2025年中考物理一轮复习专题 多档位问题

中考物理复习专题 多档位问题 一、串联的多档位问题 1.(2024郑州模拟)某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，则当开关置于________(选填“1”或“2”)位置时为高温挡．已知高温挡额定功率是1 100 W，则电饭锅以高温挡正常工作1 min消耗的电能为________J．若已知低温挡额定功率是440 W，电阻R＝________Ω. 第4题图 2.(青岛)(双选)如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数．当电加热器正常工作时，下列说法正确的是(　　) 甲 额定电压 220 V 额定加热功率 990 W 额定保温功率 110 W 第11题图 A. 只闭合开关S，加热器的功率为990 W B. 开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大 C. 加热器在保温状态下工作5 min，产生3.3×104 J的热量 D. 电阻R1与R2的阻值之比为1∶8 3．寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时，了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适，实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器，计划通过“众筹”项目向厂家定制生产，其电路如图所示，定值电阻R1和R2表示电热丝，R2的阻值为3300Ω，有高温档和低温档两种加热功能，低温档功率为11W，当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时： （1）S1接a、b哪个端点时为低温档？低温档加热时的电流？ （2）求R1的阻值及加热器高温档时的功率； （3）高温档工作10min，最多可使马桶圈温度升高多少℃？[设电热丝放出热量70%被马桶圈吸收，马桶圈的质量为1kg，马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg·℃)] 4．（多选）如表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所示是其内部简化电路图，R1和R2均为电热丝，则下列说法中正确的是（　　） XX牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 1100W 低温挡 440W 频率 50Hz A．旋钮开关调至1位置时为电烤箱高温挡 B．电路中R2的阻值是110Ω C．电路中R1的阻值是44Ω D．若在电路中加一个“温控开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，该开关最好安装在A、B、C中的B点处 5．一种学生设计的电热座椅主要由座垫和脚踏组成，其电路示意图如图所示：座垫内的电热丝R1＝260Ω、R2＝150Ω，脚踏内的电热丝R3＝400Ω．闭合开关S1，开关S2接　b　可以使脚踏处于“低温挡”：开关S2接　a　可以使脚踏处于“高温挡”（忽略温度变化对电阻的影响），脚踏处于中温挡时，电热座椅在通电5min所消耗的电能　26400　J。 二、并联的多档位问题 6. 小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触．(已知：R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω，且电源电压保持不变)当开关S1置于b端、S2断开时，此电路的连接方式是________联．当开关S1置于b端、S2闭合时，此电路消耗的电功率是________W．电烤箱在高挡位正常工作100 s消耗的电能是________J. 第6题图 7.（2024贵港）家用电吹风的简化电路如图5所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。 8．在综合实践活动中，兴是小组设计了一款双档位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，电加热器工作时，高档先将水箱内的水加热到100℃，低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[，] （1）求低档工作时加热器的电功率； （2）求R1的电阻； （3）求电加热器高档位工作的加热效率。 9．如图所示，下面是型号为ZTP88型消毒柜的部分技术参数及工作电路图。 产品型号 ZIP88 额定容积 88L 食具承载量 10kg 额定功率 584W 外型尺寸 435×365×865 额定电压 220V （1）根据工作电路，指出开关S与ab接触时工作状态是　高温消毒　（选填“高温消毒”或“高温臭氧消毒”），　红　色指示灯亮； （2）已知加热管的电阻为100Ω，它的热效率为70%，如果正常工作（高温臭氧消毒）半小时，且加热管放出的热量全部被水吸收，可以使多少千克的水温度升高30℃？此时臭氧装置消耗的电能为多少？（指示灯消耗电能忽略不计）。 10．图甲是某品牌电吹风的简化原理图，S是功能切换开关，可实现“关”“凉风挡”和“热风挡”之间的转换。某次工作过程中，该电吹风的电功率随时间变化的关系图像如图乙所示。求： （1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流； （2）电吹风在热风挡正常工作10s所消耗的电能； （3）求电热丝的阻值。 三、串、并联的多档位问题 11．（2024·辽宁鞍山·中考真题）中医药是中华文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图甲为小明同学家的小型电中药锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S1和S2的不同接法组合，可以实现三档加热功能，其中定值电阻R1、R2都是发热电阻，其部分参数如下表所示。已知，求： （1）锅中的1L药液从25℃加热到35℃，中药液吸收的热量； （2）低温挡的功率； （3）若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110s，实际消耗的电能为，则此时电路的实际电压是多少？ 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡 ___________ 12. （2024·山东东营·中考真题）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。 （1）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。 （2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、 （3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。 （4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。 13．如图甲所示，为某品牌电饭煲，其发热元件为两个电阻，该电饭煲可实现高温、中温、低温三档的档位调节。电路额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，低温档功率是193.6W，中温档功率是242W，求： （1）R2的电阻值； （2）高温档正常工作时，求电路消耗的总功率； （3）小青发现在晚上用电高峰时用电饭煲煮饭比平时时间长，晚上她进行了测量，关掉家里其他电器，仅让电饭煲处于高温档工作，她观察到家里电能表（如图丙所示）lmin转盘转了50转，则晚上的实际电压为多少?              14．如图甲所示的多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，图乙是其简化电路图，该养生壶的部分参数如表所示。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg） （1）开关S1、S2处于什么状态时，养生壶为高温挡，并说明判断依据； （2）求R1的阻值； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。 项 目 参 数 额定电压 220V 低温挡功率 275W 中温挡功率 550W 高温挡功率 1100W 容积 1L 15．有一种WSJ﹣60型号电水壶，如图1是电水壶的电路图，L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯，R1、R2、R3为指示灯的保护电阻，其大小为100kΩ左右；R为加热器，其电阻小于100Ω；S1、S2为压键开关；ST温控器是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，当温度升高到一定值后，会自动断开，从而实现了自动温度开关控制。当水壶放在底座上时，就分别压下压键开关S1、S2，并接通电路，如果插头插入插座后，就接通了电源，电源指示灯就亮，反之就断开。该壶有手动和自动两种工作状态。当钮子开关拨到手动挡时，加热电阻连入，开始加热，水沸腾以后再将钮子开关拨回。当钮子开关拨到自动挡时，此时通过ST温控器将加热电阻连入，并开始加热；当水沸腾后，ST温控器的触点断开，进入保温状态，保温指示灯亮；当水的温度低于某温度后，ST温控器又重新接通，再次进入加热状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，根据以上叙述与观察，请回答以下问题： （1）现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min，请计算该电水壶的热效率。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）。 （2）通过分析电水壶的电路，说明为什么处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯是不亮的？ （3）试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大？如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ，当它处于保温状态时，试估算电水壶保温时的功率有多大？由此可以说明什么问题？ 中考物理复习专题 多档位问题 一、串联的多档位问题 1.(2024郑州模拟)某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，则当开关置于________(选填“1”或“2”)位置时为高温挡．已知高温挡额定功率是1 100 W，则电饭锅以高温挡正常工作1 min消耗的电能为________J．若已知低温挡额定功率是440 W，电阻R＝________Ω. 第4题图 【答案】 2　6.6×104　66　 【解析】高温挡其功率最大，由P＝可知，此时的总电阻应该最小，由电路图可知，开关S应置于2位置，此时电路为R0的简单电路；由P＝可得，电饭锅在高温挡正常工作1 min产生的热量：Q＝W＝P高t＝1 100 W×1×60 s＝6.6×104 J，开关S置于1位置时是低温挡，此时R0与R串联，则电路中的总电阻：R总＝＝＝110 Ω，只有R0工作时处于高温挡，故R0的电阻为：R0＝＝＝44 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R的阻值：R＝R总－R0＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω. 2.(青岛)(双选)如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数．当电加热器正常工作时，下列说法正确的是(　　) 甲 额定电压 220 V 额定加热功率 990 W 额定保温功率 110 W 第11题图 A. 只闭合开关S，加热器的功率为990 W B. 开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大 C. 加热器在保温状态下工作5 min，产生3.3×104 J的热量 D. 电阻R1与R2的阻值之比为1∶8 【答案】 BC　 【解析】当只闭合S时，P1＝，当S、S1都闭合时，R1短路，P2＝，所以P1小于P2，只闭合S时处于保温状态，根据乙图，保温时加热器的功率为110 W，A错误；开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，S1断开时R2两端的电压比S1闭合时R2两端的电压小，根据公式P＝可得，R2的功率变大，B正确；在保温状态下工作5 min，产生的热量即为电流做功W＝Pt＝110 W×5×60 s＝3.3×104 J，C正确；根据以上分析P1＝＝110 W，P2＝＝990 W，解得：电阻R1与R2的阻值之比为8∶1，D错误．故选BC. 3．寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时，了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适，实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器，计划通过“众筹”项目向厂家定制生产，其电路如图所示，定值电阻R1和R2表示电热丝，R2的阻值为3300Ω，有高温档和低温档两种加热功能，低温档功率为11W，当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时： （1）S1接a、b哪个端点时为低温档？低温档加热时的电流？ （2）求R1的阻值及加热器高温档时的功率； （3）高温档工作10min，最多可使马桶圈温度升高多少℃？[设电热丝放出热量70%被马桶圈吸收，马桶圈的质量为1kg，马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg·℃)] 【解析】解：（1）根据公式P=UI可知，电压220V不变时，电路中电流越小功率越小，因此当S1接a，R1和R2串联时，电路中电阻较大，电流较小，加热器处于低温档；由题意可知，低温档的电功率为11W，则低温档时电路中的电流 （2）当S1接a时，电热器处于低温档，此时R1和R2串联，根据可得 则 当S闭合，S1接b时，电路中只接入R1，电路处于高温档，此时的功率 （3）高温档工作10min电热丝产生的热量 W=P高t=44W×10×60s=2.64×104J 电热丝放出热量的70%被马桶圈吸收，故有 即 最多可使马桶圈升高的温度 答：（1）S1接a端点时为低温档，低温档加热时的电流是0.05A； （2）R1的阻值是1100Ω，加热器高温档的功率是44W； （3）高温档工作10min，最多可使马桶圈温度升高42℃。 4．（多选）如表为某电烤箱铭牌，如图虚线框内所示是其内部简化电路图，R1和R2均为电热丝，则下列说法中正确的是（　　） XX牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 1100W 低温挡 440W 频率 50Hz A．旋钮开关调至1位置时为电烤箱高温挡 B．电路中R2的阻值是110Ω C．电路中R1的阻值是44Ω D．若在电路中加一个“温控开关”，当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路，该开关最好安装在A、B、C中的B点处 【答案】 CD 【解析】（1）由电路图可知，开关接1时R1与R2串联，电路中电阻最大，根据P＝可知总功率最小，电烤箱处于低温挡；开关接2时电路为R1的简单电路，电路中电阻最小，根据P＝可知功率最大，此时电烤箱处于高温挡，故A错误； 高温挡时电路为R1的简单电路，由P＝可得电路中R1的阻值： R1＝＝＝44Ω，故C正确； 低温挡时，R1与R2串联，电路中的总电阻：R＝＝＝110Ω， 所以，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω，故B错误； （2）根据安全用电常识，开关应接在火线上，且应控制整个电路，由图可知“限高温开关”最好安装在B点处，故D正确。 5．一种学生设计的电热座椅主要由座垫和脚踏组成，其电路示意图如图所示：座垫内的电热丝R1＝260Ω、R2＝150Ω，脚踏内的电热丝R3＝400Ω．闭合开关S1，开关S2接　b　可以使脚踏处于“低温挡”：开关S2接　a　可以使脚踏处于“高温挡”（忽略温度变化对电阻的影响），脚踏处于中温挡时，电热座椅在通电5min所消耗的电能　26400　J。 【解析】（1）①S2接a触点时，电路为R3的简单电路； ②S2接b触点时，R3与R1串联在电路中； ③S2接c触点时，R3与较小的电阻R2串联在电路中； 由电阻的串联规律，②中电路的电阻最大，①中电路的电阻最小， 由P＝，可知，S2接b触点时为可以使脚踏处于“低温挡”； 开关S2接a可以使脚踏处于“高温挡”； （2）S2接c触点时，R3与较小的电阻R2串联在电路中，由串联电阻的规律： R串＝R3+R2＝400Ω+150Ω＝550Ω； 电热座椅在通电5min所消耗的电能： W＝t＝×5×60s＝26400J。 故答案为：b；a；26400。 二、并联的多档位问题 6. 小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触．(已知：R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω，且电源电压保持不变)当开关S1置于b端、S2断开时，此电路的连接方式是________联．当开关S1置于b端、S2闭合时，此电路消耗的电功率是________W．电烤箱在高挡位正常工作100 s消耗的电能是________J. 第6题图 【答案】 串　1 000　1.5×105　 【解析】当开关S1置于b端，S2断开时，电阻R1与R2串联；当开关S1置于b端，S2闭合时，R2被短路，电路中只有R1接入，根据P＝可知P＝＝＝1 000 W；在高挡位时开关的闭合情况为S1接a，S2闭合，R1与R2并联，R2的电功率为P′＝＝＝500 W，则电路的总功率为P总＝P＋P′＝1 000 W＋500 W＝1 500 W，所以工作100 s所消耗的电能为W＝P总t＝1 500 W×100 s＝1.5×105 J. 7.（2024贵港）家用电吹风的简化电路如图5所示，主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是________Ω，正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。 【答案】48.4；3×105。 【解析】由表知，电热丝吹热风时，电热丝的额定功率为P=1000W，额定电压为U=220V， 故电热丝的阻值为； 正常工作吹热风5min电热丝产生的热量为：。 8．在综合实践活动中，兴是小组设计了一款双档位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒，电加热器工作时，高档先将水箱内的水加热到100℃，低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开，R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L，水的初温为20℃。[，] （1）求低档工作时加热器的电功率； （2）求R1的电阻； （3）求电加热器高档位工作的加热效率。 【解析】（1）由题意可知，低温挡工作时开关S1断开，由乙图可知加热器抵挡工作电流为2A。则加热器的电功率为 （2）低温挡工作时，R2的电阻为 当两个开关都闭合，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电功率最大，处于高温挡，总电流为10A，则由并联电路特点得 即 解得。 （3）电加热器高温挡工作7min时，电热为 水吸热为 加热效率为 答：（1）低档工作时加热器的电功率440W； （2）R1的电阻为27.5Ω； （3）电加热器高挡位工作的加热效率为80%。 9．如图所示，下面是型号为ZTP88型消毒柜的部分技术参数及工作电路图。 产品型号 ZIP88 额定容积 88L 食具承载量 10kg 额定功率 584W 外型尺寸 435×365×865 额定电压 220V （1）根据工作电路，指出开关S与ab接触时工作状态是　高温消毒　（选填“高温消毒”或“高温臭氧消毒”），　红　色指示灯亮； （2）已知加热管的电阻为100Ω，它的热效率为70%，如果正常工作（高温臭氧消毒）半小时，且加热管放出的热量全部被水吸收，可以使多少千克的水温度升高30℃？此时臭氧装置消耗的电能为多少？（指示灯消耗电能忽略不计）。 【解析】（1）由图知，当S与ab接触时，电流只经过加热管和红灯，所以此时消毒柜处于高温消毒状态，红色指示灯亮； （2）加热管的电功率为：P1＝＝＝484W， 则加热管正常工作半小时消耗的电能为：W1＝P1t＝484W×30×60s＝871200J， 因为它的热效率为70%，所以水吸收的热量为：Q吸＝W1η＝871200J×70%＝609840J， 根据Q吸＝cm△t可知，水的质量为：m＝＝m＝4.84kg； 高温臭氧消毒时臭氧装置与加热管并联； 臭氧装置的功率为P2＝P总﹣P1＝584W﹣484W＝100W， 则臭氧装置正常工作半小时消耗的电能：W2＝P2t＝100W×30×60s＝1.8×105J。 答：（1）高温消毒；红； （2）如果工作半小时，加热管放出的热量可以使4.84千克的水温度升高30℃；此时臭氧装置消耗了1.8×105J的电能。 10．图甲是某品牌电吹风的简化原理图，S是功能切换开关，可实现“关”“凉风挡”和“热风挡”之间的转换。某次工作过程中，该电吹风的电功率随时间变化的关系图像如图乙所示。求： （1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流； （2）电吹风在热风挡正常工作10s所消耗的电能； （3）求电热丝的阻值。 【答案】（1）0.4A；（2）；（3）100Ω 【详解】（1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流 （2）电吹风在热风挡正常工作10s所消耗的电能 （3）电热丝的功率 电热丝的阻值 答：（1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流为0.4A； （2）电吹风在热风挡正常工作10s所消耗的电能为； （3）电热丝的阻值为100Ω。 三、串、并联的多档位问题 11．（2024·辽宁鞍山·中考真题）中医药是中华文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图甲为小明同学家的小型电中药锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S1和S2的不同接法组合，可以实现三档加热功能，其中定值电阻R1、R2都是发热电阻，其部分参数如下表所示。已知，求： （1）锅中的1L药液从25℃加热到35℃，中药液吸收的热量； （2）低温挡的功率； （3）若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110s，实际消耗的电能为，则此时电路的实际电压是多少？ 额定电压/V 220 额定功率/W 高温挡880 中温挡440 低温挡 ___________ 【解析】（1）药液的体积 药液的质量 药液吸收的热量 （2）由图乙可知，当开关S1闭合，S2接1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，由可知，电路中的总功率最大，电中药锅处于高温档；当开关S1打开、S2接2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，由可知，电路中的总功率最小，电中药锅处于低温档；当开关S1闭合，S2接2时，只有R1工作，电中药锅处于中温档。由表格数据可知，电中药锅中温挡的功率，由可知，R1的阻值 并联电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，则高温档工作时，R2的电功率 由可知，R2的阻值 根据串联电路的电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻 低温挡的功率 （3）电路的实际电压 答：（1）锅中的1L药液从25℃加热到35℃，中药液吸收的热量为； （2）低温挡的功率为220W； （3）若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110s，实际消耗的电能为，则此时电路的实际电压是200V。 12. （2024·山东东营·中考真题）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换，图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。 （1）电暖器低温挡工作时，开关应处于 位置（选填“1”“2”或“3”）。 （2）已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、 （3）使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃，若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。 （4）根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。 【答案】 1 48.4Ω 2000W 2.1×103J/(kg·℃) 大功率电器要接地线（合理即可） 【解析】（1）由电路图可知，开关处于1位置时，两个R串联，总电阻为2R，开关处于2位置时，是一个R的简单电路，开关处于3位置时，两个R并联，总电阻为R/2。根据P=U2/R可知，当开关处于1位置时，为低温挡，当开关处于2位置时，为中温挡，当开关处于3位置时，为高温挡。 （2）中温挡时，根据P=U2/R可知 高温挡功率为 （3）高温挡正常工作5min产生的热量为 导热油吸收的热量为 导热油的比热容为 （4）为了安全，大功率用电器应接地线，以防触电。 13．如图甲所示，为某品牌电饭煲，其发热元件为两个电阻，该电饭煲可实现高温、中温、低温三档的档位调节。电路额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，低温档功率是193.6W，中温档功率是242W，求： （1）R2的电阻值； （2）高温档正常工作时，求电路消耗的总功率； （3）小青发现在晚上用电高峰时用电饭煲煮饭比平时时间长，晚上她进行了测量，关掉家里其他电器，仅让电饭煲处于高温档工作，她观察到家里电能表（如图丙所示）lmin转盘转了50转，则晚上的实际电压为多少?              【解析】（1）[1]当闭合开关S1、开关S接a处时，根据电流的流法可知，R1被短路，只有R2接入电路，电路的总电阻比两电阻并联时的大，比两电阻串联时的小，根据电功率的推导式可知，是中温档功率，大小是242W，根据电功率的推导式可知，额定工作电压为220V不变，那么可得到 解得。 （2）低温档功率是193.6W，根据电功率的推导式可知，额定工作电压为220V不变，当电路的电阻最大时，电功率最小，是低温档功率，从图乙可以看到，断开S1，S接a处时，两电阻串联时，电路的电阻达到最大，那么可得到 由（1）解析可知，，代入上式可得到 解得。从图乙可以看到，有两个电阻，S1闭合，S接b，两电阻并联，两电阻并联时，电路的总电阻最小，根据电功率的推导式可知，电路电功率最大，是高温档，这个并联的电阻大小是 电路消耗的总功率也等于高温档功率，大小是 电路消耗的总功率是1210W。 （3）从图丙可以看到，消耗1kW·h的电能，电能表转过3000r，那么转过50r时，消耗的电能是 转过50r需要1min，那么实际电功率是 这情况是仅让电饭煲处于高温档工作，电路的总电阻大小是，设晚上的实际电压是，根据电功率的推导式可知，实际电压大小是 实际电压大小是200V。 答：（1）R2的电阻值是200Ω； （2）高温档正常工作时，电路消耗的总功率是1210W； （3）小青发现在晚上用电高峰时用电饭煲煮饭比平时时间长，晚上她进行了测量，关掉家里其他电器，仅让电饭煲处于高温档工作，她观察到家里电能表lmin转盘转了50转，则晚上的实际电压是200V。 14．如图甲所示的多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，图乙是其简化电路图，该养生壶的部分参数如表所示。（ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），g＝10N/kg） （1）开关S1、S2处于什么状态时，养生壶为高温挡，并说明判断依据； （2）求R1的阻值； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。 项 目 参 数 额定电压 220V 低温挡功率 275W 中温挡功率 550W 高温挡功率 1100W 容积 1L 【解析】（1）①S1 断开时，当 S2 接a时，两电阻串联； ②当 S2 断开，S1 闭合时，只有电阻 R1 接入电路， ③当开关 S1 闭合，S2 接 b 时，两电阻并联； ①中，两电阻串联，因串联时电阻的电阻大于其中任一电阻，这时电路的电阻最大，根据P＝，功率最小，为低温挡； ②中，只有电阻 R1 接入电路； ③中两电阻并联，根据并联和串联电阻的规律，并联的电阻小于其中任一电阻，电路的电阻最小，故当 S2 断开，S1 闭合时，为中温挡； 开关 S1 闭合，S2 接 b 时为高温挡； （2）当 S2 断开，S1 闭合时，为电阻 R1 的简单电路，养生壶处于中温挡； R1＝＝＝88Ω； （3）1L水的质量： m＝ρV＝1×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg， 将初温是12℃的一壶水烧开，水吸收的热量： Q 吸＝cm△t＝4.2×103 J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105 J， 养生壶高温挡加热效率为80%，即η＝＝×100%， 烧开一壶水需要的时间为： t＝＝＝420s。 答：（1）开关 S1 闭合，S2 接 b 时为高温挡；此时两电阻并联，电路的电阻最小，根据P＝，为高温挡； （2）R1的阻值为88Ω； （3）在标准大气压下，使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为80%，水吸收的热量为3.696×105 J；和烧开一壶水需要的时间为420s。 15．有一种WSJ﹣60型号电水壶，如图1是电水壶的电路图，L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯，R1、R2、R3为指示灯的保护电阻，其大小为100kΩ左右；R为加热器，其电阻小于100Ω；S1、S2为压键开关；ST温控器是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，当温度升高到一定值后，会自动断开，从而实现了自动温度开关控制。当水壶放在底座上时，就分别压下压键开关S1、S2，并接通电路，如果插头插入插座后，就接通了电源，电源指示灯就亮，反之就断开。该壶有手动和自动两种工作状态。当钮子开关拨到手动挡时，加热电阻连入，开始加热，水沸腾以后再将钮子开关拨回。当钮子开关拨到自动挡时，此时通过ST温控器将加热电阻连入，并开始加热；当水沸腾后，ST温控器的触点断开，进入保温状态，保温指示灯亮；当水的温度低于某温度后，ST温控器又重新接通，再次进入加热状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，根据以上叙述与观察，请回答以下问题： （1）现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min，请计算该电水壶的热效率。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）。 （2）通过分析电水壶的电路，说明为什么处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯是不亮的？ （3）试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大？如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ，当它处于保温状态时，试估算电水壶保温时的功率有多大？由此可以说明什么问题？ 【解析】（1）一满壶水的体积为：V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3， 由ρ＝可得水的质量为： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg； 标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J， 由P＝可得，消耗的电能： W＝Pt′＝600W×10×60s＝3.6×105J， 该电水壶的热效率： η＝×100%＝×100%＝87.5%； （2）因为当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与ST双金属片温控器并联， 且ST双金属片温控器处于连通，对保温指示灯短路；所以保温指示灯被短路不亮； （3）由P＝得，电水壶正常工作时其加热电阻的阻值： R＝＝＝80.7Ω， 保温状态时，电路中加热电阻与保温指示电路串联后与电源指示电路并联接通电路。 所以通过电热器的电流为：I＝+＝＝2.2×10﹣3A， 就以这个电流计算，保温状态时电热器的发热功率为： P＝I2R＝（2.2×10﹣3A ）2×100000Ω＝0.484W。 即可以近似认为不发热。所以保温状态下的水温逐渐降低。 答：（1）该电水壶的热效率为87.5%； （2）因为当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与ST双金属片温控器并联，且ST双金属片温控器处于连通，对保温指示灯短路；所以保温指示灯被短路不亮； （3）电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是80.7Ω，当它处于保温状态时，电水壶保温时的功率为0.484W，可以说明保温状态下电水壶近似认为不发热，水温会逐渐降低。 学科网（北京）股份有限公司 $$