5.2.6 多挡位家用电器电路的分析与计算-【一战成名新中考】2024安徽中考物理·分层作业本

分层作业本·安徽物理 模 块 五 电 学 命题点６　多挡位家用电器电路的分析与计算（６年２考） “多挡位”电路解题思路：判断接入电路中总电 阻的大小，然后根据公式 Ｐ＝ＵＩ＝Ｕ ２ Ｒ判断出总 功率的大小．若电路中总电阻最小，则总功率最 大，用电器处于高温挡位或加热挡位；若电路中 总电阻最大，则总功率最小，用电器处于低温挡 位或保温挡位． 类型１　两挡位用电器 １．李强家有一个标有“２２０Ｖ　１０Ａ”的插排（图 甲所示），同时接入一个电加热坐垫和一台吸 尘器（“２２０Ｖ　１１００Ｗ”），家庭电路电压恒 为２２０Ｖ． 甲 　 乙 第１题图 （１）吸尘器工作１０ｍｉｎ消耗的电能是多少？ （２）现有一个电吹风机（“２２０Ｖ　８８０Ｗ”）， 若使３个用电器同时工作，请通过计算说明电 加热坐垫的最大功率是多少？ （３）图乙是电加热坐垫的简化电路图，通过调 控开关可实现保温和加热两个功能．电阻 Ｒ１ 在调温盒内，电阻 Ｒ２置于坐垫内用于加热， Ｒ２＝２０００Ω，求电加热坐垫加热挡的功率． 解：（１）由 Ｐ＝Ｗｔ可知，吸尘器工作１０ｍｉｎ消 耗的电能 Ｗ吸 ＝Ｐ吸ｔ＝１１００Ｗ×１０×６０ｓ＝６．６×１０ ５Ｊ； （２）２２００Ｗ； （３）２４．２Ｗ（详解见答案） ２．（２０２３朝阳）彤彤家里有一台电热锅，它的一 些参数如表中所示，加热功率有高、低两个挡 位，其内部简化电路如图甲所示． 额定电压 ２２０Ｖ 加热电阻Ｒ１ ５５Ω 加热电阻Ｒ２ ４４Ω （１）电热锅在高挡位工作时的额定功率是 多大？ （２）若将锅中０．５Ｌ的水从２３℃加热到１００℃， 水吸收多少热量？ （３）上述加热水的过程中，不计热量损失，电 热锅高挡位需正常工作多长时间？ （４）爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路 设计成如图乙所示，也有高、低两个挡位．已 知该电热锅允许通过的最大电流为８Ａ，请判 断乙图电路是否合理，并通过计算说明原因． 甲 乙 第２题图 解：（１）１１００Ｗ （２）１．６１７×１０５Ｊ （３）１４７ｓ（详解见答案） （４）由图乙可知，当双触点开关置于１、２时， Ｒ１、Ｒ２并联，根据并联电路的电阻特点可知， 此时电路中的电阻最小，由 Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ可知，电路 中的总功率最大，电热锅处于高温挡， 根据并联电路的电流特点和欧姆定律可知， 高温挡工作时干路中的总电流 Ｉ＝ＵＲ１ ＋ＵＲ２ ＝２２０Ｖ５５Ω ＋２２０Ｖ４４Ω ＝９Ａ＞８Ａ， 由于图乙中高温挡工作时干路上的总电流大 于该电热锅允许通过的最大电流，所以图乙 电路不合理                                                                    ． ９８ 分层作业本·安徽物理 模 块 五 电 学 ３．（２０２３山西）如图是某多功能电饭锅，具有加 热和保温两挡功能（Ｓ１为总开关，Ｓ２为温控开 关），其内部有两个加热电阻丝 Ｒ１和 Ｒ２（Ｒ１ 的电阻是１９８Ω，Ｒ２的电阻是４４Ω）．某次将 ２ｋｇ初温为２０℃的米和水加热到１００℃，然 后自动转入保温状态．下表是电饭锅铭牌上 的部分参数，求解下列问题．［米和水混合物 的比热容为４．０×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）］ 容量／ｋｇ ３．０ 额定电压／Ｖ ２２０ 加热功率／Ｗ １１００ 保温功率／Ｗ ２００ 　 第３题图 （１）加热过程中，米和水吸收的热量． （２）正常加热时，通过电路的电流． （３）请你在虚线框内画出电饭锅的电路图，并 结合所画的电路图说明开关是何种状态时电 饭锅处于加热状态． 解：（１）６．４×１０５Ｊ； （２）５Ａ（详解见答案） （３）由Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ可知，电饭 锅加热挡工作时电路中 的电阻 Ｒ加热 ＝ Ｕ２ Ｐ加热 ＝（２２０Ｖ） ２ １１００Ｗ ＝４４Ω＝Ｒ２， 所以，当电饭锅加热工作时，电路中只有 Ｒ２ 工作； 电饭锅保温挡工作时电路中的电阻 Ｒ保温 ＝ Ｕ２ Ｐ保温 ＝（２２０Ｖ） ２ ２００Ｗ ＝２４２Ω＝Ｒ１＋Ｒ２， 所以当电饭锅保温挡工作时，Ｒ１、Ｒ２串联，电 路图如虚线框中所示： 当开关Ｓ１、Ｓ２都闭合时，只有Ｒ２工作，电路中 的总电阻最小，由Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ可知，电路消耗的总 功率最大，电饭锅处于加热状态． 类型２　三挡位用电器 ４．（２０２２安徽２３题８分）图甲为某电火锅的铭 牌，其内部简化电路如图乙所示，Ｒ１、Ｒ２为阻 值一定的电热丝，且 Ｒ１＜Ｒ２．通过控制开关 Ｓ１、Ｓ２的断开或闭合状态，可以让电火锅在不 同挡位工作． ××牌电火锅 额定电压 ２２０Ｖ 额定功率 低温挡 ５００Ｗ 中温挡 １０００Ｗ 高温挡 １５００Ｗ 甲 乙 第４题