資源簡介

一、檔位問題
多檔位的實質是利用多開關控制接入電路中電阻的大小，從而改變用電器電功率來實現對擋位的控制．
核心：P實＝關鍵：R
R越大，P實越小，檔位越低；R越小，P實越大，檔位越高．
二、實際應用類電路
【思路點撥】
(1)理解實際應用電路的工作過程
(2)理解曲線圖中橫縱坐標的關系，并能與電路的工作過程相結合．
(3)結合設問和題中信息，根據所學公式求解即可．
例1、某型號電飯鍋有“高溫擋”和“低溫擋”兩個擋位，其原理如圖所示，若已知電阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω，則當開關置于________(選填“1”或“2”)位置時為高溫擋，該電飯鍋高溫擋的功率為________W.
例2、如圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了智能化控制不同時間段的烹飪溫度，即“聰明火”技術，以得到食物最佳的營養和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1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的變化如圖丙所示。求：
（1）5~10min，電飯煲的功率；
（2）15~30min，電飯煲產生的總熱量；
（3）電熱絲R1和R2的阻值分別為多少？
例3、如圖甲是一個充電式暖寶寶，其簡化電路圖如圖乙所示，R1和R2均為發熱電阻，該充電式暖寶寶可以通過S1、S2、S3三個開關的斷開與閉合實現三個擋位（高溫、中溫、低溫）的變化，已知經家庭電路轉化后的電源電壓為12V，R1=20Ω，只閉合開關S2時，電路消耗的總功率為2.88W。求：
（1）只閉合開關S1時電路消耗的電功率；
（2）電阻R2的阻值；
（3）以高溫擋正常工作1min電路產生的熱量。
1．近年來生活節奏越來越快，用手機的低頭族也越來越多，頸部熱敷儀（如圖甲）也逐漸風靡起來。學校項目化小組的同學想探究它的工作原理，查看說明書后發現：該熱敷儀由6伏電源供電，電路圖如圖乙，發熱部分由R1和R2組成，調溫的低、中、高三檔通過三個開關來控制（調節每個溫度檔時只閉合其中的一個開關），當電壓一定時，電路中電流越大，溫度越高。已知R1為6歐，R2為4歐。
（1）當________（填開關狀態）時，熱敷儀處于低溫檔。
（2）當S1閉合，S2，S3斷開時，熱敷儀處于高溫檔，此時電路中的電流為________。
（3）當熱敷儀處于中溫檔時，持續工作8分鐘，產生的熱量為多少________？
2.圖甲是溫度自動報警器，控制電路中，電源電壓U控＝5 V，熱敏電阻R2的阻值與溫度的關系如圖乙所示；工作電路中，燈泡L標有“9 V　0.3 A”的字樣，R4為電子嗡鳴器，它的電流達到某一固定值時就會發聲報警，其阻值R4＝10 Ω.在R2溫度為20 ℃的情況下，小明依次進行如下操作：閉合開關S1和S2，燈泡L恰好正常發光，此時R0的電功率為P0；將R1的滑片調到最左端時，繼電器的銜鐵剛好被吸下，使動觸點與下方靜觸點接觸；調節R3的滑片，當R3與R4的電壓之比U3∶U4＝4 ∶1時，電子嗡鳴器恰好能發聲，此時R0的電功率為P0′，P0′∶P0＝4 ∶9.已知電源電壓、燈絲電阻都不變，線圈電阻忽略不計．求：
(1)燈泡L的額定功率；
(2)當銜鐵剛好被吸下時，控制電路的電流；
(3)將報警溫度設為50 ℃時，R1接入電路的阻值；
(4)工作電路的電源電壓Ux.
3.小明家新買了一個電水壺，原理圖如圖甲所示，其額定電壓為220V，R1和R2是電熱絲，該水壺有高溫擋、中溫擋和保溫擋，其中保溫擋額定功率為242W。圖乙是一種新型插座，它能即時顯示用電器的工作電壓和所耗電費等，將該水壺單獨插在該插座上，用中溫擋加熱一段時間后，屏幕兩次顯示如圖丙，[電費單價：0.5元/，忽略溫度對電阻的影響]。求：
（1）電阻R1的阻值；
（2）電阻R2的阻值；
（3）該電水壺的中溫擋額定功率及高溫擋額定功率。
1.有四段電阻線a、b、c、d，它們由同種材料做成，截面積相同，但繞成不相同的圈數（每圈的長度相等，a、c圈數相同，b、d圈數相同）如圖連接，通電后在相同的時間內，它們產生的熱量由多到少的順序是（　　）
A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．b、d、a、c D．d、c、b、a
2.在廚房里安裝如圖甲所示俗稱“小廚寶”的電熱水龍頭，使用起來非常方便．旋轉手柄S可處于冷水擋a、溫水擋b或熱水擋c，它的簡要工作電路如圖乙所示，虛線方框內有“小廚寶”的兩個發熱電阻(未畫出)，溫水擋的發熱電阻R1＝44 Ω，電源電壓為220 V.
(1)當S旋到b擋位時，求通電10秒電流產生的熱量．
(2)當S旋到c擋位時，水龍頭的電功率為2 000 W，求此時發熱電阻的總阻值．
(3)請你在虛線方框內畫出發熱電阻的電路，并連接到相應的擋位和“e”點．
3.圖甲為某款電餅鐺，其工作原理電路圖如圖乙所示，R1、R2分別為上、下盤的發熱電阻，某次烙餅過程中正常加熱和保溫時的功率隨時間變化關系如圖丙所示，求：
（1）該電餅鐺正常加熱時的總電流；
（2）R2的阻值；
（3）本次烙餅共消耗的電能。
4.如圖甲所示電路中，燈L標有“6V，3W”字樣，S為單刀雙擲開關。電源電壓為10V且保持不變，電阻R2的阻值為15Ω，如圖乙是燈L的U﹣I圖像。
（1）當S接a時，燈L恰能正常發光，求R1的阻值；
（2）當S接b時，求電阻R2通電1min產生的熱量；
（3）S接a與S接b兩種情況下，求電路消耗的總功率之比Pa∶Pb為多少？
參考答案
例1、2 1100
例2、（1）660W；（2）4.62×105J；（3）110Ω和220Ω
【解析】解：（1）由圖丙可知，5~10min，電飯煲的功率為 P=660W
（2）由丙圖可知15~30min，電飯煲以660W的功率工作5min，以440W的功率工作10min，根據焦耳定律的計算公式可得，電飯煲產生的總熱量為
（3）當開關S和S1均閉合時，電阻R1與R2并聯，電路的總電阻最小，電飯煲的功率較大，由圖丙可知，此時電路的總功率 P=660W
只閉合開關S、斷開S1時，電路為R1的簡單電路，電飯煲功率較小，由圖丙可知，此時電路的總功率為 P′=440W
根據電功率的計算公式可得，電阻R1的阻值為
電阻R2的電功率為
電阻R2的阻值為
答：（1）5~10min，電飯煲的功率為660W；
（2）15~30min，電飯煲產生的總熱量為4.62×105J；
（3）電熱絲R1和R2的阻值分別為110Ω和220Ω。
例3、（1）7.2W；（2）30Ω；（3）720J。
【解析】解：（1）只閉合開關S1時電路為R1的簡單電路，電路消耗的電功率為
（2）只閉合開關S2時，兩電阻串聯，串聯電路總電阻
串聯電路總電阻等于各分電阻之和，電阻R2的阻值
（3）當S1、S3閉合，S2斷開時，兩電阻并聯接入電路，串聯電路總電阻大于任何一個分電阻，并聯電路總電阻小于任何一個分電阻，根據可得此時電路的總功率最大，為高溫擋，暖寶寶高溫擋的功率為
工作1min產生的熱量為
答：（1）只閉合開關S1時電路消耗的電功率為7.2W；
（2）電阻R2的阻值為30Ω；
（3）以高溫擋正常工作1min電路產生的熱量為720J。
1． S2閉合（S2閉合，S1、S3斷開） 1.5A 2880J
【詳解】解：（1）由圖知道，S2閉合，S1、S3斷開時，兩電阻串聯，由于串聯的電阻大于其中任一電阻，由知道，此時是為熱敷儀處在低溫擋。
（2）由圖知道，當S1閉合，S2，S3斷開時，是R2的簡單電路，電路的功率最大，處于高位擋，由歐姆定律知道，此時電路中的電流
（3）由圖知道，當S3閉合，S1、 S2斷開時，是R1的簡單電路，處于中溫檔，由知道，持續工作8分鐘，產生的熱量
答：（1）當S2閉合，S1、S3斷開時，熱敷儀處于低溫檔；
（2）熱敷儀處于高溫檔時，電路中的電流為1.5A；
（3）熱敷儀處于中溫檔時，持續工作8分鐘，產生的熱量為2880J。
2.
3.（1）40Ω；（2）160Ω；（3）1210W，1512.5W
【解析】解：（1）根據電路圖可知，當S1斷開，S2在A時，R1和R2串聯，電路總電阻最大，由可知，此時電路為保溫擋；當S1閉合，S2在A時，電路為R1的簡單電路，電路總電阻較大，此時電路為中溫擋；當S1閉合，S2在B時，R1和R2并聯，電路總電阻最小，此時電路為高溫擋。由圖丙可知，中溫擋加熱的時間
消耗的電能
則中溫擋加熱時的實際功率
由可知，R1的阻值
（2）已知保溫擋額定功率為242W，則R1和R2串聯后的總電阻
因串聯電路的總電阻等于各分電阻之和，所以R2的阻值
（3）電水壺的中溫擋額定功率
高溫擋額定功率
答：（1）電阻R1的阻值為40Ω；
（2）電阻R2的阻值為160Ω；
（3）該電水壺的中溫擋額定功率為1210W，高溫擋額定功率為1512.5W。
1.A
【解析】由題意知，電阻線a、b、c、d，它們由同種材料做成，截面積相同；
b的圈數大于a的圈數，所以b的電阻大于a的電阻；由圖知，電阻線a、b并聯在6V的電路中，由并聯電路的電壓特點知，兩電阻線兩端的電壓相等，通電時間相同，根據
可知，a產生的熱量大于b；
d的圈數大于c的圈數，所以d的電阻大于c的電阻；由圖知，c、d串聯在6V的電路中，通過的電流相同，通電時間相同，由 Q＝W＝I2Rt
可知，d產生的熱量大于c；
b、d圈數相同，則電阻大小相同；根據串聯電路的電壓關系可知，d兩端的電壓要小于電源電壓，即小于b兩端的電壓，通電時間相同，根據
可知，b產生的熱量大于d；
a、c圈數相同，則電阻大小相同；根據串聯電路的電壓關系可知，c兩端的電壓要小于電源電壓，即小于a兩端的電壓，通電時間相同，根據
可知，a產生的熱量大于c；
所以它們產生的熱量由多到少的順序是a、b、d、c，故A符合題意，BCD不符合題意。
2.
3.（1）6A；（2）110Ω；（3）3.696×105J
【解析】解：（1）由圖丙可知，電餅鐺加熱時的功率1.32kW，由可得，該電餅鐺正常加熱時的總電流
（2）由圖丙可知，電餅鐺保溫時的功率0.44kW，由題意可知，開關S閉合、S1斷開時，電路為R2的簡單電路，電路的總電阻較大，由可知，電功率較小，電餅鐺處于保溫狀態，由可得，R2的電阻
（3）由圖丙可知，本次烙餅加熱的時間4min，保溫時間2min，由可得，本次烙餅共消耗的電能
答：（1）該電餅鐺正常加熱時的總電流為6A；
（2）R2的電阻為110Ω；
（3）本次烙餅共消耗的電能為3.696×105J。
4.（1）8Ω；（2）144J；（3）5∶4
【解析】解：（1）當S接a時，電阻R1與燈泡串聯，燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為3W，串聯電路中各處的電流相等，根據歐姆定律可得，電路中的電流為
串聯電路中的總電壓等于各分電壓之和，R1兩端的電壓為 U1＝U﹣UL＝10V﹣6V＝4V
此時電阻R1的阻值為
（2）當S接b時，燈泡L和電阻R2串聯，電源電壓為10V且保持不變，電阻R2的阻值為15Ω，由圖像可知，當電流為0.4A時，燈泡電壓為4V，定值電阻R2的電壓為
U2＝I′R2＝0.4A×15Ω＝6V
燈泡和R2的電壓之和為 6V+4V＝10V
與電源電壓相等，故此時電路中的電流為I′＝0.4A，則電阻R2通電1min產生的熱量為
Q2＝I′2R2t＝(0.4A)2×15Ω×60s＝144J
（3）S接a時，電路總功率為 Pa＝UI＝10V×0.5A＝5W
S接b時，電路總功率為 Pb＝UI′＝10V×0.4A＝4W
故電路消耗的總功率之比為 Pa∶Pb＝5W∶4W＝5∶4
答：（1）當S接a時，燈L恰能正常發光，R1的阻值為8Ω；
（2）當S接b時，求電阻R2通電1min產生的熱量為144J；
（3）S接a與S接b兩種情況下，求電路消耗的總功率之比Pa：Pb為5∶4
【備考2023】浙教版科學中考第三輪沖刺講義（九）
檔位類實際應用類計算

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