7 多档位开关控制计算-2023年中考科学真题【压轴挑战】分类汇编（浙江专版）

多档位开关控制类型是要求学生掌握最多的知识点，尤其是复杂动态电路中，首先学生要对电路图进行串联、并联之分，然后对应出档位；其次就是定好串联和并联之后如何在电源电压不变的情况下找出最大电功率或者最小电功率从而找出档位；最后就是串联、并联电路特点一定要熟记于心更好的面对混合电路时准确找出应对应最大或者最小电功率。 在学习焦耳定律以后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电热水器、电饭锅、电暖气等发热体的档位问题，也会遇到电吹风、豆浆机等既发热又做功的用电器的档位问题。 多档位的实质是在电压不变时，利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。 常见的档位：高温档、中温档、低温档；加热档、保温档。 家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总 越大，P实越小，档位越低；R总越小，P实越大，档位越高。 高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小； 中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档； 低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。 电路图如下： 电路图 （短路式） （并联式） （单刀双掷开关） 低温档 闭合S，两电阻串联， 闭合S，只有R2接入电路， S1断开，S2接b，R1、R2串联， 中温档 只闭合S1，断开S2，只有R1接入电路， 高温档 闭合S、S0，只有R1接入电路， S、S0均闭合，R1、R2并联， S1闭合，S2接a，R1、R2并联， 原理 利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。 利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。 利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同档位的切换。 并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法： 方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）； 方法二：根据公式求解较为方便。 技巧点拨 1.电阻的求解由单独接入一个电阻的档位对应的功率进行求解； 2.串并联电路中，，。 1、如图是多挡位电热器的工作电路图，电热器内只有两个阻值分别为 R1＝50Ω和 R2＝100Ω的电热丝；旋钮开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有“0、1、2……9”共 10个金属触点；可以绕中心轴转动的旋钮开关两端各有一个金属滑片，转动旋钮开关可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3 触点接通，同时另一端将 7、8触点接通。电源电压为 220 V。用这个旋钮开关可以实现电热器有多挡位加热功率的要求。请回答： （1）该电热器可有几个不同加热挡位 ？ （2）将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大 ？分别指出旋钮开关接在哪个挡位。 2、如图为某品牌多功能电饭煲的简化电路原理图，电饭煲的额定电压是220V，R2＝88，R3＝176，旋转开关置于O和a时为关闭状态，分别置于a和b、b和c、c和d，能实现低、中、高三个加热档位的转换。低温档与高温档电流表的示数比为1∶6，不计温度对电阻的影响。 （1）开关置于 （选填A．ab　B．bc　C．cd）时，电饭煲处于中温档； （2）电饭煲处于中温档时，在额定电压下持续工作12min消耗的电能是 ； （3）电阻R1＝ 。 3、康康家里有一台电火锅，部分技术参数如下表，图甲是其内部电路的工作原理简图，、均为阻值不变的加热电阻，通过开关S、、的通断可实现三个挡位功能的切换，其中是能分别与a、b两掷点相连的单刀双掷开关。 额定电压 220V 高温挡 1100W 低温挡 880W 保温挡 ×××W （1）电火锅正常工作时，锅内水温随时间变化的图象如图所示。若用高温挡把质量为4kg、初温为50℃的水加热到60℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率； （2）若改用低温挡给（1）问中的水加热，请比较使用高温挡还是低温挡更节能； （3）求电火锅正常工作时保温挡的电功率。 4、小超研究了家里的智能电热马桶盖（如图甲），设计出如图乙所示的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能（见下表）。求： S1 断开 断开 闭合 闭合 S2 接b 接a 接a 接b 功率 P0=0 P1=24.2W P2=48.4W P3 （1）R1的阻值是多少？ （2）表中的P3是多少？ （3）不使用其他用电器，只让便座加热电路以高温挡工作5min，标有“3000i