第14讲 欧姆定律、电功率 第5节 多档位电路的计算(集训本)-【学海风暴·PK中考】2026中考物理备考（安徽专用）

第5节 多挡位电路的计算 基础巩固 1.(2025扬州)某电热水壶内部电路简化后如 (1)高温挡的功率。 下图所示，当开关S1、S2都闭合时，电热水壶 (2)发热电阻丝R2的电阻。 处于加热状态，水烧开后温控开关S2自动断 (3)图丙中正常工作30min产生的热量。 开，电热水壶处于保温状态。已知电阻R, 为222，保温时通过R1的电流为0.2A,c水 =4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)将质量为1kg、初温为 220V 20℃的水加热至70℃，水 吸收的热量Q。 (2)电热水壶处于加热状态 时的电功率P。 (3)电热水壶处于保温状态时，1min内消耗 的电能W。 2.(2025合肥包河区一模)如下列图片所示，图 甲为电热毛巾架，其额定电压为220V。该 毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡 自动切换。图乙所示的是其内部电路原理 图，R,和R2都为发热电阻丝；图丙为该毛 3.(2025合肥庐江二模)下图所示的是某品牌 巾架在正常工作30min内电流随时间变化 电饭锅的简化电路图，电饭锅额定电压为 的图像。求： 220V,发热电阻R1、R2阻值不随温度变化 ↑I/A 而变化，R1=1102。改变开关S1、S2、S3的 通断情况，可实现煮饭、煲汤、保温三个挡位 220V 调节。只闭合S3时，为煲汤挡，额定功率为 2 051015202530/mm 440W。 238。己0已6安徽物理 (1)求电饭锅在煲汤挡正常 4.(2025广东)小明设计了可改变灯泡亮度的 工作时电路中的电流。 电路，如下图。电源电压U为6V,灯泡L S. (2)求2的阻值。 标有“6V0.5A”字样，定值电阻R为 -220Vo (3)求电饭锅在保温挡和煮饭挡正常工作时 122. 消耗的功率之比。 (1)S2拨到1处时，闭合开关 S,求L的电功率。 (2)S2拨到2处时，闭合开关 S,电流表示数为0.3A,求： ①R两端的电压。 ②L工作100s消耗的电能。 能力提升 5.(2025毫州蒙城一模)图甲所示的是某家用 电子式单相 电能表 电器的简化电路图，定值电阻R,和R2为发 003186 热体，R2阻值为2352，忽略温度对电阻的 kW.hbo 220V10(40)A50比 I 200 imp/(kW-h) 影响。将旋钮开关分别置于“0和1”“1和2” 分 “2和3”接线柱，可实现电路通断以及保温 额定电压 220V 状态和加热状态的切换。该家用电器铭牌 加热状态功率 1210W 上的保温状态功率数字模糊不清，其他相关 保温状态功率 参数如下表所示。 集训川本 239 (1)求R1的电阻。 6.南南利用实验室中的器材，制作了一个可调 (2)求保温状态的功率。 节功率的简易电加热器，如下图所示，电源 (3)用电高峰期，关闭家中的其他用电器，使 电压恒为20V,R1、R2均为加热电阻丝，R1 用电器的加热状态烧水，观察发现图乙所示 =5,R2=102,滑动变阻器R上标有 的电能表的脉冲指示灯1min内闪烁了20 “1522A”字样。在杯中倒入100g水，闭 次。按照这样的加热条件，把1个标准大气 合开关S,开关S接通触点b,加热100s。 压下质量为1.5kg、初温为20℃的水加热至 (1)求R2的功率。 沸腾，已知加热效率为84%，c水=4.2× (2)若该过程加热效率 103J/(kg·℃)，求将水加热至沸腾的总 为84%，求水升高的温 R2 时间。 度。〔c水=4.2×103J/ (kg·℃)门 (3)断开S,开关S1接通触点a,在安全范围 内调节滑动变阻器，求电路总功率最大值与 R,功率最小值之差。 240从。己0已6安徽物理5.C【解析】由图甲可知两个电阻串联，电压表测量R。:10.B【解析】由图可知，该电路为并联电路，电流表A 两端的电压，电流表测量电路中的电流；天然气浓度 测量干路电流；电压表测量电源电压，电压表示数保 增大时，根据图乙可知，气敏电阻的阻值变小，电路的 持不变；当滑动变阻器R:的滑片P向右移动时，滑 总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大， 动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知， 电流表示数变大：根据U=IR可知，定值电阻两端电 通过滑动变阻器的电流减小；并联电路各支路互不 压变大，电压表示数变大，故A、B错误。同理可知，天 影响，通过R,的电流不变：根据并联电路电流特点 然气浓度变小时，电流表示数变小，电压表示数变小， 可知，干路中的电流减小，即A的示数减小；定值电 阻R,两端的电压不变，通过的电流不变，根据P= 压表与电流表示数的乘积变小：根据R UI可知，R1消耗的功率不变；根据P=U可知，电 知，电压表和电流表示数的比值等于定值电阻的阻 路消耗的总功率变小；电压表示数不变，电流表示数 值，所以该比值不变，故C正确，D错误。 变小，所以电压表与电流表示数之比变大。 6.D【解析】由图中信息可知，溶解氧传感器与滑动变 11.D【解析】由电路图可知，定值电阻R,、R2与滑动变 阻器串联，电压表测溶解氧传感器两端的电压，当水 阻器三者串联，电压表V1测R1、R:两端的总电压， 中溶氧量浓度降低时，溶解氧传感器的阻值减小：根 V:测R:与滑动变阻器两端的总电压，电流表测电路 据串联电路电阻特点可知，电路中总电阻变小，根据 中的电流。将滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端， 欧姆定律可知，电路中电流变大，电压表示数变小，故 滑动变阻器连入电路的电阻变大，由串联电路的电阻 A、B错误。根据P=UI可知，电压不变时，电流变大， 规律可知，电路的总电阻变大：由欧姆定律可知，电路 电路的总功率也变大，故C错误。因为电源电压不 中的电流变小，根据P=UI可知电路的总功率变小， 变，溶解氧传感器两端的电压变小，故滑动变阻器两 故A正确。根据U=IR可知，电压表V:的示数变 端的电压变大，电路中的电流变大，滑动变阻器的功 小，R:两端的电压变小，由串联电路电压的规律可 率变大，故D正确。 知，V2的示数变大：电压表V,的示数变化量等于R 7.D【解析】由图可知，闭合开关S后，定值电阻R,与 和R,两端的总电压变化量；根据串联电路的电压规 滑动变阻器R,串联，电流表测电路中的电流，电压表 律可知，电压表V,的示数变化量等于R1两端的电 V测R,两端的电压，电压表Vz测R,两端的电压； 压变化量，所以△U>△U2;△U,等于R,、R,两端的 当滑片P向右移动时，变阻器R,接入电路的电阻变 总电压变化量，由欧姆定律得，△U,=△U2=I(R,十 小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律I一R可知电路 R2)-I'(R+R2)=(I-I')(R,+R2)=△I(R,+ 中的电流变大，即电流表A的示数变大，故A错误。 R,),故有4 △7=R,+R:,所以△和△1的比值不 电压表V测R:两端的电压，滑片P向右移动时，电 路中的电流变大，由U=IR可知定值电阻R,两端的 变，同理可知 △7=R,所以△U,和△I的比值不变， 电压变大，即电压表V,的示数变大，故B错误。由欧 故B、C正确，D错误。 姆定律可知，电压表V,的示数与电流表A的示数之 比等于R的阻值，且R,是定值电阻，所以该比值不 第5节多挡位电路的计算 变，故C错误。电压表V,测R,两端的电压，由欧姆 ○基础巩固 定律可知，电压表V:的示数与电流表A的示数之比 1.解：(1)水吸收的热量Q=c本m△1=4,2×103J/(kg 等于变阻器R:接入电路的电阻，因为滑片P向右移 ·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105J 动时，变阻器R,接人电路的电阻变小，所以电压表V, (2)加热时，S、S2都闭合，R:被短路，此时电路中只有 的示数与电流表A的示数之比变小，故D正确。 R,工作，则电热水壶处于加热状态时的电功率P= ○能力提升 U2(220V)2 =2200W 8.C【解析】R,、R:串联，电流表测电路中的电流，电压 R:222 表V,测R:两端的电压，电压表Vz测R,两端的电 (3)保温时两电阻串联，通过R,的电流为0.2A,则电 压。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，变阻器接入 路中的电流也为0.2A,保温时间t=1min=60s,则 电路的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不 消耗的电能W=U11=220V×0.2A×60s=2640J 变，由1= 反可知，电路中的电流变小，即电流表A的 2.解：(1)根据图丙可知，高温挡工作时电路中的电流I喜 =2A 示数变小；电路中电流变小，由U=R可知，定值电阻 高温挡的功率P=UI海-220V×2A=440W R,两端的电压变小，即电压表V2示数变小：电源电压 (2)由图乙可知，当开关S接1时，只有R,工作，当开 不变，因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电 关S接2时，R,、R:串联，根据串联电路的电阻特点可 压之和，所以变阻器R:两端的电压变大，即电压表V 示数变大。由此可知，A、BD错误，C正确。 知，此时电路的总电阻最大，由P二尽可知，电路的总 9.B 功率最小，电热毛巾架处于低温挡。当开关S接1时， 50 A。己0己6安徽物理 只有R,工作，电路中的总电阻最小，电功率增大，电 :○能力提升 U 热毛巾架处于高温挡。由I=京可知，R,的阻值R 5.解：(1)旋钮开关置于“0和1”时，电路断路；置于“1和 2”时两电阻串联；置于“2和3”时，电路为R1的简单电 U220V =1102 路。根据串联电阻的规律可知，旋钮开关置于“2和3” 2A R1R:的串联总电阻R=一O.5A .U220V 时，电路中的电阻最小，根据P二可知，电路中的功 -4402 则R2的阻值R2-R-R:-4402-1102-3302 率最大，为加热状态，R,的电阻R,=-220 P如片1210W (3)由图丙可知电热毛巾架高温挡工作时间= =400 10min=600s,低温挡工作时间l2=30min-10min= (2)两电阻串联时，为保温状态，保温状态的功率P 20min=1200s U (220V)2 电热毛巾架正常工作30min产生的热量Q=W=W -R1+R.-40n+235n-176W +W2=U1喜41+U1每t2=220V×2A×600s+220V (3)1200imp/(kW·h)表示电能表的脉冲指示灯闪烁 ×0.5A×1200s=3.96×105J 1200次，电路消耗电能1kW·h,则电能表的脉冲指 U 3.解：由P=尺可知，只闭合S时，只有R:工作，电饭 示灯闪烁了20次：电路清耗的电能W=忍kW·h 锅处于煲汤挡；只闭合开关S:时，电饭锅处于保温挡， 1 闭合开关S,和S时，电饭锅处于煮饭挡。 -okw·h (1)电饭锅在煲汤挡正常工作时，电路中的电流I= kW·h 号-0W-2A 电器的实际电功率P= W60 =1kW= 1 6 U220V (2)R:的阻值R,--2A100 1000W 1个标准大气压下水的沸点是100℃，把1个标准大 (3)电饭锅在保温挡正常工作时，两个电阻串联，则电 气压下质量为1.5kg、初温为20℃的水加热至沸腾， U2 饭锅此时消耗的电功率P:=R,十R 则水吸收的热量Q=c本m△1=4.2×103J/(kg·℃) (220V)2 ×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×103J 10Q+110n-220w 根据)=吕×10%=号×100%，水加热至满腾的总 电饭锅在煮饭挡正常工作时，两个电阻并联，此时R 2 时间' Q 5.04×105J 两端的电压不变，其阻值不变，根据P=尺可知，R, P71000wX84%=600s 6.解：(1)闭合开关S,开关S接通触点b,R2接入电路， 消耗的功率P:=P%=440W U2(20V2 U2(220V)2 则R1消耗的功率P,一R,=110Q =440W R2的功率为P,=R。-100 =40W (2)加热100s,电加热器消耗的电能为W=P,1= 所以电饭锅煮饭时消耗的功率P,=P,十P2=440W 40W×100s=4000J +440W=880W 加热效率为84%，则水吸收的热量为Q=84%W= 电饭锅在保温挡和煮饭挡正常工作时消耗的功率之 84%×4000J=3360J 比Pe:P数=220W:880W=1:4。 4.解：(1)S拨到1处时，闭合开关S,只有灯泡连人电 水升高的温度△y=Q 3360J c本m*4,2X10J/(kg·℃)X0.1kg 路工作，此时灯泡两端电压等于电源电压，UL=6V, =8℃ 灯泡两端电压刚好达到额定电压，此时通过灯泡的电 (3)断开S,开关S接通触点a,滑动变阻器R与R 流I1=0.5A 串联，当滑动变阻器取最大值R=15Q时，电路中 灯泡的功率PL=UI1=6V×0.5A-3W 电流最小，R1消耗的功率最小，R,的最小功率为P (2)①S拨到2处时，闭合开关S,灯泡L与定值电阻 U 20V R串联，电流表示数为0.3A,则I定=I1'=0.3A =IR1= Rx十R ×R,=（15n+5 ×52= R两端的电压U定=IR=0.3A×122=3.6V 5W ②灯泡分得的电压U,'=U-U定=6V-3.6V= 为保证电路安全，电路中的最大电流为滑动变阻器允 2.4V 许通过的最大电流Ix=2A,此时电路中的总功率最 L工作100s消耗的电能W=U'1.'t=2.4V×0.3A 大，最大总功率为Px=U1mu=20VX2A=40W ×100s=72J 功率之差△P=Px一Pn=40W-5W=35W 参考答案 51