2024年浙江省科学中考三轮复习：专题二十三 多档位问题

专题二十三 多档位问题---2023-2024学年浙江省科学中考专题突破 一、解答题 1．便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。 项目 参数 工作电压（V） 20 低档位功率（W） 5 高档位功率（W） 10 完成下列问题： （1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于　 　档位； （2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？ （3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？ 2．如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个档位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。 （1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的　 　； （2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于　 　（选填“高温档”、 “中温档”或“低温档”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数）　 　 ； （3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。 3．图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1，可实现高温档、中温档和低温档三个档位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。 （1）开关S1闭合，S接a端时为　 　（选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）。 （2）S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安？（保留2位小数） （3）求空气炸锅处于高温档工作时的功率？ 4．如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100欧、求： 项目 参数 电源电压(V) 220 低温档功(W) 242 高温档功(W) 968 容积(L) 3 （1）发热电阻R1的阻值是多少？ （2）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为中温档，该养生壶中温档时的电功率是多少？ （3）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，C水＝4.2×103J/（kg•℃）] 5．一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段，图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示； 额定电压 220V 磨豆功率 110W 加热功率 1210W 保温功率 88W 产品规格 295*280*410mm （1）若仅闭合，咖啡机的工作状态处于　 　阶段； （2）的阻值是多少欧? （3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时1分钟，加热用时5分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能? 6． 如图所示是一款多功能洗衣机的简化电路图．此款洗衣机额定电压220V，它有两个档位，当开关置于位置1时（电路接入R1和R2）为加热状态，消耗功率为2400W；当开关置于位置2时（电路接入R2和电动机​）为保温洗涤状态．已知电阻R1的阻值为22Ω，水的比热容为C水=4.2×103J/kg•℃]． （1）在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量 （2）求R2的阻值 （3）已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为多少？ 7．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝55Ω、R2＝44Ω。［水的比热4.2x103J／（Kg·℃）］ （1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　 相连。 （2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。 （3）水箱最多装水时，将水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量。 （4）乙电路中，熔断器里的保险丝允许通过的最大电流不得小于多少安？ 8．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R=44Ω。 （1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　相连。 （2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。 （3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。 （4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率。 9．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题： （1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？ （2）当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？ （3）当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？ [无热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数] 10．如图甲是小明家的养生壶。它有高温、中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2=100欧。求： 项目 参数 电源电压（V） 220 低温挡功率（W） 242 高温挡功率（W） 968 容积（L） 3 （1）当开关S1闭合，S2接A时，养生壶处于　 　档。（填“高温”、“低温”或者“中温”） （2）发热电阻R1的阻值是多少? （3）该养生壶中温档时的电功率是多少？ （4）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水=4.2x103J/(kg·C)] 答案解析部分 1．【答案】（1）低 （2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时， 此时通过电路的电流； （3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。 2．【答案】（1）热效应 （2）低温档； （3） P=P1+P2=1500w 3．【答案】（1）中温档 （2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联， 通过R2的电流：； （3）当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，空气炸锅处于高温挡， 根据并联电路的特点可知， 空气炸锅处于高温挡正常工作时的功率：。 4．【答案】（1）①当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联； ②当开关S2接B，S1闭合时，只有R1连入电路中， ③当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联； 根据串并联电路的电阻特点，利用公式可知： ①中，电阻最大，功率最小，为低温挡； ②中，电阻较大，功率较小，为中温挡； ③中，电阻最小，功率最大，为高温挡； 根据表中数据知，低温挡功率为：P低=242W； 电路的总电阻：； 发热电阻R1的阻值：R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω。 （2）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温挡； 养生壶中温挡时的电功率： P中＝ ＝ ＝484W （3）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J， 不计热损失，Q吸=W=Pt， 则用高温挡加热的时间：。 5．【答案】（1）保温 （2）解：R1=U2/P热=(220v)2/1210w=40Ω （3）解：磨豆耗能：W1=P1t1=110w*60s=6600J 加热耗能：W2=P2t2=1210w*300s=363000J 总耗能：W总=W1+W2=369600J 6．【答案】（1）解：水需要吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0） =4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（70℃﹣20℃） =4.2×106J 答：在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，加热到70℃时水吸收的热量为4.2×106J （2）解：R1的功率P1===2200W， 由于当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，则P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W， 由P=得：R2===242Ω 答：R2的阻值为242Ω （3）解：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，则P总=P2+P电动机=200W+240W=440W， 由P=UI可得： 答：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为为2A 7．【答案】（1）大地(或地线) （2）液化 （3） （4） 8．【答案】（1）大地 （2）液化 （3）解：甲：Imax=U/R2=220V/44Ω=5A 乙：Imax=I1+I2=U/R1+U/R2=220V/56Ω+220V/44Ω=8.9A I乙nax >8.2A，选择甲电路 （4）解：Pmac=UImax=220V×5A=1100W Pmin=U2/（R1+R2）=（220V）2/（56Ω+44Ω）=484W 答：该挂烫机的两个档位分别是1100W和484W 9．【答案】（1）【解答】解：分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能W1==kW•h=2.4×104J； 由P=可得，电热炕功率P1===400W 答：当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W （2）解：由P=可得，R1===121Ω， 当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流；I====A≈0.9A 答：当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是0.9A （3）解：由ρ=可得，1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg， 当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能W2=UIt=220V×A×30×60s=3.6×105J， W2=Q=cm△t，即3.6×105J=4.2×103J/（kg•℃）×1.8kg×（t﹣25℃）， 解得t=72.6℃， 即水温能升高到72.6℃ 答：当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃ 10．【答案】（1）高温 （2）由表格数据可知，养生壶低温挡的电功率P保=242W， 则二者串联的总电阻：， 那么发热电阻R1的阻值：R1=R-R2=200Ω-100Ω=100Ω； （3）当开关S1闭合、S2接B时，R2被短路，只有R1工作，养生壶处于中温挡； 该养生壶中温挡时的电功率：； （4）水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J， 不计热量损失，消耗的电能：W=Q吸=6.72×105J，由 表格数据可知，养生壶高温挡的功率P高=968W， 那么烧开一壶水需要的时间：。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$