山东省东营市东营区中国石油大学附中2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)

这是一份山东省东营市东营区中国石油大学附中2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省东营市东营区中国石油大学附中九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（本大题包括10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．（3分）下列四种用电器如果都工作相同的时间，消耗电能最多的是（　　）
A．台灯 B．计算器 C．电风扇 D．空调
2．（3分）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（3分）关于静电的知识，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电创造了电荷
B．用丝绸摩擦玻璃棒，正电荷从丝绸转移玻璃棒上
C．用毛皮摩擦橡胶棒，电子从毛皮转移到橡胶棒上
D．相互吸引的两个轻小物体，一定是带了异种电荷
4．（3分）如图四幅图中由凝华形成的自然现象是（　　）
A．冰雪消融 B．清晨的露珠
C．寒冬冰雕变小 D．树枝上的雾凇
5．（3分）关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．控制用电器的开关要连接在零线和用电器之间
B．遇到有人触电，应立即用手将他拉离带电体
C．洗衣机、电冰箱等用电器应使用两孔插座
D．当试电笔的笔尖接触电线时，绝不允许用手再接触笔尖
6．（3分）如图所示，当甲电路中的开关S闭合时，两个电压表的指针位置均为如图乙所示1和R2两端的电压分别为（　　）

A．1.2V，6V B．6V，1.2V C．4.8V，1.2V D．1.2V，4.8V
7．（3分）以下关于内能的说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．做功和热传递都可以改变物体的内能
C．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
8．（3分）下列事例中，关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．燃料燃烧时发热，机械能转化为化学能
C．充电宝充电过程，化学能转化为电能
D．电风扇工作过程，机械能转化为电能
9．（3分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，下列判断正确的是（　　）

A．A示数变大，V1示数变小，V2示数不变
B．A示数变大，V1示数变小，V2示数变大
C．A示数变小，V1示数变大，V2示数变小
D．A示数变小，V1示数变小，V2示数变大
10．（3分）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）

A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．（2分）核电站是利用 　 　（选填“核裂变”或“核聚变”）发电的，天问一号探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星预选区，火星与地球之间的信息是靠 　 　传递的（选填“电磁波”或“超声波”）。
12．（2分）对物理量的准确测量是物理研究的一个重要方面，如图所示，体温计的分度值为 　 　℃，示数为 　 　℃。

13．（2分）在超市等公共场所设有“禁止吸烟”的标志，这是因为在公共场所“一人吸烟，多人被动吸烟”　 　；把蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，蚊香片的温度升高。这是通过　 　的方法改变蚊香片内能的。
14．（2分）将标有L1“6V 3W”和L2“6V 9W”的两盏灯串联在电路中，并使其中一盏灯正常发光，忽略温度对灯泡电阻的影响　 　V；此时灯L1的实际功率为　 　。
15．（2分）烈日下的海边，沙子热得烫脚，而海水却不怎么热　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）沙子的比热容而造成的。火箭的燃料用了液态氢是因为液态氢的 　 　比较大。
16．（2分）如图奥斯特实验说明通电导体周围存在着　 　，其方向与　 　方向有关。

17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，则电源电压为 　 　V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 　 　W。

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共35分）
18．（2分）如图，请把节能灯正确接入到家庭电路中。

19．（2分）如图，S闭合后，螺线管的磁感线分布如带箭头的虚线所示。请在图中虚线框内标出电源的“+”或“﹣”极。

20．（10分）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。

（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 　 　（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示　 　A，此时通电螺线管的下端是 　 　（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是 　 　（选填字母）；
A．抽去铁芯
B．电源两极对调
C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：　 　、　 　。
21．（12分）如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
（1）如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是　 　（选填
“晶体”或“非晶体”）。
（2）冰在熔化过程中　 　（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变，大约持续了　 　min。
（3）加热到第3min时，物质的状态为　 　（选填“液态”、“固态”或“固液共存”）。
（4）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有冰的试管放在水中加热　 　。

22．（9分）小昭同学通过实验测量灯泡L1的额定功率，L2标有“2.5V”字样、电源电压恒为6V、电压表只有0～3V量程可以用。

（1）如图1所示，是小昭设计的测L1的额定功率的实验电路图，请在图2中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求滑片向A端移动灯泡变亮）；
（2）连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，小昭发现L1不发光，电流表无示数，电压表接近电源电压1　 　（选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电流表示数如图3所示，读数为 　 　A，此时灯泡的实际功率为 　 　W；为了测量小灯泡的额定电功率，滑动变阻器应该向 　 　（选填A或者B）移动。
四、计算题（本大题包括2小题，共21分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．（9分）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。天然气的热值q＝7.0×107J/m3．求：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）该热水器的效率。
24．（12分）在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，高挡先将水箱内的水加热到100℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时，S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）求低挡工作时加热器的电功率；
（2）求R1的电阻；
（3）求电加热器高挡位工作的加热效率。

2022-2023学年山东省东营市东营区中国石油大学附中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题包括10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．（3分）下列四种用电器如果都工作相同的时间，消耗电能最多的是（　　）
A．台灯 B．计算器 C．电风扇 D．空调
【解答】解：台灯功率约为40W、计算器的功率约为1mW、空调的功率在1000W左右；
空调的功率最大，工作相同的时间，空调消耗的电能最多。
故选：D。
2．（3分）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：发电机的工作原理是电磁感应现象。
A．该图探究通电导体周围是否有磁场，故A错误；
B、电磁铁通电后具有磁性，故B错误；
C、该图验证的是通电导体在磁场中受到力的作用，故C错误；
D、该图验证的是在闭合回路中，电路中产生感应电流，故D正确。
故选：D。
3．（3分）关于静电的知识，下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电创造了电荷
B．用丝绸摩擦玻璃棒，正电荷从丝绸转移玻璃棒上
C．用毛皮摩擦橡胶棒，电子从毛皮转移到橡胶棒上
D．相互吸引的两个轻小物体，一定是带了异种电荷
【解答】解：A、摩擦起电不是创造了电荷，故A错误；
B、用丝绸摩擦玻璃棒，使得玻璃棒带正电；
C、用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮失去电子带正电，故C正确；
D、带电体可以吸引带异种电荷的物体，故D错误。
故选：C。
4．（3分）如图四幅图中由凝华形成的自然现象是（　　）
A．冰雪消融 B．清晨的露珠
C．寒冬冰雕变小 D．树枝上的雾凇
【解答】解：A、冰雪消融是固态变成液态，故A不符合题意；
B、露珠是水蒸气遇冷凝结成小水滴，故B不符合题意；
C、冰雕变小是固态直接变成气态，故C不符合题意；
D、雾凇是空气中的水蒸气遇冷变成的小冰晶，故D符合题意。
故选：D。
5．（3分）关于安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．控制用电器的开关要连接在零线和用电器之间
B．遇到有人触电，应立即用手将他拉离带电体
C．洗衣机、电冰箱等用电器应使用两孔插座
D．当试电笔的笔尖接触电线时，绝不允许用手再接触笔尖
【解答】解：A、家庭电路中，当开关断开时，而且用电器与火线断开连接，故A错误；
B、有人触电时，或先切断电源，不能立即用手将他拉离带电体，故B错误；
C、为了防止因漏电而发生触电事故，外壳一定要接地，故C错误；
D、当试电笔的笔尖接触电线时，防止人触碰到火线发生触电事故。
故选：D。
6．（3分）如图所示，当甲电路中的开关S闭合时，两个电压表的指针位置均为如图乙所示1和R2两端的电压分别为（　　）

A．1.2V，6V B．6V，1.2V C．4.8V，1.2V D．1.2V，4.8V
【解答】解：电压表V1测量的是电源电压，选的是0～15V的量程，根据指针位置；
电压表V5测量的是R2电压，选的是0～4V的量程，根据指针位置；
根据串联电路的电压关系U1＝U﹣U2＝6V﹣1.2V＝7.8V。
故选：C。
7．（3分）以下关于内能的说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．做功和热传递都可以改变物体的内能
C．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【解答】解：
A、一切物体都有内能，故A错误；
B、做功和热传递都可以改变物体的内能；
C、汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；
D、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
故选：B。
8．（3分）下列事例中，关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．燃料燃烧时发热，机械能转化为化学能
C．充电宝充电过程，化学能转化为电能
D．电风扇工作过程，机械能转化为电能
【解答】解：
A、摩擦生热过程中消耗了机械能，所以是机械能转化为内能；
B、燃料燃烧时发热，故B错误；
C、充电宝充电过程中消耗了电能，所以是电能转化为化学能；
D、电风扇工作时消耗电能，将电能转化为机械能。
故选：A。
9．（3分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，下列判断正确的是（　　）

A．A示数变大，V1示数变小，V2示数不变
B．A示数变大，V1示数变小，V2示数变大
C．A示数变小，V1示数变大，V2示数变小
D．A示数变小，V1示数变小，V2示数变大
【解答】解：
由图知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流5测R2两端的电压，电压表V2测R2两端的电压；
当滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电源电压不变，由，电路中的电流变小；
电路中电流变小，由U＝IR可知1两端的电压变小，即电压表V2示数变小；
电源电压不变，因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和4两端的电压变大，即电压表V1示数变大；
由此可知，ABD错误。
故选C。
10．（3分）如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V，6W”和“6V，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）

A．只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B．只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为1：2
C．只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
D．只闭合S1、S2时，电路的总功率为3W
【解答】解：A．由P＝UI＝，甲、乙两灯的电阻之比：＝＝＝＝，
只闭合S1时，甲、乙两灯串联，
所以，由P＝UI＝I2R可得，甲、乙两灯的实际功率之比：＝＝＝；
B．只闭合S2、S4时，甲、乙两灯并联，
则两灯两端的实际电压为：U甲＝U乙＝U＝6V，所以两灯均正常发光，
此时甲、乙两灯的实际功率和额定功率相等＝＝＝，故B错误；
CD．只闭合S3、S2时，甲灯被短路，
由U乙＝U＝6V可知，乙灯正常发光乙＝2W，故C错误。
故选：D。
二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．（2分）核电站是利用 　核裂变　（选填“核裂变”或“核聚变”）发电的，天问一号探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星预选区，火星与地球之间的信息是靠 　电磁波　传递的（选填“电磁波”或“超声波”）。
【解答】解：核电站是利用反应堆发生可控制的核裂变来提供能量发电的；探测器在火星与地球之间的信息是靠电磁波来传递的。
故答案为：核裂变；电磁波。
12．（2分）对物理量的准确测量是物理研究的一个重要方面，如图所示，体温计的分度值为 　0.1　℃，示数为 　37.3　℃。

【解答】解：常用液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的，图中温度计的分度值是0.1℃；
故答案为：5.1；37.3。
13．（2分）在超市等公共场所设有“禁止吸烟”的标志，这是因为在公共场所“一人吸烟，多人被动吸烟”　无规则运动　；把蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，蚊香片的温度升高。这是通过　热传递　的方法改变蚊香片内能的。
【解答】解：“一人吸烟，多人被动吸烟”，是扩散现象；
蚊香片放到电热驱蚊器的发热板上，发热板上的温度较高，蚊香片的温度升高，这是通过热传递的方式改变内能的。
故答案为：无规则运动；热传递。
14．（2分）将标有L1“6V 3W”和L2“6V 9W”的两盏灯串联在电路中，并使其中一盏灯正常发光，忽略温度对灯泡电阻的影响　8　V；此时灯L1的实际功率为　3W　。
【解答】解：
（1）L1标有“6V 4W”，L2标有“6V 7W”，
由P＝UI可得，两灯的额定电流分别为：
I1＝＝＝5.5A，I2＝＝＝1.5A，
由I＝可得
R4＝＝＝12Ω，R5＝＝＝5Ω，
所以I1＜I2（即L7的额定电流较小），R1＞R2；
因为两灯串联，且一灯正常发光，
所以为了保证电路的安全，电路中的最大电流I＝I2＝0.5A，
由欧姆定律可得，电源电压：U＝IR总＝I（R8+R2）＝0.2A×（12Ω+4Ω）＝8V。
（2）因电路中的电流等于L4的额定电流，所以灯L1正常发光，其实际功率为3W。
故答案为：4；3W。
15．（2分）烈日下的海边，沙子热得烫脚，而海水却不怎么热　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）沙子的比热容而造成的。火箭的燃料用了液态氢是因为液态氢的 　热值　比较大。
【解答】解：海水比沙子的比热容大，因此，在吸收相同的热量时，海水温度低，而海水却是凉凉的。
火箭使用液氢做燃料，液氢具有较高的热值，液氢可以释放更多的热量。
故答案为：大于；热值。
16．（2分）如图奥斯特实验说明通电导体周围存在着　磁场　，其方向与　电流　方向有关。

【解答】解：如图奥斯特实验中，给导线通电，说明通电导体周围存在着磁场，小磁针偏转的方向也改变。
故答案为：磁场；电流。
17．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，则电源电压为 　3　V，当滑片P滑到b端时，R1的消耗的电功率为 　0.2　W。

【解答】解：由图甲可知，两电阻串联2两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑动变阻器滑片P在a端时，则接入电路中的电阻为0，由图乙可知，I7＝0.6A，
由I＝可得5R1＝0.3A×R1，
当滑动变阻器滑片P在b端时，接入电路中的电阻最大，由图乙可知，I2＝4.2A，U2＝8V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以2R1+U4＝0.2A×R6+2V，
因电源的电压不变，所以1＝3.2A×R1+3V，
解得：R1＝5Ω，
电源的电压：U＝I4R1＝0.7A×5Ω＝3V；
R8的消耗的电功率为：P＝I22R8＝（0.2A）3×5Ω＝0.5W。
故答案为：3；0.7。
三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共35分）
18．（2分）如图，请把节能灯正确接入到家庭电路中。

【解答】解：
灯泡接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，如图所示：

19．（2分）如图，S闭合后，螺线管的磁感线分布如带箭头的虚线所示。请在图中虚线框内标出电源的“+”或“﹣”极。

【解答】解：知道电流从螺线管右侧流入、左侧流出、左端为负极；。
20．（10分）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。

（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 　左　（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示　0.5　A，此时通电螺线管的下端是 　N　（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是 　AC　（选填字母）；
A．抽去铁芯
B．电源两极对调
C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：　电铃　、　电磁继电器　。
【解答】解：（1）由图可知，正确连接好电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端。
（2）由图可知，电流表选0～0.7A的量程，电流表的示数为0.5A，电流从螺线管的上端流进，由安培定则可知。
（3）影响通电螺线管磁性的强弱的因素有：①电流的大小，②线圈匝数的多少。故要减弱通电螺线管的磁性、减少线圈的匝数和抽去铁芯，B不符合题意。
故选AC。
（4）电磁铁在日常生活中的应用有：电磁起重机、电磁继电器、磁悬浮列车。
故答案为：（1）左；（2）8.5；N；（4）电铃。
21．（12分）如图甲所示是“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置。
（1）如图乙所示是冰在加热过程中温度随时间变化的图象。根据图象特征可判断冰是　晶体　（选填
“晶体”或“非晶体”）。
（2）冰在熔化过程中　吸收　（选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变，大约持续了　3　min。
（3）加热到第3min时，物质的状态为　固液共存　（选填“液态”、“固态”或“固液共存”）。
（4）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，而是把装有冰的试管放在水中加热　受热均匀　。

【解答】解：
（1）根据图乙可以看出，冰在熔化过程中吸收热量但温度不变；
（2）冰在熔化过程中吸收热量，温度不变；
（3）因为加热到第3min时冰正好处于熔化过程中，所以物质的状态为固液共存状态；
（4）在实验过程中，不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但使试管受热均匀，便于记录各个时刻的温度。
故答案为：（1）晶体；（2）吸收；3；（4）受热均匀。
22．（9分）小昭同学通过实验测量灯泡L1的额定功率，L2标有“2.5V”字样、电源电压恒为6V、电压表只有0～3V量程可以用。

（1）如图1所示，是小昭设计的测L1的额定功率的实验电路图，请在图2中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求滑片向A端移动灯泡变亮）；
（2）连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，小昭发现L1不发光，电流表无示数，电压表接近电源电压1　断路　（选填“断路”或“短路”）；
（3）排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电流表示数如图3所示，读数为 　0.2　A，此时灯泡的实际功率为 　0.2　W；为了测量小灯泡的额定电功率，滑动变阻器应该向 　A　（选填A或者B）移动。
【解答】解：（1）滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱串联接入电路，要求滑片向A端移动灯泡变亮，则滑片向A端移动接入电路的电阻变小
；
（2）灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流；闭合开关S1不发光，电流表无示数；电压表接近电源电压，所以故障是L1断路；
（3）电流表选用的是小量程，分度值为6.02A；
电压表示数为1V，则灯泡的实际功率为：P＝UI＝1V×4.2A＝0.2W；
灯泡的额定电压为2.5V，要想使灯泡正常发光，根据串联电路的电压规律可知，根据串联电路的分压规律可知，故滑片应该向A移动。
故答案为：（1）见解析；（2）断路；A。
四、计算题（本大题包括2小题，共21分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．（9分）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。天然气的热值q＝7.0×107J/m3．求：
（1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）该热水器的效率。
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（54℃﹣20℃）＝7.14×106J；
（2）消耗的天然气：
V＝1365.17m6﹣1365.05m3＝0.12m5；
天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝7.0×103J/m3×0.12m2＝8.4×108J；
（3）该热水器的热效率：
η＝＝×100%＝85%。
答：（1）水吸收的热量为7.14×106J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为3.4×106J；
（3）该热水器的热效率为85%。
24．（12分）在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，高挡先将水箱内的水加热到100℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时，S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）求低挡工作时加热器的电功率；
（2）求R1的电阻；
（3）求电加热器高挡位工作的加热效率。
【解答】解：（1）由题意可知，低档工作时1断开，由乙图可知加热器低档工作时的电流I低＝2A，则低挡工作时加热器的电功率：
P低＝UI低＝220V×6A＝440W；
（2）低档工作时，R2的电阻R2＝＝＝110Ω，
当两个开关都闭合时，两个电阻并联，由P＝，电功率最大，总电流I总＝10A，由并联电路的电流特点可知；
I总＝+，即10A＝+，
解得R1＝27.8Ω；
（3）电加热器高挡位工作7min时，消耗的电能W＝UI总t＝220V×10A×7×60s＝7.24×105J，
由ρ＝可得
m＝ρ水V＝1.3×103kg/m3×4.2×10﹣3m5＝2.2kg，
水吸收的热量：
Q＝c水mΔt＝8.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣20℃）＝7.392×105J，
加热效率η＝×100%＝。
答：（1）低挡工作时加热器的电功率为440W；
（2）R8的电阻为27.5Ω；
（3）求电加热器高挡位工作的加热效率为80%。