期末专题：电功率的多挡位问题计算（专项训练）2025-2026学年人教版九年级物理全一册

期末专题：电功率的多挡位问题计算 1．如图是某电火锅分挡加热器的简化电路图，已知电源电压是220V，R1、R2均是发热电阻，R1的阻值为40Ω，R2的阻值为400Ω，开关接“1”时为低温挡，开关接“2”时为高温挡。求： (1)低温挡工作时的电流； (2)高温挡的电功率； (3)高温挡工作5min，消耗的电能。 2．某款暖菜板的简易电路如图1所示，智能控温开关可实现加热和保温两种工作状态。某次用餐时暖菜板正常工作1h，其电功率随时间变化如图2所示。求： (1)加热时通过电路的电流； (2)R2的阻值； (3)暖菜板正常工作1h消耗的电能。 3．如图是小明设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩工作原理图。电源电压U恒为，电热丝阻值为，电热丝阻值为，开关只能接a或b。求： (1)当闭合、断开、接a时，通过的电流； (2)中温挡的功率； (3)高温挡工作，电流通过放出的热量。 4．如图所示是一款电火锅简化电路图，额定电压为220V，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能，中温挡功率为440W，高温挡功率为1100W。、、均为加热电阻（阻值保持不变）。已知的阻值为176Ω，的阻值为66Ω。求：[] (1)电火锅在中温挡正常工作时的电流是多少？ (2)电火锅在低温挡正常工作时的功率是多少？ (3)某次使用时，使用高温挡正常工作，将1kg水从20℃加热到100℃用时6min，该电火锅的加热效率是多少？（计算结果精确到0.1%） 5．家里的电火锅（如图甲），其工作电路图如图乙所示，额定电压为，R1是加热电阻，是阻值为的电阻，电火锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为。求： (1)如图乙，当开关闭合、断开时，电火锅处于 （选填“加热”或“保温”）挡； (2)电火锅处于加热挡时，求电路中的电流： (3)在用电高峰期，家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期，单独让电火锅在加热挡工作，电能表表盘（如图丙）转了200圈，求电火锅两端的实际电压。 6．如图甲所示，是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为的副加热电阻，电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—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像可了解其工作过程：接通电源，启动智能控制开关，自动接到，同时自动闭合，电压力锅进入加热升压状态；当锅内工作压强达时，自动断开，进入保压状态，当锅内工作压强降至时，又会自动闭合；当保压状态结束，饭就熟了，自动接到，减压进入保温状态。电压力锅煮饭时，当自动接到，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为 (1)电压力锅处于保温状态时的电流为多少； (2)主加热电阻正常工作时的功率为多少； (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？ 7．如图甲是一款煲汤用的电热锅，乙图是它的简化电路图。该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。均为电热丝，的阻值为，保温挡时的总功率是。求： (1)用该电热锅煲汤时，保温挡工作消耗的电能是多少千瓦时？ (2)高温挡时的电功率是多少？ (3)若在用电高峰期，关闭其他用电器，电热锅单独在高温挡工作能使图丙中的电能表表盘转动400圈，此时家庭电路的实际电压为多少？ 8．图甲是某款鸡蛋孵化器，具有“保温”和“加热”两个挡位，简化电路如图乙，电源电压恒为220V，S1为温控开关，R1、R2为加热电阻，其阻值不随温度变化，保温挡功率为22W，加热挡功率为110W。求： (1)孵化器处于保温挡位时的工作电流。 (2)孵化器处于加热挡位时，工作5min消耗的电能。 (3)R1、R2的阻值。 9．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。、均为发热电阻，的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容）。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，电阻的阻值； (3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使2kg的水温度升高60℃需要多少时间？ 10．如图为某款电热器内部简化的工作电路图。电源电压保持不变，两根电热丝的电阻值关系为，通过两个开关的控制可实现该电热器高、低两个挡位的转换，其中该电热器正常工作“低温挡”时的发热功率为。求： (1)的电阻值； (2)该电热器处于“高温挡”正常工作的电功率； (3)如果该电热器在“高温挡”下正常工作所产生热量的被水吸收，则在一个标准大气压下这些热量能够使质量为、初温为的水温度升高到多少摄氏度？[结果保留一位小数，] 11．水暖电热毯以其湿润环保的加热方式成为部分人群冬天御寒的新宠。图甲时一款具有高、低两档加热功能的水暖电热毯，其简化电路如图乙所示，其中两个加热电阻的阻值相同。该款电热毯低温挡的额定电流为0.25A；高温挡正常工作20min可将毯内1.1kg的水从15℃加热到40℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该款电热毯： (1)加热电阻的阻值； (2)高温档正常工作20min水吸收的热量是多少？ (3)高温挡正常工作时的加热效率。 12．如图所示为某型号电热水壶的简化电路图，有加热和保温两个挡位，电阻不随温度变化而变化，额定电压为220V。加热挡和保温挡功率分别为2200W和88W。 (1)使用电热水壶时，当开关闭合，断开时，电热水壶处于 挡； (2)电热水壶正常工作时，请计算通过电阻丝的电流； (3)在额定电压下，电热水壶加热5分钟把1.65kg的水由20℃在标准大气压下加热至沸腾，求电热水壶的效率是多少？[] 13．小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图，开关可分别与触点、接触。已知，，电源电压保持不变。 (1)当开关置于端，断开时，电烤箱处于什么挡？ (2)电烤箱在中挡工作时，电路的电功率是多少？ (3)电烤箱在高挡工作时，对食物加热5min，消耗的电能是多少？ 14．如图，额定电压为220V的电饭煲，某次煮粥时经历待机、加热、保温三个过程，如图甲所示，求： (1)保温时，开关闭合情况是 ； (2)电饭煲加热过程消耗的电能是 kW·h； (3)电饭煲基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，是自动开关，求、。 15．火锅是四川的一大标志性美食，小明也对家里的电火锅（如图甲）产生了浓厚兴趣，其工作电路图如图乙所示，额定电压为220V，R1是加热电阻，R2是阻值为40Ω的限流电阻，电火锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为2420W，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）。 (1)如图乙，当开关S1闭合、S2断开时，电火锅处于 （选填“加热”或“保温”）挡； (2)电火锅处于加热挡时，求电路中的电流； (3)用该电火锅将2.5L水从20℃加热至100℃时，水吸收的热量为多少？ (4)在用电高峰期，家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期，单独让电火锅在加热挡工作3min，电能表表盘（如图丙）转了200圈，求电火锅两端的实际电压。 16．为了缓解眼睛疲劳，妈妈给小红购买了一款有高、中、低温三挡的电加热眼罩，如图甲所示。眼罩内有绝缘胶质，可紧贴眼部。当眼罩调至中温挡加热时，此时加热效率为90%。图乙是它的简化电路图，电源电压为5V，R1和R2为发热电阻且阻值均为5Ω，S2只接a或b，绝缘胶质的比热容为0.9×103J/（kg⋅℃）。 (1)将60g绝缘胶质从15℃加热到25℃，绝缘体吸收的热量； (2)求眼罩的最大功率； (3)中温挡加热时，需要加热多长时间？ 17．某种智能电饭锅有“超快煮”“标准煮”和“保温”三种功率依次递减的工作挡位，如图为其简化电路，和是两个阻值不变的加热电阻，和是两个开关，其中可以分别连接触点或，电源电压保持不变。 (1)请分析论证：当开关闭合、接触点时，电饭锅处于“超快煮”挡； (2)若电饭锅“标准煮”挡的功率是“保温”挡功率的倍，求“超快煮”挡功率与“保温”挡功率的比值。 18．商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温挡，额定功率为400W。求： (1)R2的电阻； (2)高温挡正常工作时的功率； (3)只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/） 19． 甲乙是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω，低温挡电烤箱的电功率440W。则： (1)当闭合开关 时为高温挡。 (2)低温挡时的电流是多少? (3)发热电阻R1的阻值是多少？ (4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内温度比平时低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，他想用电能表和秒表测量电烤箱在高温挡工作时的实际功率。傍晚用电高峰时，他关闭家里其他用电器，只让电烤箱在高温挡工作，发现在30s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时电烤箱在高温挡工作时的实际功率是多少？ 20．图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内的绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V，和为发热电阻丝。只闭合开关时低温挡工作，、都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率之比为4：3，，忽略电阻丝阻值随温度的变化。求： (1)通过电阻丝的电流； (2)低温挡的功率； (3)电阻丝的阻值。 第8页，共9页 第7页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 《电功率的多挡位问题计算》参考答案 1．(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关S接“1”时，电火锅处于低温挡，此时电阻和串联接入电路。根据串联电路电阻的特点，电路的总电阻为 根据欧姆定律，低温挡工作时的电流为 （2）当开关S接“2”时，电火锅处于高温挡，此时只有电阻R₁接入电路。根据电功率公式，高温挡的电功率为 （3）高温挡工作的时间 根据电能公式可得，高温挡工作消耗的电能为 2．(1)2.5A (2)110Ω (3)9.24×105J 【详解】（1）由图2可知，暖菜板的加热功率，保温功率。加热时通过电路的电流 （2）由电路图可知，当开关S闭合时，两电阻并联，电路中电阻较小，根据电功率公式可知，此时电路的电功率较大，暖菜板处于加热状态。当开关S断开时，电路为电阻R1的简单电路，电路中电阻较大，根据电功率公式可知，此时电功率较小，暖菜板处于保温状态。故加热状态下，R2的功率 R2的阻值 （3）加热时间为 保温时间为 暖菜板正常工作1h消耗的电能 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关S₁闭合、S₂断开、S₃接a时，电阻R₁和R₂串联。 电路的总电阻为 根据欧姆定律，电路中的总电流，即通过R₁的电流为 （2）电热眼罩有高、中、低三挡，由电功率公式可知，在电源电压U恒定的情况下，电路的总电阻R越小，电功率P越大，温度挡位越高。 当S₁闭合、S₂断开、S₃接a时，R₁与R₂串联，总电阻。此时功率最小，为低温挡。 当S₁闭合、S₂闭合、S₃接a时，R₂被开关S₂短路，只有R₁工作，总电阻。此时功率居中，为中温挡。 当S₁闭合、S₂闭合、S₃接b时，R₁与R₂并联，总电阻。此时功率最大，为高温挡。 综上，中温挡时，电路中的总电阻为R₁=4Ω 中温挡的功率为 （3）由第（2）问分析可知，高温挡工作时，与并联，电路两端的电压等于电源电压。 并联电路中各支路两端的电压相等，所以两端的电压。 工作时间 根据焦耳定律，电流通过放出的热量为 4．(1)2A (2)220W (3)84.8% 【详解】（1）根据电功率公式可得，电火锅在中温挡正常工作时的电流为 （2）分析电路，当开关S接不同位置时，电路有三种连接方式，R1和R3串联时，其总电阻分别为 R2和R3串联时，其总电阻分别为 电路中只有R3时，其总电阻分别为 已知，，所以 根据电功率公式可知，在额定电压不变的情况下，电路的总电阻越小，电功率越大，则对应的电功率关系为 即电路处于低温挡时总电阻为Ra，中温挡时总电阻为Rb，高温挡时总电阻为Rc。 高温挡时，只有电阻R3工作，则其阻值为 低温挡时，电阻R1和R3串联工作，则总电阻为 低温挡功率为 （3）水吸收的热量 电火锅消耗的电能 电火锅的加热效率 5．(1)保温 (2)11A (3)200V 【详解】（1）当S1闭合、S2断开时，电路为两电阻串联，此时电路中的电阻最大，根据可知，电功率最小，故为保温挡。 （2）加热挡时，电火锅的额定功率，额定电压，根据可得，加热挡时电路中的电流 （3）已知电能表转速为2000r/(kW·h)，3min内电能表转了200转，则此时耗电能为 加热挡工作的时间 电火锅实际功率 当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，则加热挡时的电阻为 由可知，则电火锅两端的实际电压为 6．(1)1A (2)800W (3)0.28kW·h 【详解】（1）当电压力锅处于保温状态时，开关S接到b，电路中只有保温电阻R0工作。根据欧姆定律可知，保温状态时的电流为 （2）当S接到a时，S1闭合时，为升压状态，此时R1与R2并联，S1断开时，电路为R2的简单电路，电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合时，电路的功率为 当S自动接到a，在S1断开时，电路的功率为，电压力锅煮饭时，当S自动接到a，在S1闭合和断开时消耗的电能的功率之比为3:1，即 则 解得 主加热电阻R1正常工作时的功率为 （3）当S自动接到a，在S1闭合时，电阻R2正常工作时的功率（保压功率）为 电路的加热升压功率为 当S自动接到a，在S1断开时，电路的保压功率为0.4kW，由图乙可知，功率为1.2kW的时间共计为 功率为0.4kW的时间为 因此消耗的总电能为 7．(1)0.22 (2)968 (3)200 【详解】（1）保温挡时的总功率是 保温挡工作消耗的电能是 （2）当开关S1、S2均闭合时，电阻R1被开关S2短路，电路中只有电阻R2工作，此时电路总电阻最小，电功率最大，为高温挡。 高温挡时的电功率为 （3）电热锅在高温挡工作时，电能表表盘转动400圈消耗的实际电能 电热锅的实际功率 此时家庭电路的实际电压 8．(1)0.1A (2) (3)550Ω，2200Ω 【详解】（1）保温挡位时的工作电流 （2）孵化器处于加热挡位时，工作时间 消耗的电能 （3）当开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，电路总电阻较小，根据可知，电功率较大，则孵化器为加热挡； 当只闭合开关S时，只有R2接入电路，电路总电阻较大，根据可知，电功率较小，则孵化器为保温挡。 则R2的阻值 加热挡时，电阻R1的功率 则R1的阻值 9．(1) 100W (2) 44Ω (3) 500s 【详解】（1）由电路图可知，当开关S1闭合、S2断开时，只有电阻R1接入电路，此时电路总电阻最大。根据电功率公式可知，在电源电压U不变的情况下，此时电蒸锅的电功率最小，处于保温挡，保温挡的功率为 （2）当开关S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联接入电路，此时电路总电阻最小。根据电功率公式可知，在电源电压U不变的情况下，此时电蒸锅的电功率最大，处于加热挡，已知加热挡的总功率，因为R1和R2并联，所以 其中P1为R1的功率，P2为R2的功率，则 电阻R2的功率为 电阻R2的阻值 （3）水吸收的热量 根据加热效率，电蒸锅消耗的电能 电蒸锅在加热挡工作，功率，根据，所需时间为 10．(1)55Ω (2)1320W (3)65.4℃ 【详解】（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于低温挡，R1的电阻值为 因为R1=2R2，所以R2的电阻值为 （2）开关S1、S2都闭合时，R1与R2并联，此时电路总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温挡，R2的电功率为 高温挡时的总功率为P高温=P低温+P2=440W+880W=1320W （3）高温挡下工作5min产生的热量为Q=W=P高温t=1320W×5×60s=3.96×105J 水吸收的热量Q吸=ηQ高温=75%×3.96×105J=2.97×105J 水升高的温度 水的末温t末=t0+Δt=30℃+35.4℃=65.4℃ 11．(1)880Ω (2)1.155×105J (3)87.5% 【详解】（1）根据电路图乙可知，当开关接“低”档时，只有一个电阻R串联在电路中，电路总电阻最大。当开关接“高”档时，两个电阻R并联在电路中，电路总电阻最小，电源电压U=220V；根据电功率公式可知，当总电阻最大时，电功率最小，为低温档；当总电阻最小时，电功率最大，为高温档；已知低温档的额定电流为0.25A，则加热电阻的阻值 （2）高温档正常工作20min水吸收的热量 （3）高温档时，两个电阻R并联，电路总电阻 高温档正常工作时间t高=20min=1200s 电热毯在高温档消耗的电能 高温档正常工作时的加热效率 12．(1)保温 (2)9.6A (3)84% 【详解】（1）当仅开关S1闭合时，仅R1接入电路，当开关S1S2都闭合时，R1和R2并联后接入电路，电路电阻为，R1＞ 根据可知，当仅开关S1闭合时，该电热水壶处于保温挡，当开关S1、S2都闭合时，该电热水壶处于加热挡。 （2）加热挡功率为 保温档的功率为 加热时，的功率 根据公式，可得通过电阻丝的电流 （3）水吸收的热量 电热水壶正常工作5分钟消耗的电能为 所以电热水壶的效率为 13．(1)低 (2)800W (3) 【详解】（1）两电阻串联时电阻最大，两个电阻并联时电阻最小，根据公式可知，电阻越大，电功率越小；所以当开关S2闭合，S1接a点时，两电阻并联，电阻最小、电功率最大，处于高挡位；当开关S1置于b端，S2断开时，两电阻串联，电阻最大、电功率最小，处于低挡位。当开关S2闭合，S1接b时，电路中只有电阻R1工作，此时处于中挡位。 （2）电烤箱在中挡位工作时，电路中只有电阻R1工作，消耗的电功率 （3）电烤箱在高挡位工作时，并联电路的电阻 加热5min，消耗的电能为 14．(1) S闭合，S1断开 (2) 0.66 (3) R1= 110Ω，R2= 220Ω 【详解】（1）由图乙电路可知，当开关S和S1都闭合时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小。根据电功率公式 ，此时电源电压U一定，总电阻R最小，电饭煲的总功率P最大，处于加热状态。 当开关S闭合，S1断开时，只有电阻R2接入电路，电路总电阻较大。根据电功率公式 ，此时电饭煲的总功率P较小，处于保温状态。 某次煮粥时经历待机、加热、保温三个过程，由图甲可知，待机功率最小为44W，保温功率为220W，加热功率660W，因此保温时开关S闭合，S1断开。 （2）由图甲可知，电饭煲的加热功率 加热时间 根据，可得电饭煲在加热过程中消耗的电能为 （3）由题意和电路分析可知：电饭煲处于加热状态时，电阻R1和R2并联，总功率。电饭煲处于保温状态时，只有R2工作，功率。电源电压U= 220V。保温时，只有R2接入电路，根据可得 加热时，R1和R2并联，总功率为。其中即为保温功率 所以，电阻R1的功率为： 电阻R1的电阻为 15．(1)保温 (2)11A (3)8.4×105J (4)200V 【详解】（1）当S1闭合、S2断开时，电路为两电阻串联，此时电路中的电阻最大，根据可知，电功率减小，故为保温挡。 （2）加热挡时，电火锅的额定功率P加=2420W，额定电压U=220V，根据P=UI可得，加热挡时电路中的电流 （3）2.5L水的质量为 水吸收的热量为 （4）已知电能表转速常数为2000r/(kW·h)，3min内电能表转了200转，则此时耗电能为 加热挡工作的时间t=3min=0.05h 电火锅实际功率 加热挡时的电阻为 电火锅两端的实际电压为 16．(1)540J (2)10W (3)120s 【详解】（1）绝缘胶吸收的热量 （2）R1和R2的电阻值相等，根据可知，当电压一定时，电路中的电阻越小，电路的总电功率越大，由图示可知，当S1闭合，S2接a时，R1和R2并联，总电阻最小，电路处于高温挡。此时R1和R2的电功率为 则电路的最大功率为 （3）当S1闭合、S2接b时，只有R1工作，处于中温挡，中温挡加热时消耗的电能为 需要加热的时间为 17．(1) 见解析 (2) 【详解】（1）当开关S1闭合、S2接触点a时，R1、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，电路的总功率最大，电饭锅处于“超快煮”挡。 （2）当开关S1断开、S2接触点b时，R1、R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电饭锅处于“保温”挡； 当开关S1闭合、S2接触点b时，只有R1工作，电饭锅处于“标准煮”挡； 若电饭锅“标准煮”挡的功率是“保温”挡功率的n倍，根据串联电路的特点和可知 解得 则“超快煮”挡功率与“保温”挡功率的比值 18．(1)121Ω (2)1610W (3)320W 【详解】（1）由题可知，只闭合S3时，电路中只有定值电阻R2，此时为中温挡，根据公式可知，R2的电阻为 （2）当开关S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据公式可知，此时总功率最大，为高温挡，高温挡正常工作时的功率为 （3）由图甲、丁所示可知，空气炸锅工作的时间为 空气炸锅消耗的电能为 根据公式可知，该空气炸锅消耗的电功率为 19．(1)S1和 S2 (2)2A (3)40Ω (4)1000W 【详解】（1）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，根据串联电路电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，此时电路中的总功率最小，电烤箱处于低温挡；而当开关S1 、S2都闭合时，电路中只有R1工作，此时电路中总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡。 （2）由可知，电烤箱低温挡时的电流 （3）由欧姆定律可知，电烤箱在低温挡工作时电路中的总电阻 根据串联电路电阻特点可知， （4）图丙的电能表中表示电路中每消耗的电能，电表转盘转3000转。由题可知30s内电能表的转盘转了25转，则电烤箱消耗的电能 电烤箱的实际功率 20．(1)1.5A (2)9W (3)12Ω 【详解】（1）当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，根据可知电功率最大，为高温挡，根据并联电路电压特点U=U1=U2=6V ，通过R1的电流为 （2）只闭合开关S1时，只有R1接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据可知电功率最小，为低温挡，低温挡的功率 （3）高温挡和低温挡的功率之比为4：3，则，即 解得。电阻丝的阻值 答案第12页，共16页 答案第13页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $