2023年中考物理复习《电学多挡位问题的一题多设问》

多挡位问题的一题多设问 一、涉及的知识和公式 公式 推导式 电功 （仅适用于纯电阻电路） （仅适用于纯电阻电路） （同时适用于力学） 电功率 （适用于所有电路） （仅适用于纯电阻电路） （仅适用于纯电阻电路） 焦耳定律 在纯电阻电路中，电流做功消耗的电能全部转化为内能。 二、解答本问题的实质 多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小。 对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变（220V），由可知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡。 三、一题多设问，落实核心素养 例1.如图是一种家用电暖器简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表所示。 （1）闭合开关S，要让电暖器分别处于三种挡位工作时： ①处于第一挡工作，则应将开关_______闭合； ②处于第二挡工作，则应将开关_______闭合； ③处于第三挡工作，则应将开关_______闭合。 （2）若电暖器在第二挡正常工作10 min，则产生的热量是______J； （3）电暖器在第三挡正常工作时电路中的总电流为______A，电阻R2的阻值为______Ω。（结果保留一位小数） （4）若某次电路中的实际电压为200V，电暖器在此电压下在第- -挡工作的实际功率为_______W。（结果保留一位小数） 答案：（1）①S2；②S1；③S1、S2；（2）6.9×105；（3）9.5；50.9；（4）985.1。 例2.电火锅是一种新型的家用电器，较传统的铜锅而言，集安全与环保于一身，受到越来越多家庭的青睐.小梦家新买了一台电火锅，如图甲是该款电火锅内部电路图，由保险装置和加热装置组成，当火锅使用不当漏电时，保险装置迅速断开，保证安全.加热装置由电阻丝R1和R2组成，通过控制两开关的闭合实现高、中、低温三挡的调节，图乙是电火锅正常工作一次的“P-t”图像，其中选用高温挡将水烧开，中温挡煮食物，最后选用低温挡保温，请回答： （1）当开关S1断开，S2接a时，该电火锅处于______（选填“高温”“中温”或“低温”）挡工作。 （2）当电火锅在中温挡正常工作时，电路中电流是多大?接入电路的电热丝的阻值是多少? （3）电阻丝R1的阻值； （4）此电火锅正常工作一次消耗的电能； （5）关闭其他用电器，只让电火锅在中温挡工作10 min，标有3000r/（kW·h）的电能表转过200r，则电火锅的实际功率是多少? （6）正常工作时，若要使高温挡的电功率变为1100 W，请你判断是需要通过串联还是并联一根电阻丝?并求出这根电阻丝的阻值。 解析：（1）低温； （2）当开关S1断开，S2接b时，电阻R2单独接入电路，为中温挡，此时电路中的电流： 由欧姆定律可得，接入电路的电热丝的阻值： （3）当电火锅处于低温挡时，R1与R2串联接入电路，则： 所以：R1=R总－R2=220Ω－110Ω=110Ω （4）此次电火锅工作一次消耗的电能： W= W高十W中+ W低=P高t高+P中t中+ P低t低 = 880 W×6×60s+ 440W×4×60s+220W×2×60s=4.488×105 J （5）电路消耗的电能： 则由可知，电火锅的实际功率为： （6）需要并联一根电阻丝，当高温挡的电功率为1100 W时， 此时 由得： 解得：R′= 220Ω 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $