(4)多挡位用电器相关计算-2025-2026学年九年级物理下册练同步B本

九物下练专题B本 4,多挡位用电器相关计算 1.[多选]在寒冷的冬天，我们会用到电暖器取暖，如图所示是某电暖器及其铭牌和电路图， 此电暖器有低温、中温、高温三挡，已知R1=552,R2=442,以下分析正确的是( 品牌 型号 Il Y2215-E 额定电压 220V 挡位 3挡 额定功率 低温880W 中温1100W 高温1980W A.使用“高温挡”只需要闭合S2 B.使用“低温挡”只需要闭合S1 C.“中温挡”正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104】 D.闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为4：5 S2 R o 220 Vo- 甲 乙 2如图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。表中是它的部分 参数。当开关S和S1都闭合时，电加热器处于 (填“加热”或“保温”)状态；电加热器在 保温状态下正常工作300s,电阻R2产生的热量是 额定电压 220V R 额定加热功率 1210W S S 额定保温功率 110W o 220 Vo 21/35 九物下练专题B本 3.一款小型电火锅通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；如图所示是它的简化电路图。 R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变），已知R1的阻值为1762，电火锅的部分参数如 表所示。求： R R 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 220V 高温挡功率 1100W (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14in, 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·℃)] 22/35 九物下练专题B本 4某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其 R ↑PW 0.8 内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处 220V1 于 (填“保温”或“加热)状态。如图乙是该电饭 0.1 R 10 20 1/min 煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分 甲 乙 面积表示的物理量是，电阻R2的阻值2 。 5.某款家用电热水壶内部部分简化电路如图甲所示，其中R,和R2为阻值不变的发热电阻(R1< R2)，电热水壶有高功率的加热挡和低功率的保温挡。利用智能插座可以记录该电热水壶工作 时的电压和电流与时间的关系，如图乙和丙所示，在0~4in时，电热水壶的开关S接到a 端，4min后开关S接到b端。 b ↑U/V ↑IIA S 200 0.04--- 4 6 t/min 4 6 1/min 甲 乙 丙 (1)当开关S接b端时，流过R1的电流1 (填“大于m“小于”或“等于)流过R2的电流12。 (2)当开关S接a端时，电热水壶是加热挡还是保温挡？理由是什么？ (3)求该电热水壶在0~1min内消耗的电能。 (4)求电阻R1的阻值，及其在5~6min内产生的热量。 23/35 九物下练专题B本 6图甲为小欧家中电火锅的简化电路图，其中R1、R2为定值电阻且都参与加热。旋钮开关可 实现高、中、低三个挡位的切换，当旋钮开关处于图甲所示位置时为中温挡，电路中的电流为 5A。电火锅正常工作时高温挡和中温挡的电功率之比为P高：P中=2：1。求： R R R kW·h 31850.5 DDS425型 单相电子式电能表 ○脉冲 220V30100)A50Hz 旋转册关 1200imp/kW·h) o220 Vo 甲 乙 (1)当用中温挡加热1min时，电火锅产生的热量。 (2)低温挡的电功率。 (3)小欧通过观察发现，在用电高峰，家里只有电火锅工作时，用高温挡将3kg冷水加热1in。 水温从12℃上升到20℃，同时电能表（如图乙）指示灯闪烁了42次（每消耗1kW·h电 能，电能表指示灯闪烁1200次)，则该电火锅的加热效率[c水=4.2×103/(kg·℃)】。 24/35 九物下练专题B本 7.冬天，小峰想做一个电热保温箱帮奶奶酿甜酒，他找到了两根电热丝R和R2，电功率计量 插座（如图甲），电功率计量插座可为用电器提供220V电压，同时可测出用电器的功率。小 峰进行一系列测试和设计：第一步：如图乙，小峰把一根电热丝R1用导线接入电功率计量插 座，闭合开关，电功率计量插座的示数为88W；第二步：小峰把另一根电热丝R2以某种方 式连入图乙电路后，闭合开关，电功率计量插座的示数为264W。求： o 220 Vo 电功计量插座 R WWWWwM 甲 乙 丙 (1)R1的阻值。 (2)图乙中通电10min，电热丝R1消耗的电能。 (3)R2的阻值。 (4)小峰在图丙中用电热丝R和R2设计了一个高、中、低三挡位的电热器，高、中两挡的 功率之比为3：2，请把R1、R2、开关S1的元件符号填在适当的位置，并简述各挡位的开关闭 合情况和功率。（结果保留1位小数） 25/35 九物下练专题B本 8小育想设计一款有两个挡位的加热器模型，且每个挡位的功率都能实现在某个范围内可调。 如图甲所示，DF是电阻均匀的电热丝，铭牌标注为“2026A”,P是能够在电阻丝上左右滑 动且阻值不计的滑片。小育设计的电路图如图乙所示，已知电源电压为12V,电流表的测量 范围为0~3A。在保证电流表有示数且电路安全的前提下，进行如下操作： D E 甲 (1)将电热丝两端D、E点分别与电路中的B、C接线柱相连接时，此时为低挡位。闭合开关， 滑动滑片，求电流表的示数变化范围。 (2)小育尝试让E点与C点相连接，电热丝D、F两端均与电路中B接线柱连接。闭合开关后， 移动滑片P,让滑片P左右两侧电阻相等，求电热丝在10s内产生的热量。 (③)小育希望电热丝处于高挡位时，可调的范围尽可能广。他连接好C点与E点后，反复尝 试各种连接方式，最终完成设计。闭合开关，滑动滑片过程中，求电热丝处于高挡位时可调出 的最大功率。 26/35九物下练专题B本 4,多挡位用电器相关计算 1.[多选]在寒冷的冬天，我们会用到电暖器取暖，如图所示是某电暖器及其铭牌和电路图， 此电暖器有低温、中温、高温三挡，已知R1=552,R2=442,以下分析正确的是( 品牌 型号 Il Y2215-E 额定电压 220V 挡位 3挡 额定功率 低温880W 中温1100W 高温1980W A.使用“高温挡”只需要闭合S2 B.使用“低温挡”只需要闭合S1 C.“中温挡”正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J D.闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为4：5 S 2R, o220 Vo 甲 乙 答案：BCD 解析：由图可知，当S、S,都闭合时，R与R2并联。电路总电阻最小，由P=发可知电路 的总功率最大，处于“高温挡，只闭合S1时，只有R1接入电路，R1>R2,电路的总电阻最大， 由P-受可知电路的总功率最小，处于低温挡：只闭合S,时，只有R2接入电路。电路的总 电阻较小，由P-可知电路的总功率较大，处于中温挡，故A错误，B正确；中温挡"正 常工作1分钟产生的热量为Q=P中t=1100W×60s=6.6×104】,故C正确；当S1、S2 都闭合时，R1与R2并联，由并联电路电压的规律可知两个电阻两端的电压相等，通过R1、R2 的电流之比为号-费-然品-，故D正确。故远以CD, U R2 26/46 九物下练专题B本 2.如图是一个电加热器的工作原理图，其中R和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分 参数。当开关S和S1都闭合时，电加热器处于（填“加热”或“保温”"）状态；电加热器在 保温状态下正常工作300s,电阻R2产生的热量是 额定电压 220V R R 额定加热功率 1210W S S 额定保温功率 110W o 220 Vo 答案：加热 3000 解析：由电路图可知，开关S和S,都闭合时，只有R2连入电路中，电路电阻较小，根据P= 可知，电功率较大，电加热器处于加热状态；只闭合开关S，两电阻串联，电路电阻较大， 电功率较小，电加热器处于保温状态。保温时电路电流为1保=是=0”=0.5AR2的阻值 220V 历R,二=20400。在保温状态下正常工300s电阻R,产生的热量为0于 1210W IR2t=(0.5A)2×400×300s=3000J。 3.一款小型电火锅通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；如图所示是它的简化电路图。 R1、R2、R3均为加热电阻（阻值保持不变），已知R1的阻值为1762，电火锅的部分参数如 表所示。求： 额定电压 220V 低温挡功率 中温挡功率 440W 高温挡功率 1100W 27/46 九物下练专题B本 中 高 0 220V (1)R2的阻值是多少？ 解：由图可知，开关接高温触点时，电阻R3单独在电路中工作，R3的阻值R3= 额-(220V2 1100W U2 440·开关接中温触点时，电阻R2、R,串联在电路中，电路的总电阻R意一 额 -220V)2 440W 1102。根据串联电路的特点知，R2=R总-R3=1102-442=662。 (2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少？ 解：低温挡时，R1和R3串联，电路的总电阻R'=R1+R3=1762+442=2202,低温 挡的功率P低=R _220w2=220W。 2202 (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14im, 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·℃)] 解：不计热量损失，电火锅消耗的电能全部转化为水的内能，水吸收的热量Q吸=C水m(t- to)=4.2×103J/kg·C)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,电火锅消耗的电能 W=Q吸=3.36×1051，实际功率P实=： w_336×10】=400W。 14×60s 28/46 九物下练专题B本 4某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关$接触点1时， 该电饭煲处于（填“保温”或“加热）状态。如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系 图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是 电阻R2的阻值2 R ↑P/kW 0.8 220V1 0.1 10 20 t/min 甲 乙 答案：加热 电功 423.5 5.某款家用电热水壶内部部分简化电路如图甲所示，其中R1和R2为阻值不变的发热电阻(R1< R2)，电热水壶有高功率的加热挡和低功率的保温挡。利用智能插座可以记录该电热水壶工作 时的电压和电流与时间的关系，如图乙和丙所示，在0~4in时，电热水壶的开关S接到a 端，4min后开关S接到b端。 ↑UV ↑IIA R> 8 200 0.04--..- U 0 4 6 t/min 0 4 6 1/min 甲 内 (1)当开关S接b端时，流过R1的电流11一 (填“大于小于”或“等于”流过R2的电流I2。 (2)当开关S接α端时，电热水壶是加热挡还是保温挡？理由是什么？ 解：加热挡。当开关S接b端时，R1与R2串联，电路的总电阻较大；当开关S接a端时，电路 29/46 九物下练专题B本 为风1的简单电路，电路的总电阻较小，电源电压一定，由P-可知，当开关s接和端时， 电路中总电阻较小，此时电路中的电功率较大，所以电热水壶处于加热挡。 (3)求该电热水壶在0~1in内消耗的电能。 解：由图丙可知，在0~1min内电路中的电流I=8A,由图乙可知，电源电压保持200V不 变，故在0~1min内，该电热水壶消耗的电 能W=UIt=200V×8A×1×60s=96000J。 (4)求电阻R,的阻值，及其在5~6min内产生的热量。 解：由题意可知，在0~4in内，电热水壶的开关S接到a端，电路为R1的简单电路，电 源电压保持200V不变，电路中的电流！=8A,根据欧姆定律可得，电阻R1的阻值R1=号 200y=252。由图丙可知，在5~6min内电路中的电流为=0.04A,R1在5~6min内 8A 产生的热量Q=I2R1t'=(0.04A)2×252×1×60s=2.4。 6图甲为小欧家中电火锅的简化电路图，其中R1、R2为定值电阻且都参与加热。旋钮开关可 实现高、中、低三个挡位的切换，当旋钮开关处于图甲所示位置时为中温挡，电路中的电流为 5A。电火锅正常工作时高温挡和中温挡的电功率之比为P高：P中=2：1。求： R R kW.h 31850.5 DDS425型 单相电子式电能表 ○脉冲 220V30100)A50Hz 1200imp/kW·h) 旋转开关 -o220 Vo 甲 乙 (1)当用中温挡加热1min时，电火锅产生的热量。 30/46 九物下练专题B本 解：当用中温挡加热1min时，电火锅产生的热量为Q=W=UIt=220V×5A×60s= 6.6×104J。 (2)低温挡的电功率。 图甲可知，电火锅高温挡时电阻R1、R2并联，中温挡时只有电阻R1工作，由题意 是=2×只，解得R,=R,电阻风，的阻值为R,=号=织=4n。当旋钮开关处于1 时电阻R1、R2串联，为低温挡，则低温挡的电功率P低=R1+R一4+4n U2 (220V)2 =550W。 (3)小欧通过观察发现，在用电高峰，家里只有电火锅工作时，用高温挡将3kg冷水加热1in。 水温从12℃上升到20℃，同时电能表（如图乙）指示灯闪烁了42次（每消耗1kW.h电 能，电能表指示灯闪烁1200次)，则该电火锅的加热效率[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 解：水吸收的热量Q吸=c水m4t=4.2×103J/(kg,℃)×3kg×(20℃-12℃)=1.008× Q吸十 105).消耗的电能W=06×3.6×101=1.26×105),该电火锅的加热效率)= 100%=1008×101 1.26×1051 ×100%=80%。 7.冬天，小峰想做一个电热保温箱帮奶奶酿甜酒，他找到了两根电热丝R1和R2，电功率计量 插座（如图甲），电功率计量插座可为用电器提供220V电压，同时可测出用电器的功率。小 峰进行一系列测试和设计：第一步：如图乙，小峰把一根电热丝R1用导线接入电功率计量插 座，闭合开关，电功率计量插座的示数为88W；第二步：小峰把另一根电热丝R2以某种方 式连入图乙电路后，闭合开关，电功率计量插座的示数为264W。求： o220Vo 0000 电功率计量插座 R 甲 丙 31/46 九物下练专题B本 (1)R1的阻值。 解：R,的阻值R1= (220V2 =5502。 P1 88W (2)图乙中通电10min,电热丝R1消耗的电能。 解：图乙中通电10min,电热丝R1消耗的电 能W=P1t=88W×10×60s=5.28×104J。 (3)R2的阻值。 解：把另一根电热丝R2连入图乙，总功率变大了，说明R1与R2并联，R2的功率为P2 264w-8W-176w,:的阻值风-片-20g-2750。 (4)小峰在图丙中用电热丝R和R2设计了一个高、中、低三挡位的电热器，高、中两挡的 功率之比为3：2，请把R1、R2、开关S1的元件符号填在适当的位置，并简述各挡位的开关闭 合情况和功率。（结果保留1位小数） 解：两根电热丝并联，其总功率为264W,电热丝R1单独接入电路，其功率为88W,电热 丝风，单独接入电路，其功率为176V,两电阻串联功率为P:=0 ≈58.7W,又因 为0-与题意符合，故高挡位两根电热丝并联，开关$1闭合，温控开关接触b,其总功 率为264W;中挡位为R2单独接入电路，开关S1闭合，温控开关接a,其功率为176W; 低挡位为两电阻串联，开关S1断开，温控开关接a,其功率为58.7W,故电路图如图所示。 8小育想设计一款有两个挡位的加热器模型，且每个挡位的功率都能实现在某个范围内可调。 如图甲所示，DF是电阻均匀的电热丝，铭牌标注为“20Ω6A”,P是能够在电阻丝上左右滑 动且阻值不计的滑片。小育设计的电路图如图乙所示，已知电源电压为12V,电流表的测量 范围为0~3A。在保证电流表有示数且电路安全的前提下，进行如下操作： 32/46 九物下练专题B本 D 甲 (1)将电热丝两端D、E点分别与电路中的B、C接线柱相连接时，此时为低挡位。闭合开关， 滑动滑片，求电流表的示数变化范围。 解：当电阻全部连入电路时，闭合开关，电路中电流最小，即mm==:0.6A·当 电阻变小时，电路中电流增大，电流表的测量范围为0~3A,故电路中电流最大为Imax=3A, 故电流表的示数变化范围为0.6~3A。 (2)小育尝试让E点与C点相连接，电热丝D、F两端均与电路中B接线柱连接。闭合开关后， 移动滑片P,让滑片P左右两侧电阻相等，求电热丝在10s内产生的热量。 解：此时R左与R并联，且R左=R右，电流表测干路中的电流，即I右='去左 U 12V 2x200 1.2A。干路电流/午=1左+I右=1.2A+1.2A=2.4A,电热丝在10s内产生的热量Q= U1年t=12V×2.4A×10s=288J。 (3)小育希望电热丝处于高挡位时，可调的范围尽可能广。他连接好C点与E点后，反复尝 试各种连接方式，最终完成设计。闭合开关，滑动滑片过程中，求电热丝处于高挡位时可调出 的最大功率。 解：由于电源电压不变，根据P=U1可知，当干路电流最大时，电热丝功率最大，由于R左 与几并联，可得干路电流为，=金+1台一号+号-式十如气·根据数学知识可知， 当R左=20Q-R左，即R左=R右=102时，I于可得最小值，当R左与R右差值最大时，根 据欧姆定律，即1左与引右差值最大时，I于可得最大值，而电热丝通过的最大电流为6A,故 33/46 九物下练专题B本 当一条支路电流达到6A时，电热丝可得到最大功率，而电流表的最大测量值为3A,则电流 表与另一支路率联，设计国如下：当1=6A时，Rg=兴-2n,可得R生 20n-2n=18n,故12=号=品器号A,千路最大电流年mx=生+m号A+ 6A-号A,电热丝处于高挡位时可调出的最大功 率P总m=U1千max=12V×碧A=80W。 3 34/46