（汽33（1）该汽车油箱是长方体形容器，底面积为0.3m，油箱内汽油高度达到18cm时，油箱即装满，则油箱装满时汽油的质量是多少？（2）油箱装满时，油量表的示数如图2所示，求定值电阻R0的值．（3）当油箱内汽油用完时，油量表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值．（4）为了测试该汽车的油耗，将汽车油箱装满后，沿高速公路行驶300km的路程，油量表的指针向左逐渐偏转到“E”，如图3所示，问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L（1L=1dm3）？21．（2013•襄城区模拟）小明想将家里一个“220V 1100W”的单档热水器改装成具有加热和保温功能的双档热水器，且加热功率不变．他首先设计了图所示的电路：其中R0为原加热丝，R1为添加的保温电阻，阻值为66Ω，且接在热水器外不参与保温，S为转换开关．（不考虑温度影响）求：（1）加热丝R0的电阻和正常加热状态的电流？（2）保温状态时，热水器的保温功率？（不含在外的保温电阻）（3）后来在使用过程中，小明发现：改装过的热水器虽然能满足要求，但处于保温状态时，保温电阻产生的大量热能都浪费了．于是又进行了二次改进：在保温效果不变情况下用R2替换R1，并将R2放入热水器中，使R2也参与保温．试求R2的阻值是多少？22．（2010•黑河）如图所示，是电饭锅内部电路简图，它有“高温烧煮”和“保温”两档，由温控开关自动控制．煮饭（1）当温控开关闭合后，电饭锅处于“高温烧煮”档还是“保温”档？（2）R1的阻值．（3）保温时R1的实际功率．23．（2012•绥化）某电热水瓶容量为2L，有加热和保温两档，该电热水瓶装满初温为20℃的水接在家庭电路中，它正常工作时的功率和时间关系如图所示．（外界大气压强为1个标准大气压，计算结果保留一位小数）求：（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？（2）若通电10min恰好将水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？24．（2012•柳州二模）学完电学知识后，老师让同学们为学校的植物温室设计一个有加热档和保温档的电热器，要求加热功率为400W，保温功率为40W．如图甲是小明设计的，其中R1、R2都是发热体；乙是小刚设计的，其中R1是发热体，R2是置于室外的定值电阻．电源电压为220V．（1）电热器加热10分钟，产生多少J的热量？（2）在乙电路中，当开关断开时，是保温还是加热？（3）求甲电路中的R1及R2的值．（4）你认为哪位同学设计的电路比较好，说明理由．25．（2013•越秀区一模）小明家的电热水机，有加热时间和保温两种状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机的名牌数据如下表所示，其电（2）电阻R1的阻值；（3）饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能是多少？26．（2013•武昌区模拟）如图所示是某电子瓦罐的工作电路图，ND为标有“2V 10mA”的指示灯，R0的限流电阻，R1、R2分别为发热电阻．该电子瓦罐共有高温和低温两档，其部分参数如下表所示．求：（1）要使指示灯正常发光，指示灯电路的功率为多少？（2）加热电阻R1的阻值为多少？（3）在一个标准大气压下，电子瓦罐装水至最高水位，用高温档将温度为20℃的水烧开需要70min，则电子瓦罐4.2×103J/（kg•℃）】．27．（2013•南岗区一模）晓彤家的电饭锅内部电路可以简化为如图所示，通过查阅说明书，晓彤得知该电饭锅正常工作的最大功率为2000W，两根电热丝的电阻R1=R2．（1）该电饭锅共有_________个工作档，每根电热丝的电阻值是_________Ω．若该电饭锅用最小功率处于保温状态，根据电路图，应该进行的操作是_________．（2）晓彤妈妈发现用该电饭锅做晚饭时，所用时间比白天长．晓彤为了探究原因是什么，在做晚饭时，利用家中标有“3000r/kWh”的电能表和秒表，测得该电饭锅的最大功率为1800W．请你写出晓彤的实验步骤．（不写数学表达式）（3）通过上述实验，晓彤发现做晚饭时，电饭锅的实际功率小于额定功率，请你说明可能的原因．28．小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取泡沫塑料①和卫生纸②两种作保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀．做两个相同的硬纸外壳，其中一个装置如图（a）所示，根据实验测得的数据绘得图（b）所示“水温与时间关系”的图象．实验过程室温基本不变，请回答：（1）你认为小黄在操作时，就控制变量法方面还要注意什么？（只要求写出一条）（2）①和②哪种材料的保温性能较好？为什么？（3）当时的室温大约是多少？，电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．（1）低温挡正常工作时的额定功率；（2）中温挡正常工作10分钟产生的热量；（3）高温挡正常工作时的额定电流．（4）在电热水器高温档工作的时候，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60转．此时电路的实际电功率是多大？30．（2012•南开区二模）小林妈妈从商场购得一电热毯，小林在使用中感到温度太高，现想用一个开关和﹣个电阻把它改装为两档，使它的发热功率可以为原来的数值，也可以为原来的一半．厂家说明书只写出额定电压为220V，无其他指标．设电热毯发热电阻为R，外加电阻为r．小林设计了两种电路如甲图和乙图所示，（1）你认为符合要求的是哪个电路图？（2）请根据你选择的正确改装的电路图，推导出电热毯发热电阻R与外加电阻r大小关系的表达式．电热器加热档保温档专题答案与试题解析一．选择题（共1小题）二．填空题（共6小题）2．（2013•安顺）某电饭锅设有“加热”和“保温”两档，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”档时，电饭锅处于保温（选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温相加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为1：49．P=P==：3．图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间．三脚插头上标着E的导线和电饭锅的金属外壳相连．调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“3”（填“1”、“2”、“3”或“4”）时为保温档．小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是电流做功产生的热量小于或等于散失的热量．可知，。
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专题11 电热器档位问题1．（2020•怀化）如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。
小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。
当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。
已知R1＝55Ω，问：（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？（2）求电阻R2的阻值。
（3）当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。
（4）如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。
解：（1）高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流：I＝＝＝5A；（2）由电路图知，当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，电阻R1、R2并联，通过R1的电流：I1＝＝＝4A，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝5A﹣4A＝1A，R2的阻值：R2＝＝＝220Ω；（3）由电路图知，当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，电阻阻R1和R2串联，电路的总电阻：R总＝R1+R2＝55Ω+220Ω＝275Ω，此时电路消耗的功率：P低＝＝＝176W；（4）由电路图知，只闭开关S1时，只有电阻R1接入电路，处于中温挡。
此时电路消耗的功率：P中＝＝＝880 W，结合丙图，电饭煲煮一次饭消耗的总电能：W＝W1+W2+W3＝P高t1+P中t2+P低t3＝1100W×10×60s+880W×15×60s+176W×5×60s＝1.5048×106J。
答：（1）处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是5A；（2）电阻R2的阻值是220Ω；（3）此时电路的总功率为176W；（4）本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能是1.5048×106J。
2．（2020•河池）某品牌家用电热水器的简化电路如图所示，热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。
热水器内装有40kg的水，慢加热额定功率为1210W，保温额定功率为605W，R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计）。
[水的比热c＝4.2×103J/（kg•℃）]求：（1）热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是多少J？（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值是多少Ω？（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要多少s？解：（1）水需要吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J；（2）开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，电热水器处于慢加热挡，由P＝可得，电阻R1的阻值：R1＝＝＝40Ω；（3）开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温挡，此时电路的总电阻：R串＝＝＝80Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R串﹣R1＝80Ω﹣40Ω＝40Ω；开关S1闭合、S2接a时，R1与R2并联，电路中电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热挡；由电阻的并联可得：＝+，即＝+，解得R并＝20Ω，则快加热功率：P快加热＝＝＝2420W，由P＝可得，用快加热所用的时间为：t快＝＝＝1000s。
答：（1）热水器把水从20℃加热到70℃时，水吸收的热量是8.4×106J；（2）开关S1闭合，S2接b点时，电热水器处于慢加热工作状态，电阻R1的阻值是40Ω；（3）电热水器在快加热工作状态下正常工作，要产生2.42×106J的热量，需要1000s。
3．（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1000W保温功率为44W[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]，求：（1）把500g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。
解：（1）水壶要吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣40℃）＝1.26×105J；（2）由于不计热量损失，则消耗的电能W＝Q＝1.26×105J；由P＝可得，加热过程需要的时间：t＝＝＝126s；（3）在开关S闭合的条件下，当旋钮开关接到2时，电路为R2的简单电路，此时电路中电阻小，消耗的功率大，为加热状态，根据P＝可得电阻R2的阻值：R2＝＝＝48.4Ω，当旋钮开关切换到1时，两电阻串联，此时为保温状态，由P＝可得，电路的总电阻：R总＝＝＝1100Ω，根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R总﹣R2＝1100Ω﹣48.4Ω＝1051.6Ω。
答：（1）把500g的水从40℃加热到100℃，水壶要吸收的热量为1.26×105J；（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为126s；（3）忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻R1的阻值为1051.6Ω。
4．（2020•朝阳）图甲为小阳家的电热水瓶，图乙是其电路原理图，R1和R2为阻值不变的电热丝，R1＝44Ω，R2＝1166Ω，S1为温控开关，可以实现“加热”和“保温”态的转换。
为了测量电热水瓶的实际电功率，小阳找来了一块标有“2000revs/（kW•h）”字样的电能表，在电热水瓶中加入1L温度为20℃的水后，把它单独通过电能表接入家庭电路中，将水加热到56℃，用了3.5min。
小阳根据电能表的参数和转盘转数，计算出电热水瓶的实际电功率为900W（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃））。
求：（1）水吸收的热量是多少？（2）电热水瓶正常工作时保温功率是多少？（3）在给水加热的过程中，电能表的转盘转了多少转？（4）电热水瓶的加热效率是多少？解：（1）由ρ＝可得，水的质量为：m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（56℃﹣20℃）＝1.512×105J；（2）当开关S闭合，S1接a时，电路中只有R1接入电路，此时电路中电阻最小，由P＝可知此时电路消耗的功率最大，则电热水瓶处于加热状态；当开关S闭合，S1接b时，电路中R1、R2串联，此时电路中电阻最大，电路消耗的功率最小，此时电热水瓶处于保温状态，则电热水瓶正常工作时保温功率为：P保温＝＝＝＝40W；（3）由P＝可得，电热水瓶加热时消耗的电能：W＝P实t＝0.9kW×3.5×h＝0.0525kW•h＝1.89×105J，由W＝可得，在该过程中电能表转盘转动的转数：n＝W•N＝0.0525kW•h×2000revs/（kW•h）＝105r；（4）电热水瓶的加热效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）水吸收的热量为1.512×105J；（2）电热水瓶正常工作时保温功率为40W；（3）在给水加热的过程中，电能表的转盘转了105转；（4）电热水瓶的加热效率是80%。
5．（2020•青岛）某家用电热水壶有加热和保温两档，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2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：（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比；（2）电阻R2的阻值；（3）给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间。
解：（1）由图乙知，加热功率为P1＝1600W，保温功率为P2＝400W，根据P＝UI，在电压不变时，功率与电流与正比，该电热水壶加热和保温时的电流之比为：1600W：400W＝4：1；（2）当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，由串联电路总电阻大于其中任一分电阻，根据P＝可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热档，加热状态时电路中的电阻：R1＝＝＝30.25Ω；保温时电路的总电阻为：R串联＝＝＝121Ω；由串联电阻的规律可得R2的阻值：R2＝R串联﹣R1＝121Ω﹣30.25Ω＝90.75Ω；（3）水温从20℃升至80℃需要吸收的热量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（80℃﹣20℃）＝3.024×105J；加热时热水壶的工作效率为90%，即η＝＝，需要的加热时间：t＝＝＝210s。
答：（1）该电热水壶加热和保温时的电流之比为4：1；（2）电阻R2的阻值为90.75Ω；（3）给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，热水壶的工作效率为90%，需要210s。
6．（2020•衡阳）初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。
S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题：额定电压220V加热功率900W保温功率20W水杯容量0.6kg（1）S闭合时，饮水机处于加热工作状态。
R2的阻值是55Ω。
（2）水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]（3）最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则：①求R2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大？③简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可）。
解：（1）S闭合时，两电阻并联，S断开时，为R1的简单电路，由并联电路小于其中任一电阻，根据P＝可知，S闭合时，饮水机处于加热工作状态，功率为900W；S断开时，饮水机处于保温工作状态，功率为20W；根据并联电路各支路互不影响，故加热时R2的功率为：P2＝900W﹣20W＝880W，R2＝＝＝55Ω。