資源簡介

/ 讓教學更有效 精品試卷 | 物理學科
微專題九　多擋位家用電器類的識別與計算
　類型一　兩擋類
　　【例1】（2024·湖北模擬）某電烤箱的額定電壓為220 V，有加熱和保溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖甲所示，S1為自動控制開關，R1和R2均為電熱絲，圖乙是電烤箱正常工作時電流隨時間變化的圖像。
（1）求低溫擋工作時的功率。
（2）求電熱絲R2的阻值。
（3）用電高峰期電壓會降低，若電路中只讓電烤箱單獨工作600 s，圖丙中的電能表轉盤轉了1 000 r，請算出它的實際加熱功率。
甲　　乙 丙
1.解決擋位問題的關鍵是判斷接入電路的總電阻的大小，然后根據公式P＝判斷出總功率的大小：R最小P最大高溫擋（加熱擋）
R最大P最小低溫擋（保溫擋）
2.常見的兩擋與三擋類模型
低溫擋 只閉合S，兩電阻串聯，則P低＝，若只有R1發熱，則P低＝（）2R1 只閉合S，只有R2接入電路，P低＝ S1斷開，S2接b，R1、R2串聯，P低＝
中溫擋 — — S1閉合，S2接b，只有R1接入電路，P中＝
高溫擋 閉合S、S0，只有R1接入電路，P高＝ S、S0均閉合，R1、R2并聯，P高＝＋ S1閉合，S2接a，R1、R2并聯，P高＝＋
解：（1） 由電路圖可知，閉合開關S，電路為R1的簡單電路，處于低溫擋。
當S和S1都閉合時，兩個電阻并聯，電路中的總電阻較小，由P＝可知電功率較大，處于高溫擋。
由圖乙可知，低溫擋時電路中的電流是6 A，低溫擋工作時的功率：P低＝UI低 ＝220 V×6 A＝1 320 W。
（2）高溫擋工作時的功率：
P高＝UI高＝220 V×10 A＝2 200 W，
電熱絲R2工作時的功率：
P2＝2 200 W－1 320 W＝880 W，
電熱絲R2的阻值：R2＝＝＝55 Ω。
（3）實際消耗的電能：W實＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×106 J，
則它的實際加熱功率：P實＝＝＝2 000 W。
　類型二　三擋類
　　【例2】圖甲是一款多功能養生壺，圖乙是它的簡化電路圖，其中R1、R2為電熱絲，R1＝R2且電阻不變，下表為其銘牌，其中高溫擋的額定功率已模糊不清，已知
c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。在正常工作的情況下，試問：
（1）在1標準大氣壓下，將初溫是30 ℃的一壺水燒開，水需要吸收多少熱量？
（2）高溫擋功率是多少？
（3）若養生壺用高溫擋來加熱且加熱效率為75％，燒開這一壺水需要多長時間？
甲　　乙
項目 參數
電源電壓/V 220
低溫擋功率/W 200
中溫擋功率/W 400
高溫擋功率/W
容積/L 1.5
解：（1）一滿壺水的體積：
V＝1.5 L＝1.5 dm3＝1.5×10－3 m3，
由ρ＝可得，水的質量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg，
在1標準大氣壓下水的沸點為100 ℃，水需要吸收的熱量：Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（100 ℃－30 ℃）＝4.41×105 J。
（2）由圖乙可知，當開關S2接A、開關S1斷開時，電路的總電阻最大，電源電壓一定，由P＝可知此時總功率最小，養生壺處于低溫擋；當開關S2接B、開關S1閉合時R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，此時總功率最大，養生壺處于高溫擋；則當開關S2接A、開關S1閉合時，只有R1工作，養生壺處于中溫擋，因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，且R1＝R2，
所以，由P＝可知高溫擋時R1、R2消耗的功率：
P1＝P2＝P中，
則養生壺高溫擋的功率：
P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400 W＝800 W。
（3）由η＝可得，燒開這一壺水需要消耗的電能：
W＝＝＝5.88×105 J，
由P＝可得，高溫擋燒開這一壺水需要的時間：
t'＝＝＝735 s。
1.（2023·黃岡）圖甲是一款可調節功率的老式電熱器簡化電路圖。電源電壓為220 V，定值電阻R1是加熱部分，R2是最大阻值為176 Ω的滑動變阻器。開關S接1時，電熱器處于加熱擋，通過調節R2接入電路的阻值來改變R1的加熱功率，其最大加熱功率為1 100 W。當電熱器達到設定溫度或加熱到設定時間，開關S自動接2，電熱器處于保溫擋。
（1）求以最大功率工作時電路中電流大小。
（2）如圖乙，電能表上參數“r/（kW·h）”前面數值不清。讓電熱器以最大加熱功率單獨工作72 s，與之相連的該電能表鋁盤轉過66圈。請求出該數值大小。
（3）求電熱器處于保溫擋時，電路中電能的利用率。請從節能的角度對電熱器提出改進建議。
甲　　乙
解：（1）以最大功率工作時電路中電流：
I大＝＝＝5 A。
（2）以最大加熱功率單獨工作72 s所消耗的電能：
W＝P加t＝1 100 W×72 s＝79 200 J＝0.022 kW·h。
則電能表上的參數：
N＝＝＝3 000 r/（kW·h），
即該數值為3 000；
（3）根據P＝UI＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
電熱器處于保溫擋時，R2的最大阻值和R1串聯在電路中，根據W＝I2Rt可知，電路中電能的利用率：
η＝＝＝＝＝20％，
由此可知，電路中電能的利用率較低，R2消耗了大部分電能，為了節能，可以將R2的阻值減小。
2.（2023·宜昌）如圖甲為一只家用電吹風，它內部有一根電熱絲和一個產生強風的風扇。
甲 乙　
額定電壓 220 V
熱風功率 1 250 W
冷風功率 40 W
（1）如圖乙為電吹風的內部電路簡圖，通過開關S1和S2實現冷風和熱風兩擋功能，電熱絲應該接在圖中　B　（選填“A”或“B”）位置。
（2）該電吹風的部分參數如表，電吹風正常工作時，通過風扇的電流是多少？（保留兩位小數）電熱絲的電阻及其1 min內產生的熱量是多少？
解：由P＝UI可得，電吹風正常工作時，通過風扇的電流：
I＝＝≈0.18 A。
由并聯電路的特點可知，吹冷風和吹熱風時電動機的電功率相同，由表中數據可知，電熱絲的電功率：
P電熱絲＝P熱風－P冷風＝1 250 W－40 W ＝1 210 W，
由P＝UI＝可知，電熱絲的電阻：
R電熱絲＝＝＝40 Ω，
由P＝可知，電熱絲1 min 內產生的熱量：
Q＝W電熱絲＝P電熱絲t＝1 210 W×1×60 s＝7.26×104 J。
3.（2023·鄂州）如圖甲， 空氣炸鍋利用熱空氣流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而廣受大眾的認可和歡迎。如圖乙是某品牌空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220 V，定值電阻R1和R2為發熱體，其中R2＝44 Ω。通過開關S1的通斷和單刀雙擲開關S2在A、B間的連接轉換可實現高、中、低三個擋位的調節。已知中溫擋的額定功率為440 W。
（1）當開關S1　斷開　（選填“斷開”或“閉合”）、S2　接A　（選填“接A”或“接B”）時，空氣炸鍋為低溫擋。
（2）求R1的阻值。
（3）當空氣炸鍋處于高溫擋時，求正常工作10 min消耗的電能。
甲　　乙
解：（2）當開關S1閉合，S2接A，電路為R1的簡單電路，總電阻較大，根據P＝可知，此時總功率較小，為中溫擋；根據P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω。
（3）當開關S1閉合，S2接B時，兩電阻并聯，總電阻最小，根據P＝可知，此時總功率最大，為高溫擋。
正常工作10 min消耗的電能：
W＝（P中＋）t＝[440 W＋]×10×60 s＝9.24×105 J。
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微專題九　多擋位家用電器類的識別與計算
　類型一　兩擋類
　　【例1】（2024·湖北模擬）某電烤箱的額定電壓為220 V，有加熱和保溫兩個擋位，其簡化電路圖如圖甲所示，S1為自動控制開關，R1和R2均為電熱絲，圖乙是電烤箱正常工作時電流隨時間變化的圖像。
（1）求低溫擋工作時的功率。
（2）求電熱絲R2的阻值。
（3）用電高峰期電壓會降低，若電路中只讓電烤箱單獨工作600 s，圖丙中的電能表轉盤轉了1 000 r，請算出它的實際加熱功率。
甲　　乙 丙
1.解決擋位問題的關鍵是判斷接入電路的總電阻的大小，然后根據公式P＝判斷出總功率的大小：R最小P最大高溫擋（加熱擋）
R最大P最小低溫擋（保溫擋）
2.常見的兩擋與三擋類模型
低溫擋 只閉合S，兩電阻串聯，則P低＝，若只有R1發熱，則P低＝（）2R1 只閉合S，只有R2接入電路，P低＝ S1斷開，S2接b，R1、R2串聯，P低＝
中溫擋 — — S1閉合，S2接b，只有R1接入電路，P中＝
高溫擋 閉合S、S0，只有R1接入電路，P高＝ S、S0均閉合，R1、R2并聯，P高＝＋ S1閉合，S2接a，R1、R2并聯，P高＝＋
解：（1） 由電路圖可知，閉合開關S，電路為R1的簡單電路，處于低溫擋。
當S和S1都閉合時，兩個電阻并聯，電路中的總電阻較小，由P＝可知電功率較大，處于高溫擋。
由圖乙可知，低溫擋時電路中的電流是6 A，低溫擋工作時的功率：P低＝UI低 ＝220 V×6 A＝1 320 W。
（2）高溫擋工作時的功率：
P高＝UI高＝220 V×10 A＝2 200 W，
電熱絲R2工作時的功率：
P2＝2 200 W－1 320 W＝880 W，
電熱絲R2的阻值：R2＝＝＝55 Ω。
（3）實際消耗的電能：W實＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×106 J，
則它的實際加熱功率：P實＝＝＝2 000 W。
　類型二　三擋類
　　【例2】圖甲是一款多功能養生壺，圖乙是它的簡化電路圖，其中R1、R2為電熱絲，R1＝R2且電阻不變，下表為其銘牌，其中高溫擋的額定功率已模糊不清，已知
c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。在正常工作的情況下，試問：
（1）在1標準大氣壓下，將初溫是30 ℃的一壺水燒開，水需要吸收多少熱量？
（2）高溫擋功率是多少？
（3）若養生壺用高溫擋來加熱且加熱效率為75％，燒開這一壺水需要多長時間？
甲　　乙
項目 參數
電源電壓/V 220
低溫擋功率/W 200
中溫擋功率/W 400
高溫擋功率/W
容積/L 1.5
解：（1）一滿壺水的體積：
V＝1.5 L＝1.5 dm3＝1.5×10－3 m3，
由ρ＝可得，水的質量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg，
在1標準大氣壓下水的沸點為100 ℃，水需要吸收的熱量：Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（100 ℃－30 ℃）＝4.41×105 J。
（2）由圖乙可知，當開關S2接A、開關S1斷開時，電路的總電阻最大，電源電壓一定，由P＝可知此時總功率最小，養生壺處于低溫擋；當開關S2接B、開關S1閉合時R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，此時總功率最大，養生壺處于高溫擋；則當開關S2接A、開關S1閉合時，只有R1工作，養生壺處于中溫擋，因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，且R1＝R2，
所以，由P＝可知高溫擋時R1、R2消耗的功率：
P1＝P2＝P中，
則養生壺高溫擋的功率：
P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400 W＝800 W。
（3）由η＝可得，燒開這一壺水需要消耗的電能：
W＝＝＝5.88×105 J，
由P＝可得，高溫擋燒開這一壺水需要的時間：
t'＝＝＝735 s。
1.（2023·黃岡）圖甲是一款可調節功率的老式電熱器簡化電路圖。電源電壓為220 V，定值電阻R1是加熱部分，R2是最大阻值為176 Ω的滑動變阻器。開關S接1時，電熱器處于加熱擋，通過調節R2接入電路的阻值來改變R1的加熱功率，其最大加熱功率為1 100 W。當電熱器達到設定溫度或加熱到設定時間，開關S自動接2，電熱器處于保溫擋。
（1）求以最大功率工作時電路中電流大小。
（2）如圖乙，電能表上參數“r/（kW·h）”前面數值不清。讓電熱器以最大加熱功率單獨工作72 s，與之相連的該電能表鋁盤轉過66圈。請求出該數值大小。
（3）求電熱器處于保溫擋時，電路中電能的利用率。請從節能的角度對電熱器提出改進建議。
甲　　乙
解：（1）以最大功率工作時電路中電流：
I大＝＝＝5 A。
（2）以最大加熱功率單獨工作72 s所消耗的電能：
W＝P加t＝1 100 W×72 s＝79 200 J＝0.022 kW·h。
則電能表上的參數：
N＝＝＝3 000 r/（kW·h），
即該數值為3 000；
（3）根據P＝UI＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
電熱器處于保溫擋時，R2的最大阻值和R1串聯在電路中，根據W＝I2Rt可知，電路中電能的利用率：
η＝＝＝＝＝20％，
由此可知，電路中電能的利用率較低，R2消耗了大部分電能，為了節能，可以將R2的阻值減小。
2.（2023·宜昌）如圖甲為一只家用電吹風，它內部有一根電熱絲和一個產生強風的風扇。
甲 乙　
額定電壓 220 V
熱風功率 1 250 W
冷風功率 40 W
（1）如圖乙為電吹風的內部電路簡圖，通過開關S1和S2實現冷風和熱風兩擋功能，電熱絲應該接在圖中　B　（選填“A”或“B”）位置。
（2）該電吹風的部分參數如表，電吹風正常工作時，通過風扇的電流是多少？（保留兩位小數）電熱絲的電阻及其1 min內產生的熱量是多少？
解：由P＝UI可得，電吹風正常工作時，通過風扇的電流：
I＝＝≈0.18 A。
由并聯電路的特點可知，吹冷風和吹熱風時電動機的電功率相同，由表中數據可知，電熱絲的電功率：
P電熱絲＝P熱風－P冷風＝1 250 W－40 W ＝1 210 W，
由P＝UI＝可知，電熱絲的電阻：
R電熱絲＝＝＝40 Ω，
由P＝可知，電熱絲1 min 內產生的熱量：
Q＝W電熱絲＝P電熱絲t＝1 210 W×1×60 s＝7.26×104 J。
3.（2023·鄂州）如圖甲， 空氣炸鍋利用熱空氣流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而廣受大眾的認可和歡迎。如圖乙是某品牌空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220 V，定值電阻R1和R2為發熱體，其中R2＝44 Ω。通過開關S1的通斷和單刀雙擲開關S2在A、B間的連接轉換可實現高、中、低三個擋位的調節。已知中溫擋的額定功率為440 W。
（1）當開關S1　斷開　（選填“斷開”或“閉合”）、S2　接A　（選填“接A”或“接B”）時，空氣炸鍋為低溫擋。
（2）求R1的阻值。
（3）當空氣炸鍋處于高溫擋時，求正常工作10 min消耗的電能。
甲　　乙
解：（2）當開關S1閉合，S2接A，電路為R1的簡單電路，總電阻較大，根據P＝可知，此時總功率較小，為中溫擋；根據P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω。
（3）當開關S1閉合，S2接B時，兩電阻并聯，總電阻最小，根據P＝可知，此時總功率最大，為高溫擋。
正常工作10 min消耗的電能：
W＝（P中＋）t＝[440 W＋]×10×60 s＝9.24×105 J。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共27張PPT)
中考物理一輪復習課件
人教版
2025年中考物理 一輪復習（回歸教材夯實基礎）
微專題九　多擋位家用電器類
的識別與計算
考點梳理精練
三、電、磁學
類 型 一
兩擋類
類 型 二
三擋類
甲　
B
斷開
接A
謝謝
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