电学多挡位电器练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

2024年12月九上电学多挡位电器练习 1．（2024•下城区校级三模）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220V，加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求： （1）电阻R1的阻值； （2）小明利用电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。 （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值范围为81%≤η＜86%（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 2．（2024•舟山三模）张丽买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所 示，R1、R2都是电热丝，电源电压保持36V不变。 （1）当S1闭合，S2接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求R1的阻值为多少？ （2）当S1闭合，S2接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和R2的阻值为多少？ （3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃．那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？ 3．（2023秋•越城区期末）图甲为某款新型电饭煲，其额定电压为220V，它能智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S为手动开关，S1是自动控制开关，通过S1的控制，可智能实现高温挡或低温挡，从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： （1）S和S1均闭合时，电路中的总电流。 （2）R1和R2的电阻值。 （3）30min内电饭煲消耗的电能。 （4）在不同电压下，电饭煲从S1第一次自动断开到重新闭合期间产生的热量相同。若使用该电饭煲时的实际电压为198V，则从S1第一次自动断开到重新闭合需要多长时间？ 4．（2022秋•临海市期末）小科家购买了某品牌台式两用消毒柜如图所示，铭牌部分信息如表所示。该消毒柜两室可独立工作，左室利用电热丝加热进行高温消毒，右室进行臭氧消毒和中温烘干。则： 电压 220V 左室 额定功率 440W 消毒时间 ≥10min 用途 高温消毒（温度可达180℃） 右室 额定功率 150W 消毒时间 ≥30min 用途 臭氧消毒+中温烘干（温度可达75℃） （1）消毒柜处于高温消毒状态时的工作电流是多少安？ （2）现对家里的木筷、塑料水杯、彩瓷汤盆（可耐75℃）进行臭氧消毒+中温烘干，对其他餐具（可耐180℃）进行高温消毒，至少消耗的电能是多少焦？ 5．（2024秋•余姚市月考）电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温挡有关、低温、高温三挡，已知两图中R1均为8欧，R2均为2欧。 （1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时，电热桌垫处于 　 　挡（选填“关”、“低温”或“高温”）。 （2）图乙中该电热桌垫低温挡时消耗的功率是多少瓦？ （3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于低温挡，开关S1闭合，S2　 　（选填“断开”或“闭合”）。 （4）图丙中当电热桌垫处于高温挡时，求20分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 6．（2024秋•余姚市月考）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V10W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S接通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。 （1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？ （2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？ 7．（2024•温州模拟）在学校创新比赛中，小龙设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝，旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如表所示： 温度挡位 高温 中温1 中温2 低温 加热功率/W 1100 660 （1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 　 　。（选填“串联”或“并联”） （2）若四挡加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？ （3）该电热水器低温挡时的加热功率是多少？ 8．（2024•宁波模拟）2023年冬至前后的浙江非常寒冷，电热背心（如图甲）悄悄成为热销产品。已知某品牌电热背心的发热电路图如图乙，同时相关数据如下表。当开启该电热背心，即可进入高温挡模式，其到达一定温度后自动切换到低温模式。 额定电压 5V 高温挡功率 6W 低温挡功率 4W （1）在高温挡工作时，干路中的电流为多少？ （2）电路中R2的电阻为多少？ （3）若用一个容量为10000mA•h、输出电压为3.7V的移动电源进行供电，则能够在高温挡工作多久？已知在使用移动电源时需要接入一个升压器（将低电压转换成高电压），其能量利用效率为95%。 2024年12月多挡位电器练习 参考答案与试题解析 1．（2024•下城区校级三模）如图甲所示的电饭锅，额定电压为220V，加热功率为1210W。从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求： （1）电阻R1的阻值； （2）小明利用电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察在10min内电能表转盘转了30圈。求该电饭锅保温功率。 （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值范围为81%≤η＜86%（热效率是指装置的有效输出能量与输入能量的比值）。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 【分析】（1）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态， 当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，由P算出R1的电阻； （2）根据电能表的转数求出电饭锅处于“保温”状态下正常工作消耗的电能，根据P得出保温功率； （3）根据Q吸＝c水mΔt算出水吸收的热量，由W′＝P加热t′算出用时700s消耗的电能，由η100%算出该电饭锅的热效率，进而判断出该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 【解答】解：（1）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态， 当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态， 由P可得R1的电阻： R140Ω； （2）“3000r/（kW•h）”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈， 只让电饭煲在“保温”状态下工作，转盘在10min内转了30转，则电饭锅消耗的电能为： W0.01kW•h， 电饭锅处于“保温”状态时的功率为： P保温0.06kW＝60W； （3）水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃﹣23℃）＝7.1148×105J； 用时700s消耗的电能为： W′＝P加热t′＝1210W×700s＝8.47×105J， 该电饭锅的热效率为： η100%100%＝84%，故该电饭锅的热效率值达到三级能效。 答：（1）电阻R1的阻值为40Ω； （2）该电饭锅的保温功率为60W； （3）该电饭锅的热效率值达到三级能效。 【点评】本题考查了串联电路特点、电能的计算、电功率计算公式的应用以及效率公式的应用，对电能表参数的理解和运用是本题的关键。 2．（2024•舟山三模）张丽买了一个三挡电暖宝，电暖宝内部装有某种浓度的氯化钠水溶液充当保热介质，电热丝产生的热量全部被保热介质吸收。其电路图如图所 示，R1、R2都是电热丝，电源电压保持36V不变。 （1）当S1闭合，S2接a时为中温挡，此时电暖宝的功率为18W，求R1的阻值为多少？ （2）当S1闭合，S2接b时为高温挡，此时电暖宝的功率为45W，求电路中的总电流和R2的阻值为多少？ （3）若用高温挡给保热介质加热，5分钟内使氯化钠水溶液的温度上升了5℃．那么该电热宝内0.9kg的氯化钠水溶液的比热容为多少？ 【分析】（1）当S1闭合，S2接a时，电路为R1的简单电路，根据R求出R1的阻值； （2）当S1闭合，S2接b时，两电阻并联，根据I求出干路中的电流，再根据欧姆定律求出通过R1的电流，再利用并联电路电流的规律求出通过R2的电流，最后根据欧姆定律的变形公式求出R2的阻值； （3）先根据W＝Pt求出电路消耗的电能率，然后根据吸收的热量等于消耗的电能，再利用吸热公式的变形公式即可氯化钠水溶液的比热容。 【解答】解：（1）中温挡工作时，R2被短路，P1＝18W，U＝36V，则R1的阻值：R172Ω； （2）高温挡工作时，R1和R2并联，P2＝45W，则 I总1.25A， I10.5A， I2＝I总﹣I1＝1.25A﹣0.5A＝0.75A， R248Ω； （3）5min消耗的电能：W＝Pt＝45W×300s＝13500J； ∵W＝Q吸，Q吸＝cmΔt ∴c3000J/（kg•℃。 答：（1）R1的阻值为72Ω； （2）高温挡时电路中的总电流为1.25A，R2的电阻为48Ω； （3）氯化钠水溶液的比热容为3000J/（kg•℃）。 【点评】本题考查了并联电路的特点、吸热公式和电功率公式的灵活运用，关键是灵活选择计算公式。 3．（2023秋•越城区期末）图甲为某款新型电饭煲，其额定电压为220V，它能智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S为手动开关，S1是自动控制开关，通过S1的控制，可智能实现高温挡或低温挡，从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求： （1）S和S1均闭合时，电路中的总电流。 （2）R1和R2的电阻值。 （3）30min内电饭煲消耗的电能。 （4）在不同电压下，电饭煲从S1第一次自动断开到重新闭合期间产生的热量相同。若使用该电饭煲时的实际电压为198V，则从S1第一次自动断开到重新闭合需要多长时间？ 【分析】（1）由图乙可知，当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电饭煲的功率最大，由图丙可知此时的电功率，根据P＝UI求出电路中的总电流； （2）由图乙可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，由图丙可知此时的电功率，由P可求出R1的阻值；根据P2＝P高﹣P低求出R2的电功率，根据P可求出R2的阻值； （3）根据图乙可知工作30min中两种情况下的工作时间，根据Q＝W＝UIt求出两种情况下消耗的电能，据此求出消耗的总电能； （4）由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间，根据Q＝W＝UIt求出产生的热量，又知道正常工作时电饭煲的最大功率，根据P可求出电路的总电阻，根据Q＝Wt求出实际电压为200V时的工作时间。 【解答】解：（1）由图乙可知，当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电饭煲的功率最大，电饭煲处于高温挡； 由图丙可知，此时电饭煲的电功率P高＝660W， 由P＝UI可知，此时电路中的总电流：I3A； （2）由图乙可知，当开关S闭合，S1断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于低温挡； 由图丙可知，此时电饭煲的电功率P低＝440W， 由P可知，R1的阻值：R1110Ω； 电饭煲高温挡工作时，R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝660W﹣440W＝220W， 由P可知，R2的阻值：R2220Ω； （3）由图丙可知，0～30min，以功率P低＝440W的工作时间t1＝15min＝900s， 以功率P高＝660W的工作时间t2＝30min﹣15min＝15min＝900s， 0～30min内电饭煲消耗的总电能：W＝W1+W2＝P低t1+P高t2＝440W×900s+660W×900s＝9.9×105J； （4）电饭煲在220V电压下正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t＝15min﹣10min＝5min＝300s， 此过程中产生的热量：Q＝W＝P高t＝440W×300s＝1.32×105J， 电饭煲最大功率时电路中的总电阻：R73.3Ω， 根据题意可知，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。 由Q＝Wt可得，在实际电压198V时，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开需要的时间：t′247s。 答：（1）S和S1均闭合时，电路中的总电流为3A； （2）R1和R2的电阻值分别为110Ω、220Ω； （3）30min内电饭煲消耗的电能为9.9×105J； （4）在不同电压下，电饭煲从S1第一次自动断开到重新闭合期间产生的热量相同。若使用该电饭煲时的实际电压为198V，则从S1第一次自动断开到重新闭合需要的时间为247s。 【点评】本题考查了并联电路的特点、电功公式以及电功率公式的灵活应用，从图像中读出有用的信息和判断出不同功率时电饭煲电路的连接方式是关键。 4．（2022秋•临海市期末）小科家购买了某品牌台式两用消毒柜如图所示，铭牌部分信息如表所示。该消毒柜两室可独立工作，左室利用电热丝加热进行高温消毒，右室进行臭氧消毒和中温烘干。则： 电压 220V 左室 额定功率 440W 消毒时间 ≥10min 用途 高温消毒（温度可达180℃） 右室 额定功率 150W 消毒时间 ≥30min 用途 臭氧消毒+中温烘干（温度可达75℃） （1）消毒柜处于高温消毒状态时的工作电流是多少安？ （2）现对家里的木筷、塑料水杯、彩瓷汤盆（可耐75℃）进行臭氧消毒+中温烘干，对其他餐具（可耐180℃）进行高温消毒，至少消耗的电能是多少焦？ 【分析】（1）根据I求出高温消毒状态时的工作电流； （2）根据W＝Pt分别求出臭氧消毒+中温烘干时的电能和其他餐具（可耐180℃）进行高温消毒的电能，然后求出总的电能。 【解答】解：（1）根据表格中的数据可知，高温消毒状态时的功率为440W，则此时的工作电流为：I2A； （2）家里的木筷、塑料水杯、彩瓷汤盆（可耐75℃）进行臭氧消毒+中温烘干时消耗的电能为：W1＝P高t＝440W×10×60s＝2.64×105J； 对其他餐具（可耐180℃）进行高温消毒时消耗的电能为：W2＝P'高t'＝150W×30×60s＝2.7×105J； 消耗的总电能为：W＝W1+W2＝2.64×105J+2.7×105J＝5.34×105J。 答：（1）消毒柜处于高温消毒状态时的工作电流是2A； （2）至少消耗的电能是5.34×105J。 【点评】本题考查了电功和电功率计算公式的应用，是一道简单的计算题。 5．（2024秋•余姚市月考）电热桌垫在冬天很受欢迎（如图甲）。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温挡有关、低温、高温三挡，已知两图中R1均为8欧，R2均为2欧。 （1）按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时，电热桌垫处于 　低温　挡（选填“关”、“低温”或“高温”）。 （2）图乙中该电热桌垫低温挡时消耗的功率是多少瓦？ （3）若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于低温挡，开关S1闭合，S2　断开　（选填“断开”或“闭合”）。 （4）图丙中当电热桌垫处于高温挡时，求20分钟内产生的热量是多少焦？（不考虑温度的变化对电阻的影响）。 【分析】（1）由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R2工作，根据串联电路的特点和P可知电热桌垫高温挡和低温挡的电路连接； （2）根据串联电路的特点求出R1、R2的串联总电阻，根据P可求出该电热桌垫低温挡时消耗的功率； （3）由图丙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，当S1闭合、S2断开时，只有R1工作，根据并联电路的电阻特点和P可知电热桌垫高温挡和低温挡的电路连接； （4）根据P可求出电热桌垫处于高温挡时的电功率，根据Q＝W＝Pt求出20分钟内产生的热量。 【解答】解：（1）由图乙可知，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路中的总功率最小，电热桌垫处于低温挡； （2）根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝8Ω+2Ω＝10Ω， 该电热桌垫低温挡时消耗的功率：P低14.4W； （3）由图丙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电热桌垫处于高温挡； （4）电热桌垫处于高温挡时的电功率：P高90W， 电热桌垫20分钟内产生的热量：Q＝W＝P高t＝90W×20×60s＝1.08×105J。 答：（1）低温； （2）图乙中该电热桌垫低温挡时消耗的功率是14.4W； （3）断开； （4）图丙中当电热桌垫处于高温挡时，20分钟内产生的热量是1.08×105J。 【点评】本题考查串并联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的灵活运用，是一道电学综合题，能正确分析电路连接是解题的关键。 6．（2024秋•余姚市月考）小敏家住某5层公寓楼中的4楼，当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V10W”的楼道灯全部点亮，然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能，对楼道电路进行设计，改进电路如图，K为启动延时开关，S为感应跳转开关，K按下时S接通触点1、2，S感应到人到2楼，跳转至触点2、3，感应到人到3楼，跳转至触点3、4……跳转后若20秒后感应不到人，则K断开。 （1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗多少电能？ （2）改进后的方案中，S跳转前后，通过启动延时开关的电流大小 　不变　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小敏正常上楼回家一次，比原来节约多少电能？ 【分析】（1）根据W＝Pt求出楼道灯消耗的电能； 【解答】解：（1）按照原先楼道灯的工作方式，小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗的电能为：W＝Pt＝5×10W×60s＝3000J； （2）由题意可知，每盏灯的规格相同，它们都能各自独立工作，工作时的电流是相同的； 一楼灯消耗的电能为：W1＝Pt1＝10W×12s＝120J； 二楼灯消耗的电能为：W2＝Pt2＝10W×24s＝240J； 三楼灯消耗的电能为：W3＝Pt3＝10W×24s＝240J； 四楼灯消耗的电能为：W4＝Pt4＝10W×（12s+20s）＝320J； 五楼灯消耗的电能为：W5＝Pt5＝10W×20s＝200J； 消耗的总电能为：W'＝W1+W2+W3+W4+W5＝120J+240J+240J+320J+200J＝1120J； 节约的电能为：ΔW＝W'﹣W＝3000J﹣1120J＝1880J。 答：（1）小敏正常上楼回家一次，楼道灯一共消耗3000J电能； （2）不变；小敏正常上楼回家一次，比原来节约1880J的电能。 【点评】本题考查了电功的计算，明确每盏灯的工作时间是解题的关键。 7．（2024•温州模拟）在学校创新比赛中，小龙设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示，R1和R2是两根电热丝，旋转开关如图乙所示，内有一块绝缘圆盘，圆盘的边缘共有10个金属触点（触点编号与电路图对应，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，可以将相邻的触点连接。当旋钮上的箭头指向图中位置D，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四挡的加热功率。他设计的四挡加热功率如表所示： 温度挡位 高温 中温1 中温2 低温 加热功率/W 1100 660 （1）旋钮上的箭头指向D位置时，电热水器处于高温挡，两根电热丝 　并联　。（选填“串联”或“并联”） （2）若四挡加热功率依次递增，计算电热丝R1和R2的阻值各是多少？ （3）该电热水器低温挡时的加热功率是多少？ 【分析】（1）旋钮上的箭头指向D位置时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通，此时电热丝R1和R2并联接入电路； （2）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联接入电路；旋钮上的箭头指向C位置时，电热丝R1接入电路；旋钮上的箭头指向B位置时，电热丝R2接入电路；旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联接入电路；根据P＝UI可知，当电源电压一定时，电路中的电阻越大，功率越小，电阻越小，功率越大；根据串联电路电阻规律可知串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻、根据并联电路电阻规律可知并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻，由此可知，旋钮上的箭头指向D时，加热功率最大，电热水器处于高温挡， 如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递增可知，旋钮上的箭头指向A位置时，加热功率最小，电热水器处于低温挡；旋钮上的箭头指向B位置时，电热水器处于中温1挡；旋钮上的箭头指向C位置时，电热水器处于中温2挡，由中温挡1和中温挡2的功率，根据P＝UI可求出R1、R2的阻值； （3）根据串联电路电阻规律可求出R1、R2串联后的总电阻，根据P＝UI可求出低温挡的加热功率。 【解答】解：（1）旋钮上的箭头指向D位置时，金属滑片将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通，此时电热丝R1和R2并联接入电路； （2）旋钮上的箭头指向D位置时，电热丝R1和R2并联接入电路； 旋钮上的箭头指向C位置时，只有电热丝R1接入电路； 旋钮上的箭头指向B位置时，只有电热丝R2接入电路； 旋钮上的箭头指向A位置时，电热丝R1和R2串联接入电路； 根据P＝UI可知，当电源电压一定时，电路中的电阻越大，功率越小，电阻越小，功率越大； 根据串联电路电阻规律可知串联电路的总电阻大于任意一个串联导体的电阻、根据并联电路电阻规律可知并联电路的总电阻小于任意一条支路的电阻， 由此可知，旋钮上的箭头指向D时，加热功率最大，电热水器处于高温挡， 如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递增可知， 旋钮上的箭头指向A位置时，加热功率最小，电热水器处于低温挡； 旋钮上的箭头指向B位置时，电热水器处于中温1挡， 旋钮上的箭头指向C位置时，电热水器处于中温2挡， 由中温挡1的功率P中1＝660W，根据P＝UI可得，电热丝R2的阻值：R273Ω， 由高温挡的功率P高＝1100W，根据P＝UI可得，电热丝R1和R2的总电阻：R总44Ω； 根据得，110Ω； （3）电热丝R1、R2串联后的总电阻R总'＝R1+R2＝73Ω+110Ω＝183Ω，低温挡的加热功率：P低＝UI264W。 答：（1）并联； （2）电热丝R1的阻值是73Ω；电热丝R2的阻值是110Ω； （3）低温挡的加热功率是264W。 【点评】本题主要考查电功率公式的应用，欧姆定律的应用，其中分析旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，电热水器处于什么挡位是解题的关键，也是难点。 8．（2024•宁波模拟）2023年冬至前后的浙江非常寒冷，电热背心（如图甲）悄悄成为热销产品。已知某品牌电热背心的发热电路图如图乙，同时相关数据如下表。当开启该电热背心，即可进入高温挡模式，其到达一定温度后自动切换到低温模式。 额定电压 5V 高温挡功率 6W 低温挡功率 4W （1）在高温挡工作时，干路中的电流为多少？ （2）电路中R2的电阻为多少？ （3）若用一个容量为10000mA•h、输出电压为3.7V的移动电源进行供电，则能够在高温挡工作多久？已知在使用移动电源时需要接入一个升压器（将低电压转换成高电压），其能量利用效率为95%。 【分析】当开关S2闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路电阻最小，根据P可知，此时为高温挡模式；当开关S2断开时，电路为电阻R1的简单电路，根据P可知，此时为低温挡模式； （1）根据I计算在高温挡工作时，干路中的电流； （2）根据R1求出电路中R1的电阻；根据I1求出在高温挡工作时，R1支路中的电流；根据R2计算电路中R2的电阻； （3）根据W＝UIt求出一个容量为10000mA•h、输出电压为3.7V的移动电源的电能；根据W′＝ηW求出电热背心能利用的电能；根据t′计算电热背心能在高温挡工作的时间。 【解答】解：当开关S2闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路电阻最小，根据P可知，此时为高温挡模式；当开关S2断开时，电路为电阻R1的简单电路，根据P可知，此时为低温挡模式； （1）在高温挡工作时，干路中的电流为I1.2A； （2）电路中R1的电阻为R16.25Ω； 在高温挡工作时，R1支路中的电流为I10.8A； 电路中R2的电阻为R212.5Ω； （3）一个容量为10000mA•h、输出电压为3.7V的移动电源的电能为W＝U′I′t＝3.7V×10000×10﹣3A×3600s＝133200J； 电热背心能利用的电能为W′＝ηW＝95%×133200J＝126540J； 电热背心能在高温挡工作的时间为t′21090s。 答：（1）在高温挡工作时，干路中的电流为1.2A； （2）电路中R2的电阻为12.5Ω； （3）若用一个容量为10000mA•h、输出电压为3.7V的移动电源进行供电，则能够在高温挡工作21090s。 【点评】此题考查了并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用、电能的计算、能量的利用效率等知识点，是一道电学综合题。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/12/13 20:14:59；用户：俞蜀平；邮箱：orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com；学号：25155137 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$