专题42 电热器挡位问题【三大题型】-2025年中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破（全国通用）

专题42 电热器挡位问题【三大题型】 【题型一 无挡位电热器】 1．（2024•牡丹江中考）两个电阻串联在电路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω。R1两端的电压为1V，通过R1的电流为 　0.1　 A，R2两端的电压为 　2　 V，通电5min，R1上产生的热量为 　30　 J。 解：通过R1的电流：I10.1A； 因串联电路中各处的电流相等， 所以，R2的电压：U2＝I2R2＝I1R2＝0.1A×20Ω＝2V， 通电5minR1上产生的热量为：QR1t＝（0.1A）2×10Ω×5×60s＝30J。 答案：0.1；2；30。 2．（2024•安徽中考）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2＝20Ω。闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为 　120　 J。 解：根据电路图知，两个电阻串联，电压表测量R2 的电压， 电路中的电流I＝I20.2A， 通电100s整个电路产生的热量Q＝W＝UIt＝6V×0.2A×100s＝120J。 答案：120。 3．（2023•无锡中考）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 　热　 效应实现高温封口，3s内产生的热量为 　75　 J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 　增大　 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 解：电流通过电阻，因为电流的热效应，电阻发热产生热量，温度升高，实现高温封口； 电阻产生的热量为：Q＝I2Rtt3s＝75J； 由公式Q＝I2Rtt可知，电压不变，要减小电阻产生的热量，应增大R的阻值。 答案：热；75；增大。 4．（2023•安徽中考）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总热量为 　3600　 J。 解：根据并联电路的电阻特点可知，5条阻值为12Ω的电阻丝并联的总电阻：R并2.4Ω， 电加热除雾装置1min产生的总热量：Q＝Wt1×60s＝3600J。 答案：3600。 5．（2024•遂宁中考）某电热水壶的额定电压为220V，额定加热功率为1000W，电热丝R在电路中的位置如图所示。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）正常工作时，电热丝的电阻R； （2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量； （3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要多少秒。 解：（1）由题意可知，电热水壶的额定电压为220V，额定加热功率为1000W，则电热丝的电阻为： R48.4Ω； （2）水吸收的热量为：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； （3）由η可知，电热水壶消耗的电能：W4.2×105J， 根据P可得，电热水壶需要的加热时间：t420s。 答：（1）正常工作时，电热丝的电阻为48.4Ω； （2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是3.36×105J； （3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要420s。 6．（2023•长沙中考）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关S后，求电路中的电流； （2）求通电100s电热丝R0产生的热量； （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路： 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA； 方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 解：（1）S闭合后，电路中的电流为：I4A； （2）通电100s电热丝R0产生的热量为：Q＝I2Rt＝（4A）2×55Ω×100s＝8.8×104J； （3）方法一更节能。 两种方法的电路简图如下： 在方法一中的电热箱的功率为：P1（R0+RA）； 在方法二中的电热箱的功率为：P2R0， 因为两次电热箱内的电功率相等，即（R0+RA）R0，得出IA＜IB，则R0两次电压，U0A＜U0B，因为 电源电压保持不变，RA和RB两端的电压UA＞UB，所以UB＝U2＝165V，则UOB＝55V， 因为PA或B55W，在方法一中：IA0.25A，所以R0两端的电压 U0A＝IA×R0＝0.25A×55Ω＝13.75V，A接入的电热丝的阻值为：。 答：（1）闭合开关S后，电路中的电流为4A； （2）通电100s电热丝R0产生的热量为8.8×104J； （3）方法一更节能，新接入的电热丝的阻值为825Ω。 【题型二 两挡位电热器】 7．（2024•达州中考）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两挡加热功能，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，电路处于高温挡 B．只闭合开关S2时，电路处于低温挡 C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于高温挡 D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于低温挡 解：A、只闭合开关S1时，只有定值电阻R1接入电路，此时的电功率为；电路处于低温挡，故A错误； B、只闭合开关S2时，电路是断开的，两个电阻都不工作，故B错误； CD、同时闭合开关S1、S2时，两个电阻并联，总电阻最小，根据，电路处于高温挡，C正确，D错误。 答案：C。 8．（2024•包头中考）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是（　　） A．除雾状态，电路中只有R1工作 B．除霜状态，电路中只有R2工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 解：AC、由图乙可知，当开关S闭合，S1断开时，电路中只有电阻R2工作，当开关S、S1都闭合时，电阻R1和R2并联，总电阻变小，由I可知，此时电路中电流最大，由P可知，此时电路的总功率最大。 由P可知，当开关S闭合，S1断开时，电路为“低温”除雾功能；当开关S、S1都闭合时，电路为“高温”除霜功能。 答案：D。 9．（2024•西宁中考）如图甲所示为某品牌电热水壶的简化电路，有加热和保温两挡，R1和R2均为阻值不变的发热电阻丝。某次将质量为2kg、初温为20℃的水加热了4min，电热水壶的加热效率为87.5%，电功率与时间的关系图像如图乙所示[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。下列说法正确的是（　　） A．当开关S接2时，电热水壶处于加热状态 B．R2的阻值为110Ω C．加热4min后，水的末温为70℃ D．水吸收的热量为4.2×104J 解：A、由右图知，加热功率为P1＝2000W，保温功率为P2＝440W， 当开关S接1时，为R1的简单电路；当开关S接2时，两电阻串联，由串联电路总电阻大于其中任一分电阻，根据P可知，S接2时总功率最小，此时为保温挡，则S接1时为加热挡，故A错误； B、P可得，加热状态时电路中的电阻：R124.2Ω； 保温时电路的总电阻为：R串联110Ω； 由串联电阻的规律可得R2的阻值：R2＝R串联﹣R1＝110Ω﹣24.2Ω＝85.8Ω，故B错误； CD、由P可得，电热水壶消耗的电能：W＝P1t＝2000W×4×60s＝4.8×105J， 由η可得，水需要吸收的热量：Q＝ηW＝87.5%×4.8×105J＝4.2×105J， 由Q＝cmΔt可得，4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（t末﹣20℃）＝4.2×105J， 解得t末＝70℃，故D错误，C正确。 答案：C。 10．（2024•陕西中考）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中S1为总开关，电源电压为220V。闭合开关S1，能实现如表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（　　） 温度/℃ 温控开关S2 壶内水量V/L 水量开关S3 R1的功率P/W 煎煮方式 ＜60 闭合 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ≤0.2 断开 100 文火 A．温控开关S2与水量开关S3是串联的 B．加热电阻R1的阻值是484Ω C．若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热 D．若限流电阻R2断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热 解：AC、根据电路中只有两个电阻，而R1的功率可以改变，说明电路中的电流改变，则两个电阻必须串联，武火时，限流电阻被短路，当温控开关和水量开关同时断开时，两个电阻串联，处于文火状态，而只有温控开关断开时，限流电阻仍是短路，故温控开关和水量开关并联与限流电阻R2并联， 若壶内水量小于0.2L，但温度较低是武火加热，温控开关将限流电阻短路，仍是武火加热，故AC错误； B、武火时，限流电阻被短路，只有R1工作，R1的功率是800W； R160.5Ω，故B错误； D、若限流电阻R2断路，当温度开关和水量开关中任意一个闭合，是武火加热，如果温度开关和水量开关都断开，则电路断路，不能加热，故D正确。 答案：D。 11．（2024•南京中考）某型号的电饭锅有高温和保温两挡，其测试电路如图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位），已知高温挡功率为1100W，保温挡功率为22W。则： （1）保温时电路中的电流是 　0.1　 A。 （2）R2＝ 　2156　 Ω。 （3）高温挡工作10min消耗的电能可让标有1200imp/（kW•h）字样的电能表指示灯闪烁 　220　 次。 （4）要使高温挡和低温挡的功率均提升10%，需要对R1和R2的阻值做调整，调整后R1和R2的阻值之比 　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 解：（1）保温时电路中的电流是：I0.1A； （2）由电路图知开关S置于2挡时，电阻R2被短接，电路为R1的简单电路，由P知此时功率较大，为高温挡； R1的阻值为：R144Ω； 开关S置于1挡时，两电阻串联，电阻较大，由P知此时功率较小，为保温挡， 此时的总电阻为：R总2200Ω， R2的阻值为：R2＝R总﹣R1＝2200Ω﹣44Ω＝2156Ω； （3）高温挡工作10min消耗的电能为：W＝P高t＝1100W×10×60s＝660000JkW•h， 电能表指示灯闪烁的次数为：n＝1200imp/（kW•h）kW•h＝220imp； （4）； 要使高温挡和低温挡的功率均提升10%，即高温挡和低温挡的功率分别为： P高′＝（1+10%）P高＝（1+10%）×1100W＝1210W、 P保温′＝（1+10%）P保温＝（1+10%）×22W＝24.2W， ， 解得； 所以调整后R1和R2的阻值之比不变。 答案：（1）0.1；（2）2156；（3）220；（4）不变。 12．（2024•自贡中考）如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，R2＝88Ω，只闭合开关S1时，挂烫机的功率是 　1100　 W。同时闭合开关S1、S2，挂烫机工作中1min消耗的总电能为 　99000J　 。 解：（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，P1100W； （2）同时闭合开关S1、S2时，R1、R2并联， 挂烫机工作1min产生的热量：Q＝Wtt60s60s＝99000J。 答案：1100；99000J。 13．（2024•深圳中考）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。 额定U 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 解：（1）由图乙可知，当R2单独工作时是保温挡，由表中数据可知保温挡的额定功率为22W， 由P＝UI可得通过R2的电流：I20.1A。 （2）R2的阻值：R22200Ω。 （3）加热挡的功率为80W，加热挡正常工作5min消耗电能：W＝P加热t＝80W×5×60s＝2.4×104J， 加热过程中电能转化为内能被水吸收，已知水吸收的热量为2.16×104J， 则孵化器对水加热的效率：。 答：（1）通过R2的电流是0.1A。 （2）R2的阻值是2200Ω。 （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能为2.4×104J，孵化器对水加热的效率是90%。 14．（2024•苏州中考）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）R1的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻R2产生的热量。 解：（1）S是温控开关当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A，电压为220V，R155Ω； （2）电饭锅高温挡的功率：P高＝UI高＝220V×4A＝880W； （3）电阻R2R155Ω＝825Ω， Q24.95×104J。 答：（1）R1的阻值为55Ω； （2）电饭锅高温挡的功率为880W； （3）保温16min，分压电阻R2产生的热量为4.95×104J。 15．（2024•南充中考）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，其中R2＝60.5Ω。现将此电热水壶装入0.45L初温为20℃的水，接到220V的家庭电路中，选用加热挡加热至100℃，已知该电热水壶加热效率为80%，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）电热水壶中水吸收的热量； （2）加热挡的电功率； （3）需要的加热时间。 解：（1）水的体积：V＝0.45L＝0.45dm3＝0.45×10﹣3m3， 水的质量为：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.45×10﹣3m3＝0.45kg； 水吸收的热量为：； （2）由电路图可知，当双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，根据并联电路的电阻特点可知此时总电阻最小，由P可知此时总功率最大，则此时电热水壶处于加热挡； 当双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，此时电路中电阻较大，电路消耗的电功率较小，则此时电热水壶处于保温挡； 因两种状态下电阻R1都工作，且电阻R1两端的电压不变（等于电源电压），则由P可知两种状态下 R1消耗的功率不变，所以加热挡时R1消耗的功率：P1＝P保＝100W； 加热挡时R2消耗的功率为：， 因总功率等于各电阻消耗电功率之和， 所以加热挡的电功率：P加＝P1+P2＝100W+800W＝900W； （3）由η100%可得，电热水壶加热时消耗的电能为：， 需要的加热时间：。 答：（1）电热水壶中水吸收的热量为1.512×105J； （2）加热挡的电功率为900W； （3）需要的加热时间为210s。 16．（2024•潍坊中考）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U＝220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1＝20.5Ω，R2＝840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热＝800W，“加热”效率η＝80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。 茶品 低浓度“煮茶加热”时间 中浓度“煮茶加热”时间 高浓度“煮茶加热”时间 乌龙茶 2min 5min 10min 红茶 1min 2min 5min 黑茶 2min 5min 7min （1）求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量； （2）求煮茶机的“保温”功率； （3）若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。 解：（1）水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.8×10﹣3m3＝0.8kg， 将水加热至100℃过程中水吸收的热量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（100℃﹣20℃）＝2.688×105J； （2）由P知，在电源电压不变时，电路电阻越小，功率越大。由图知，电路在不同状态时分别为R0与R1串联或者R0与R2串联，由于R1＜R2，所以可知当R0与R1串联时，为加热状态，R0与R2串联时为保温状态。 加热时电路的总电阻R0160.5Ω， R0＝R01﹣R1＝60.5Ω﹣20.5Ω＝40Ω， 保温时电路的总电阻R02＝R0+R2＝40Ω+840Ω＝880Ω， 煮茶机的“保温”功率P保温55W； （3）将水加热至100℃，消耗的电能W13.36×105J， 此阶段所用时间t1420s＝7min， 由题意知煮茶时间为t2＝5min＝300s， 保温时间t3＝15min﹣5min﹣7min＝3min＝180s， 整个煮茶过程煮茶机消耗的电能W＝W1+P加热t2+P保温t3＝3.36×105J+800W×300s+55W×180s＝5.859×105J。 答：（1）将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量为2.688×105J； （2）煮茶机的“保温”功率为55W； （3）这个过程煮茶机消耗的电能为5.859×105J。 【题型三 三挡位电热器】 17．（2023•仙桃中考）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温挡 C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J D．加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为420J 解：A、只闭合S3时，电路为R1的简单电路，电路中的电流为2A，R1的阻值为2.5Ω，根据欧姆定律可得电源电压U＝I1R1＝2A×2.5Ω＝5V，故A错误； B、闭合S1、S3时，两电阻并联接入电路，并联电路总电阻小于任一分电阻，根据P可知电热杯消耗的功率最大，处于高温挡，故B错误； C、只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量Q＝W＝UI1t＝5V×2A×60s＝600J，故C正确； D、加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为Q′＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100×10﹣3kg×（35℃﹣25℃）＝4200J，故D错误。 答案：C。 18．（2024•武汉中考）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明、换气的功能，又可以实现送自然风、暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、1、2触点接触，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。 额定电压 220V 照明功率 20W 换气功率 35W 暖风功率 1133W 热风功率 2233W 关于下列结论： ①开关S1断开、S与触点1接触时，浴霸处于送自然风状态； ②每根电热丝的阻值为44Ω； ③电路中通过开关S的电流最大为10.15A； ④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为1.3398×106J。 其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 解： ①开关S1断开、S与触点1接触时，只有电动机工作，说明此时没有加热，浴霸处于换气状态；故①错误； ②两电热丝并联，且与电动机、灯泡并联，每个电热丝的功率P＝2233W﹣1133W＝1100W； 由P可得，电热丝的电阻为： R44Ω，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。每根电热丝的阻值为44Ω；故②正确； ③当处于热风状态时，电路中通过开关S的电流最大， I10.15A，故③正确； ④浴霸热风状态，且照明灯发光时，电功率最大，工作10分钟，电路消耗的电能最大 W＝Pt＝（2233W+20W）×10×60s＝1.3518×106J，故④错误。 答案：B。 19．（2024•成都中考）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 　121　 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 　1.2×104　 J。 解：电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，那么如果想要有3种挡位，则需要R1、R2的阻值不同，R1＝242Ω，则R2该选取阻值为121Ω的电热丝； 开关接触“1”、“2”两个触点时，只有“R1”单独接入，通电1min，电流产生的热量： Q1.2×104J。 答案：121；1.2×104。 20．（2024•德州中考）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于 　低温　 挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为22Ω，高温挡的电功率为2750W。 解：（1）当S1闭合，S2拨到b时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到a时，电路为R1的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，蒸箱为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，蒸箱为低温挡；电路为R1的简单电路时，蒸箱为中温挡；则当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于低温挡； （2）当S1断开，S2拨到a时，R1、R2串联，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻：R低110Ω，由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R低﹣R1＝110Ω﹣88Ω＝22Ω； （3）高温挡时R1、R2并联，由并联电路的电流特点和欧姆定律可知，高温挡时电路中的总电流： I高＝I1+I212.5A，则高温挡的电功率：P高＝UI高＝220V×12.5A＝2750W。 答案：低温；22；2750。 21．（2024•黑龙江中考）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图。R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变），已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如表所示。求： （1）R2的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 解：（1）由图乙知，开关接高温触点时，电阻R3单独在电路中工作， 由P知，R3的阻值：R344Ω， 开关接中温触点时，电阻R2、R3串联在电路中，电路的总电阻R110Ω， 根据串联电路的特点知，R2＝R﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω， （2）低温挡R1和R3串联，电路的总电阻R'＝R1+R3＝176Ω+44Ω＝220Ω； 低温挡的功率P低220W； （3）不计热损失时，电炖锅消耗的电能全部转化为水的内能， 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J， 不计热损失时，电炖锅消耗的电能：W＝Q吸＝3.36×105J， 实际功率：P实400W。 答：（1）R2的阻值是66Ω； （2）电火锅在低温挡工作时的功率是220W； （3）电火锅中温挡的实际功率是400W。 22．（2024•广州中考）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中， （1）旋转开关转至 　de　 （选填“ab”“bc”“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是：　电路中的总电阻最小，总功率最大　 ； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，求通电10min消耗的电能； （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，求电路的总电流； （4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。 解：（1）由图乙可知，当开关接ab时，电路开路， 当开关接bc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，电热敷腰带处于低温挡； 当开关接de时，R2、R3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，总功率最大， 电热敷腰带处于高温挡； 当开关接cd时，只有R2工作，电热敷腰带处于中温挡； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，通电10min消耗的电能： W＝UIt＝220V×0.25A×10×60s＝33000J； （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，由P＝UI可知，此时电路的总电流：I′0.1A； （4）旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率：P中44W。 答：（1）de；电路中的总电阻最小，总功率最大； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，通电10min消耗的电能为33000J； （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，电路的总电流为0.1A； （4）旋转开关转至cd时，电热敷腰带的功率为44W。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题42 电热器挡位问题【三大题型】 【题型一 无挡位电热器】 1．（2024•牡丹江中考）两个电阻串联在电路中，R1＝10Ω，R2＝20Ω。R1两端的电压为1V，通过R1的电流为 　 　 A，R2两端的电压为 　 　 V，通电5min，R1上产生的热量为 　 　 J。 2．（2024•安徽中考）如图所示，电源两端电压为6V，电阻R2＝20Ω。闭合开关S，电压表示数为4V，则通电100s整个电路产生的热量为 　 　 J。 3．（2023•无锡中考）如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝R阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 　 　 效应实现高温封口，3s内产生的热量为 　 　 J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以 　 　 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 4．（2023•安徽中考）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总热量为 　 　 J。 5．（2024•遂宁中考）某电热水壶的额定电压为220V，额定加热功率为1000W，电热丝R在电路中的位置如图所示。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）正常工作时，电热丝的电阻R； （2）用该电热水壶把质量为1kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量； （3）在第（2）问中，水壶正常工作，若电热丝产生的热量80%被水吸收，则该过程需要多少秒。 6．（2023•长沙中考）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关S后，求电路中的电流； （2）求通电100s电热丝R0产生的热量； （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路： 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA； 方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 【题型二 两挡位电热器】 7．（2024•达州中考）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两挡加热功能，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，电路处于高温挡 B．只闭合开关S2时，电路处于低温挡 C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于高温挡 D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于低温挡 8．（2024•包头中考）许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是（　　） A．除雾状态，电路中只有R1工作 B．除霜状态，电路中只有R2工作 C．除雾状态，电路的总电流最大 D．除霜状态，电路的总功率最大 9．（2024•西宁中考）如图甲所示为某品牌电热水壶的简化电路，有加热和保温两挡，R1和R2均为阻值不变的发热电阻丝。某次将质量为2kg、初温为20℃的水加热了4min，电热水壶的加热效率为87.5%，电功率与时间的关系图像如图乙所示[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。下列说法正确的是（　　） A．当开关S接2时，电热水壶处于加热状态 B．R2的阻值为110Ω C．加热4min后，水的末温为70℃ D．水吸收的热量为4.2×104J 10．（2024•陕西中考）中药煎煮方式分为“文火”和“武火”，小明受此启发，用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了煎药壶电路，其中S1为总开关，电源电压为220V。闭合开关S1，能实现如表所示的功能，下列关于此电路的分析正确的是（　　） 温度/℃ 温控开关S2 壶内水量V/L 水量开关S3 R1的功率P/W 煎煮方式 ＜60 闭合 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ＞0.2 闭合 800 武火 ≥60 断开 ≤0.2 断开 100 文火 A．温控开关S2与水量开关S3是串联的 B．加热电阻R1的阻值是484Ω C．若壶内水量小于0.2L，煎药壶工作时无法进行“武火”加热 D．若限流电阻R2断路，煎药壶工作时只能进行“武火”加热 11．（2024•南京中考）某型号的电饭锅有高温和保温两挡，其测试电路如图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位），已知高温挡功率为1100W，保温挡功率为22W。则： （1）保温时电路中的电流是 　 　 A。 （2）R2＝ 　 　 Ω。 （3）高温挡工作10min消耗的电能可让标有1200imp/（kW•h）字样的电能表指示灯闪烁 　 　 次。 （4）要使高温挡和低温挡的功率均提升10%，需要对R1和R2的阻值做调整，调整后R1和R2的阻值之比 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 12．（2024•自贡中考）如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图，正常工作电压为220V，加热电阻R1＝44Ω，R2＝88Ω，只闭合开关S1时，挂烫机的功率是 　 　 W。同时闭合开关S1、S2，挂烫机工作中1min消耗的总电能为 　 　 。 13．（2024•深圳中考）图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。 额定U 220V 额定功率 加热挡 80W 保温挡 22W （1）孵化器在保温挡正常工作，通过R2的电流是多少？ （2）R2的阻值是多少？ （3）孵化器在加热挡正常工作5min消耗电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少？ 14．（2024•苏州中考）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为0.25A。求： （1）R1的阻值； （2）电饭锅高温挡的功率； （3）保温16min，分压电阻R2产生的热量。 15．（2024•南充中考）如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，其中R2＝60.5Ω。现将此电热水壶装入0.45L初温为20℃的水，接到220V的家庭电路中，选用加热挡加热至100℃，已知该电热水壶加热效率为80%，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）电热水壶中水吸收的热量； （2）加热挡的电功率； （3）需要的加热时间。 16．（2024•潍坊中考）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压U＝220V，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1＝20.5Ω，R2＝840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热＝800W，“加热”效率η＝80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”至100℃，然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为20℃的水装入煮茶机，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。 茶品 低浓度“煮茶加热”时间 中浓度“煮茶加热”时间 高浓度“煮茶加热”时间 乌龙茶 2min 5min 10min 红茶 1min 2min 5min 黑茶 2min 5min 7min （1）求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量； （2）求煮茶机的“保温”功率； （3）若用户选择“红茶高浓度煮茶”，煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min，求这个过程煮茶机消耗的电能。 【题型三 三挡位电热器】 17．（2023•仙桃中考）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温挡 C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J D．加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为420J 18．（2024•武汉中考）某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸，它既可以实现照明、换气的功能，又可以实现送自然风、暖风、热风的功能，其简化电路如图所示，开关S可分别与0、1、2触点接触，R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。 额定电压 220V 照明功率 20W 换气功率 35W 暖风功率 1133W 热风功率 2233W 关于下列结论： ①开关S1断开、S与触点1接触时，浴霸处于送自然风状态； ②每根电热丝的阻值为44Ω； ③电路中通过开关S的电流最大为10.15A； ④浴霸工作10分钟，电路消耗的电能最大为1.3398×106J。 其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 19．（2024•成都中考）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝，R1＝242Ω，另外两根电热丝的阻值分别是121Ω和242Ω，R2该选取阻值为 　 　 Ω的电热丝。开关S接触“1”、“2”两个触点时，通电1min，电流产生的热量是 　 　 J。 20．（2024•德州中考）图甲是一款家用蒸箱，图乙是其加热盘模块的简化电路，蒸箱有“低温”“中温”“高温”三挡，其中R1、R2为阻值不变的电热丝，当开关S1断开、S2接a时，蒸箱处于　 　挡，此时通过温控开关的电流为2A，已知蒸箱的额定电压为220V，R1＝88Ω，则R2的阻值为　 　Ω，高温挡的电功率为 　 　W。 21．（2024•黑龙江中考）一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图。R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变），已知R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如表所示。求： （1）R2的阻值是多少？ （2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ （3）某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1kg水从20℃加热到沸腾，用时14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 22．（2024•广州中考）某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3为加热电阻，其中R1、R2的阻值均为1100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中， （1）旋转开关转至 　 　 （选填“ab”“bc”“cd”或“de”）时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是： 　 　 ； （2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A，求通电10min消耗的电能； （3）旋转开关转至bc时，电热敷腰带的功率为22W，求电路的总电流； （4）旋转开关转至cd时，求电热敷腰带的功率。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$