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
1.（2024·襄陽南漳縣模擬）如圖是某實驗小組設計的一種電熱飲水機電路原理圖。該飲水機的水箱容積是1 L，它通過機內溫控開關S進行自動控制，實現加熱和保溫兩種功能。電源電壓為220 V，當處于加熱擋時，電路消耗的總功率為1 100 W；當處于保溫擋時，電路消耗的總功率為242 W。問：
（1）R1和R2的阻值各是多大？
（2）該飲水機在保溫狀態下工作10 min，R1產生的熱量是多少？
（3）該飲水機的加熱效率為70％（即電流產生的熱量有70％能被水吸收）。在傍晚時候是用電高峰期，實際工作電壓只有200 V，這時候將一滿水箱的水從16 ℃加熱至100 ℃，需要多少分鐘？[已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3，不計溫度對電阻的影響]
解：由圖可知，當開關S接b時，R1、R2串聯，根據串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P＝可知，電路的總功率最小，飲水機處于保溫擋；
當開關S接a時，只有R1工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，飲水機處于加熱擋。
（1）由P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
R1、R2串聯的總電阻：
R＝＝＝200 Ω，
根據串聯電路的電阻特點可知，R2的阻值：
R2＝R－R1＝200 Ω－44 Ω＝156 Ω。
（2）由P＝UI可知，保溫擋工作時電路中的電流：I＝＝＝1.1 A，
該飲水機在保溫狀態下工作10 min，R1產生的熱量：
Q＝I2R1t＝（1.1 A）2×44 Ω×10×60 s＝31 944 J。
（3）由ρ＝可知，滿箱水的質量：m＝ρ水 V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3m3＝1 kg，
水吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t'－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－16 ℃）＝3.528×105 J，
由η＝可知，飲水機消耗的電能：W＝＝＝5.04×105 J，
由 W＝t可知，需要的時間：t″＝＝＝＝554.4 s＝9.24 min。
2.（2024·自貢）圖甲是琪琪家某型號電熱加濕器的電路圖，如表為其部分技術參數。R1、R2為發熱電阻，不考慮溫度對電阻的影響，且R2＝3R1，S為開關，1、2、3為觸點，通過旋轉開關S可實現“關”“低擋”“高擋”之間的切換。
（1）求電熱加濕器處于“低擋”位置時的發熱功率。
（2）某次使用電熱加濕器工作時，加濕器注水倉中加注冷水已達到最大注水量。圖乙是使用電熱加濕器工作21 min的P-t圖像，如果“高擋”加熱產生的熱量全部被水吸收，則此次“高擋”加熱可以使注水倉中冷水的溫度升高多少攝氏度？[水的密度為1.0×103 kg/m3，水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）]
（3）一天琪琪斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在“低擋”加熱，發現家中如圖丙所示計量正常的電能表的轉盤在10 min內轉了60圈，則加濕器的“低擋”實際加熱功率是多少？
額定電壓/ V 220
高擋功率/W 440
低擋功率/W 未知
最大注水量/L 2
甲　　乙 丙
解：由圖甲知，開關S接1觸點時，電路斷路，為關；接2觸點時兩電阻串聯，接3觸點時只有R1接入電路，
電源電壓一定，由P＝可知，接2觸點時電阻最大，總功率最小，為低擋；接3觸點時電阻最小，總功率最大，為高擋。
（1）由表格數據知，高擋功率：P高＝440 W，由P＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω，
由題知，R2＝3R1＝3×110 Ω＝330 Ω，
則電熱加濕器處于“低擋”位置時的發熱功率：
P低＝＝＝110 W。
（2）加濕器注水倉中加注冷水已達到最大注水量，此時注水倉中水的質量：
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3m3＝2 kg，
由圖乙知，電熱加濕器工作21 min時，其中高擋工作時間為7 min，低擋工作時間為14 min，
則在高擋正常工作時消耗的電能：W高＝P高t高＝440 W×7×60 s＝1.848×105 J，
如果電阻R1在此次高擋加熱時產生的熱量全部被水吸收，則Q吸＝ W＝1.848×105 J，
由Q吸＝c水mΔt可得，注水倉中冷水升高的溫度：
Δt＝＝＝22 ℃。
（3）電能表的轉盤轉過60 r時，加濕器在10 min內消耗的電能：
W'＝＝ kW·h＝6×104 J，
加濕器的“低擋”實際加熱功率：
P'＝＝＝100 W。
類型二　三擋類
3.（2024·隨州廣水市模擬）具有防霧、除露、化霜功能的汽車智能后視鏡能保障行車安全，車主可通過旋鈕開關實現功能切換，防霧、除露、化霜所需加熱功率依次增大。如圖是簡化后的后視鏡加熱電路，四個發熱電阻的阻值均為100 Ω，當開關旋至“1”擋時，電路中的電流為0.5 A（忽略溫度對電阻阻值的影響）。求：
（1）電源電壓。
（2）后視鏡處于除露功能的電功率。
（3）后視鏡玻璃的質量約為400 g，玻璃的比熱容為0.75×103 J/（kg·℃），當開啟化霜功能時，加熱效率為50％，為使后視鏡玻璃溫度升高10 ℃，需加熱多長時間？
解：（1）當開關旋至“1”擋時，R3、R4串聯，
根據串聯電路的電阻特點可知，串聯的總電阻：R＝R3＋R4＝100 Ω＋100 Ω＝200 Ω，
由I＝可知，電源電壓：
U＝IR＝0.5 A×200 Ω＝100 V。
（2）當開關旋至“2”擋時，只有R3工作，當開關旋至“3”擋時，R1、R2并聯；
當開關旋至“1”擋時，R3、R4串聯，電路中的總電阻最大，由P＝可知，此時的電功率最小，后視鏡處于防霧功能；
當開關旋至“3”擋時，R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，電功率最大，后視鏡處于化霜功能；
當開關旋至“2”擋時，只有R3工作，后視鏡處于除露功能；
后視鏡處于除露功能的電功率：
P除露＝＝＝100 W。
（3）當開啟化霜功能時，后視鏡的電功率：
P化霜＝＋＝＋＝200 W，
玻璃吸收的熱量：
Q吸＝cmΔt＝0.75×103 J/（kg·℃）×400×10－3 kg×10 ℃＝3 000 J，
根據η＝可知，后視鏡消耗的電能：
W＝＝＝6 000 J，
由P＝可知，需要加熱的時間：
t＝＝＝30 s。
4.（2024·甘肅）小明家買了一個既可烤肉、又可以吃火鍋的多擋位電火鍋，其內部電路原理如圖所示，部分參數如表所示，R1、R2、R3均為發熱電阻，R3的阻值為44 Ω。旋轉開關S，讓其和觸點1和2、2和3或3和4接觸時，可實現不同擋位的轉換。
（1）使用中溫擋時旋轉開關應該旋轉到跟　2和3　觸點接觸的位置，簡單說明理由。
（2）電加熱器電路中R1、R2的阻值各為多少？
（3）在高溫擋模式下，向鍋內裝2 kg溫度為20 ℃的水，高溫擋連續正常工作210 s，水溫升高到70 ℃，這時電火鍋的加熱效率η是多少？[電熱絲的電阻不隨溫度變化，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），水吸收的熱量跟電火鍋消耗的電能的比值叫作加熱效率，計算結果精確到0.1％]
物理量 參數
額定電壓 220 V
中溫擋功率 1 100 W
低溫擋功率 440 W
解：（1）讓其與1和2觸點接觸時，R1、R2串聯接入電路中；與2和3觸點接觸時，R2接入電路中；與3和4觸點接觸時，R2、R3并聯，由并聯電阻小于其中任一電阻，串聯電阻大于其中任一電阻，可知，與2和3觸點接觸時電阻較小，根據P＝可知，此時電路的功率較大，為中溫擋。
（2）由表知中溫擋功率為1 100 W，則R2的阻值：R2＝＝＝44 Ω，
R1、R2串聯接入電路中時電阻最大，根據P＝可知電路的功率最小，為低溫擋，由表知低溫擋功率為440 W，則R1＋R2＝＝＝110 Ω，
R1的阻值：R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω。
（3）水所吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（70 ℃－20 ℃）＝4.2×105 J，
旋轉開關S與3和4觸點接觸時，R2、R3并聯，電加熱器處于高溫擋，并聯總電阻：R并＝＝＝22 Ω，
高溫擋功率：
P高溫＝＝＝2 200 W，
高溫擋連續正常工作210 s消耗的電能：
W＝P高t'＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
電火鍋的加熱效率：
η＝＝≈90.9％。
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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
1.（2024·襄陽南漳縣模擬）如圖是某實驗小組設計的一種電熱飲水機電路原理圖。該飲水機的水箱容積是1 L，它通過機內溫控開關S進行自動控制，實現加熱和保溫兩種功能。電源電壓為220 V，當處于加熱擋時，電路消耗的總功率為1 100 W；當處于保溫擋時，電路消耗的總功率為242 W。問：
（1）R1和R2的阻值各是多大？
（2）該飲水機在保溫狀態下工作10 min，R1產生的熱量是多少？
（3）該飲水機的加熱效率為70％（即電流產生的熱量有70％能被水吸收）。在傍晚時候是用電高峰期，實際工作電壓只有200 V，這時候將一滿水箱的水從16 ℃加熱至100 ℃，需要多少分鐘？[已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3，不計溫度對電阻的影響]
解：由圖可知，當開關S接b時，R1、R2串聯，根據串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P＝可知，電路的總功率最小，飲水機處于保溫擋；
當開關S接a時，只有R1工作，電路中的總電阻最小，總功率最大，飲水機處于加熱擋。
（1）由P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
R1、R2串聯的總電阻：
R＝＝＝200 Ω，
根據串聯電路的電阻特點可知，R2的阻值：
R2＝R－R1＝200 Ω－44 Ω＝156 Ω。
（2）由P＝UI可知，保溫擋工作時電路中的電流：I＝＝＝1.1 A，
該飲水機在保溫狀態下工作10 min，R1產生的熱量：
Q＝I2R1t＝（1.1 A）2×44 Ω×10×60 s＝31 944 J。
（3）由ρ＝可知，滿箱水的質量：m＝ρ水 V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3m3＝1 kg，
水吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t'－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－16 ℃）＝3.528×105 J，
由η＝可知，飲水機消耗的電能：W＝＝＝5.04×105 J，
由 W＝t可知，需要的時間：t″＝＝＝＝554.4 s＝9.24 min。
2.（2024·自貢）圖甲是琪琪家某型號電熱加濕器的電路圖，如表為其部分技術參數。R1、R2為發熱電阻，不考慮溫度對電阻的影響，且R2＝3R1，S為開關，1、2、3為觸點，通過旋轉開關S可實現“關”“低擋”“高擋”之間的切換。
（1）求電熱加濕器處于“低擋”位置時的發熱功率。
（2）某次使用電熱加濕器工作時，加濕器注水倉中加注冷水已達到最大注水量。圖乙是使用電熱加濕器工作21 min的P-t圖像，如果“高擋”加熱產生的熱量全部被水吸收，則此次“高擋”加熱可以使注水倉中冷水的溫度升高多少攝氏度？[水的密度為1.0×103 kg/m3，水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃）]
（3）一天琪琪斷開家中其他所有用電器，只接通加濕器在“低擋”加熱，發現家中如圖丙所示計量正常的電能表的轉盤在10 min內轉了60圈，則加濕器的“低擋”實際加熱功率是多少？
額定電壓/ V 220
高擋功率/W 440
低擋功率/W 未知
最大注水量/L 2
甲　　乙 丙
解：由圖甲知，開關S接1觸點時，電路斷路，為關；接2觸點時兩電阻串聯，接3觸點時只有R1接入電路，
電源電壓一定，由P＝可知，接2觸點時電阻最大，總功率最小，為低擋；接3觸點時電阻最小，總功率最大，為高擋。
（1）由表格數據知，高擋功率：P高＝440 W，由P＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω，
由題知，R2＝3R1＝3×110 Ω＝330 Ω，
則電熱加濕器處于“低擋”位置時的發熱功率：
P低＝＝＝110 W。
（2）加濕器注水倉中加注冷水已達到最大注水量，此時注水倉中水的質量：
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3m3＝2 kg，
由圖乙知，電熱加濕器工作21 min時，其中高擋工作時間為7 min，低擋工作時間為14 min，
則在高擋正常工作時消耗的電能：W高＝P高t高＝440 W×7×60 s＝1.848×105 J，
如果電阻R1在此次高擋加熱時產生的熱量全部被水吸收，則Q吸＝ W＝1.848×105 J，
由Q吸＝c水mΔt可得，注水倉中冷水升高的溫度：
Δt＝＝＝22 ℃。
（3）電能表的轉盤轉過60 r時，加濕器在10 min內消耗的電能：
W'＝＝ kW·h＝6×104 J，
加濕器的“低擋”實際加熱功率：
P'＝＝＝100 W。
類型二　三擋類
3.（2024·隨州廣水市模擬）具有防霧、除露、化霜功能的汽車智能后視鏡能保障行車安全，車主可通過旋鈕開關實現功能切換，防霧、除露、化霜所需加熱功率依次增大。如圖是簡化后的后視鏡加熱電路，四個發熱電阻的阻值均為100 Ω，當開關旋至“1”擋時，電路中的電流為0.5 A（忽略溫度對電阻阻值的影響）。求：
（1）電源電壓。
（2）后視鏡處于除露功能的電功率。
（3）后視鏡玻璃的質量約為400 g，玻璃的比熱容為0.75×103 J/（kg·℃），當開啟化霜功能時，加熱效率為50％，為使后視鏡玻璃溫度升高10 ℃，需加熱多長時間？
解：（1）當開關旋至“1”擋時，R3、R4串聯，
根據串聯電路的電阻特點可知，串聯的總電阻：R＝R3＋R4＝100 Ω＋100 Ω＝200 Ω，
由I＝可知，電源電壓：
U＝IR＝0.5 A×200 Ω＝100 V。
（2）當開關旋至“2”擋時，只有R3工作，當開關旋至“3”擋時，R1、R2并聯；
當開關旋至“1”擋時，R3、R4串聯，電路中的總電阻最大，由P＝可知，此時的電功率最小，后視鏡處于防霧功能；
當開關旋至“3”擋時，R1、R2并聯，電路中的總電阻最小，電功率最大，后視鏡處于化霜功能；
當開關旋至“2”擋時，只有R3工作，后視鏡處于除露功能；
后視鏡處于除露功能的電功率：
P除露＝＝＝100 W。
（3）當開啟化霜功能時，后視鏡的電功率：
P化霜＝＋＝＋＝200 W，
玻璃吸收的熱量：
Q吸＝cmΔt＝0.75×103 J/（kg·℃）×400×10－3 kg×10 ℃＝3 000 J，
根據η＝可知，后視鏡消耗的電能：
W＝＝＝6 000 J，
由P＝可知，需要加熱的時間：
t＝＝＝30 s。
4.（2024·甘肅）小明家買了一個既可烤肉、又可以吃火鍋的多擋位電火鍋，其內部電路原理如圖所示，部分參數如表所示，R1、R2、R3均為發熱電阻，R3的阻值為44 Ω。旋轉開關S，讓其和觸點1和2、2和3或3和4接觸時，可實現不同擋位的轉換。
（1）使用中溫擋時旋轉開關應該旋轉到跟　2和3　觸點接觸的位置，簡單說明理由。
（2）電加熱器電路中R1、R2的阻值各為多少？
（3）在高溫擋模式下，向鍋內裝2 kg溫度為20 ℃的水，高溫擋連續正常工作210 s，水溫升高到70 ℃，這時電火鍋的加熱效率η是多少？[電熱絲的電阻不隨溫度變化，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），水吸收的熱量跟電火鍋消耗的電能的比值叫作加熱效率，計算結果精確到0.1％]
物理量 參數
額定電壓 220 V
中溫擋功率 1 100 W
低溫擋功率 440 W
解：（1）讓其與1和2觸點接觸時，R1、R2串聯接入電路中；與2和3觸點接觸時，R2接入電路中；與3和4觸點接觸時，R2、R3并聯，由并聯電阻小于其中任一電阻，串聯電阻大于其中任一電阻，可知，與2和3觸點接觸時電阻較小，根據P＝可知，此時電路的功率較大，為中溫擋。
（2）由表知中溫擋功率為1 100 W，則R2的阻值：R2＝＝＝44 Ω，
R1、R2串聯接入電路中時電阻最大，根據P＝可知電路的功率最小，為低溫擋，由表知低溫擋功率為440 W，則R1＋R2＝＝＝110 Ω，
R1的阻值：R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω。
（3）水所吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（70 ℃－20 ℃）＝4.2×105 J，
旋轉開關S與3和4觸點接觸時，R2、R3并聯，電加熱器處于高溫擋，并聯總電阻：R并＝＝＝22 Ω，
高溫擋功率：
P高溫＝＝＝2 200 W，
高溫擋連續正常工作210 s消耗的電能：
W＝P高t'＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
電火鍋的加熱效率：
η＝＝≈90.9％。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共24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
過關提升練
三、電、磁學
額定電壓/ V 220
高擋功率/W 440
低擋功率/W 未知
最大注水量/L 2
物理量 參數
額定電壓 220 V
中溫擋功率 1 100 W
低溫擋功率 440 W
2和3
謝謝
21世紀教育網（www.21cnjy.com)
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21世紀載言
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己1總紀教肩

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W,27GG⊙
21世紀載言
山山山.
:
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依法追究侵權人的民事、行政和刑事責任！
特此聲明！
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刃
(3)由p=℃可知，滿箱水的質量：
m=p水V=1.0X103kg/m3X1×103m3=1kg,
水吸收的熱量：
2吸=c水m(t'-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-16℃)=
3.528×105J,

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