第十八章电功率多档位问题 专项练习--------2025-2026学年人教版物理九年级上学期

电功率多档位问题 小试牛刀基础练 一、串联型 1．如图所示，是某品牌饮水机的简化电路示意图，其铭牌如下表所示。其中和均为电热丝，S是用感温材料制造的温控开关，可使其在加热和保温两挡之间自由切换。 ××牌饮水机 额定电压  220V 额定频率  50Hz 加热功率  1100W 防触电类型  Ⅰ类 （1）该饮水机把2kg的水从20℃加热到100℃，水会吸收多少J热量？ （2）的阻值是多少Ω？ （3）要使在保温状态时的功率为加热状态时的百分之一，则的电阻是多少Ω？ 【答案】（1）；（2）44Ω；（3）396Ω 【详解】解：（1）水吸收的热量 （2）由图可知，当开关S闭合时，只有R1工作，当开关S断开时，R1、R₂串联，根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以，当开关S闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据可知，电功率最大，饮水机处于加热挡；当开关S断开时，R1、R₂串联，电路中的总电阻最大，电功率最小，饮水机处于保温挡； 由可知，R₁的阻值 （3）根据题意可知，保温状态时，R₁的功率 由可知，保温状态时通过R₁的电流 由可知，保温状态时R₁两端的电压 根据串联电路的电流特点可知，保温状态时通过R₂的电流 根据串联电路的电压特点可知，保温状态时R₂两端的电压：      由可知，R₂的阻值 答：（1）该饮水机把2kg的水从20°C加热到100°C，水会吸收的热量； （2）R₁的阻值是44Ω； （3）要使R₁在保温状态时的功率为加热状态时的百分之一，则R₂的电阻是396Ω。 2．小明家买了一个两挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，、是定值电阻，可通过旋转开关实现高、低挡位切换。电烤炉的相关参数如下表所示。 额定电压 220V 高温挡功率 880W 低温挡功率 440W (1)求电烤炉在低温挡正常工作时的电流； (2)求电阻的阻值； (3)若在用电高峰期，电烤炉在高温挡单独工作55min能使图乙中的电能表表盘转动1200转，求此时小明家的家庭电路的实际电压。 【答案】(1)2A(2)55Ω(3)200V 【详解】（1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流为 （2）由图甲知，旋转开关连接1时，R1、R2串联，电路总电阻最大，由可知，为低温挡；旋转开关连接2时，电路只连接R1，为高温挡；高温挡时电阻为 低温挡时总电阻为 则电阻R2的阻值为 （3）电烤炉在高温挡单独工作55min消耗的电能为 此时电烤炉的实际功率为 根据可知，此时小明家的家庭电路的实际电压为 3．如图甲所示是一款电加热煮茶壶，其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝，旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置，可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W，R1＝160Ω。求： （1）电阻丝R2的阻值； （2）保温挡正常工作100s消耗的电能； （3）该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡，将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min，则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容] 【答案】（1）40Ω；（2）242W；（3）200V 【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S接触2、3时，电路为R2的简单电路；当开关S接触1、2时，电路为串联电路。根据可知，开关S接触2、3时，电阻最小，功率最大，电加热煮茶壶处于加热档；当开关S接触1、2时，电阻最大，功率最小，电加热煮茶壶处于保温档。R2的阻值 （2）当开关S接触1，2时，电加热煮茶壶处于保温档，茶壶低温挡功率 保温挡正常工作100s消耗的电能 （3）水从40℃升高到100℃吸收的热量 根据可得，消耗的电能 实际电压 答：（1）R2的阻值40Ω； （2）保温挡正常工作100s消耗的电能是24200J； （3）家庭电路的实际电压是200V。 4．如图甲所示为小光同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180。求： （1）电中药壶“猛火挡”正常工作时的电流； （2）电中药壶“文火”挡的额定功率； （3）夏天的一个傍晚，小光将电中药壶接在实际电压200V的电源上，帮爷爷熬药，先用猛火挡加热5min至沸腾后，再用文火挡慢熬30min，全过程共消耗电能是多少？ 【答案】（1）11A；（2）242W；（3） 【详解】解：（1）猛火挡正常工作时的电流 （2）由电路图知，当开关S′接M时，两电阻串联在电路中，电路的总电阻较大，据知，电路总功率较小，是文火挡；当S′接N时，电路中只有R1工作，电路的电阻较小，据知，电路总功率较大，是猛火挡。R1的阻值 文火挡工作时的总电阻 R总=R1+R2=20Ω+180Ω=200Ω 文火挡的额定功率 （3）实际电压为200V时，猛火挡及文火挡的实际功率分别为 猛火加热5min消耗的电能 文火慢熬30min消耗的电能 全程共消耗的电能 答：（1）电中药壶“猛火挡”正常工作时的电流为11A； （2）电中药壶“文火”挡的额定功率为242W； （3）全程共消耗电能是。 5．如图甲所示是一款多功能双层煮蛋器，其工作原理图如图乙所示。煮蛋器的额定电压为220V，R1、R2均为电阻丝（阻值不变），智能开关S1可自动切换加热挡、保温挡。图丙为该煮蛋器在正常工作17.5min时间内功率的变化情况。请解答： (1)若煮蛋器正常工作17.5min，加热状态消耗的电能？ (2)正常加热状态下，此时电路中的电流为多大？ (3)保温状态，R2两端电压为多大？ 【答案】(1)3.3×105J(2)5A(3)212V 【详解】（1）根据图丙可知，加热状态持续 5 min、功率为 1100 W。则消耗的电能 （2）在正常加热状态下，电压U= 220 V，功率，则电路中电流为 （3）由图丙可知，保温状态功率，又由图乙，当开关S，S1闭合时，电路中只有R1工作，当开关S闭合，S1断开时，电阻R1与R2串联，根据串联电路电阻规律只串联时总电阻为，在由，可知，在电压一定时，电阻越大，功率越小，即只有R1工作时是加热挡，两电阻串联时是保温挡；电阻R1的电阻为 保温时总电阻为 故 此时电路中电流 由欧姆定律可得 6．如图甲所示是小彭家中的迷你双控温暖风机，其内部加热部分简化电路如图乙所示，R1和R2是加热电阻，该暖风机正常工作时低温挡的加热功率为242W，高温挡的加热功率是低温挡的4倍。求： （1）低温挡的电流； （2）加热电阻R2的阻值； （3）不改变原电路已有的元件位置，想在原电路中某处再新增一个加热电阻，使高温挡的功率变为原来的1.5倍，请说明该电阻连接的位置和方式（串联或并联），并计算新增的加热电阻的阻值大小。 【答案】（1）1.1A；（2）150Ω；（3）见解析 【详解】解：（1）根据P=UI得，低温挡工作电流 （2）高温挡的加热功率是低温挡的4倍，则P高温=968W。开关S接2时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据可知，总功率较大，该暖风机处于高温挡，则R1阻值 开关S接3时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据可知总功率较小，该暖风机处于低温挡，则两电阻之和 加热电阻R2的阻值 R2=R串-R1=200Ω-50Ω=150Ω （3）开关S接2时，电路中只有R1工作，该暖风机处于高温挡。使高温挡的功率变为原来的1.5倍，高温挡的功率变大，由可知，应减小高温挡电阻，则在4和5之间并联一个加热电阻，增加的功率为 则新增电阻的阻值 答：（1）低温挡的电流为1.1A； （2）加热电阻R2的阻值为150Ω； （3）新增的加热电阻的阻值大小为100Ω，并联接在4和5两点之间。 7．小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。 (1)高温挡正常工作时的电流是多少安？ (2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？ (3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。 【答案】(1)2.5A(2)154Ω（3)见解析 【详解】（1）图甲可知，当开关S1闭合，S2接触a时，两电阻串联，电路的总电阻最大，根据可知，电功率最小，此时电炖锅处于低温挡；当开关S1闭合，S2接触b时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，根据可知，电功率最大，此时电炖锅处于高温挡。根据P=UI可得，高温挡正常工作时的电流是 （2）由可得，的阻值是 电炖锅高温挡正常工作0.8h，消耗的电能为 小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，此时电能表读数为，则整个过程消耗的电能为 所以，电炖锅低温挡正常工作消耗的电能为 根据可得 所以，的阻值是 （3）为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，S3需接在干路上；电路图可设计如下： 当S2接a、S1和S3闭合时，此时两电阻并联接入电路中，电炖锅处于高温挡；当S2接a、S1断开、S3闭合时，只有R2接入电路中，电炖锅处于中温挡；当S2接b、S1闭合、S3闭合时，此时只有R1接入电路中，电炖锅处于低温挡；满足三个挡位的要求；且三个挡位工作时，温控开关S3都起到防干烧的功能，故以上设计的电路图符合题意。 二、并联型 8．小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 【答案】(1)100W(2)44Ω(3)375s 【详解】（1）只闭合S1时，电路为R1的简单电路；S1、S2都闭合时，R1、R2并联，因并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以由可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电路中电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡；当S1、S2都闭合，R1、R2并联，电路中电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡；只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡，由可得保温挡功率 （2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率 由可知，电阻R2的阻值 （3）要使1.2kg的水温度升高75℃，水需要吸收的热量 由可知，消耗的电能 由可知，加热需要的时间 9．图甲是某品牌电饭锅，图乙是其工作的电路图，下表是该电饭锅铭牌上的一些信息，R、两根电阻丝的阻值均不变。接通电路后，开关S自动与触点a、b接触，开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，变为与触点c接触，开始保温，此时锅内水温不变，且未沸腾。 ××牌电饭锅 额定电压 220V 额定功率 加热挡 968W 保温挡 484W 电源频率 50Hz (1)的电阻为多大？ (2)该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为多少? (3)断开其他用电器，仅让电饭锅在加热挡下工作，测得图丙中电能表转盘3min内转过150转，请计算电饭锅的实际功率。 【答案】(1)100Ω(2)(3)1000W 【详解】（1）当电饭锅处于保温挡时，开关S与触点c接触，电路中只有电阻R0工作。由铭牌可知，保温挡的额定功率 P保温= 484W，额定电压U = 220V。根据电功率公式可得，电阻R0的阻值为 （2）当电饭锅处于加热挡时，开关S与触点a、b接触，电阻R和R0并联。由铭牌可知，加热挡的额定功率P加热= 968W。由于R和R0并联在220V的电源上，R0的功率等于其单独工作时的功率，即保温功率P0=P保温= 484W 则电阻R的功率PR= P加热- P0= 968W-484W=484W 在加热挡正常工作50s，电阻R产生的热量QR = WR= PRt =484W×50s=2.42×104J （3）由图丙电能表可知，其转盘常数为3000r/(kW·h)，表示每消耗1kW·h的电能，转盘转动3000转。电能表转盘转过150转，电饭锅消耗的电能 工作时间 t =3min =180s 电饭锅的实际功率 10．小宏新买的电饭锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示。和均为电热丝，开关是自动控制开关，开关向上与触点、接通，向下仅与触点接通。煮饭过程中，通过开关不断改变电路接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间的变化图象。求： （1）电热丝的阻值； （2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能； （3）在傍晚用电高峰期，家中只接该电饭锅，闭合开关使其开始工作11min（由于热量原因，该过程中始终与触点、接通），电能表（表盘如图丁所示）的圆盘转了300转，则此过程中实际电压为多少？ 【答案】（1）110Ω；（2）9.9×105J；（3）200V 【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S2向上与触点a、b接通时，电热丝R1和R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最小，由可知此时电路的总功率最大，由P=UI可知此时电路的总电流最大，由图丙可知最大电流I大=3A，当S2向下仅与触点c接通时，电路为R2的简单电路，电路中的电阻最大，总功率最小，由P=UI可知此时电路的总电流最小，由图丙可知最小电流I小=2A，R2的阻值 （2）由图可知，在煮饭全过程中，以最大电流工作的时间 t1=15min=900s 以最小功率工作的时间 t2=15min=900s 煮饭全过程消耗的电能 W=W1+W2=UI大t1+UI小t2=220V×3A×900s+220V×2A×900s=9.9×105J （3）电饭锅消耗的电能 该过程中S2始终与触点a、b接通，R1与R2并联，则电路总电阻为 实际电压 答：（1）电热丝R2的阻值为110Ω； （2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能为9.9×105J； （3）此过程中实际电压为200V。 11．如图甲所示，是物理老师放在办公室的泡茶机，其加热部分的电路简化结构如图乙所示。R1、R2和R3均为加热电阻；改变双触点开关的接触位置，可以实现快热挡、慢热挡和功率可调的保温挡功能。其铭牌参数如表格所示。加热电阻R1的规格为“605Ω  0.5A”。 快热挡 180W 慢热挡 ？W 保温挡 ？W~？W （1）求泡茶机在快热挡正常工作5min消耗的电能； （2）求加热电阻R2的阻值； （3）老师查看泡茶机的说明书，发现保温挡的最大功率和最小功率的比值为5∶2，求电阻R3的阻值。 【答案】（1）5.4×104J；（2）484Ω；（3）495Ω 【详解】解：由可知，当电压一定时，电阻最大，功率P最小，是保温挡，电阻最小，功率P最大，是加热挡。由电路图可知，当开关接1、2时，R1、R2并联，电阻最小，为快热挡；当开关接2、3时，只有R1接入电路，为慢热挡；当开关接3、4时，R3与R1串联，当R1滑动时，功率可调，为保温挡。 （1）泡茶机在快热挡正常工作的电功率为180W，5min消耗的电能为 W=P快t=180W×5×60s=5.4×104J （2）加热挡的功率为 解得R2=484Ω。 （3）当开关接3、4时，R3与R1串联，由题意可知，当通过R1的电流为其允许通过的最大电流0.5A时，保温功率最大，为 P保最大=I最大U=0.5A×220V=110W 由于保温挡的最大功率和最小功率的比值为5∶2，则可得最小保温功率为 根据电路图可知，当滑片移到最右端时，R1、R3串联，R1以最大阻值605Ω接入电路时，此时保温功率最小，根据可得，保温功率最小时，电路的总电阻为 R3的电阻为 R3=R总-R1=1100Ω-605Ω=495Ω 答：（1）泡茶机在快热挡正常工作5min消耗的电能为5.4×104J； （2）加热电阻R2的阻值为484Ω； （3）电阻R3的阻值为495Ω。 12．图甲所示，是家用电饭煲的原理图，它有加热、保温的功能。 R、R1和 R2都是发热电阻，R上标有“220V   605W”，R1=880Ω，R2=162Ω。加热时，按下温控开关S与 a、b接触，当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使电饭煲处于保温状态。求： (1)发热电阻R电阻为多少Ω？ (2)若电饭煲在加热状态时的加热效率是84%，则加热状态下5min 能使3kg的水温度升高多少℃？（c水=4.2×103J/kg · ℃） (3)电饭煲煮饭需依次完成加热和保温两个过程，某次煮饭时，将该电饭煲插在智能插座（能显示时钟和消耗电能）上正常工作，煮饭前后智能插座显示的信息如图乙丙所示，则本次煮饭电饭煲在保温状态下工作的时间是多少min？ 【答案】(1)80Ω(2)13.2℃(3)6min 【详解】（1）发热电阻R电阻 （2）按下温控开关S与 a、b接触，R与R1并联，电饭煲为加热挡，R1的功率 电饭煲加热功率为 电饭煲加热状态下5min，消耗的电能为 水吸收的热量为 水升高的温度为 （3）当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，此时R与R2串联，电饭煲处于保温状态。电路的总电阻 电饭煲保温功率 由图乙、丙可知，这次煮饭时间 消耗的电能 根据可得 即 解得t保温=360s=6min 13．某品牌汽车安装有电加热座椅垫，该座椅垫有“高温”、“低温”两个挡位，高温挡功率为80W，低温挡功率为20W，其电路简化原理图如图甲所示，其中电源电压为40V保持不变，R1、R2均为发热电阻，其阻值不受温度影响，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为2.5A。求： （1）R2的阻值； （2）小明把电路原理图甲改为乙图（电源电压不变），也设有“高温”和“低温”两个挡位，但发现有一个挡位无法正常使用，请通过计算分析说明原因； （3）同组小亮提出新方案，在图甲中只接入一个滑动变阻器即可实现发热电阻的功率在20W到80W的范围内变化。请你设计方案并计算滑动变阻器最大阻值是多少Ω？ 【答案】（1）20Ω；（2）高温挡工作时的电流大于熔断器的熔断电流；（3）60Ω 【详解】解：（1）由图可知，当开关S接C时，电路为R2的简单电路，电路电阻较小，根据公式可知，功率较大，为高温挡；当开关S接D时，R1、R2串联，电阻较大，为低温挡。R2的阻值为 低温挡时，电路总电阻为 则R1的阻值为 （2）如图乙，当双触电开关接b、c两点时，R1工作，此时电路电阻较大，功率较小，为低温挡；当双触电开关接c、d两点时，两电阻并联，此时电路电阻较小，功率较大，为高温挡，干路电流为 大于干路上熔断器的熔断电流，所以高温挡无法正常工作。 （3）如图，在电路中接入一只滑动变阻器，开关接C点时，滑动变阻器与R2串联，当滑动变阻器接入电路电阻为0时，只有R2连入电路，为最大功率为80W；当最小功率为20W时 即 解得：R=60Ω，故滑动变阻器最大阻值为60Ω。 答：（1）R2的阻值为20Ω； （2）高温挡时的电流大于熔断器的熔断电流； （3）滑动变阻器最大阻值是60Ω。 三、多开关型 14．空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示，是小佳家的一台空气炸锅，电热丝R1、R2阻值恒定， R1＝50Ω， R2＝200Ω，额定电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合，开关S接b端时为高温挡；当开关S1闭合，开关S断开时为中温挡；当开关S1断开，开关S接a时为低温挡。求： （1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流； （2）低温挡正常工作时，R1、R2消耗的总功率； （3）某次使用空气炸锅高温挡加工薯条时，小佳关闭其他用电器只让空气炸锅工作，发现空气炸锅工作的6min之内电能表转动300转（电能表表盘如图丙），求当时的实际电压。 【答案】（1）1.1A；（2）193.6W；（3）200V 【详解】解：（1）当开关S1闭合，开关S断开时为中温挡，此时R2单独连入电路，通过电阻R2的电流为 （2）当开关S1断开，开关S接a时为低温挡，此时R1、R2串联，R1、R2消耗的总功率为 （3）空气炸锅工作的6min之内电能表转动300转，消耗的电能为 实际电功率为 开关S接b端时为高温挡，此时R1、R2并联，总电阻为 实际电压为 答：（1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流为1.1A； （2）低温挡正常工作时，R1、R2消耗的总功率为193.6W； （3）某次使用空气炸锅高温挡加工薯条时，小佳关闭其他用电器只让空气炸锅工作，发现空气炸锅工作的6min之内电能表转动300转（电能表表盘如图丙），当时的实际电压为200V。 15．为畅享“绿水青山，近年来户外露营火爆，某家庭购置了一款多功能电煮锅用于户外露营如图甲所示。如图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A、接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，下表是电煮锅的部分参数。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 P高 （1）电煮锅处于中温挡工作时，求电路中的电流大小； （2）求高温挡的功率P高； （3）当实际电压为198V时，用高温挡工作5s电流做功为多少J。 【答案】（1）5A；（2）2200W；（3）8910J 【详解】解：（1）已知中温挡功率为1100W，根据P=UI，电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小为 （2）由乙图可知，闭合S1，S2接A时，R2短路，电路为R1的简单电路；闭合S1，S2接B时，R1和R2并联；断开S1，S2接A时，两电阻串联；根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，根据，故闭合S1，S2接A时为中温挡；闭合S1，S2接B时为高温挡；断开S1，S2接A时，为低温挡。已知中温挡工作时的电流为5A，根据欧姆定律有 已知低温挡功率为550W，根据和串联电阻的规律有 故 高温挡时R1和R2并联，因两电阻相等，根据并联电路电压的规律及，可知两电阻R1和R2的功率相等，故高温挡的功率 P高=2P中=2×1100W=2200W （3）根据可知，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，故当实际电压为198V时，高温挡的实际功率为 用高温挡工作5s电流做功为 W=P实t=1782W×5s=8910J 答：（1）电煮锅处于中温挡工作时，电路中的电流大小为5A； （2）高温挡的功率P高为2200W； （3）当实际电压为198V时，用高温挡工作5s电流做功为8910J。 16．小聂家新买了一台电饭煲，内部电路如图甲所示，R1、R2均为电热丝且R2=2R1，可通过闭合不同的开关实现高、中、低挡位切换。正常工作时低温挡的功率为1000W。求： （1）R2的阻值； （2）正常工作时高温挡的功率； （3）某次烧水时，家庭电路中只有该电饭煲工作，1kg的水从20℃升高到30℃，电能表（如图乙所示）闪了20次，求电饭煲烧水的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】（1）48.4Ω；（2）1500W；（3）93.3% 【详解】解：（1）由图甲可知，三个开关都闭合，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温挡；闭合开关S和S1，只有R1的简单电路，闭合开关S和S2，只有R2的简单电路，因为R2=2R1，所以闭合开关S和S2，电路的电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于低温挡，闭合开关S和S1，电路的电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于中温挡，正常工作时低温挡的功率为1000W，R2的阻值 （2）R2的阻值 R2=2R1=2×48.4Ω=96.8Ω 正常工作时高温挡的功率 （3）水吸收的热量 Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(30℃-20℃)=4.2×104J 电饭煲消耗的电能 电饭煲烧水的效率 答：（1）R2的阻值是48.4Ω； （2）正常工作时高温挡的功率是1500W； （3）电饭煲烧水的效率是93.3%。 17．重庆火锅，又称麻辣火锅，深受广大重庆老百姓的喜爱，俗话说：没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅，图乙是其简化电路图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，为242Ω，为60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）。求： (1)的阻值； (2)电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，此时的加热效率； (3)用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的表盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有，汤水比热容假定为水的比热容，] 【答案】(1)181.5Ω(2)84%(3)1A 【详解】（1）旋钮开关置于“0和1”，没有电阻接入，处于断开状态；当旋钮开关置于“1和2”，R2与R3两个电阻串联；当旋钮开关置于“2和3”时，只有R2接入；当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入；根据可知，电源电压一定，总电阻越大，总功率越小，当旋钮开关置于“1和2”，R2与R3两个电阻串联，此时的总电阻最大，总功率最小，为低温挡；当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入，此时的总电阻最小，总功率最大，为高温挡；当旋钮开关置于“2和3”时，只有R2接入，为中温挡。 当旋钮开关置于“3和4”接线柱，R1与R2并联接入，为高温挡，高温挡的功率为 根据正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，则低温挡的功率为 则低温挡的总电阻为 的阻值 （2）电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，水吸收的热量为 电火锅处于高温挡正常工作时，消耗的电能为 此时的加热效率 （3）电能表的表盘转了420转，电能表的铭牌上标有，则消耗的总电能为 此时的总功率为 用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，水吸收的热量不变，仍然为，由于加热效率不变，则高温挡消耗的电能也是相同的，而此时高温挡工作了500s，则电火锅实际功率为 设此时的电源电压为U，则总功率为 经整理可知，电源电压为 则液晶电视机的功率为 通过液晶电视机的电流 18．电煮锅煎炒涮煮炖样样都行。图甲为熙熙同学家的电煮锅，图乙为该电煮锅的简化电路，定值电阻和均为电热丝，开关、、的通断可实现高温、中温、低温三个挡位的调节（、不会同时闭合）。已知电路额定电压为220V，的阻值为220Ω，中温挡额定功率为440W。求： （1）的阻值； （2）低温挡正常工作300s，整个电路消耗的电能； （3）家中只有电煮锅工作时，电能表的指示灯3min内闪烁90次，如图丙所示，则实际功率比高温挡额定功率变化了多少？    【答案】（1）110Ω；（2）；（3）60W 【详解】解：（1）当两电阻并联时，电路总电阻最小，总功率最大，为高温挡；当两电阻串联时，电路总电阻最大，总功率最小，为低温挡；只有R1工作时，为中温挡，则的电阻为 （2）低温挡时，开关、断开，闭合，R1和R2两电阻串联，正常工作300s，整个电路消耗的电能为 （3）电能表的指示灯3min内闪烁90次，实际消耗的电能为 实际功率 高温挡时，开关、闭合，断开，R1和R2两电阻并联，额定电功率为 那么实际功率比高温挡额定功率变化了 答：（1）R1的阻值为110Ω； （2）低温挡正常工作300s，整个电路消耗的电能为4.4×104J； （3）实际功率比高温挡额定功率减少了60W。 19．如图甲所示是某家用电热水器的工作原理图，其中是发热电阻，，，虚线框为电热水器的金属外壳，该电热水器通过手动调节可实现高、中、低三挡加热。 导线型号 横截面积S/mm2 安全截流量I/A A 0.5 4 B 1 8 C 1.5 12 D 2.5 20 (1)试求该电热水器处于低温挡时的电功率； (2)表中哪款铜芯导线作为该电热水器的电流输出导线符合安全且又经济的原则，请计算说明； (3)若某次用电高峰期，家庭电路中有该电热水器和电视机同时在工作，不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量，家中电能表（如图乙）同时转了22r，则电视机的实际工作电流是多少？ 【答案】(1)176W(2)导线型号B(3)1A 【详解】（1）当S1闭合，S2断开，S3接a时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，电源电压一定，由可知电功率最小，此时为低温挡；当S1闭合，S2闭合，S3接a时，只有R1接入电路，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知电功率较大，此时为中温挡；当S1闭合，S2闭合，S3接b时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知电功率最大，此时为高温挡。 当S1闭合，S2断开，S3接a时，R1与R2串联， 根据可知，电热水器低温挡的电功率 （2）当S1闭合，S2闭合，S3接b时，R1与R2并联，此时为高温挡，则电热水器高温挡的电功率 根据可知，电热水器工作时的最大电流为 由表可知，应选横截面积为1mm2的导线，即导线型号B，符合安全又经济的原则。 （3）不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量6.6×104J，热水器消耗的电能。 1000r/( kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动1000r，电能表转盘转22r时，热水器和电视机共消耗的电能 电视机消耗的电能 由可得，电视机的实际工作电流 20．如图甲是小明家使用的一款机械型电炖锅，通过挡位开关可实现高、中、低三挡控温功能，其内部的简化电路原理图如图乙所示，图中R1、R2、R3均为加热电阻（阻值不变）。已知R2与R3的阻值之比为3∶2，高温挡与低温挡的额定功率之比为11∶1，低温挡的额定功率为110W。求： （1）该电炖锅在低温挡正常工作时的电流为多少？ （2）该电炖锅中温挡的额定功率是多少？ （3）某周末的晚饭时，小明想利用自家电能表（如图丙）测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电炖锅在高温挡状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求家庭电路的实际电压是多少？ 【答案】（1）0.5A；（2）484W；（3）200V 【详解】解：（1）该电炖锅在低温挡正常工作时的电流为 （2）高温挡与低温挡的额定功率之比为11∶1，单独接入R3为高温挡，则高温挡功率为 R3的电阻为 R2与R3的阻值之比为3∶2，故R2的电阻为 中温挡为R2、R3串联接入时，该电炖锅中温挡的额定功率是 （3）电能表的转盘在1min内转了50转，消耗的电能为 实际功率为 家庭电路的实际电压是 答：（1）该电炖锅在低温挡正常工作时的电流为0.5A； （2）该电炖锅中温挡的额定功率是484W； （3）家庭电路的实际电压是200V。 四、得心应手提升练 1．如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，图乙是其简化电路图，有高温、低温两个加热挡位，电源电压恒为220V，、为电热丝，开关和以切换工作状态。其中的阻值为40Ω，低温挡功率为242W。求： (1)挂烫机处于低温挡正常工作时，电路中的电流为多大？ (2)的阻值为多少？高温挡的功率为多大？ (3)若挂烫机中加入2kg、初温为20℃的水，在高温挡正常工作5min可将水加热到55℃，则该高温挡的热效率是多大？[，结果保留至1%] 【答案】(1)1.1A(2)160Ω，1210W(3)81% 【详解】（1）已知低温挡功率为242W，电源电压为220V，根据电功率公式 （2）根据电路图分析，当开关闭合、断开时，电阻和串联，电路总电阻最大，由电功率公式可知，此时电路的总功率最小，挂烫机处于低温挡；当开关和都闭合时，电阻被短路，只有电阻工作，电路总电阻最小，总功率最大，挂烫机处于高温挡。 在低温挡时，电路总电阻 由欧姆定律可得，低温挡的总电阻 所以的阻值为 在高温挡时，只有电阻工作，其功率 （3）已知水的质量为2kg，初温为，末温为，水的比热容 水吸收的热量为 挂烫机在高温挡正常工作，功率为1210W，工作时间为5min，即300s 消耗的总电能为 高温挡的热效率热效率 2．如图甲是某智能电饭煲，其简化电路如图乙，通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻，阻值不随温度变化而变化，且。已知：“快煮”模式的额定功率为，“保温”模式的额定功率为。求： （1）电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流； （2）电饭煲“慢煮”模式的额定功率； （3）用电高峰，家里只有该电饭煲工作，在“快煮”模式下把饭煮熟用时，又在“保温”模式下保温，如图丙的电能表在这内转了361圈，则保温时两端的实际电压。 【答案】（1）5A；（2）800W；（3）104.5V 【详解】解：由图乙可知，当旋钮开关在1位置时，电阻R1和R3串联；当旋钮开关在2位置时，只有R3接入电路；当旋钮开关在3位置时，只有R2接入电路；根据题意，可知 由可知，当旋钮开关在1位置时，处于“保温”模式；当旋钮开关在2位置时，处于“慢煮”模式；当旋钮开关在3位置时，处于“快煮”模式。 （1）“快煮”模式的额定功率为，根据P=UI可得，电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流为 （2）“保温”模式的额定功率为，由可得，R1和R3串联总电阻为 因为，所以 电饭煲“慢煮”模式的额定功率为 （3）由题知，“快煮”模式与“保温”模式的额定功率之比为 在用电高峰时，两种模式下的实际电压相同且发热电阻的阻值不随温度变化而变化，则根据 可知，“快煮”模式与“保温”模式的实际功率之比仍然为11∶4，即 1000r/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动1000r，电能表的转盘转361r时，电饭煲消耗的总电能为 用电高峰，家里只有该电饭煲工作，在“快煮”模式下把饭煮熟用时20min，又在“保温”模式下保温5min，则“快煮”模式与“保温”模式下消耗电能之比为 所以，在用电高峰时“保温”模式下消耗的电能为 则在用电高峰时“保温”模式下的实际功率为 由可得，“保温”模式下的实际电源电压为 保温时R1和R3串联，且，根据串联分压的规律可知，此时R1两端的电压为 答：（1）电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流为5A； （2）电饭煲“慢煮”模式的颜定功率为800W； （3）保温时R1两端的实际电压为104.5V。 23．如图甲所示为小南家的电饭锅，从电饭锅铭牌上可知该电饭锅工作时的额定电压为220V，高温挡功率为1210W，保温挡功率为110W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，开关S可以调节工作挡位，其中R₁和R₂均为发热电阻，阻值不随温度变化而变化。 （1）某次小南关闭家中其它用电器，观察到电饭锅工作期间，丙图中的电能表转盘转了120转，求该过程消耗的电能； （2）求电路中R₂的阻值； （3）在用电高峰期时，用电饭锅高温挡对初温为20℃、质量为2kg的水进行加热，600s后水温升高到80℃，已知电饭锅的加热效率为84%，求实际电压[水的比热容c水    【答案】（1）；（2）；（3）200V 【详解】解：（1）消耗的电能为 （2）分析电路可知，闭合时，只有工作，此时总电阻较小，根据可知总功率较大，为高温挡，则阻值为 断开时，、串联，此时总电阻较大，根据可知总功率较小，为保温挡，则总电阻为 则R₂的阻值为 （3）水吸收的热量为 则消耗的电能为 则高温挡实际功率为 根据，则实际电压为 答：（1）该过程消耗的电能为； （2）电路中R₂的阻值为； （3）实际电压为200V。 24．如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。R0是阻值为220Ω的保温电阻，R1是规格为“220V 1000W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压一保压一保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a，同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接到b，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合与断开时消耗电能的电功率之比为3:1。 （1）电压力锅处于保温状态时的电流为多少； （2）副加热电阻R2的电阻值为多少； （3）在正常工作的情况下，电压力锅某一次将饭煮熟消耗的电能为多少kW·h？ 【答案】（1）1A（2）96.8Ω（3）0.25 【详解】解：（1）S接b，电路进入保温状态，此时R0单独接入电路，则此时的电流为 （2）电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合时，电路的电功率为 当S自动接到a，在S1断开时，电路的电功率为 在S1闭合与断开时消耗电能的电功率之比为3:1，即 得出。 （3）由上问可知，当S自动接到a，在S1闭合时，电路的升压电功率为1500W；当S自动接到a，在S1断开时，电路的保压电功率为500W。由图乙可知功率为1500W的时间共计为6min，功率为500W的时间为12min，因此消耗的电能为 答：（1）电压力锅处于保温状态时的电流为1A； （2）副加热电阻R2的电阻值为96.8Ω； （3）在正常工作的情况下，电压力锅某一次将饭煮熟消耗的电能为0.25kW·h。 25．小吉家的电热毛巾架如图甲所示，其内部电路原理图如图乙所示。额定电压为220V，通过开关S可实现高温、低温两个挡位的调节，其中低温挡的额定功率为88W，R1和R2都为发热电阻丝，R2的阻值为440Ω，不计温度对电阻丝电阻的影响。求： (1)毛巾架在低温挡正常工作时电路中电流为多大？ (2)毛巾架高温挡的额定功率为多大？ (3)受毛巾架启发，小吉找来一根发热电阻丝R3（阻值不变）与最大阻值为55Ω的电位器R（一种变阻器）制作了一个简易的取暖器，其电路原理图如图丙所示，其中电位器不起加热作用。额定电压为220V，正常工作时，取暖器的最大加热功率与电路的最小功率之比为2∶1，则取暖器的最小加热功率为多少？ 【答案】(1)0.4A(2)(3)220W 【详解】（1）已知低温挡的额定功率为88W，电压为220V，根据功率公式，毛巾架在低温挡正常工作时电路中电流为 （2）分析电路可知，开关S接2时，R1和R2串联，此时总电阻最大，根据，总功率最小，为低温挡。总电阻为 则阻值为 开关S接1时，单独工作，此时总电阻最小，根据，总功率最大，为高温挡。则毛巾架高温挡的额定功率为 （3）电位器R阻值为零时，电路中电流最大，根据，发热电阻丝R3功率最大，且为。电位器R阻值最大为55Ω时，电路中电流最小，根据，电路功率最小，为。正常工作时，取暖器的最大加热功率与电路的最小功率之比为2∶1，则有 解得 由串联电路特点和欧姆定律可得，加热功率最小时电路中的电流为 则取暖器的最小加热功率为 26．小华家有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头的发热电阻，开关可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两挡工作状态（忽略发热电阻阻值的变化）。 （1）请求出的阻值； （2）改进前，小华关闭家中其他电器，只让该水龙头工作，发下家中电能表（如图乙所示）1min转20r，请求出此时该水龙头的实际功率； （3）改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温挡的电功率。    【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）根据可得，的阻值为 （2）根据图乙可知，当电能表转600r时，消耗的电能为，当转20r时，消耗的电能为 则此时该水龙头的实际功率为 （3）由电路图可知，将开关S与a、b相连时，电阻R与R0并联，电阻较小，根据 可知，此时电路的总功率最大，水龙头处于高温状态，由电路图可知，将开关S与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温状态，因为水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两挡电功率之比为4∶1，则有 由于水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两挡电功率之比为4:1，可得 解得 则高温挡时的电功率为 答：（1）的阻值为； （2）该水龙头的实际功率为； （3）正常工作时高温挡的电功率为。 27．随着人们生活水平的提高，“三高”人群越来越多，最近有一款可以煮出沥米饭的电饭煲倍受欢迎，如图甲所示。内部结构电路如图乙所示，R1、R2和R3均为加热电阻且保持不变，且R3=R1。S1和S2为温控开关，工作过程中先同时闭合，电饭煲采用高温加热煮沸，让大米吸热吸水后迅速膨胀，淀粉大量溶入米汤中，然后将米汤分离，当温度达到预设温度后，温控开关同时自动断开，电饭煲采用低温蒸煮。如此既能大大降低米饭中的糖分，而且环保节能。图丙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮饭所消耗的电能随时间的变化关系。求： （1）电饭煲正常工作时，高温功率是多少W？ （2）低温蒸煮时电路的电流是多少A？ （3）某周末的晚饭时，小刚想利用标有“1800imp/kWh”字样的电能表测量家庭电路的实际电压，只让电饭煲接入电路，在高温加热状态下，他观察到电能表上的指示灯在66秒内闪烁了30次，则此时的实际电压是多少V？    【答案】（1）1100；（2）1；（3）200 【详解】解：（1）如图丙所示，电饭煲正常工作时，高温功率为 （2）如图丙所示，电饭煲正常工作时，低温功率为 低温蒸煮时电路的电流为 （3）由高温挡的功率为1100W可得，电饭煲处于高温挡的总电阻为 在高温加热状态下，电能表上的指示灯在66秒内闪烁了30次，则电饭煲的实际功率为 则此时的实际电压为 答：（1）电饭煲正常工作时，高温功率是1100W； （2）低温蒸煮时电路的电流是1A； （3）实际电压是200V。 28．如图为某款电热桌垫的简化电路图，经过自带的智能变压器将供电电压变为了24V， R、R1、R2均为加热电阻，R1阻值为24Ω。该桌垫有“恒温”和“调温”两挡，开关接2为“恒温”挡，功率为18W不变；开关按1为“调温”挡，“调温”挡最小电流为0.5A。求： （1）在“恒温”挡正常工作时的电流； （2）“调温”挡最大功率； （3）开关接1，调节R的滑片至距离右端五分之一处时R2的功率与R2的最小功率之比。 【答案】（1）0.75A；（2）72W；（3）9∶1 【详解】解：（1）“恒温”挡时，R1、R2串联接入电路，正常工作时电路中电流保持不变，功率也不变，由电功率公式 P=UI 可得“恒温”挡正常工作时的电流为 （2）“恒温”挡时，R1、R2串联接入电路，由（1）可知此时电路中的电流为0.75A，则“恒温”挡时电路中的总电阻为 电阻R2的阻值为 R2=R总-R1=32Ω-24Ω=8Ω “调温”挡时，当滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中只有R2时，总电阻最小，功率最大，所以“调温”挡的最大功率为 （3）“调温”挡时，滑动变阻器R与电阻R2串联，电路中的总电阻等于滑动变阻器接入电路中的阻值与电阻R2阻值之和，滑动变阻器其接入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小，由题干可知为0.5A，则此时电路中的总电阻为 则滑动变阻器的最大阻值为 Rmax=R总-R2=48Ω-8Ω=40Ω 调节R的滑片至距离右端五分之一处时，由电路图可知滑动变阻器接入电路中的阻值为最大阻值的五分之一，即 R接入=0.2Rmax=0.2×40Ω=8Ω 此时电路中的电流为 此时电阻R2的功率为 P2=I2R2=1.5A×1.5A×8Ω=18W 当通过电阻R2的电流最小时，电阻R2的功率最小，由题意可知“调温”挡时当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，通过R2的电流最小，即最小电流为0.5A，所以最小功率为 P2min=I2min2R2=0.5A×0.5A×8Ω=2W 所以调节R的滑片至距离右端五分之一处时R2的功率与R2的最小功率之比为 P2∶P2min=18W∶2W=9∶1 答：（1）在“恒温”挡正常工作时的电流为0.75A； （2）“调温”挡最大功率为72W； （3）调节R的滑片至距离右端五分之一处时R2的功率与R2的最小功率之比为9∶1。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 电功率多档位问题 小试牛刀基础练 一、串联型 1．如图所示，是某品牌饮水机的简化电路示意图，其铭牌如下表所示。其中和均为电热丝，S是用感温材料制造的温控开关，可使其在加热和保温两挡之间自由切换。 ××牌饮水机 额定电压  220V 额定频率  50Hz 加热功率  1100W 防触电类型  Ⅰ类 （1）该饮水机把2kg的水从20℃加热到100℃，水会吸收多少J热量？ （2）的阻值是多少Ω？ （3）要使在保温状态时的功率为加热状态时的百分之一，则的电阻是多少Ω？ 2．小明家买了一个两挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，、是定值电阻，可通过旋转开关实现高、低挡位切换。电烤炉的相关参数如下表所示。 额定电压 220V 高温挡功率 880W 低温挡功率 440W (1)求电烤炉在低温挡正常工作时的电流； (2)求电阻的阻值； (3)若在用电高峰期，电烤炉在高温挡单独工作55min能使图乙中的电能表表盘转动1200转，求此时小明家的家庭电路的实际电压。 3．如图甲所示是一款电加热煮茶壶，其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图，R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝，旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置，可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W，R1＝160Ω。求： （1）电阻丝R2的阻值； （2）保温挡正常工作100s消耗的电能； （3）该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡，将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min，则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容] 4．如图甲所示为小光同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为发热电阻（假定工作时电阻不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180。求： （1）电中药壶“猛火挡”正常工作时的电流； （2）电中药壶“文火”挡的额定功率； （3）夏天的一个傍晚，小光将电中药壶接在实际电压200V的电源上，帮爷爷熬药，先用猛火挡加热5min至沸腾后，再用文火挡慢熬30min，全过程共消耗电能是多少？ 5．如图甲所示是一款多功能双层煮蛋器，其工作原理图如图乙所示。煮蛋器的额定电压为220V，R1、R2均为电阻丝（阻值不变），智能开关S1可自动切换加热挡、保温挡。图丙为该煮蛋器在正常工作17.5min时间内功率的变化情况。请解答： (1)若煮蛋器正常工作17.5min，加热状态消耗的电能？ (2)正常加热状态下，此时电路中的电流为多大？ (3)保温状态，R2两端电压为多大？ 6．如图甲所示是小彭家中的迷你双控温暖风机，其内部加热部分简化电路如图乙所示，R1和R2是加热电阻，该暖风机正常工作时低温挡的加热功率为242W，高温挡的加热功率是低温挡的4倍。求： （1）低温挡的电流； （2）加热电阻R2的阻值； （3）不改变原电路已有的元件位置，想在原电路中某处再新增一个加热电阻，使高温挡的功率变为原来的1.5倍，请说明该电阻连接的位置和方式（串联或并联），并计算新增的加热电阻的阻值大小。 7．小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，和是加热电阻丝，开关S2只能接触或，不计温度对电阻的影响。 (1)高温挡正常工作时的电流是多少安？ (2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为，电炖锅高温挡正常工作0.8h、低温挡正常工作，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则的阻值是多少欧？ (3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关S3，利用原电路元件，导线足够，请你在答图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。 二、并联型 8．小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。求： (1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率； (2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要多少时间。 9．图甲是某品牌电饭锅，图乙是其工作的电路图，下表是该电饭锅铭牌上的一些信息，R、两根电阻丝的阻值均不变。接通电路后，开关S自动与触点a、b接触，开始加热，当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a、b断开，变为与触点c接触，开始保温，此时锅内水温不变，且未沸腾。 ××牌电饭锅 额定电压 220V 额定功率 加热挡 968W 保温挡 484W 电源频率 50Hz (1)的电阻为多大？ (2)该电饭锅处于加热挡正常工作50s，R产生的热量为多少? (3)断开其他用电器，仅让电饭锅在加热挡下工作，测得图丙中电能表转盘3min内转过150转，请计算电饭锅的实际功率。 10．小宏新买的电饭锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示。和均为电热丝，开关是自动控制开关，开关向上与触点、接通，向下仅与触点接通。煮饭过程中，通过开关不断改变电路接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间的变化图象。求： （1）电热丝的阻值； （2）电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能； （3）在傍晚用电高峰期，家中只接该电饭锅，闭合开关使其开始工作11min（由于热量原因，该过程中始终与触点、接通），电能表（表盘如图丁所示）的圆盘转了300转，则此过程中实际电压为多少？ 11．如图甲所示，是物理老师放在办公室的泡茶机，其加热部分的电路简化结构如图乙所示。R1、R2和R3均为加热电阻；改变双触点开关的接触位置，可以实现快热挡、慢热挡和功率可调的保温挡功能。其铭牌参数如表格所示。加热电阻R1的规格为“605Ω  0.5A”。 快热挡 180W 慢热挡 ？W 保温挡 ？W~？W （1）求泡茶机在快热挡正常工作5min消耗的电能； （2）求加热电阻R2的阻值； （3）老师查看泡茶机的说明书，发现保温挡的最大功率和最小功率的比值为5∶2，求电阻R3的阻值。 12．图甲所示，是家用电饭煲的原理图，它有加热、保温的功能。 R、R1和 R2都是发热电阻，R上标有“220V   605W”，R1=880Ω，R2=162Ω。加热时，按下温控开关S与 a、b接触，当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使电饭煲处于保温状态。求： (1)发热电阻R电阻为多少Ω？ (2)若电饭煲在加热状态时的加热效率是84%，则加热状态下5min 能使3kg的水温度升高多少℃？（c水=4.2×103J/kg · ℃） (3)电饭煲煮饭需依次完成加热和保温两个过程，某次煮饭时，将该电饭煲插在智能插座（能显示时钟和消耗电能）上正常工作，煮饭前后智能插座显示的信息如图乙丙所示，则本次煮饭电饭煲在保温状态下工作的时间是多少min？ 13．某品牌汽车安装有电加热座椅垫，该座椅垫有“高温”、“低温”两个挡位，高温挡功率为80W，低温挡功率为20W，其电路简化原理图如图甲所示，其中电源电压为40V保持不变，R1、R2均为发热电阻，其阻值不受温度影响，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为2.5A。求： （1）R2的阻值； （2）小明把电路原理图甲改为乙图（电源电压不变），也设有“高温”和“低温”两个挡位，但发现有一个挡位无法正常使用，请通过计算分析说明原因； （3）同组小亮提出新方案，在图甲中只接入一个滑动变阻器即可实现发热电阻的功率在20W到80W的范围内变化。请你设计方案并计算滑动变阻器最大阻值是多少Ω？ 三、多开关型 14．空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示，是小佳家的一台空气炸锅，电热丝R1、R2阻值恒定， R1＝50Ω， R2＝200Ω，额定电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路。当开关S1闭合，开关S接b端时为高温挡；当开关S1闭合，开关S断开时为中温挡；当开关S1断开，开关S接a时为低温挡。求： （1）中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流； （2）低温挡正常工作时，R1、R2消耗的总功率； （3）某次使用空气炸锅高温挡加工薯条时，小佳关闭其他用电器只让空气炸锅工作，发现空气炸锅工作的6min之内电能表转动300转（电能表表盘如图丙），求当时的实际电压。 15．为畅享“绿水青山，近年来户外露营火爆，某家庭购置了一款多功能电煮锅用于户外露营如图甲所示。如图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A、接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，下表是电煮锅的部分参数。（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化） 项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率 参数 220 550 1100 P高 （1）电煮锅处于中温挡工作时，求电路中的电流大小； （2）求高温挡的功率P高； （3）当实际电压为198V时，用高温挡工作5s电流做功为多少J。 16．小聂家新买了一台电饭煲，内部电路如图甲所示，R1、R2均为电热丝且R2=2R1，可通过闭合不同的开关实现高、中、低挡位切换。正常工作时低温挡的功率为1000W。求： （1）R2的阻值； （2）正常工作时高温挡的功率； （3）某次烧水时，家庭电路中只有该电饭煲工作，1kg的水从20℃升高到30℃，电能表（如图乙所示）闪了20次，求电饭煲烧水的效率。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 17．重庆火锅，又称麻辣火锅，深受广大重庆老百姓的喜爱，俗话说：没有一个难题是一顿火锅解决不了的。如图甲就是一款常见的便携式电火锅，图乙是其简化电路图，它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱，正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，为242Ω，为60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）。求： (1)的阻值； (2)电火锅处于高温挡正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，此时的加热效率； (3)用电高峰时，小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅和液晶电视机一起独立工作，用高温挡加热19℃的1kg的汤水，刚好加热到100℃，用时500秒，电能表的表盘转了420转，火锅前后的加热效率不变，请通过计算判断此时通过液晶电视机的电流。[电能表的铭牌上标有，汤水比热容假定为水的比热容，] 18．电煮锅煎炒涮煮炖样样都行。图甲为熙熙同学家的电煮锅，图乙为该电煮锅的简化电路，定值电阻和均为电热丝，开关、、的通断可实现高温、中温、低温三个挡位的调节（、不会同时闭合）。已知电路额定电压为220V，的阻值为220Ω，中温挡额定功率为440W。求： （1）的阻值； （2）低温挡正常工作300s，整个电路消耗的电能； （3）家中只有电煮锅工作时，电能表的指示灯3min内闪烁90次，如图丙所示，则实际功率比高温挡额定功率变化了多少？    19．如图甲所示是某家用电热水器的工作原理图，其中是发热电阻，，，虚线框为电热水器的金属外壳，该电热水器通过手动调节可实现高、中、低三挡加热。 导线型号 横截面积S/mm2 安全截流量I/A A 0.5 4 B 1 8 C 1.5 12 D 2.5 20 (1)试求该电热水器处于低温挡时的电功率； (2)表中哪款铜芯导线作为该电热水器的电流输出导线符合安全且又经济的原则，请计算说明； (3)若某次用电高峰期，家庭电路中有该电热水器和电视机同时在工作，不考虑热量损失，热水器在高温挡1min内产生热量，家中电能表（如图乙）同时转了22r，则电视机的实际工作电流是多少？ 20．如图甲是小明家使用的一款机械型电炖锅，通过挡位开关可实现高、中、低三挡控温功能，其内部的简化电路原理图如图乙所示，图中R1、R2、R3均为加热电阻（阻值不变）。已知R2与R3的阻值之比为3∶2，高温挡与低温挡的额定功率之比为11∶1，低温挡的额定功率为110W。求： （1）该电炖锅在低温挡正常工作时的电流为多少？ （2）该电炖锅中温挡的额定功率是多少？ （3）某周末的晚饭时，小明想利用自家电能表（如图丙）测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电炖锅在高温挡状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转，求家庭电路的实际电压是多少？ 四、得心应手提升练 1．如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，图乙是其简化电路图，有高温、低温两个加热挡位，电源电压恒为220V，、为电热丝，开关和以切换工作状态。其中的阻值为40Ω，低温挡功率为242W。求： (1)挂烫机处于低温挡正常工作时，电路中的电流为多大？ (2)的阻值为多少？高温挡的功率为多大？ (3)若挂烫机中加入2kg、初温为20℃的水，在高温挡正常工作5min可将水加热到55℃，则该高温挡的热效率是多大？[，结果保留至1%] 2．如图甲是某智能电饭煲，其简化电路如图乙，通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻，阻值不随温度变化而变化，且。已知：“快煮”模式的额定功率为，“保温”模式的额定功率为。求： （1）电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流； （2）电饭煲“慢煮”模式的额定功率； （3）用电高峰，家里只有该电饭煲工作，在“快煮”模式下把饭煮熟用时，又在“保温”模式下保温，如图丙的电能表在这内转了361圈，则保温时两端的实际电压。 23．如图甲所示为小南家的电饭锅，从电饭锅铭牌上可知该电饭锅工作时的额定电压为220V，高温挡功率为1210W，保温挡功率为110W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，开关S可以调节工作挡位，其中R₁和R₂均为发热电阻，阻值不随温度变化而变化。 （1）某次小南关闭家中其它用电器，观察到电饭锅工作期间，丙图中的电能表转盘转了120转，求该过程消耗的电能； （2）求电路中R₂的阻值； （3）在用电高峰期时，用电饭锅高温挡对初温为20℃、质量为2kg的水进行加热，600s后水温升高到80℃，已知电饭锅的加热效率为84%，求实际电压[水的比热容c水    24．如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。R0是阻值为220Ω的保温电阻，R1是规格为“220V 1000W”的主加热电阻，R2是副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压一保压一保温”三个阶段，通过如图乙所示的锅内工作压强与时间关系图象可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关S，S自动接到a，同时S1自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达80kPa时，S1自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，S1又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，S自动接到b，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合与断开时消耗电能的电功率之比为3:1。 （1）电压力锅处于保温状态时的电流为多少； （2）副加热电阻R2的电阻值为多少； （3）在正常工作的情况下，电压力锅某一次将饭煮熟消耗的电能为多少kW·h？ 25．小吉家的电热毛巾架如图甲所示，其内部电路原理图如图乙所示。额定电压为220V，通过开关S可实现高温、低温两个挡位的调节，其中低温挡的额定功率为88W，R1和R2都为发热电阻丝，R2的阻值为440Ω，不计温度对电阻丝电阻的影响。求： (1)毛巾架在低温挡正常工作时电路中电流为多大？ (2)毛巾架高温挡的额定功率为多大？ (3)受毛巾架启发，小吉找来一根发热电阻丝R3（阻值不变）与最大阻值为55Ω的电位器R（一种变阻器）制作了一个简易的取暖器，其电路原理图如图丙所示，其中电位器不起加热作用。额定电压为220V，正常工作时，取暖器的最大加热功率与电路的最小功率之比为2∶1，则取暖器的最小加热功率为多少？ 26．小华家有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头的发热电阻，开关可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两挡工作状态（忽略发热电阻阻值的变化）。 （1）请求出的阻值； （2）改进前，小华关闭家中其他电器，只让该水龙头工作，发下家中电能表（如图乙所示）1min转20r，请求出此时该水龙头的实际功率； （3）改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温挡的电功率。    27．随着人们生活水平的提高，“三高”人群越来越多，最近有一款可以煮出沥米饭的电饭煲倍受欢迎，如图甲所示。内部结构电路如图乙所示，R1、R2和R3均为加热电阻且保持不变，且R3=R1。S1和S2为温控开关，工作过程中先同时闭合，电饭煲采用高温加热煮沸，让大米吸热吸水后迅速膨胀，淀粉大量溶入米汤中，然后将米汤分离，当温度达到预设温度后，温控开关同时自动断开，电饭煲采用低温蒸煮。如此既能大大降低米饭中的糖分，而且环保节能。图丙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮饭所消耗的电能随时间的变化关系。求： （1）电饭煲正常工作时，高温功率是多少W？ （2）低温蒸煮时电路的电流是多少A？ （3）某周末的晚饭时，小刚想利用标有“1800imp/kWh”字样的电能表测量家庭电路的实际电压，只让电饭煲接入电路，在高温加热状态下，他观察到电能表上的指示灯在66秒内闪烁了30次，则此时的实际电压是多少V？    28．如图为某款电热桌垫的简化电路图，经过自带的智能变压器将供电电压变为了24V， R、R1、R2均为加热电阻，R1阻值为24Ω。该桌垫有“恒温”和“调温”两挡，开关接2为“恒温”挡，功率为18W不变；开关按1为“调温”挡，“调温”挡最小电流为0.5A。求： （1）在“恒温”挡正常工作时的电流； （2）“调温”挡最大功率； （3）开关接1，调节R的滑片至距离右端五分之一处时R2的功率与R2的最小功率之比。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $