第18.5讲：多档位电路分析【教材为纲·探题源】-2024年中考一轮复习讲义

第18-5讲 多档位电路分析 专题分析对于此知识点，应该掌握如下内容： 1．先审题，明确己知的物理量和所求量，然后再分析电路的性质(是纯电阻电路还是非纯电阻电路)，看哪个公式的已知量多，就先考虑选用哪个公式。在计算时一定要注意各物理量单位之间的换算和统一。 2．电热结合的综合计算： （1）水吸收的热量的计算：Q=cmΔt； （2）电器消耗电能放出的热量：Q=I2Rt、(纯电阻电路)。 3．用电器的多挡位问题 （1）挡位的实质：切换电热器的开关，改变电热器的功率。 （2）电路中多挡位问题的解决思路：解决多挡位问题的关键是判断电路电阻的大小，对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变，根据可知，总电阻最小时，总功率最大，此时电热器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，此时电热器处于低温挡。 （3）常见的多挡位电路设计： 类型 图例 短路式 单刀双掷式 并联式 三挡式 （4）多挡位电路设计具体分析 电路图 类型 低温（保温）档 高温（加热）档 短路式 S闭合、S1断开，R1、R2串联，R总=R1+R2， S、S1都闭合，只有R2接入电路，R总=R2， 单刀双掷式 S接A端，R1、R2串联， R总=R1+R2， S接B端，只有R2接入电路，R总=R2， 并联式 S闭合、S1断开，只有R2接入电路，R总=R2， S、 S1都闭合，R1、R2并联，， 【典例探究1】如图所示是某同学设计的四挡位（高温、中温、次中温、低温）电热水壶的电路图，R1和R2是两根阻值不同的电热丝（R1＜R2），S1、S2为挡位开关（S1为单刀双掷开关）。当电热水壶处于高温挡时，下列挡位开关操作正确的是 （ ） A．.S1接a、S2断开 B．S1接b、S2闭合 C．S1接b、S2断开 D．S1接a、S2，闭合 【解题思路】解题口诀技巧“阻小率大”。 当遇到多开关控制用电器挡位判断的问题时，可以使用本大招。“阻小率大”即电源电压恒定时，电路中总电阻越小，电路总功率越高，对应用电器挡位越高。 【答案】D 【解题大招】根据大招“阻小率大”，高温挡时电路功率最大，电路总电阻最小，R1、R2并联。故答案为D。 【典例探究2】近日，全国各地迎来了持续降温降雨的天气。对于有车一族的伙伴们来说，每每遇上降雨天气，汽车后视镜上往往会有不少的水珠，使得后视镜无法正常使用，从而影响了后方的视野。如图甲所示是某型号的丰田汽车，该车的倒后镜有三个档位可调节，分别对应的防雾、除雨露、除冰霜三种功能，需要的热量依次增多，图乙是其原理图。已知车载电源电压为12V，电热丝电阻分别为R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，求： （1）旋钮拧到第几档时为防雾档，此时连入电路中的总电流为多少A； （2）旋钮拧到第2档时，此时电路的总功率为多少W； （3）旋钮拧到第3档时，工作10min电路产生的热量为多少J。 【答案】（1）第1档，0.3A；（2）4.8W；（3）4320J 【解析】解：（1）当R₃接旋钮开关1挡位时，R₁与R₃串联，属于防雾档，此时电路中的总电阻 R=R₁+R₃=10Ω+30Ω=40Ω 此时连入电路中的总电流为 （2）旋钮开关接2挡位时，R₃连入电路，属于除雨露档，此时电路中的电流 此时电路的总功率为 （3）当旋钮开关解3挡位时，R₂接入电路，属于除冰霜挡位，电路消耗的总功率 工作10min电路产生的热量为 答：（1）旋钮拧到第1档时为防雾档，此时连入电路中的总电流为0.3A； （2）旋钮拧到第2档时，此时电路的总功率为4.8W； （3）旋钮拧到第3档时，工作10min电路产生的热量为4320J。 【典例探究3】爸爸为假期旅游准备了一个车载加热壶如图甲，其加热部分的电路简图如图乙所示，S为档位切换开关。R1和R2为电热丝。部分参数如下表所示。问： （1）高温加热档时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R2的阻值是多少？（不计温度对电阻大小的影响） （3）妈妈用低温档将初温为20℃、质量为0.2kg的小米粥加热到50℃，所用时间是多少？（小米粥的比热容为=不计热量损失） 额定定压 12V 高温功率 36W 低温功率 20W 【答案】（1）3A；（2）3.2Ω；（3）1200s 【解析】（1）对电路如进行分析可得，S接b时只有R1工作，S接c时，R1和R2串联。由可知，S接b时电路时高温状态，S接c时电路处于低温状态。由P=UI可得，处于高温挡加热时电路的电流为 （2）由电路图知，开关S接高温挡位时，电路为R1的简单电路，根据可得，电热丝R1的阻值为 加热壶处于低温挡加热时的总电阻为 则电热丝R2的阻值为 （3）小米粥吸收的热量为 不计热量损失，小米粥吸收的热量等于电流消耗的热量，