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张学远新中考 · 个性化学伴
)中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
——2026中考物理考前冲刺
一、2023~2025年全国中考考情概述 2
(一)考情概览 2
(二)整体趋势 3
(三)分点考情 3
二、基础能力过关 4
(一)电路识别与挡位判断 4
(二)基础电学计算 10
三、综合应用突破 24
(一)结合电能表等测量仪器的计算 24
(二)结合热量、热效率的综合计算 34
(三)与电路安全有关的分析与计算 44
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣 张城玮 马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
一、2023~2025年全国中考考情概述
(一)考情概览
考点及类型
考查地市
2025年
2024年
2023年
挡位判断及基础计算
选择:武汉(电路复杂)、徐州
填空:吉林、苏州、成都、哈尔滨、威海、巴中
计算:南通、济南、甘孜州、威海(电动机)
选择:上海、达州、包头、武汉(电路复杂)
填空:绥化、德州、成都、乐山、自贡1、赤峰
计算:北京、长沙、连云港、广州、东营、西藏
选择:常德、包头
填空:南京、云南、广西、绥化、绵阳、呼伦贝尔
计算:广东、大连、娄底、邵阳、临沂、鄂州、眉山、乐山、凉山州、呼和浩特
结合电能表等测量仪器
选择:滨州
填空:南京
计算:资阳
选择:滨州
填空:镇江
计算:重庆B、自贡2、巴中、呼和浩特
选择:广元
计算:陕西、威海、锦州、通辽、黄冈、十堰、武威、巴中
结合热量、效率
吸热
填空:泰安
计算:扬州、齐齐哈尔
选择:滨州
计算:威海
选择:仙桃
填空:雅安
计算:山西、辽阳、鞍山、大庆、淄博
无热损失
计算:日照、济宁、眉山
计算:自贡2
填空:德州
计算:齐齐哈尔、丹东、抚顺、本溪
热效率
填空:南京、云南
计算:广州、淮安、淄博、潍坊、宜宾
选择:西宁
计算:无锡(难)、深圳、齐齐哈尔、龙东地区、重庆B、南充、青海、临夏州、白银
选择:南充
填空:宿迁
计算:潍坊、泰州、东营、营口、龙东地区、泸州、攀枝花、自贡、资阳(太阳能)
(二)整体趋势
1.基础题型全面覆盖,作为得分基底:挡位判断与基础计算、电能表测算、电热效率计算三大中档高频考点遍布全国各省市试卷,选择、填空、计算多题型轮换出题,以多挡位用电器为核心情境,聚焦电学核心公式运算,是学生必须掌握的核心板块。
2.跨板块综合化命题成为主流:单纯单一公式计算题逐年减少,命题频繁实现电学与热学融合,同时叠加图像表格信息提取、电能表参数读取等附加条件,一道计算题串联多个物理模型,对学生审题提取条件、多公式串联计算的综合能力要求持续提升。
3.生活化情境贯穿全考点,强化物理实用价值:命题素材全部贴合真实家庭用电场景,孵化箱、电热水壶、插线板、电能表、家用电机等实物为载体,电路安全、用电损耗、加热效率等实际生活问题为设问方向,弱化纯理论抽象计算,侧重考查物理知识解决生活问题的能力。
(三)分点考情
1.挡位判断及基础计算:近三年考查面最广,为模块核心基础题,常结合电路结构分析挡位高低,部分地市涉及复杂电路拓展。
2.结合电能表测量计算:高频中档考点,核心考法是通过电能表转数/示数测算消耗的电能,再反推用电器的实际功率。
3.热量与热效率综合计算:高频中档考点,分为吸热计算、无热损失计算、热效率计算三类,其中热效率考查面最广,侧重“电能-内能转化”的综合应用。
4.结合图像/表格信息题:低频但易错考点,核心考法是从图像或表格中提取工作时间、对应功率,计算用电器消耗的电能,部分题目会进一步结合热效率考查。
5.电路安全相关分析:低频考点,侧重结合用电器额定电流、家庭电路允许的最大电流,分析多挡位用电器同时工作时的总功率是否超出电路安全负载,判断用电安全。
二、基础能力过关
(一)电路识别与挡位判断
● 要点归纳
1. 核心判定原理
2. 常考两挡位电路归纳
电路类型
短路式
并联式
旋钮式
基本电路图
工作原理
短接单个电阻改变总阻值,切换功率
并联电阻越多,总功率越大
旋转挡位切换接入电路的电阻
挡位判断
①开关S、S1闭合:电阻R2被短路,总电阻小,高温挡
②开关S1断开:两电阻串联,总电阻大,低温挡
①开关S、S1闭合:两电阻并联同工作,总电阻小,高温挡
②开关S1断开:单电阻R2工作,功率小,低温挡
①旋钮触点接2:单电阻R1工作,总电阻小,高温挡
②旋钮触点接1:两电阻串联,总电阻大,低温挡
● 真题再现
1.(2025·徐州)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
【答案】C
【详解】由图可知,当开关S在“1”挡时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路电阻较小,根据公式可知,电路功率较大,为高温挡;当开关S在“2”挡时,两电阻串联,此时电路电阻较大,功率较小,为保温挡,所以开关S先在“1”挡,后在“2”挡,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.(2024·达州)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.只闭合开关时,电路处于高温挡
B.只闭合开关时,电路处于低温挡
C.同时闭合开关、时,电路处于高温挡
D.同时闭合开关、时,电路处于低温挡
【答案】C
【详解】只闭合开关S1时,只有R1接入电路,由,此时电热毯电功率最小,为低温挡,故A错误;只闭合开关S2时,电路断路,故B错误;由电路图可知,当开关S1、S2闭合时,R1和R2并联,因为电阻越并越小,所以此时电路电阻最小,而电源电压一定,由可知,此时电热毯电功率最大,为高温挡,故C正确,D错误。故选C。
3.(2024·宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态,由开关控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】只闭合S1时,R1、R2串联,,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,当S1、S2都闭合时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故A不符合题意;当只闭合S1时,R1、R2串联,当S1、S2都闭合时,仍旧是R1、R2串联,当S1闭合时,无论是否闭合S2,电路中电功率都相同,不能实现要求,故B符合题意;当S1闭合,S2接1时,电路中只有R1,电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态;当S2接2时,R1、R2串联,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,可以实现要求,故C不符合题意;当S1闭合,S2两端都接1时,R1、R2串联,电路中电阻较大,由可知,电功率较小,为文火状态,S2两端都接2时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,由可知,电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故D不符合题意。故选B。
4.(2025·哈尔滨)图甲中人所戴的是高、低温两挡电加热眼罩,工作时利用了电流的______效应;其简化电路如图乙所示,发热电阻R1=R2,当S1、S2均闭合时,此眼罩为______挡(选填“高温”或“低温”)。
【答案】热 高温
【详解】电加热眼罩通电时会发热,将电能转化为内能,利用的是电流的热效应;分析电路可知,当S1、S2均闭合时,、并联,此时总电阻最小,根据,电路总功率最大,为高温挡。
5.(2023·广西)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作站有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关________时,榨汁杯处于榨汁挡:只闭合开关S2时,榨汁杯处于_______挡。
【答案】S1 保温
【详解】由图可知,该电路为并联电路,当榨汁杯处于榨汁档时,只需要电动机工作即可,所以据图可知只闭合S1,电路为电动机串联的简单电路;根据可知,电源电压一定,当电阻越小时,电功率越大,所以当S2、S3闭合,R1、R2并联时为加热挡;只闭合开关S2时,R1单独串联为保温挡。
● 好题推荐
1.(25-26九年级上·天津·阶段检测)小亮同学在学校创新大赛上设计了一个简易多挡位的电热水器。如图所示是他设计的电热水器的工作电路图,和是两根电热丝,其中。图中“○”表示接线柱,4个接线柱用1、2、3、4表示。要使电热水器在高温挡正常工作,下列有关接线柱的连接方法正确的是( )
A.只连接、 B.只连接、
C.只连接、 D.分别连接、和、
【答案】D
【详解】要使电热水器在高温挡正常工作,其电功率需要达到最大,根据电功率公式可知,在电源电压不变的情况下,电路的总电阻R最小,电功率P最大。A.只连接、2时,电路中只有电热丝R1工作,电路的总电阻是R1;B.只连接2、4时,电热丝R1和R2串联接入电路,此时电路的总电阻为;C.只连接、时,电路中只有电热丝R2工作,电路的总电阻是R2;D.当1和2连接、3和4连接时,两电阻并联,并联电路总电阻小于任何一个支路的电阻;综上所述,当1和2连接、3和4连接时,电路的总电阻最小,电源电压不变,由可知电路的总功率最大,电热水器在高温挡正常工作,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2.(2025·湖北黄石·模拟预测)如图为某电火锅加热器的简化电路图,、均为发热电阻,开关S可以在“1”“2”间切换,从而选择不同的加热挡位。当开关S由“1”切换到“2”时,下列说法正确的是( )
A.加热器由低温变为高温,通过的电流变大
B.加热器由低温变为高温,的实际功率不变
C.加热器由高温变为低温,两端的电压变大
D.加热器由高温变为低温,电路的总功率变大
【答案】A
【详解】当开关S由“1”切换到“2”时,电路由R1、R2串联变为只有R1的简单电路,电路总电阻R变小。电源电压不变,根据可知,总电阻减小则总功率增大,加热器由低温挡变为高温挡;此时总功率即为R1的实际功率,故R1实际功率增大;电源电压不变,由可知,总电阻减小则电路电流增大,通过R1的电流变大;当开关S接“1”时, R1、R2串联,由串联电路电压规律可知R1两端电压小于电源电压。S接“2”时R1两端电压等于电源电压,故R1两端电压变大。故A正确,BCD错误。故选A。
3.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)为了安全,小明为奶奶买了一台能防干烧的电饭锅,由温控开关控制,可实现温度过高时自动停止加热。该电饭锅有高、中、低温三个档,小明根据说明书和自己所学电学知识,画出了此电饭锅简化的工作原理电路图,下列分析正确的是( )
A.S3闭合,S2接a,S1闭合时,为中温挡
B.S3闭合,S2接b,S1断开时,为高温挡
C.S3闭合,S2接b,S1闭合时,为低温挡
D.S3应为温控开关,温度过高会自动断开
【答案】D
【详解】电源电压不变,根据公式可知,总电阻越小,功率越大,挡位温度越高。
A.闭合,接,闭合时,与并联,总电阻最小、功率最大,为高温挡,故A错误;B.闭合,接,断开时,与串联,总电阻最大、功率最小,为低温挡,故B错误;C.闭合,接,闭合时,被短路,只有接入电路,总电阻、功率都介于串联和并联之间,为中温挡,故C错误;D.温控开关需要在温度过高时切断整个电路停止加热,接在干路,断开后整个电路断电,符合温控开关的作用,因此是温控开关,温度过高会自动断开,故D正确。故选D。
4.(2025·天津河东·二模)下图是科技小组的同学们设计的电热水杯电路,、是两个相同的电阻。要求两个开关都闭合时,电热水杯处于加热挡; 一个开关闭合、另一个开关断开时,电热水杯处于保温挡。下列电路不能实现上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总功率为,电烤箱处于“高温挡”状态;只闭合开关S1时,R1、R2是串联在电路中,电路的总功率为,电烤箱处于“低温挡”状态,故A不符合题意;B.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电源短路,故B符合题意;C.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R2是并联在电路中,电路的总功率为,电烤箱处于“高温挡”状态;只闭合开关S1时,电路为R2的简单电路,电路的总功率为,电烤箱处于“低温挡”状态,故C不符合题意;D.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R2是并联在电路中,电路的总功率为,电烤箱处于“高温挡”状态;只闭合开关S1或S2时,电路为R2或R1的简单电路,电路的总功率为或,电烤箱处于“低温挡”状态,故D不符合题意。故选B。
(二)基础电学计算
● 要点归纳
1. 通用解题步骤
(1)明确电路状态:根据开关通断,判断电路的串、并联结构,确定工作的用电器及对应的挡位。
(2)标注已知量与隐含条件:圈出题目中的电压、功率、时间等关键数据,确认电源电压、电阻不变等隐含前提。
·正常工作:表示其在额定电压、额定功率下工作,此时电流、功率均为额定值,可直接使用铭牌上的额定参数计算。
·电源电压恒定:题目未特殊说明时,家庭电路电源电压默认U=220V,所有挡位计算均以此为基准。
·“加热挡/高温挡”对应功率大、电阻小的状态;“保温挡/低温挡”对应功率小、电阻大的状态。
·不考虑温度对电阻的影响:电阻值恒定,可用额定参数算电阻。
(3)选择公式列方程:根据待求量,选用含已知量最多的公式,优先用总功率、总电阻公式简化计算。
(4)单位统一:功率用瓦(W)、电压用伏(V)、电阻用欧(Ω),时间用秒(s),确保所有物理量单位匹配。
2. 常用公式归纳
电压、电流、电阻关系(欧姆定律)
通用公式:I=,变形公式:U=IR、R=
已知其中两个量,可直接求出第三个量,是所有电学计算的基础
电功率相关公式(多挡位电路核心)
通用公式:P=UI,变形公式:I= 、U=
电压不变时优先用:P = ,变形公式:R=
电流不变时优先用:P = I2R
电能(电功)
相关公式
通用公式:W=UIt,结合功率公式:W=Pt
纯电阻电路也可使用W= t = I2Rt
电热计算
(焦耳定律)
通用公式:Q = I2Rt
纯电阻电路(电能全部转化为内能):Q =W = Pt = t =UIt
串、并联电路
总功率
串联电路中,总功率P =
并联电路中,总功率P=P1+P2=+
● 真题再现
额定电压
220V
工作频率
50Hz
热风挡电功率
900W
冷风挡电功率
100W
1.(2023·常德)如图是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息,当电吹风正常工作且吹热风时,两条支路电流之比为( )
A.IR∶IM=9∶1 B.IR∶IM=1∶9 C.IR∶IM=8∶1 D.IR∶IM=1∶8
【答案】C
【详解】由电路图可知,两开关都闭合时,电动机和电阻并联,电吹风吹热风,由并联电路的特点可知,吹热风时电动机的电功率和吹冷风时电动机的电功率相等,则吹热风时,加热电阻的电功率PR=P加热﹣PM=900W﹣100W=800W,两条支路电流之比,故选C。
2.(2025·吉林)电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能,其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W,其正常工作3min消耗的电能为___________J。
【答案】热 闭合 2.16×105
【详解】电热水壶工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应。由图可知,开关S1闭合、S2闭合时,电路只有电阻R2,电路总电阻较小,根据可知功率较大,此时为加热挡。正常工作3min消耗的电能为。
3.(2025·巴中)如图为烤火炉的简化电路图,电源电压220V,两个发热电阻阻值均为88Ω,该烤火炉有低温和高温两个挡位,则烤火炉处于高温挡时的功率为______W,处于低温挡工作1min产生的电热为______J。
【答案】1100 33000
【详解】当两个开关都闭合时,两个电阻并联,此时电路的总电阻最小,由可知,功率最大,为高温挡,单个电阻的功率,两个电阻并联,总功率,即烤火炉处于高温挡时的功率为1100W;当只闭合开关S时,只有一个电阻接入电路,此时电路总电阻较大,由可知,功率较小,为低温挡。低温挡的功率,根据,低温挡工作1min产生的电热为。
4.(2025·苏州)如图是一款电水壶的电路简图,均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W,阻值为,加热时应将开关旋至_________(1/2)位置,加热功率为_________W,阻值为_________。
【答案】2 1100 506
【详解】根据可知,在电源电压U一定时,电阻R越小,电功率P越大,由图可知,当开关旋至1位置时,R1与R2串联,此时电路中的总电阻R总=R1+R2,当开关旋至2位置时,只有R1接入电路,此时电路中的总电阻R总′=R1,因为R1+R2>R1,所以开关旋至2位置时,电路中的电阻最小,电功率最大,电水壶处于加热状态;根据可得加热功率;当开关旋至1位置时,R1与R2串联,电水壶处于保温状态,保温功率P保温=88W,此时电路中总电阻,R2的阻值R2=R串−R1=550Ω−44Ω=506Ω。
5.(2025·成都)小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器,电路如图所示。电源电压为24V,S2为单刀多掷开关,R1是阻值为12Ω的电热丝,R2为某种材料制成粗细均匀的电热丝,最大阻值为24Ω,触点2为R2的中点位置。当S1闭合,S2拨到触点3时,加热器处于______挡;加热器在“中温”挡下工作1min,电路消耗的总电能是______J。
【答案】高温 1440
【详解】当闭合,拨到触点3时,电路为的简单电路,电阻最小。根据(为电源电压,为电路总电阻),在电压不变时,电阻越小,功率越大,所以此时加热器处于高温挡;当闭合,拨到触点2时电路处于中温挡,与的一半串联,最大阻值,则串联的阻值,电路总电阻,根据,,,电路消耗的总电能。
6.(2025·威海)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W,电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为___________,此时电路消耗的总功率为___________W。
【答案】S1断开,S2接2 15
【详解】由图可知开关S1闭合,S2接1,两个电阻并联,电路中电阻最小,根据可知为功率最大,为高温挡;开关S1闭合,S2接2,电路中只有电阻R1,电路中电阻较小,根据可知为功率较大,为中温挡;开关S1断开,S2接2,两个电阻串联接入电路,电路中电阻最大,根据可知为功率最小,为低温挡;中挡位的电功率为30W,则R1的阻值为,高挡位的电功率为60W,则R2消耗的功率为,R2的阻值为,则低温挡功率为。
7.(2024·德州)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,,则R2的阻值为__________,高温挡的电功率为__________W。
【答案】低温 22 2750
【详解】当开关S1断开,S2接a时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,根据可知,总功率最小,蒸箱处于低温挡;当开关闭合,接时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,蒸箱处于高温挡;当开关S1闭合、接时,只有工作,蒸箱处于中温挡;当开关S1断开、S2接时,通过温控开关的电流即串联电路中的电流为,此时电路的总电阻,则的阻值;当开关闭合,接时,R1、R2并联,干路电流,则高温挡的电功率。
8.(2023·南京)某型号的电热水器有高、中、低三挡位,其简化电路如图所示,R1和R2为电热丝,闭合开关S、S1,S2接b,电流表示数为10A,再断开S1,电流表示数变化了8A。则R1=_________;低温挡工作2min产生的热量是________J;高温挡功率为__________W。
【答案】22
【详解】闭合开关S、S1,S2接b,电路为R1的简单电路,电流表示数为10A,则R1的电阻为;当开关S、S1断开,S2接b时,电路中电阻最大,根据可知,为低温挡,此时电路中的电流为,低温挡工作2min产生的热量是;保温当时,两电阻串联,电路的总电阻为,则R2的电阻为,闭合开关S、S1,S2接a时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,根据可知,为高温挡,高温挡功率为。
9.(2025·济南)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,R1、R2为电热丝。旋钮开关S接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)R2的阻值为多少?
(2)旋钮开关S接2时,R2两端的电压为多少?
(3)旋钮开关S接2时,R1工作5min消耗的电能为多少?
【答案】(1)12Ω;(2)6V;(3)2700J
【详解】(1)旋钮开关S接1时,电路为R2的简单电路,电路中的电流为2A;由欧姆定律可知,R2的阻值R212Ω;
(2)旋钮开关S接2时,两电阻串联,电路的总功率为12W,
根据P=UI可知,电路的电流为I0.5A,
由欧姆定律R2的电压为U2=IR2=0.5A×12Ω=6V;
(3)由串联电路电压的规律,R1的电压为U1=U﹣U2=24V﹣6V=18V,
旋钮开关S接2时,R1工作5min消耗的电能为W=U1It=18V×0.5A×5×60s=2700J。
10.(2025·南通)如图为某家用电热器的简化电路图,R1、R2是电热丝,R1=110Ω,虚线框内是温控开关,能在低温挡和高温挡间自动切换。当触点“1”与“2”接通时,处于低温挡;当触点“1”与“2”“3”同时接通时,处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3倍。求:
(1)低温挡时,R1中通过的电流及10s内放出的热量;
(2)高温挡时,电阻R2的功率。
【答案】(1)2A、4400J;(2)880W
【详解】(1)当触点“1”与“2”接通时,电路为R1的简单电路,处于低温挡,
根据欧姆定律,可得通过R1的电流,
10s内R1放出的热量;
(2)低温挡功率,
因为高温挡功率是低温挡功率的3倍,所以高温挡功率,
当触点“1”与“2”“3”同时接通时,R1与R2并联,处于高温挡。并联电路各支路电压相等,都等于电源电压220V,R1的功率,
根据并联电路功率关系可得,P高=P1+P2,
可得R2的功率。
11.(2024·湖北)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
【答案】(1)44Ω;(2)4.4W;3110220J;(4)避免与其他大功率电器共用同一插座
【详解】(1)当S在位置“1”时,R1接入电路,由,可得;
(2)当S在位置“2”时,挂烫机处于待机状态,R2接入电路,
由可得;
(3)挂烫机加热状态时的功率,
挂烫机消耗的电能;
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
12.(2024·广州)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,、、为加热电阻,其中、的阻值均为,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
(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,求通电消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,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。
【答案】(1)de;旋转开关转至de时,电路电阻最小,电功率最大;
(2)3.3×104J(3)0.1A;(4)44W
【详解】(1)由图乙可知,旋转开关转至bc时,R1、R2串联,此时电路电阻最大,根据公式可知,电功率最小,为低温挡;旋转开关转至cd时,只有R2接入电路,为中温挡;旋转开关转至de时,R2与R3并联,电路电阻最小,功率最大,为高温挡;
(2)通电消耗的电能为;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,
电路的总电流为;
(4)旋转开关转至cd时,只有R2工作,为中温挡,
电热敷腰带的功率为。
● 好题推荐
1.(2026·天津红桥·一模)如图所示,为一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为1100W,当接2时,电热水壶处于保温状态,此时电阻的电阻器功率为2.75W。由此可知,的阻值是__________Ω,电热水壶处于保温状态时的电功率是__________W。
【答案】44 55
【详解】当开关闭合,接1时,电路为的简单电路,电热水壶处于加热状态,根据电功率公式可得,电阻的阻值为,当开关闭合,接2时,电阻和串联,电热水壶处于保温状态,已知此时的电功率为,根据电功率公式可得,保温状态时电路中的电流为,根据串联电路的电流规律,可知,电热水壶处于保温状态时的总电功率为。
2.(25-26九年级上·贵州黔南·期末)电热桌垫是冬季办公学习的取暖用品。某款电热桌垫内部有两根电热丝和,且,其简化电路如图所示,通过开关S在1与2、2与3、3与4接线柱之间的转换,可实现高、中、低三挡温度调节。该电热桌垫的高温挡电功率与低温挡电功率之比为________。
【答案】3:1
【详解】由图可知,当开关接触2和3时,R1与R2并联,此时电路的总电阻最小,由可知,电源电压不变,功率最大,属于高温挡,,当开关接触3和4时,只有R2接入电路;当开关接触1和2时,只有R1接入电路,由于R1大于R2,由可知,开关接1和2时功率最小,处于低温挡,,则该电热桌垫的高温挡电功率与低温挡电功率之比。
3.(25-26九年级下·江苏无锡·阶段检测)天气寒冷,小红的妈妈在淘宝上搜到某款电热靴。一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处),R1、R2为发热电阻丝,阻值R1=2R2,b接电阻丝R1的中点,当开关M拨至__________(a/b/c)处时,该靴处于低温挡;若高温挡正常发热功率为12W,则低温挡的额定功率为__________W。冬天晚上小南穿着电热靴做作业时,若选择中温挡正常加热,消耗电能21600J,则小南做作业的时间为__________h。
【答案】 4 1
【详解】电源电压恒定,根据公式 ,电路总电阻越大,加热功率越小,为低温挡;总电阻越小功率越大,为高温挡。 已知题目条件应为 ,分析不同位置总电阻:
M接:总电阻,M接:总电阻,M接:总电阻,总电阻最大的是接,功率最小,因此低温挡为。高温挡是接,已知高温功率,可得 ,则低温挡功率,中温挡接,中温功率 ,则小南做作业的时间。
4.(24-25九年级上·湖北恩施·期末)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,电源电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。要实现除露功能,应把旋钮开关调至_________挡,(选填“1”、“2”或“3”)化霜与防雾电路的总功率之差为_________W。
【答案】2 15
【详解】当旋钮开关调至1挡时,两个电阻串联在电路中,根据串联电路中电阻的规律可知,此时总电阻为,当旋钮开关调至2挡时,只有电阻R的简单电路,此时总电阻为,当旋钮开关调至3挡时,两个电阻并联在电路中,根据并联电路中电阻的规律知,此时总电阻为,根据得,1挡时,电阻大,功率小,为防雾挡;3挡时,电阻小,功率大,为化霜挡;而2挡,为除露挡;所以要实现除露功能,应把旋钮开关调至2挡,化霜挡的功率为,防雾挡的功率为,化霜与防雾电路的总功率之差为。
5.(25-26九年级上·江苏镇江·期末)如图1是某电饭锅内部电加热器原理电路,它有加热和保温两挡,开关S断开时,电饭锅处于___________挡。在加热器正常工作的某段时间内,电流表示数I与时间t关系图像如图2所示,0~1min内,图线AB与时间轴围成的面积为S1,在1~12min内,图线CD与时间轴围成的面积为S2,且S1=S2,则加热时的功率是保温时的___________倍,已知R1=484Ω,则R2=_________Ω。
【答案】保温 11 48.4
【详解】由电路图可知,开关S断开时,电路为的简单电路,此时电路中的电阻最大,由可知,此时电路的总功率最小,电饭锅处于保温挡;由图2可知,0~1min内,电路处于加热挡,此时电流为,时间为,图线AB与时间轴围成的面积可以表示为……①,1~12min内,电路处于保温挡,此时电流为,时间为,图线CD与时间轴围成的面积可以表示为……②,已知,即,则,
根据可知,在电压U不变时,功率与电流成正比,即,即加热时的功率是保温时的11倍;保温挡功率为,则加热功率为,电阻的功率为,的阻值为。
6.(2026·湖南长沙·二模)中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路图如乙图所示,已知该壶的额定电压为220V,R1、R2为电热丝,且R2=4R1,只闭合S1时,电路中的电流为1A。求:
(1)R2的电阻;
(2)只闭合S1时,R2的电功率;
(3)正常工作时,电煎药壶“加热”档工作10min产生的热量。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)只闭合时,只有接入电路,根据 得, ;
(2)只闭合时,根据电功率公式 ,的电功率 ;
(3)加热挡工作10min产生的热量当、都闭合时,与并联,总电阻最小,总功率最大,为加热挡。 已知,得 ,
并联电路各支路电压等于电源电压,的功率: ,
加热挡总功率,
纯电阻电路产生的热量 。
7.(2026·北京石景山·二模)某科技小组同学设计的一款具有加热、保温两挡的烧水壶,其内部的简化电路图如图甲所示,和为发热丝,为总开关,为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点。图乙为某次将满壶水从加热至沸腾并保温的过程中,电路总功率与加热时间的关系图像。
(1)计算烧水壶在内消耗的电能。
(2)计算的阻值。
(3)图丙是采用发热丝和设计的另一款烧水壶内部简化电路,将满壶等量清水从加热至沸腾,甲、丙两种电路设计相比,写出丙图设计的一个主要优点。
【答案】(1);(2);(3)丙图的加热档功率更高,加热速度更快。
【详解】(1)由图乙可知,加热阶段功率,时间,
保温阶段功率,时间,
则15min内消耗的总电能;
(2)当接触点2时,只有接入电路,总电阻小,功率大,为加热挡,
根据得的阻值
保温挡时,与串联,总功率,总电阻,
则的阻值;
(3)丙图中与并联,总电阻更小,总功率更大,加热速度快,将满壶等量清水从加热至沸腾,所需时间更短。
8.(2026·河南平顶山·一模)图甲为电热毛巾架,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。图乙为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架正常工作20min时电流随时间变化的图像。求:
(1)低温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架工作20min消耗的电能。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)低温挡时,电路中的电功率小,由可知,电流最小。由图丙可知,,故低温挡的功率;
(2)由图乙可知,当开关S接2时,、串联,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,毛巾架处于低温挡;当开关S接1时,只有工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,毛巾架处于高温挡。由图丙可知,高温挡工作时电流,由可得,的阻值,
、串联的总电阻,
根据串联电路的电阻规律可得,的阻值;
(3)由图丙可知,毛巾架在两个挡位下的工作时间均为10min,
则工作20min消耗的电能。
三、综合应用突破
(一)结合电能表等测量仪器的计算
● 要点归纳
题目通常给出电能表参数(如3000r/kW·h)及某挡位工作时的转数/时间,要求计算用电器的实际功率、实际电压或消耗的电能。
解题要点:
(1)电能表常见参数含义
①220V:该电能表只能在额定电压220V下使用;
②10(20)A:标定电流10A,短时间允许通过的最大电流20A,可用来计算家庭电路最大总功率;
③3000r/kW·h(转数型):电路每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转过3000圈;
④1600imp/kW·h(脉冲指示灯型):电路每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1600次。
(2)求实际消耗电能:利用公式 W = (n为实际转过的圈数,N为电能表常数),得到的结果单位为kW·h,根据需要进行单位换算:1kW·h = 3.6×10⁶J。
(3)求实际功率:利用公式 P实= ,将实际消耗的电能 W除以工作时间t,即可得到用电器的实际功率。
(4)求实际电压:先根据铭牌算出电阻R= (电阻视为不变),再利用 算出实际电压。
● 真题再现
1.(2025·滨州)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
【答案】C
【详解】电能表此时示数为2025.6kW·h,故A错误;1600imp/(kW·h)的含义是电路消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp,并不是电能表,故B错误;热水器在高温挡工作1min消耗的电能为,热水器在高温挡的功率为,故C正确;由乙图可知,当两开关全部闭合时,两电阻并联,电阻最小,根据可知,电路处于高温挡,此时功率为2400W,又R1=R2,每个电阻消耗的功率为1200W,所以电阻,故D错误。故选C。
2.(2023·广元)图甲是一个食品自动加热台的简化电路图,此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S,加热台开始正常工作,当台内食品温度降到30℃时,温度控制开关S0自动转接,使电路处于加热状态;当台内食品温度升高到60℃时,S0自动转接到保温状态。已知定值电阻,保温功率为484W。下列说法中不正确的是( )
A.图甲中的S0自动转接到“2”时,电路处于保温状态
B.图甲中定值电阻的阻值为
C.加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D.加热台自动加热时,电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
【答案】C
【详解】图甲中的S0自动转接到“2”时,两个电阻串联,根据可知,此时电路中的电阻最大,电功率最小,电路处于保温状态,故A正确,不符合题意;加热台保温时,两个电阻串联,总电阻为,图甲中定值电阻R2的阻值为R2=R-R1=100Ω-24.2Ω=75.8Ω,故B正确,不符合题意;当开关转到“1”时,只有电阻R1接入电路,据可知,此时电路中的电阻最小,电功率最大,电路处于加热状态,此时加热功率为,工作5min消耗的电能为,图乙中的电能表转过的转数为,故C错误,符合题意;加热台加热时的电流为,小于图乙中电能表的标定电流10A,故D正确,不符合题意。故选C。
3.(2024·镇江)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开,电水壶处于________挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为________。电热水壶“保温”挡功率为,则________。
【答案】保温 0.1 435.6
【详解】当开关S断开时,电阻R1、R2串联,此时电路中的电阻较大,根据电功率公式,在电压U一定的情况下,电阻R越大,电功率P越小,所以电水壶处于“保温”挡;消耗的电能;根据得“保温”挡时电路的总电阻为,又因为当开关S闭合时,电水壶处于“加热”挡,此时只有R1接入电路,所以“加热”挡的功率为,由此可得R1的阻值为,则R2的大小为。
4.(2025·资阳)为守护舌尖上的健康,加强餐具消毒,小明家购置了一台消毒柜。如图甲所示,消毒柜分上下两室,上室为中温烘干室,下室为高温消毒室,两室可独立工作。其内部简化电路图如图乙所示,R1、R2分别为上室和下室的加热电阻。已知工作电压U=220V,上室独立工作时功率P1=220W,下室独立工作时功率P2=440W,完成下列问题:
(1)求上室中加热电阻的工作电流I1;
(2)求下室中加热电阻的阻值R2;
(3)若两室同时工作t=0.5h,只考虑此消毒柜消耗的电能,求电能表上的转盘应转过的转数n(已知该电能表参数N=600r/kW•h,即每消耗1kW•h,该电能表转盘转过600转)。
【答案】(1)1 A;(2)110 Ω;(3)198转
【详解】(1)由可知,上室中加热电阻的工作电流;
(2)根据可知,下室中加热电阻的阻值;
(3)两室同时工作时的总功率,
若工作时间,则消耗的电能,
电能表转盘转数。
5.(2023·黄冈)图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V,定值电阻是加热部分,是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时,电热器处于加热挡,通过调节接入电路的阻值来改变的加热功率,其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间,开关S自动接2,电热器处于保温挡。
(1)求以最大功率工作时电路中电流大小;
(2)如图乙,电能表上参数“R/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s,与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小;
(3)求电热器处于保温挡时,电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。
【答案】(1)5A;(2)3000;(3)详见解析
【详解】(1)根据题意,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路电功率最大,为
,
故电阻,此时电流为;
(2)以最大加热功率1100W工作72s,消耗的电能为
,故可得;
(3)电热器处于保温挡时,电路电流为,
此时R1电功率为,
此时电路中总功率为,
电路中电能的利用率为;
从节能角度分析,可以使用保温效果较好的材料制作加热器的瓶身,同时可以设计动断电的装置,当温度达到一定温度后自动断电,减小电能消耗。
● 好题推荐
1.(2026·陕西·模拟预测)如表是小明家中两挡位电饭锅铭牌,图甲是其简化电路。和都是电热丝(阻值不变)。通过断开其它用电器,只接通电饭锅且处于加热挡,来测量电饭锅的实际电功率,观察到图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转。已知水的比热容为,不考虑热量损失,则下列说法正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
加热挡
880W
保温挡
44W
A.电热丝的阻值是100Ω
B.测量时电饭锅的实际加热功率是750W
C.电饭锅在加热挡正常工作7min,可将2.2kg的水从10℃加热到54℃
D.电饭锅在加热挡正常工作时,电热丝、的功率之比为
【答案】D
【详解】A.只闭合,只有工作,保温挡,,闭合、,与并联,为加热挡,总功率,,故,故A错误;B.1min内转40转,故消耗电能
,实际加热功率,故B错误;C.加热挡正常工作7min,消耗电能,水吸收的热量,由,故末温,不是54℃,故C错误;D.并联电路中,电压相等,由可知功率与电阻成反比,由A选项详解可知,,,功率比,故D正确。故选D。
2.(25-26九年级上·湖南·阶段检测)如图甲所示,为某家用电热水壶在“加热”和“保温”两个挡位的简化电路图。电热丝的阻值,在正常工作时保持稳定。小明为了测量电热水壶的实际电功率,将家中的其他用电器全部与电源断开,仅让电热水壶单独运行。如图乙所示,电能表铭牌印有,若1分钟内电能表闪烁了12次。下列说法中正确的是( )
A.
B.当开关置于“2”位置时,电热水壶处于“加热”挡位
C.电热水壶在1分钟内实际消耗的电能是
D.电热水壶处于“加热”挡位,其额定功率为
【答案】D
【详解】根据公式可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大,因此当开关接“1”时,只有电阻为的电阻丝接入电路,电路中的电阻最小,此时为加热挡,加热挡的额定功率为,开关接“2”时,两个电热丝串联,此时为保温挡,因为,所以保温挡的额定功率为,此时保温挡的电路中的总电阻为,所以,故AB错误; 由题意可知,1分钟内电能表闪烁了12次,则电热水壶1min内实际消耗的电能为,此时电热水壶的实际功率为,因为加热挡的额定功率为1000W,保温挡的额定功率为200W,因此测量时电热水壶处于“加热”挡位,额定功率为1000W,故C错误,D正确。故选D。
3.(25-26九年级下·重庆永川·期中)如图是电饭锅内部简化电路图,有“加热”和“保温”两挡,加热功率为1000W。则电阻的阻值为_________Ω;若只让电饭锅在“加热”挡正常工作0.1h,发现此电能表的转盘转动120转,则电能表上模糊不清的这个参数应该是______。
【答案】48.4 1200
【详解】当开关接2,短路,电路中只有工作,由可知,此时电路中的电阻较小,电功率较大,电饭锅处于加热挡,电阻电饭锅加热挡正常工作0.1h,消耗的电能,由可得,电能表上的参数。
4.(2026·山东威海·一模)如图是某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路,的阻值为,电饭煲额定电压为,它在额定电压下处于加热挡时功率,则的阻值为______。只将电饭煲接入电路中,处于保温挡工作,使标有“”字样的电能表指示灯闪烁次,此时电路的实际电压为______V。
【答案】48.4 198
【详解】由电路图可知S₁、S₂都闭合时,R₁与R₂并联,总功率最大,为加热挡; 先计算的功率,加热挡总功率,因此的功率,则的阻值,S₁闭合、S₂断开时,只有R₁接入电路,为保温挡; 电能表闪烁162次消耗的电能 ,保温挡的实际功率 根据,变形得实际电压 。
5.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)如图(a)所示,图甲是小明家月初电能表示数,图乙是月末电能表示数,由图可知,小明家本月用电__________。将某取暖器单独工作一段时间,脉冲指示灯闪烁320次,则其消耗电能为__________J。该取暖器简化电路如图(b)所示(虚线框内为取暖器的发热部位),可实现两挡调温,高温挡功率为,低温挡功率为;若将两挡功率均提升10%,则需调整电阻值,调整后和的阻值之比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】120 不变
【详解】本月消耗的电能为;电能表的指示灯闪烁320次时,取暖器消耗的电能;
由电路图可知,开关S置于2时,电阻R2被短接,电路为R1的简单电路,此时为高温挡,功率,开关S置于1时,电阻R1和R2串联,此时为低温挡,功率,电源电压不变,调整电阻值将高、低温挡功率均提升10%,由可知此时电阻……①,……②,将式②除以式①可得,故调整后和的阻值之比不变。
6.(2026·湖南长沙·一模)小明家有一台旧式两挡位电炖锅,电炖锅的电路图如下所示。铭牌显示高温挡额定功率为1100W,低温挡额定功率模糊不清。(不计温度对电阻的影响)
(1)当开关S1闭合,S2接到2时,是__________挡位。
(2)高温挡正常工作0.5h,消耗的电能是多少?
(3)为了测出低温挡的额定功率,小明将家里所有电器关闭,读出电能表的示数为;然后打开电炖锅炖煮,高温挡正常工作0.5h后转低温挡工作2 h,炖煮结束后电能表示数为,则低温挡额定功率为多少W?
【答案】(1)高温;(2);(3)220W
【详解】(1)当开关S1闭合,S2接2时,R1被短路,电路中只有R2接入,总电阻最小;电源电压U不变,根据电功率公式,总电阻越小功率越大,因此该挡位是高温挡;
(2)高温挡额定功率为,正常工作0.5h,消耗的电能是;
(3)整个过程消耗的总电能,
则低温挡消耗的电能
低温挡额定功率为。
7.(2026·陕西西安·模拟预测)如图甲所示是一款智能养生壶,通电后,机器将水箱中质量为1.5kg的水加热,壶下有自动加热装置,能进行保温或加热,简化后的电路如图乙所示,其中是发热电阻丝,R为限流电阻。在额定电压(220V)下正常工作时,发热电阻丝在加热和保温时的功率分别为880W和55W。求:[已知]
(1)将质量为1.5kg的水从初温加热到,水需要吸收的热量;
(2)R的阻值;
(3)在某用电高峰期,若家庭电路中只有养生壶工作,工作周期如图丙(前110s加热,后110s保温)观察到标有“3600r/(kW·h)”的电能表转盘在220s内转了110转,请通过计算判断工作时的实际电压是否为220V?
【答案】(1);(2);(3)不是220V
【详解】(1)水吸收的热量;
(2)开关接c时只有R0接入电路,为加热挡;开关接b时R与R0串联,为保温挡;当加热挡时,由得,R0阻值,
当保温挡时,由得电路电流 ,
串联总电阻,
R的阻值;
(3)电能表参数表示每消耗电能转盘转3600转,因此转110转消耗电能,
若实际电压为220V, 加热阶段消耗的电能,
保温阶段,串联总功率 ,
,
总电能:,
因为因此工作时实际电压不是220V。
8.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,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:的阻值为40Ω,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小李发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压。
【答案】(1)1210W;(2)968W;(3)200V
【详解】(1)由图可知,旋钮接1时,与串联,电路总电阻最大,电功率最小,为保温挡;旋钮接2时,为的简单电路,电路总电阻中等,电功率中等,为慢煮挡;旋钮接3时,为的简单电路,电路总电阻最小,电功率最大,为快煮挡;电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率;
(2) 保温模式总电阻 ,,因此,
电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)电能表参数为,其他用电器不变,因此快煮3分钟消耗电能对应的脉冲数为,
快煮消耗的电能
时间快煮实际功率
电阻不变时,功率与电压平方成正比,
代入数据 ,解得。
(二)结合热量、热效率的综合计算
● 要点归纳
题目常以电水壶、电热水器等电热器为背景,结合挡位功率计算、水的吸热过程,考查 “电能→内能” 的转化效率,是中考物理的高频考点。
解题要点:
(1)求液体吸收的热量:利用吸热公式 Q吸 = cmΔt (c为比热容,m为质量,Δt为升高的温度 )。
(2)求消耗的电能:利用公式 W = Pt。注意:必须代入题目要求的对应挡位功率(如高温挡加热就用P高,低温挡加热就用P低),时间 t 需换算为秒(s)。
(3)求加热效率:利用公式× 100%(热效率是“水吸收的有效热量”与“用电器消耗的总电能”的比值,结果用百分数表示)。注意:只有纯电阻电路且无热量损失时,Q吸=W,热效率为100%;若存在热损失,则Q吸<W,需要看清题目所给条件。
(4)易错提醒:如果题目提到“在额定电压下正常工作”,则实际功率等于额定功率;若电压改变,需先算出电阻,再算实际功率。
● 真题再现
1.(2025·泰安)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ②
③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
【答案】C
【详解】①由图可知,当开关、都闭合时,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,由可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热挡,故①错误;②开关闭合,断开时为保温挡,此时为的简单电路,消耗的电功率为,“保温”与“加热”的功率之比为,则加热挡的功率为,则电热壶处于加热挡时,消耗的电功率为,由可知,的阻值为,故②正确;③加热时,电热水壶正常工作10min,电流做的功为,故③正确;④根据可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,故④正确。故选C。
2.(2025·云南)为保障行车安全,同学设计了后视镜除雾、除霜装置,简化电路如图所示。电源电压为12V,加热电阻。的阻值均为6Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜。将旋转开关调至“1”时启动除______模式,加热1min,后视镜温度升高6℃,后视镜玻璃质量为0.15kg,加热效率为______。
【答案】霜 50%
【详解】将旋转开关调至“1”时,只有R1的简单电路,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,为除霜模式;后视镜玻璃吸收的热量Q=c玻璃mΔt=0.8×103J/(kg·℃)
×0.15kg×6℃=720J,加热1min消耗的电能,加热效率为。
3.(2023·德州)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为,则的阻值为______。在标准大气压下,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为的水,该过程消耗的电能为______,若产生的热量全部被水吸收,则水的温度升高了______℃。
【答案】50 85
【详解】当开关S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,当开关S2闭合,S1断开时,R1、R2串联;根据可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,故当开关S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,总电阻最大,总电功率最小,为低温挡。当开关S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,此时电阻最小,此时的电功率最大,电热水壶处于高温挡;“低温挡”正常工作时,电路的总电阻为,已知R1、R2阻值相等,所以两电阻的阻值为R1=R2=50Ω;所以高温挡的功率为,该过程消耗的电能为;若产生的热量全部被水吸收,则水吸收的热量为,所以,水升高的温度为,水的末温t=t0+Δt=15℃+96.8℃
=111.8℃>100℃,1标准大气压下水的沸点是100℃,所以水的末温是100℃,水实际升高的温度Δt′=100℃-15℃=85℃。
4.(2025·淮安)图甲是一新款电火锅,图乙是其内部电路简化图,图丙是该电火锅铭牌,中温挡功率模糊不清。
(1)该电火锅的工作原理是___________。
(2)中温挡功率为___________W。
(3)仅闭合开关S、S1,电火锅在低温挡工作,可推算出R1∶R2=___________。
(4)电火锅正常工作时,用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水,经过10min水温升高到100℃,求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。[c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)]
【答案】(1)电流的热效应;(2)1000;(3)5∶2;(4)80%
【详解】(1)电火锅的工作原理是电流的热效应,即电流通过电阻时,电能转化为内能,从而产生热量来加热食物;
(2)由乙图可知,当只闭合S和S1时,只有R1接入电路;当只闭合S和S2时,只有R2接入电路;当S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,此时电路的总电阻最小;根据,电阻越大,功率越小;电阻越小,功率越大,所以低温挡是电阻较大的R1单独工作(结合第3问可知),高温挡是R1与R2并联(功率1400W),中温挡是电阻较小的R2单独工作;
中温挡功率;
(3)仅闭合S、S1时,R1单独工作,为低温挡,则,
仅闭合S、S2时,R2单独工作,为中温挡,则,
由可得,所以,即R1∶R2=5∶2;
(4)水吸收的热量,
电火锅消耗的电能,
加热效率。
5.(2025·齐齐哈尔)中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
【答案】(1)高温;(2);(3);(4)
【详解】(1)当闭合开关,将开关接时,定值电阻并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;当断开开关,将开关接时,串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;则当闭合开关,将开关接时,单独工作,为中温挡;
(2)药液吸收的热量;
(3)加热,消耗的电能为;
(4)低温挡时,总电阻为,
则的阻值。
6.(2025·淄博)某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1=R2(阻值不随温度的变化而变化)。电火锅的部分参数如下表所示,。求:
电源电压/V
220
低温挡功率/W
______
中温挡功率/W
550
高温挡功率/W
1100
(1)R1的阻值;
(2)电火锅在低温挡工作时的电流;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间(不计热量损失,结果精确到1s)。
【答案】(1)88Ω;(2)1.25A;(3)305s
【详解】(1)由电路图可知,当开关S1闭合、S2接2时,R1与R2并联,电路总电阻最小,由可知,此时电功率最大,为高温挡;当S1闭合、S2接1时,只有R1接入电路,由可知,此时电火锅为中温挡;即电火锅处于中温挡时,只有电阻R1工作,则R1的阻值;
(2)当S1断开、S2接1时,R1与R2串联,电路总电阻最大,由可知,此时的电功率最小,为低温挡;则低温挡的总电阻R低=R1+R2=2R1=2×88Ω=176Ω,
低温挡工作时的电流;
(3)在标准大气压下,水的沸点是100℃。将水烧开需吸收的热量,
因为不计热量损失,电火锅消耗的电能 W = Q吸 = 3.36×105J,
使用高温挡加热时,加热所需的时间。
7.(2025·日照)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
【答案】(1);(2)400W;(3)0.4度;(4)93.3%
【详解】(1)旋转开关S连通1触点,电路为R1的简单电路,可实现加热器快速加热,加热器快速加热时的功率为2kW,的阻值;
(2)旋转开关S连通2触点,电阻R1和R2串联,可实现加热器的保温功能,加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是;
(4)水的质量,
水温升高40℃吸收的热量,
加热器使用快速加热挡工作15min消耗的电能,
加热器对水加热的效率是。
8.(2024·齐齐哈尔)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,它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝,。求:
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为多少?
(2)若某次使用时,用高温挡位正常工作,将0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作,加热过程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫机的加热效率是多少?
【答案】(1)500W;(2);(3)84%
【详解】(1)当开关接触2和3时,与串联接入电路,使用低温挡位工作,与串联的总电阻为,
使用低温挡位正常工作时的电功率;
(2)水吸收的热量是 ,
(3)当开关接触3和4时,只有工作,用高温挡位加热,
挂烫机高温挡位的电功率,
挂烫机高温挡位加热消耗的电能,
该挂烫机的加热效率。
9.(2024·龙东地区)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,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(1)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?
【答案】(1)66Ω;(2)220W;(3)400W
【详解】(1)从表格中可知,高温挡的功率为1100W,再由图乙可知,当高温挡时,只R3连入电路,由得,R3的电阻值为,
从表中还可知道,中温挡的功率为440W,再由图乙,中温挡时,只有R2和R3串联接入电路,电源电压220V,根据得,解得;
(2)低温挡时,R1、R3串联,由(1)得,
电火锅在低温挡工作时的功率为;
(3)水吸收的热量,
不计热损失,中温挡时,消耗的电能为,
该电火锅的实际功率为。
● 好题推荐
1.(2026·山东淄博·一模)某电热水壶有加热和保温两挡,额定保温功率是22W,电阻阻值是44Ω,内部电路简图如图所示。小李把初温20℃、质量1kg的水倒入壶中,加热6min后水温升高到100℃,耗电,下列说法正确的是( )
A.开关S在2位置是保温挡
B.水吸收的热量是
C.电热水壶加热挡的实际功率是1100W
D.电热水壶本次烧水的热效率是85%
【答案】B
【详解】A.当开关接位置时,电阻被短路,电路中只有接入,总电阻最小;电源电压不变,根据得,电阻越小功率越大,因此接2时是加热挡,故A错误;B.水的比热容,水吸收的热量是,故B正确;C.时间,实际功率,故 C错误;D.热效率,故D错误。故选B。
2.(2026·河南三门峡·一模)如图所示是一款家用电热饭盒及其内部简化电路,R1、R2为两个发热电阻,饭盒有“高温”和“低温”两个挡位,额定功率分别为440W、242 W。当S接1时,该饭盒处于______挡;若该饭盒在高温挡工作,此时电路中的电流为______A,高温挡工作5 min,可将1 kg、20 ℃的某种食品加热到64℃,该食品的比热容为_____。(不计热量损失)
【答案】低温 2
【详解】由图可知,电源电压为220V不变,当开关S接1时,R1与R2串联,电路总电阻较大,由可知,饭盒的电功率较小,属于低温挡;当S接2时,只有R1接入电路,总电阻较小,由可知,饭盒的电功率较大,属于高温挡。根据得,高温挡时电路中电流为,不计热量损失,食品吸收的热量等于高温挡消耗的电能,,由可知, 该食品的比热容为。
3.(2026·青海·模拟预测)一款有“加热”和“保温”两挡的速热壶,内部电路简化如图所示,部分参数如下表。电源两端电压恒为220V,电热丝R1、R2的阻值恒定,。旋转开关S,使其与触点0和1、1和2、2和3接触时,可实现不同档位的转换。已知水的比热容()水的密度
速热壶部分参数
额定电压
220V
保温功率
110W
加热功率
容积
2L
(1)电阻R1的阻值是多大?
(2)速热壶的加热功率为多大?
(3)商家宣传的广告语是“满水加热5分钟,水温上升50℃”。请你通过计算验证此广告是否符合事实。
【答案】(1)440Ω;(2)1320W;(3)不符合事实
【详解】(1)保温状态只有工作,由,得;
(2)加热时与并联,的功率,
则速热壶的加热功率;
(3)水的质量,
水吸热,
加热5min消耗电能,
由于,广告不符合事实。
4.(2026·山东潍坊·一模)一款降压调温型液暖电热毯有加热、保温两个挡位,其内部工作原理如图所示,R为加热定值电阻,当开关S与a触点接触时为电热毯加热挡,变压器将电源电压220 V降为工作电压,。某次使用过程中,接通电源,开关与接触工作8 min,后与接触继续工作8 min,电热毯中2kg的导热液的温度共升高了10 ℃,整个加热过程中,电热转化效率为80%。已知导热液的比热容,求:
(1)的电阻值;
(2)该过程导热液吸收的热量;
(3)开关与触点接触时加热电阻两端的电压。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)当开关S与a触点接触时,电热毯处于加热挡,此时工作电压,
加热功率,此时电阻的阻值;
(2)导热液质量,温度升高,导热液比热容,
该过程导热液吸收的热量;
(3)整个过程消耗的总电能,
根据总消耗电能,其中,,
解得保温挡功率,
根据电功率公式,开关S与触点接触时加热电阻两端的电压。
(三)与电路安全有关的分析与计算
● 要点归纳
题目通常结合电能表、插线板、用电器铭牌的额定电流 / 功率,考查多挡位用电器同时工作时的电路安全问题,核心是判断总功率是否超出安全负载上限。
解题要点:
(1)明确电路安全限制条件
• 家庭电路 / 电能表允许的最大电流:由电能表参数直接给出(如 “220V 10 (20) A”,表示短时间允许通过的最大电流为 20A)。
• 插线板允许的最大电流 / 功率:由铭牌参数给出(如 “250V 10A”,表示允许通过的最大电流为 10A,对应最大安全功率 Pmax=UImax=250V×10A=2500W)。
(2)计算实际工作的总功率/总电流
• 多个用电器同时接在同一电路/插线板上,总功率为各用电器功率之和:P总=P1+P2+…。
• 对应总电流:I总=,其中 U=220V(家庭电路电压)。
(3)安全判断与分析
• 若P总≤Pmax且I总≤Imax,则电路/插线板安全,可正常工作。
• 若P总>Pmax 或I总>Imax,则超载,存在安全隐患,需减少同时工作的用电器数量、降低工作挡位或更换更大规格的插线板。
● 真题再现
1.(2025·潍坊)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
【答案】(1);(2);(3);(4)见解析
【详解】(1)已知挡位1工作时只有电阻R接入电路,功率P₁= 220 W,电源电压U = 220 V,由公式得:;
(2)挡位2时根据电路可知R与R₂并联,总阻值,
所以;
(3)挡位3时,R与R1并联,此时R1的功率,
那么此挡位的电功率为,
水的质量m = ρV = 1.0×103 kg/m3 × 0.88×10-3 m3= 0.88 kg,
水吸收的热量Q = cmΔt = 0.88 kg × 4.2×103J/(kg · °C) ×(80 °C - 25 °C )= 2.03×105J,
电阻丝在t =105s内提供的电能W = P3t =2420 W × 105 s = 2.54×105J,
工作的效率;
(4)挡位4时,开关全部闭合,此时三个电阻并联,
此时R3的功率,
那么总功率,
对应电流,因此可以接入该插排正常工作。
2.(2023·朝阳)彤彤家里有一台电热锅,它的一些参数如表中所示,加热功率有高、低两个挡位,其内部简化电路如图甲所示。
额定电压
加热电阻
加热电阻
(1)电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大?
(2)若将锅中的水从加热到,水吸收多少热量?
(3)上述加热水的过程中,不计热量损失,电热锅高挡位需正常工作多长时间?
(4)爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示,也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为,请判断乙图电路是否合理,并通过计算说明原因。
【答案】(1);(2);(3);(4)见解析
【详解】(1)由图甲可知,当双触点开关置于1时,、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,由可知,电路中的总功率最小,电热锅处于低温挡;当双触点开关置于2时,置于工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电热锅处于高温挡;
电热锅在高挡位工作时的额定功率;
(2)电热锅中满壶水的体积,
由可知,水的质量,
水吸收的热量,
(3)不计热量损失,电热锅消耗的电能,
由可知,电热锅高挡位需正常工作的时间;
(4)由图乙可知,当双触点开关置于2时,、并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热锅处于高温挡,
高温挡工作时干路中的总电流,
由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流,所以乙图电路不合理。
● 好题推荐
1.(2026·广西防城港·一模)冬天,饭菜容易凉,小明家买了一个有低温和高温两挡功能的暖菜板,如图甲所示。暖菜板的电路如图乙所示,和为阻值不变的电热丝,、。
(1)小明用暖菜板加热饭菜时,是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式增加饭菜的内能的。
(2)低温挡正常工作时,暖菜板的电功率是多少?低温挡正常工作5min,消耗的电能是多少?
(3)从节能角度出发,日常使用暖菜板时,你有哪些改进或使用的建议?(写出一条即可)
(4)暖菜板使用一段时间后,小明发现电阻丝坏掉了,他找到一个55Ω的电阻丝换上。请你判断改装过的暖菜板能否接在“220V 5A”的插座上正常使用,并说明原因。
【答案】(1)热传递;(2)440W;;(3)见解析(4)见解析
【详解】(2)只闭合开关S,只有工作,电路处于低温挡,低温挡的额定功率,
低温挡正常工作5min,消耗的电能;
(3)①不使用时及时断开电源,避免长时间待机耗电;②饭菜温度达到合适温度后,切换到低温挡保温,减少高温挡工作时间;③对饭菜加盖保温,减少热量散失,缩短加热时间(任选一条即可)
(4)改装后的暖菜板处于高温挡时,电热丝和并联,
通过电热丝的电流,
通过电热丝的电流,
通过干路的电流,所以不能。
(
0
1
)老师备课、家长伴学、学生提高
学科网(北京)股份有限公司
$张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
参考答案与解析
一、基础能力过关
(一)电路识别与挡位判断
【真题再现】
1.【答案】c
【详解】由图可知,当开关S在1挡时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路电
阻较小,根据公式P=公可知,电路功率较大,为高温挡;当开关S在2挡时,两电阻申
联,此时电路电阻较大,功率较小,为保温挡,所以开关S先在“1挡,后在“2挡,故C
符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.【答案】C
【详解】只闭合开关S时,只有R接入电路,由P-,此时电热毯电功车最小,为低温
挡,故A错误;只闭合开关S2时,电路断路,故B错误;由电路图可知,当开关S1、S2
闭合时,R1和2并联,因为电阻越并越小,所以此时电路电阻最小,而电源电压一定,由
P=可知,此时电热毯电功率最大,为高温挡,故C正确,D错误。故选C。
3.【答案】B
【详解】只闭合S1时,R、R串联,,电路中电阻较大,由P可知,电功率较小,为
文火状态,当S、S都闭合时,只有R接入电路,电路中电阻较小,由P号可知,电功
率较大,为急火状态,可以实现要求,故A不符合题意;当只闭合S1时,R1、R串联,当
S1、S2都闭合时,仍旧是R1、R串联,当S1闭合时,无论是否闭合S2,电路中电功率都相
同,不能实现要求,故B符合题意:当S1闭合,S2接1时,电路中只有R1,电阻较小,由
P可知,电功率较大,为急火状态;当s接2时,R、R串联,电路中电阻较大,由
P可知,电功率较小,为文火状态,可以实现要求,故C不符合思意;当S1闭合,S
两端都接1时,1、R串联,电路中电阻较大,由P二可知,电功率较小,为文火状态,
R
S两端都接2时,只有R1接入电路,电路中电阻较小,由P=可知,电功率较大,为急
火状态,可以实现要求,故D不符合题意。故选B。
4.【答案】热高温
老师备课、家长伴学、学生提高
01
张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
【详解】电加热眼罩通电时会发热,将电能转化为内能,利用的是电流的热效应;分析电
路可知,当S1、S2均闭合时,R1、R2并联,此时总电阻最小,根据P=心,电路总功率最
大,为高温挡。
5.【答案】S1保温
【详解】由图可知,该电路为并联电路,当榨汁杯处于榨汁档时,只需要电动机工作即
可,所以据图可知只闭合S1,电路为电动机串联的简单电路;根据P-二可知,电源电压一
R
定,当电阻越小时,电功率越大,所以当S2、S3闭合,R1、R2并联时为加热挡;只闭合开
关S2时,R1单独串联为保温挡。
【好题推荐】
1.【答案】D
【详解】要使电热水器在高温挡正常工作,其电功率需要达到最大,根据电功率公式P=
可知,在电源电压不变的情况下,电路的总电阻R最小,电功率P最大。A。只连接1、
2时,电路中只有电热丝R1工作,电路的总电阻是R1:B.只连接2、4时,电热丝R1和
R2串联接入电路,此时电路的总电阻为R1+R2:C.只连接3、4时,电路中只有电热丝
R2工作,电路的总电阻是R2;D.当1和2连接、3和4连接时,两电阻并联,并联电路总
电阻小于任何一个支路的电阻;综上所述,当1和2连接、3和4连接时,电路的总电阻
最小,电源电压不变,由P=可知电路的总功率最大,电热水器在高温挡正常工作,故
D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2.【答案】A
【详解】当开关S由1”切换到2时,电路由R1、R2串联变为只有R1的简单电路,电路总
电阻R变小。电源电压不变,根据P-可知,总电阻减小则总功率增大,加热器由低温
挡变为高温挡;此时总功率即为R1的实际功率,故R实际功率增大:电源电压不变,由
1=可知,总电阻减小则电路电流增大,通过1的电流变大;当开关S接“1时,R、R
串联,由串联电路电压规律可知R1两端电压小于电源电压。S接“2时R1两端电压等于电
源电压,故R1两端电压变大。故A正确,BCD错误。故选A。
3.【答案】D
【详解】电源电压不变,根据公式P=可知,总电阻越小,功率越大,挡位温度越高。
A.S3闭合,S2接a,S1闭合时,R1与R2并联,总电阻最小、功率最大,为高温挡,故A
错误;B.S3闭合,S2接b,S1断开时,R1与R2串联,总电阻最大、功率最小,为低温挡,
故B错误;C.S3闭合,S2接b,S1闭合时,R1被短路,只有R2接入电路,总电阻、功率都
介于串联和并联之间,为中温挡,故C错误;D.温控开关需要在温度过高时切断整个电
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路停止加热,S3接在干路,断开后整个电路断电,符合温控开关的作用,因此S3是温控开
关,温度过高会自动断开,故D正确。故选D。
4.【答案】B
【详解】A.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电路为R1的简单电
路,电路的总功率为P=,电烤箱处于“高温挡状态;只闭合开关S1时,R1、R2是串联
在电路中,电路的总功率为P:一电将箱处于低温挡状态,敢A不符合思意:
B.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,电源短路,故B符合题意:
C.由电路图可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R是并联在电路中,电路
U2
的总功率为P2=R1x2
,电烤箱处于“高温挡状态;只闭合开关S1时,电路为R2的简单电
R1+R2
路,电路的总功率为P,电烤箱处于“低温挡~状态,故C不符合愿意;D.由电路图
可知,电源电压不变,当两个开关都闭合时,R1、R2是并联在电路中,电路的总功率为
U2
P2=R1XR2'
电烤箱处于“高温挡'状态;只闭合开关S,或S2时,电路为R2或R1的简单电
R1+R2
路,电路的总功率为或,
电烤箱处于“低温挡”状态,故D不符合题意。故选B。
(二)基础电学计算
【真题再现】
1.【答案】C
【详解】由电路图可知,两开关都闭合时,电动机和电阻并联,电吹风吹热风,由并联电
路的特点可知,吹热风时电动机的电功率和吹冷风时电动机的电功率相等,则吹热风时,
加热电阻的电功率PPP900W-100V=80ow,两条支路电流之比经二去=三
oN-景故选C.
100W
2.【答案】热闭合2.16×105
【详解】电热水壶工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应。由图可知,开关S1闭
合、S2闭合时,电路只有电阻R2,电路总电阻较小,根据P=可知功率较大,此时为加
R
热挡。正常工作3min消耗的电能为W=Pt=1200W×3×60s=2.16×105J。
3.【答案】110033000
【详解】当两个开关都闭合时,两个电阻并联,此时电路的总电阻最小,由P=爱可知,
功率最大,为高温挡,单个电阻的功率P1=2=22=550w,两个电阻并联,总功率
R 880
P高=2P1=2×550W=1100W,即烤火炉处于高温挡时的功率为1100V;当只闭合开关
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S时,只有一个电阻接入电路,此时电路总电阻较大,由P=可知,功率较小,为低温
挡。低温挡的功率P低=P1=550W,根据Q=W=Pt,低温挡工作1min产生的电热为
Q=Pst=550W×60s=33000J.
4.【答案】21100506
【详解】根据P-可知,在电源电压U一定时,电阻R越小,电功率P越大,由图可
R
知,当开关旋至1位置时,R1与R串联,此时电路中的总电阻R=R1+R2,当开关旋至2
位置时,只有R1接入电路,此时电路中的总电阻R=R1,因为R+R>R1,所以开关旋至2
位置时,电路中的电阻最小,电功率最大,电水壶处于加热状态;根据P=可得加热功
R
率P热=
-2202=1100W:当开关旋至1位置时,R与R串联,电水壶处于保温状
44n
态,保温功率P=88V,此时电路中总电阻R事三=20=550Q,R3的阻值RR#一
88W
-R1=5502-442=5062。
5.【答案】高温1440
【详解】当S1闭合,S2拨到触点3时,电路为R1的简单电路,电阻最小。根据P=(U为
R
电源电压,R为电路总电阻),在电压U不变时,电阻R越小,功率P越大,所以此时加热
器处于高温挡;当S1闭合,S2拨到触点2时电路处于中温挡,R1与R2的一半串联,R2最大
阻值24n,则串联的R2阻值R2=240=120,电路总电阻R总=R1+R2=120+120=
2
24n,根据W-t,U=24y,t=1min=60s,电路消耗的总电能W=20×
24n
60s=1440J。
6.【答案】S1断开,S2接215
【详解】由图可知开关S1闭合,S:接1,两个电阻并联,电路中电阻最小,根据P=可
知为功率最大,为高温挡:开关S1闭合,S2接2,电路中只有电阻R1,电路中电阻较小,
根据P-受可知为功率较大,为中温挡:开关S1断开,S,接2,两个电阻串联接入电路,
电路中电阻最大,根据P=二可知为功率最小,为低温挡;中挡位的电功率为30w,则R
R
的阻值为R1=P
U2
(12V)2
30w
=4.82,高挡位的电功率为60W,则R2消耗的功率为P2=
_U2_(12V)2
60W-30W=30W,R的阻值为R,=P2=
=48n,则低温挡功率为P低=R1+R2
U2
30w
(12V)2
=15W。
4.80+4.8n
7.【答案】低温
222750
【详解】当开关S1断开,S:接a时,R、R串联,电路的总电阻最大,根据P=可知,
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总功率最小,蒸箱处于低温挡;当开关S1闭合,S2接b时,R1、R2并联,电路的总电阻最
小,总功率最大,蒸箱处于高温挡;当开关S1闭合、S2接a时,只有R1工作,蒸箱处于中
温挡;当开关S1断开、S2接a时,通过温控开关的电流即串联电路中的电流为2A,此时电
第的总电用Ra=号=罗=10n,则R:的m信R:=R&R1=10n80=2n:当
开关51闭合,S,接时,R、R并联,干路电流1=1+2-号+片=
.=220y
+2N=2.5A+
220
10A=12.5A,则高温挡的电功率P高=U1=220V×12.5A=2750W。
8.【答案】225.28×1042750
【详解】闭合开关S、S1,S2接b,电路为R1的简单电路,电流表示数为I0A,则R的电
阻为R1=号--2,当开关S、S1断开,S3接b时,电路中电阻最大,根据P-可
知,为低温挡,此时电路中的电流为1保温=1-8A=10A-8A=2A,低温挡工作2min产
生的热量是Q=W=U1保温t=220V×2A×2×60s=5.28×104:保温当时,两电阻串
联,电路的总电阻为R台=”=20N=110,则R的电阻为R2=R色-R1=1100-
1保温2A
220=88n,闭合开关S、S1,S接a时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,根据P=
R
可知,为高温挡,高温挡功率为P高=P1+P2=+=20m
+20m2=2750w.
22
88
9.【答案】(1)122;(2)6V:3)2700J
【详解】(1)旋钮开关S接1时,电路为R2的简单电路,电路中的电流为2A;由欧姆定
律可知,Re的阻值Re号-贺-12n:
(2)旋钮开关S接2时,两电阻串联,电路的总功率为12W,
根搭P=1可知,电路的电流为日=器
=0.5A,
由欧姆定律R2的电压为U2=IR2=0.5A×122=6V;
(3)由串联电路电压的规律,R1的电压为U1=U-U2=24V-6V=18V,
旋钮开关S接2时,R1工作5min消耗的电能为W=Ut=18V×0.5A×5×60s=2700J。
10.【答案】(1)2A、4400;(2)880W
【详解】(1)当触点“1”与“2接通时,电路为R1的简单电路,处于低温挡,
根据欧姆定1一台可得通过R的电流,一号一
1100
=2A,
10s内R1放出的热量Q1=112R1t=(2A)2×1102×10s=4400J:
=2=220m2=440W,
(2)低温挡功率P低=R=1100
因为高温挡功率是低温挡功率的3倍,所以高温挡功率P高=3P低=3×440W=1320W,
当触点“1与“23同时接通时,R1与R2并联,处于高温挡。并联电路各支路电压相等,都
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等于电源电压220V,R1的功率P1=P低=440W,
根据并联电路功率关系可得,P=P1+P2,
可得R的功率P2=P高-P1=1320W-440W=880W。
11.【答案】(1)442:(2)4.4W;3110220J;(4)避免与其他大功率电器共用同一插座
【详解】(1)当8在位置1时,R接入电路,由1=名可得R1=”-20=44:
11
5A
(2)当S在位置“2时,挂烫机处于待机状态,R2接入电路,
由P=U1可得P待机=U1,=220V×0.02A=4.4W:
(3)挂烫机加热状态时的功率P加热=UL1=220V×5A=1100W,
挂烫机消耗的电能W=P加热tm热+P待机t特机=1100W×(30s+70s)+4.4W×(20s+
30s)=110220J:
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
12.【答案】(1)d配:旋转开关转至dk时,电路电阻最小,电功率最大:
(2)3.3×104灯(3)0.1A:(4)44W
【详解】(1)由图乙可知,旋转开关转至bc时,R1、R2串联,此时电路电阻最大,根据
公式P-可知,电功率最小,为低温挡;旋转开关转至c时,只有R接入电路,为中温
挡;旋转开关转至de时,R2与R3并联,电路电阻最小,功率最大,为高温挡;
(2)通电10min消耗的电能为W=U1t=220V×0.25A×10×60s=3.3×10:
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22W,
电路的总电流为一学=器-01A:
(4)旋转开关转至cd时,只有R2工作,为中温挡,
电热数腰带的功率为P+==22=44W。
11002
【好题推荐】
1.【答案】4455
【详解】当开关S1闭合,S2接1时,电路为R1的简单电路,电热水壶处于加热状态,根据
电功率公式P=可得,电阻的阻值为R1二=2
=440,当开关S1闭合,S2接2
1100W
时,电阻R1和R2串联,电热水壶处于保温状态,己知此时R1的电功率为P1=2.75W,根据
电功率公式P=PR可得,保温状态时电路中R的电流为1=
275w=0.25A,根据
串联电路的电流规律,可知1保温=11=0.25A,电热水壶处于保温状态时的总电功率为
P保温=U1保温=220V×0.25A=55W。
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2.【答案】31
【详解】由图可知,当开关接触2和3时,R1与R2并联,此时电路的总电阻最小,由P=
可知,电源电压不变,功率放大,属于高温指,P后一号+后二+号-器
当开关接
触3和4时,只有R2接入电路;当开关接触1和2时,只有R1接入电路,由于R1大于
风,由P=气可知,并关接1和2时功率最小,处于低温挡,P。需器测该电热杂
32
垫的商温挡电功率与低温挡电功率之岭多器×祭》
P低
2R2
3.【答案】a41
【详解】电源电压恒定,根据公式P=,电路总电阻越大,加热功率越小,为低温挡:
总电阻越小功率越大,为高温挡。己知题目条件应为R1=2R2,分析不同位置总电阻:
M接a:总电阻Ra=R1+R2=2R2+R2=3R2,M接b:总电阻Rb=R1+R2=R2+
R2=2R2,M接c:总电阻Rc=R2,总电阻最大的是接a,功率最小,因此低温挡为a。高
温挡是接c,己知高温功率P有器-12W,可得2=12R,则低温挡功率P长-咒
=2
-4w,中温挡接b,中温功车P专一货-器=6W,则小南做作业的时间:=兴
3R2
21600=3600s=1h。
6W
4.【答案】215
【详解】当旋钮开关调至1挡时,两个电阻串联在电路中,根据串联电路中电阻的规律可
知,此时总电阻为R1=R+R=2R=2×102=202,当旋钮开关调至2挡时,只有电阻
R的简单电路,此时总电阻为R2=R=10,当旋钮开关调至3挡时,两个电阻并联在电
路中,根据并联电路中电阻的规律知,此时总电阻为:=-g=50,根据P-得,1
挡时,电阻大,功率小,为防雾挡;3挡时,电阻小,功率大,为化霜挡;而2挡,为除
蔬挡:所以要实现除落功能,应把旋钮开关调至2挡,化霜指的功率为,号-器
5Ω
20W,防雾挡的功率为P:=号=照=5w,化霜与防雾电路的总功率之差为4P=P,
200
P1=20W-5W=15W。
5.【答案】保温1148.4
【详解】由电路图可知,开关S断开时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电阻最大,
由P=可知,此时电路的总功率最小,电饭锅处于保温挡;由图2可知,0-1mm内,电
路处于加热挡,此时电流为l1,时间为t1=Imin,图线AB与时间轴围成的面积可以表示
为S1=11t1=11×1min①,1~12nin内,电路处于保温挡,此时电流为l2,时间为
t2=12min-1min=11min,图线CD与时间轴围成的面积可以表示为S2=12t2=12×
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11n②.已知S1-52:即,×1min=2×11min,哈-片
很据P=UW可知,在电压U不受时,功率与电流成正比,号马即加热时的功
率是保温时的11倍:保温挡功率为P保温一风
U2(220V02
=100W,则加热功率为
4840
P加热=11P保温=11×100W=1100W,电阻R2的功率为P2=P加热-P保温=1100W-
100W=1000W,R2的阻值为R,==2ov
P21000w
=48.40。
6.【答案】(1)2202:(2)220W;(3)6.6×105
【详解】(1)只闭合S1时,只有R2接入电路,根据1=吕得,R2=号=20=220:
1A
(2)只闭合S1时,根据电功率公式P=U1,R2的电功率P2=UI=220V×1A=220W:
(3)加热挡工作10min产生的热量当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,总电阻最小,总功率
最大,为加热挡。已知R2=4R1,得R1=2-209=550,
4
并联电路各支路电压等于电源电压,R的功率:P,=受-2警=80w
55n
加热挡总功率P=P1+P2=880W+220W=1100W,
纯电阻电路产生的热量Q=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J
7.【答案】(1)6.9×10;(2)4402:(3)丙图的加热档功率更高,加热速度更快。
【详解】(1)由图乙可知,加热阶段功率P加=1100W,时间t1=10min=600s,
保温阶段功率P保=100W,时间t2=5min=300s,
则15mim内消耗的总电能W=P加t1+P保t2=1100W×600s+100×300s=6.9×105]:
(2)当$2接触点2时,只有R2接入电路,总电阻小,功率大,为加热挡,
根据P=得R的阻值R2==22o心=440,
1100W
保温挡时,R,与R2串联,总功率P保=100W,总电阻R总=P深
U2(220V)2
=484n,
100W
则R1的阻值R1=R总-R2=4842-442=4402:
(3)丙图中R1与R2并联,总电阻更小,总功率更大,加热速度快,将满壶等量清水从
30C加热至沸腾,所需时间更短。
8.【答案】(1)55W;(2)6602:(3)1.65×105]
【详解】(1)低温挡时,电路中的电功率小,由1=可知,电流最小。由图丙可知,
1低=0.25A,故低温挡的功率P低=U1低=220V×0.25A=55W;
(2)由图乙可知,当开关S接2时,R1、R,串联,此时电路中的总电阻最大,由P=货可
知,电路中的总功率最小,毛巾架处于低温挡:当开关S接1时,只有R1工作,电路中的
总电阻最小,总功率最大,毛巾架处于高温挡。由图丙可知,高温挡工作时电流
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1高=1A,由1=可得,R1的阻值R1=”=20y=2200,
R
1高1A
R1、R2串联的总电阻R=”=2y
1低-0.25A
=8802,
根据串联电路的电阻规律可得,R2的阻值R2=R-R1=8802-2202=6602:
(3)由图丙可知,毛巾架在两个挡位下的工作时间均为l0min
则工作20min消耗的电能Q=W=UI高t高+U1低t低=220V×1A×10×60s+220V×
0.25A×10×60s=1.65×105J。
二、综合应用突破
(一)结合电能表等测量仪器的计算
【真题再现】
1.【答案】C
【详解】电能表此时示数为2025.6kWh,故A错误:1600imp/(kW-h)的含义是电路消
耗1kW-h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为l600ip,并不是电能表,故B错误;热水器在
高温挡工作1min消耗的电能为W=”=8op-16i=0.04kW·h,热水器在高温挡的功率
N
1600imp/kW.h
为P=”=004w=2.4kW=2400W,故C正确:由乙图可知,当两开关全部闭合时,两
t
动
电阻并联,电阻最小,根据P=g可知,电路处于高温挡,此时功率为240OW,又
R,每个电阻消耗的功率为1200w,所以电阻R1=R2==2m
P
-≈40.32,故D
1200W
错误。故选C。
2.【答案】c
【详解】图甲中的S0自动转接到2”时,两个电阻串联,根据P=心可知,此时电路中的电
阻最大,电功率最小,电路处于保温状态,故A正确,不符合题意:加热台保温时,两个
电阻串联,总电阻为R==22m°=100Q,图甲中定值电阻R的阻值为R=R-R1=100Q:
P保温
484W
242=75.82,故B正确,不符合题意:当开关转到1”时,只有电阻R1接入电路,据P=
台可如,此时电路中的电阻最小,电功率最大。电路处于加热状态,此时加热功率为
Pa只-a
=2000W=2kW,工作5mim消耗的电能为W=P加越t=2kW×h=
kW·h,图乙中的电能表转过的转数为n=名kW:h×600r/kW)=100r,故C错误,
符合题意:加热台加热时的电流为1
P热=200oW≈9.09A,小于图乙中电能表的标定电
220V
流10A,故D正确,不符合题意。故选C。
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3.【答案】保温0.1435.6
【详解】当开关S断开时,电阻R1、R2串联,此时电路中的电阻较大,根据电功率公式
P=
R,在电压U一定的情况下,电阻R越大,电功率P越小,所以电水壶处于“保温挡:
消耗的电能W=品1W-h=01W,h:根据P-爱得保温挡时电路的总电阻为R=
U2
2v2
P保
100W
=484Q,又因为当开关S闭合时,电水壶处于“加热”挡,此时只有R1接入电
路,所以加热挡的功率为P热=g=w=1kW=1000W,由此可得R1的阻值为
0.1h
R1=2=e3om=48,4n,则R的大小为R,=R-R1=484n-48,4n=435.6n。
P加热1000W
4.【答案】(1)1A;(2)1102:(3)198转
【详解】(1)由P=U1可知,上室中加热电阻的工作电流:=号-=1A:
(2)根据P-可知,下室中加热电阻的阻值R,=-2m=110n
P2
440W
(3)两室同时工作时的总功率P急=P1+P2=220W+440W=660W=0.66kW,
若工作时间t=0.5h,则消耗的电能W=P点×t=0.66kW×0.5h=0.33kW·h,
电能表转盘转数n=W×N=0.33kW·h×600r/(kW.h)=198r。
5.【答案】(1)5A;(2)3000:(3)详见解析
【详解】(1)根据题意,当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路电功率最大,为
p="2=20w2=1100w,
R1
R1
故电阻R,=440,此时电流为1=号=0=5A:
(2)以最大加热功率1100W工作72s,消耗的电能为
w=Pt=1100W×72s=792001=80kW.h=9kW.h,故可得R=3000:
(3)电热器处于保温挡时,电路电流为1=号-。-=1A,
U
此时R1电功率为PR=2R1=(1A)2×442=44W,
此时电路中总功率为P急=UI=220V×1A=220W,
电路中电能的利用率为-兴-芸=20%:
从节能角度分析,可以使用保温效果较好的材料制作加热器的瓶身,同时可以设计动断电
的装置,当温度达到一定温度后自动断电,减小电能消耗。
【好题推荐】
1.【答案】D
【详解】A.只闭合S1,只有R1工作,保温挡,P,=44W,R,=空=20Y11002,闭合
P144W
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010
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中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
S1、S2,R1与R2并联,为加热挡,总功率P点880W,P=P点-P1=880W-44W=836W,故
R==e22
P2836W
57.92,故A错误;B.1min内转40转,故消耗电能W=kwh=0×
3000
3000
3.6x10=48×10J,实际加热功率P续-”-481-800w,故B错误:C.加热挡正常工作
t 60s
7min,消耗电能W=P-880W×7×60s=369600J,水吸收的热量Q-W-369600J,由
4旦
42x1gg*22g-40℃,故末温T=10C+40C-50℃,不是54C,故C错误,
369600J
D.并联电路中,电压相等,由P=二可知功率与电阻成反比,由A选项详解可知,
R
R=1002,尾=5792,功率比2-是-二-号
分R0=g故D正确。故选D。
2.【答案】D
【详解】根据公式P-可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大,因此当开关S接
“1时,只有电阻为R的电阻丝接入电路,电路中的电阻最小,此时为加热挡,加热挡的额
功率为P加然-=01000W,开关S接2”时,两个电热丝串联,此时为保温
挡,因为P加热:P保温=5:1,所以保温挡的额定功率为P保温=P加热-号×1000W=
1
200W,此时保温挡的电路中的总电阻为R=R1+R2=
U2(220V)2
P保温
=2422,所以R2=
200W
R-R1=2422-48.42=193.62,故AB错误:由题意可知,1分钟内电能表闪烁了12
次,则电热水壶1min内实际消耗的电能为W=1w×12=0.01kwh=3.6×104,此时
1200
电热水壶的实际功率为P标="”要=6心=600W,因为加热挡的额定功率为100W,
t
60s
保温挡的额定功率为200W,因此测量时电热水壶处于“加热'挡位,额定功率为1000W,
故C错误,D正确。故选D。
3.【答案】48.41200
【详解】当开关S1接2,R短路,电路中只有Ro工作,由P=二可知,此时电路中的电阻
较小,电功率较大,电饭锅处于加热挡,电阻R,=-2=48.42;电饭锅加热挡正
1000W
常工作0.1h,消耗的电能W=Pt=1000W×0.1×3600s=3.6×105=0.1kW-h,由W=
可得,电能表上的参数N=品==1200rkwh。
0.1kW.h
4.【答案】48.4198
【详解】由电路图可知S、S2都闭合时,R与R2并联,总功率最大,为加热挡;先计算R1
的功率P1=二=2四2=400W,加热挡总功率P=1400W,因此R2的功率P2=P加
R11212
P1=1400W-400W=1000W,则R2的阻值R2=2=20w
=48.42,S闭合、S2断开
P21000W
时,只有R接入电路,为保温挡:电能表闪烁162次消耗的电能W=品kW,h=
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0162KW.h,保温挡的实际功率P实=?-0162m=0.324kW=324W,根据P-受,变
0.5h
形得实际电压U实=,P续R1=V324W×121互=198V。
5.【答案】1203.6×105不变
【详解】本月消耗的电能为25898.35kW.h-25778.35kW·h=120kW·h;电能表的指示灯
闪烁320次时,取暖器消耗的电能W-器×1w.器×1×10W×360s=36×10:
由电路图可知,开关S置于2时,电阻R2被短接,电路为R1的简单电路,此时为高温
挡,功率P%品开关S置下1时,电阻R和足串联,此时为低温指,功率和x=”
电源电压不变,调整电阻值将高、低温挡功率均提升10%,由P=可知此时电阻R1'=
R
0,R+R2=@.将式@除以式O可得鸟-是故调整后R,和R
R1
R1 R1
的阻值之比不变。
6.【答案】(1)高温:(2)0.55kW.h;(3)220W
【详解】(1)当开关S1闭合,S2接2时,R1被短路,电路中只有R2接入,总电阻最小:
电源电压U不变,根据电功率公式P-总电阻越小功率越大,因此该挡位是高温挡,
(2)高温挡额定功率为P高=1100W=1.1W,正常工作0.5h,消耗的电能是W高=
P高t高=1.1kW×0.5h=0.55kw·h:
(3)整个过程消耗的总电能W点=2026.99kW·h-2026.00W·h=0.99kW·h,
则低温挡消耗的电能W低=W总-W高=0.99kW·h-0.55kW·h=0.44kW·h,
低温挡额定功率为P长一”-D41=20W.
t低
2h
7.【答案】(1)1.26×105J:(2)1652;(3)不是220V
【详解】(1)水吸收的热量Q吸=c水m(t-to)=4.2×103]/kgC℃)×1.5kg×(40C-
20C)=1.26×105]:
(2)开关接c时只有R接入电路,为加热挡:开关接b时R与Ro串联,为保温挡;当加
=220v2
热挡时,由P=得,R阻值Ro=P
=552,
880W
当保温挡时,由P=PR得电路电流I=
55w
Ro
/550
=1A,
串联总电阻R总=
"题=220y=2200,
1A
R的阻值R=R总-R=2202-552=1652:
(3)电能表参数3600r/kW-h)表示每消耗1kWh电能转盘转3600转,因此转110转消
耗电能W=
110r
3600r/kWh)-3600
10kwh=1.1×105J,
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若实际电压为220V,加热阶段消耗的电能W1=P加t=880W×110s=9.68×104),
U
(220V2
保温阶段,串联总功率P保总=R0+R=5n+165
=220W,
W2=P保台t=220W×110s=2.42×104,
总电能:W点=W1+W2=9.68×104+2.42×10灯=1.21×105,
因为W<W点因此工作时实际电压不是220V。
8.【答案】(1)1210W;(2)968W;(3)200V
【详解】(1)由图可知,旋钮接1时,R1与R3串联,电路总电阻最大,电功率最小,为
保温挡;旋钮接2时,为R3的简单电路,电路总电阻中等,电功率中等,为慢煮挡;旋钮
接3时,为R2的简单电路,电路总电阻最小,电功率最大,为快煮挡;电饭煲在“快煮模
式正常工作时的功率P快=R2
_-220w2
=1210W;
40n
(2)保温模式总电阻R总保=P屏
-22-100n,R1=R,因此R1-R=19=50n,
484W
2
电饭煲“慢煮“模式的额定功率P慢=
盟-22o2
=968W:
R3
50n
(3)电能表参数为1000imp/kW·h),其他用电器不变,因此快煮3分钟消耗电能对应
的脉冲数为△n=70imp-20imp=50imp,
快煮消耗的电能W=号=00Pw
50imp
=0.05kWh,
时间t=3min=高h=0.05h,快煮实际功率P实=Y=0w=1000w,
0.05h
电阻不变时,功率与电压平方成正比整
U2
代入数据210w=220v2
1000W
解得U实=200V。
(二)结合热量、热效率的综合计算
【真题再现】
1.【答案】C
【详解】①由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2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,由P=可知,电路中的总功率最大,电热壶处于加热
挡,故①错误:②开关S1闭合,S2断开时为保温挡,此时为R2的简单电路,R2消耗的电功
率为P2=是=22om9
-=110W,“保温与“加热”的功率之比为1:9,则加热挡的功率为
4402
P热=9P2=9×110W=990W,则电热壶处于加热挡时,R1消耗的电功率为P1=P热
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P,=90W-110W=80w,由P=可知,R1的阻值为R1-兴-eag
=550,故②正
P1
880W
确;③加热时,电热水壶正常工作10mi,电流做的功为W=P热t=990W×10×60s=
5.94×105,故③正确:④根据Q吸=cm△t可知,1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收
的热量为Q吸=cm△t=4.2×103]/(kg·C)×1.5kg×80℃=5.04×105,故④正确。故选
C。
2.【答案】霜50%
【详解】将旋转开关调至1时,只有R的简单电路,电路的总电阻最小,由P-受可知电
路的总功率最大,为除霜模式;后视镜玻璃吸收的热量Q-℃△0.8×10J/kgC
x0.15kg×6C=720J,加热1minm消耗的电能W=t=42y×60s=1440,加热效率为1=
R1
号×100%=7瑞×100%=50%。
3.【答案】504.0656×10585
【详解】当开关S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,当开关S2闭合,S1断
开时,R、心丰联:根据P=货可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,敢当
开关S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,总电阻最大,总电功率最小,为低温挡。当开关
S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,此时电阻最小,此时的电功率最大,电
热水支处于高温挡:“低温挡正常工作时,电路的总电阻为R1+R,==
484W
1002,己知R1、R2阻值相等,所以两电阻的阻值为R1=R=502;所以高温挡的功率为
P器三g=2心
500
=968W,该过程消耗的电能为W=P高温t=968W×7×60s=
4.0656×105];若产生的热量全部被水吸收,则水吸收的热量为Q吸=W=4.0656×105,
所以,水升高的温度为△t=
米m水42x107Gg9Xkg=96.8℃,水的末温
Q吸
4.0656×105J
t=tt△=15C+96.8C
=111.8C>100℃,1标准大气压下水的沸点是100℃,所以水的末温是100℃,水实际升高
的温度At-100℃-15C-85℃。
4.【答案】(1)电流的热效应;(2)1000:(3)5:2:(4)80%
【详解】(1)电火锅的工作原理是电流的热效应,即电流通过电阻时,电能转化为内能,
从而产生热量来加热食物:
(2)由乙图可知,当只闭合S和S1时,只有R1接入电路:当只闭合S和S2时,只有R2
接入电路:当S、S1、S都闭合时,R与R并联,此时电路的总电阻最小:根据P=受
电阻越大,功率越小:电阻越小,功率越大,所以低温挡是电阻较大的R1单独工作(结合
第3问可知),高温挡是R1与R2并联(功率1400W),中温挡是电阻较小的R2单独工作:
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中温挡功率P中=P高-P低=1400W-400W=1000W:
③)仅闭合S、S1时,R1单独工作,为低温挡,则P低=。=400W,
仅闭合S、S,时,R单独工作,为中温挡,则P=2
=1000W,
R2
P8R所哈登-装-即R:RR
P中
(4)水吸收的热量Q吸=ckm(t-to)=4.2×103]/kg℃)×2kg×(100℃-20C)=
6.72×105J,
电火锅消耗的电能W=Pt=1400W×10×60s=8.4×105,
加热效率=×10%-×10%=80%。
8.4×105J
5.【答案】(1)高温;(2)4.2×104J:(3)4.4×104J:(4)1102
【详解】(1)当闭合开关S1,将开关S2接α时,定值电阻R1、R2并联,此时总电阻最小,
根据P是总功率最大,为高温挡;当断开开关S1,将开关S,接b时,R1、R串联,此时
总电阻最大,根据P号,总功率最小,为低温挡:则当闭合开关S,将开关S,接b时,R
单独工作,为中温挡:
(2)药液吸收的热量2吸-℃液m△-4.2×10J/kg·C)×1kg×(35℃-25℃)=4.2×104J:
(3)加热100s,消耗的电能为W=P仁440W×100s=4.4×104J
低温挡时,总电阻为R号器
则R,的阻值R2=R总R1=2202-1102=1102。
6.【答案】(1)882:(2)1.25A:(3)305s
【详解】(1)由电路图可知,当开关S1闭合、S2接2时,R,与R并联,电路总电阻最
小,由P=可知,此时电功率最大,为高温挡:当S1闭合、S:接1时,只有风接入电
路,由P-可知,此时电火锅为中温挡;即电火锅处于中温挡时,只有电阻工作,则
=2m2
R的阻值R1=P
=882:
550w
(2)当S1断开、S:接1时,R与R串联,电路总电阻最大,由P=可知,此时的电功
率最小,为低温挡;则低温挡的总电阻R=R+R=2R=2×882=176S2,
低温指工作时的电流g=号一器-1.25A:
(3)在标准大气压下,水的沸点是100℃。将水烧开需吸收的热量Q=c水m水△t=4.2×
103J/(kg℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,
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因为不计热量损失,电火锅消耗的电能W=Q殿=3.36×10J,
使用高温挡加热时,加热所需的时间t三”=336×1心≈305S。
1100W
7.【答案】(1)24.22;(2)400W;(3)0.4度:(4)93.3%
【详解】(1)旋转开关S连通1触点,电路为R1的简单电路,可实现加热器快速加热,
加热器快速加热时的功率为2W,R,的阻值R:-二=-242n,
(2)旋转开关S连通2触点,电阻R,和R2串联,可实现加热器的保温功能,加热器保温
U2
(220V02
时的功率P'=R+R2=242n+968a=400W:
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是W'=Pt=400×10-3kW×1h=
0.4kW·h=0.4度;
(4)水的质量m=p水V=1.0×103kg/m3×10×10-3m3=10kg,
水温升高40°℃吸收的热量Q吸=c水m△t=42×103J/kg·℃)×10kg×40℃=1.68×10,
加热器使用快速加热挡工作15min消耗的电能W=Pt=2000W×15×60s=1.8×10],
加热器对水加热的效率是-8号×10%=1×109%≈33%,
1.8×106]
8.【答案】(1)500W;(2)6.72×104;(3)84%
【详解】(1)当开关接触2和3时,R1与R2串联接入电路,使用低温挡位工作,R1与R2
串联的总电阻为R点=R1+R2=48.40+48.42=96.80,
使用低温挡位正常工作时的电功率P低=。=22o=500N;
96.80
(2)水吸收的热量是Q吸=c水m水(t-to)=4.2×103]/(kg·℃)×0.2kg×(100℃-
20℃)=6.72×104灯,
(3)当开关接触3和4时,只有R2工作,用高温挡位加热,
挂烫机高温挡位的电功率P高=-22m
=1000W,
R2
48.40
挂烫机高温挡位加热消耗的电能W=P高t=1000W×80s=8×10,
该挂烫机的加热效率=器-服0=84%。
8×104灯
9.【答案】(1)662:(2)220W:(3)400W
【详解】(1)从表格中可知,高温挡的功率为1100W,再由图乙可知,当高温挡时,只
R连入电路,由P=得,R的电阻值为R,一-
=44n,
「P商
1100W
从表中还可知道,中温挡的功率为440W,再由图乙,中温挡时,只有R2和R3串联接入电
路,电源电20V,根据D得P苍=本,宁440W,解得R,66D
R
(2)低温挡时,R1、R3串联,由(1)得R3=442,
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电火锅在低温挡工作时的功率为P低=R
U2
U2
(220V)2
-R1+R3-176Q+440
=220W;
(3)水吸收的热量Q水吸=c水m水t-t0)=4.2×103]/kgC9)×1kg×(100C-20G)-
3.36×105J,
不计热损失,中温挡时,消耗的电能为W=Q水吸=3.36×10,
该电火锅的实际功率为P中实=
W3.36×105]
=400W。
14×60s
【好题推荐】
1.【答案】B
【详解】A.当开关S接2位置时,电阻R被短路,电路中只有Ro接入,总电阻最小;电
源电压不变,根据P一得,电阻越小功率越大,因此S接2时是加热档,放A错误,
B.水的比热容c=42×103J/kgC),水吸收的热量是Q吸=cm(t-to)=4.2×103]/
(kgC)×1kg×(100C-20C)=3.36×105J,故B正确;C.时间t=6mim=360s,实
际功率P卖=?=3701=1050W,故C错误:D.热效率)-器×100%
3.36×1051
t
360s
3.78x105×
100%≈88.9%,故D错误。故选B。
2.【答案】低温23×103
【详解】由图可知,电源电压为220V不变,当开关S接1时,R1与R2串联,电路总电阻
较大,由P-可知,饭盒的电功率较小,属于低温挡:当S接2时,只有R:接入电路,
总电阻较小,由P一可知,饭盒的电功率较大,属于高温挡。根据P=U得,高温挡时
电路中电流为6一产一=2A,不计热量损失,食品吸收的热量等于高温挡消耗的电
能,Q吸=W=P高t=440W×5×60s=1.32×105J,由Q吸=cm(t-to)可知,该食品
Q吸
1.32×105J
的比热容为c=m。1kgc4c20g=3×103/kg·9。
3.【答案】(1)4402:(2)1320W;3)不符合事实
110W
=4402:
【详解】1)保温状态只有R工作,P,得R,=2心
(2)加热时R1与R2并联,R2的功率P2==220=1210W,
R240n
则速热壶的加热功率P点=110W+1210W=1320W:
(3)水的质量m=pV=1.0×103kg/m3×2×103m3=2kg,
水吸热Q吸=cm4t=4.2×10/kg℃)×2kg×50℃=4.2×105,
加热5min消耗电能W=Pt=1320W×300s=3.96×105,
由于W<Q吸,广告不符合事实。
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4.【答案】(1)52:(2)4.8×104J:(3)15V
【详解】(1)当开关S与α触点接触时,电热毯处于加热挡,此时工作电压U1=20V,
加热功率P加热=80W,此时电阻R的阻值R==2oV2
P加热
80W=50:
(2)导热液质量m=2kg,温度升高△t=10℃,导热液比热容c液=2.4×103J/kg·C),
该过程导热液吸收的热量Q=cm△t=2.4×103J/kg·C)×2kg×10℃=4.8×104:
(3)整个过程消耗的总电能W6=堡=48=6×10,
80%
根据总消耗电能W总=P加热t1+P保温t2,其中t1=t2=8min=480s,P加热=80W,
解得保温挡功率P保温=45W,
根据电功率公式P=货,开关S与b触点接触时加热电阻R两端的电压U保置
保R
D
√45W×5=15V.
(三)与电路安全有关的分析与计算
【真题再现】
1.【答案】(1)2202;(2)1100W;(3)80%:(4)见解析
【详解】(1)已知挡位1工作时只有电阻R接入电路,功率P=220W,电源电压U=
20V,由公式P-得:R=
(220v)2
=2200:
P1
220W
(2)挡位2时根据电路可知R与R并联,总阻值R题=
2200×55n
220n+55n
=440,
R+R2
所以P,==2=1100w,
R总44
(3)挡位3时,R与R1并联,此时R1的功率PR1=
2=220v)2
=2200W,
22n
那么此挡位的电功率为P3=P1+PR1=220W+2200W=2420W,
水的质量m=pV=1.0×103kg/m3×0.88×10-3m3=0.88kg,
水吸收的热量Q=cmAt=0.88kg×4.2×103J/kg·C)×(80°C-25C)=2.03×10J,
电阻丝在t=105s内提供的电能W=Pt=2420W×105s=2.54×10灯,
工作的效率1=号×100%=20X10×100%=80%:
2.54×105j
(4)挡位4时,开关S、S1、S2全部闭合,此时三个电阻并联,
此时R的功率P2=G=2oV
-=880W
55n
那么总功率P4=P3+PR3=2420W+880W=3300W,
对应电流L4=号=00
220V
=15A<16A,因此可以接入该插排正常工作。
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018
张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
2.【答案】(1)1100W;(2)1.617×105:(3)147s:(4)见解析
【详解】(1)由图甲可知,当双触点开关置于1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,电热锅处于
低温挡;当双触点开关置于2时,置于R2工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电热
锅处于高温挡:
电热锅在商挡位工作时的额定功率P省号=20-100w,
44n
(2)电热锅中满壶水的体积V=0.5L=0.5dm3=0.5×10-3m3,
由p-g可知,水的质量m=pV=1.0×103kg/m3×0.5×10-3m3=0.5kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-to)=4.2×103/(kg℃)×0.5kg×(100℃-23C)=1.617×1051,
(3)不计热量损失,电热锅消耗的电能W=Q吸=1.617×105],
由P-”可知,电热锅高挡位需正常工作的时间t'-”
=1.617×1051
P高
=147s:
1100W
(4)由图乙可知,当双触点开关置于2时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可
知,此时电路中的电阻最小,由P-可知,电路中的总功率最大,电热锅处于高温挡,
高温挡工作时干路中的总电流1-=号+号=器+=9A>8A,
由于乙图中高温挡工作时干路上的总电流大于该电热锅允许通过的最大电流,所以乙图电
路不合理。
【好题推荐】
1.【答案】(1)热传递;(2)440W;1.32×105J:(3)见解析(4)见解析
【详解】(2)只闭合开关S,只有R1工作,电路处于低温挡,低温挡的额定功率P低=
P1=2=2m2=40w,
R1
1100
低温挡正常工作5mim,消耗的电能W=P低t=440W×5×60s=1.32×105]:
(3)①不使用时及时断开电源,避免长时间待机耗电;②饭菜温度达到合适温度后,切换
到低温挡保温,减少高温挡工作时间;③对饭菜加盖保温,减少热量散失,缩短加热时间
(任选一条即可)
(4)改装后的暖菜板处于高温挡时,电热丝R1和R3并联,
通过电热丝R,的电流=号-=2A,
通过电热丝R的电流,一号一器
=4A,
通过干路的电流1=I1+13=6A>5A,所以不能。
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019张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
—2026中考物理考前冲刺
一、基础指能力过关a心2
(一)电路识别与挡位判断
2
(二)基础电学计算
aa6
二、综合应用突破
15
(一)结合电能表等测量仪器的计算
15
(二)结合热量、热效率的综合计算
....22
(三)与电路安全有关的分析与计算
...29
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣张城玮马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
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01
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基础能力过关
(一)电路识别与挡位判断
●要点归纳
1.核心判定原理
因家庭电路电压是220V不变,由公式
高温挡→总功率大→总电阻小
P=UR可知,接入电路的总电阻
越小,电路的总功率越大
低温挡→总功率小→总电阻大
2.常考两挡位电路归纳
电路类型
短路式
并联式
旋钮式
R
R
R
R
基本电路图
R
220V
短接单个电阻改变总
并联电阻越多,总功
旋转挡位切换接入电
工作原理
阻值,切换功率
率越大
路的电阻
①开关S、S1闭合:
①开关S、S1闭合:
①旋钮触点接2:单电
电阻R2被短路,总电
两电阻并联同工作,
阻R1工作,总电阻
阻小,高温挡
总电阻小,高温挡
小,高温挡
挡位判断
②开关S1断开:两电
②开关S1断开:单电
②旋钮触点接1:两电
阻串联,总电阻大,
阻R2工作,功率小,
阻串联,总电阻大,
低温挡
低温挡
低温挡
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02
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●真题再现
1.(2025徐州)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制1”、“2”两个挡位。做饭时先高温
烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关$所处的挡位()
R
02
A.一直在“1挡
B.一直在“2挡
C.先在1”挡,后在“2挡
D.先在2”挡,后在1挡
2.(2024达州)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()
R
R
o220V0-0
A.只闭合开关S1时,电路处于高温挡
B.只闭合开关S,时,电路处于低温挡
C.同时闭合开关S1、S,时,电路处于高温挡
D.同时闭合开关S1、S时,电路处于低温挡
3.(2024宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状
态,由开关S,控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是(
)
☐-o220Vo
R
R
o220Vo-
旋钮开关S2
1-、2
R
R
C
o220Vg
D
0220V0。
4.(2025哈尔滨)图甲中人所戴的是高、低温两挡电加热眼罩,工作时利用了电流的
效应;其简化电路如图乙所示,发热电阻R=R2,当S1、S2均闭合时,此眼罩为
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03
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挡(选填“高温”或低温”)。
甲
乙
5.(2023广西)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作站有榨汁、加热、保温三挡。当闭
合开关
时,榨汁杯处于榨汁挡:只闭合开关S2时,榨汁杯处于
挡。
R
R
●好题推荐
1.(25-26九年级上·天津阶段检测)小亮同学在学校创新大赛上设计了一个简易多挡位的
电热水器。如图所示是他设计的电热水器的工作电路图,R1和R2是两根电热丝,其中R1>
R2。图中“o”表示接线柱,4个接线柱用1、2、3、4表示。要使电热水器在高温挡正常工
作,下列有关接线柱的连接方法正确的是()
3
94
R
0
2
220V
91
A.只连接1、2
B.只连接2、4
C.只连接3、4
D.分别连接1、2和3、4
2.(2025·湖北黄石·模拟预测)如图为某电火锅加热器的简化电路图,R1、R2均为发热电
阻,开关S可以在“1“2间切换,从而选择不同的加热挡位。当开关S由“1切换到2”
时,下列说法正确的是()
R
220V
R2
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04
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A.加热器由低温变为高温,通过R1的电流变大
B.加热器由低温变为高温,R1的实际功率不变
C.加热器由高温变为低温,R1两端的电压变大
D.加热器由高温变为低温,电路的总功率变大
3.(2026内蒙古呼和浩特·一模)为了安全,小明为奶奶买了一台能防干烧的电饭锅,由温
控开关控制,可实现温度过高时自动停止加热。该电饭锅有高、中、低温三个档,小明根
据说明书和自己所学电学知识,画出了此电饭锅简化的工作原理电路图,下列分析正确的
是()
S
相线
Q
R
S
中性线o
A.S3闭合,S2接a,S1闭合时,为中温挡
B.S3闭合,S2接b,S1断开时,为高温挡
C.S3闭合,S2接b,S1闭合时,为低温挡
D.S3应为温控开关,温度过高会自动断开
4.(2025天津河东·二模)下图是科技小组的同学们设计的电热水杯电路,R1、R2是两个
相同的电阻。要求两个开关都闭合时,电热水杯处于加热挡;一个开关闭合、另一个开关
断开时,电热水杯处于保温挡。下列电路不能实现上述要求的是(
R
R2
R
0220Vo6
B
Lo220Vo
R
R
52
R2
R2
S
0220Vo-6
D
-0220V
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(二)基础电学计算
●要点归纳
1.通用解题步骤
(1)明确电路状态:根据开关通断,判断电路的串、并联结构,确定工作的用电器及对应
的挡位。
(2)标注已知量与隐含条件:圈出题目中的电压、功率、时间等关键数据,确认电源电压、
电阻不变等隐含前提。
·正常工作:表示其在额定电压、额定功率下工作,此时电流、功率均为额定值,可直
接使用铭牌上的额定参数计算。
·电源电压恒定:题目未特殊说明时,家庭电路电源电压默认=220V,所有挡位计算均
以此为基准。
·“加热挡/高温挡”对应功率大、电阻小的状态:“保温挡低温挡”对应功率小、电阻
大的状态。
·不考虑温度对电阻的影响:电阻值恒定,可用额定参数算电阻。
(3)选择公式列方程:根据待求量,选用含已知量最多的公式,优先用总功率、总电阻公
式简化计算。
(4)单位统一:功率用瓦(W)、电压用伏(V)、电阻用欧(2),时间用秒(s),确
保所有物理量单位匹配。
2.常用公式归纳
电压、电流、电阻
通用公式:上是
变形公式:R、R
关系(欧姆定律)
已知其中两个量,可直接求出第三个量,是所有电学计算的基础
通用公式:P☑,变形公式:上分U上号
电功率相关公式
电压不变时优先用:P=亚,变形公式:R=
(多挡位电路核心)
R
电流不变时优先用:P=R
电能(电功)
通用公式:W=t,结合功率公式:W=Pt
相关公式
纯电阻电路也可使用二=P
电热计算
通用公式:Q=PRt
(焦耳定律)
纯电阻电路(电能全部转化为内能):=m=Pt=二=U
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串、并联电路
串联电路中,总功率P=已
R1+R2
总功率
并联电路中,总功率P=P1+P
R1 R2
●真题再现
1.(2023·常德)如图是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息,当电吹风正常工作且吹热风
时,两条支路电流之比为()
额定电压
220V
工作频率
50Hz
220V
M
热风挡电功率
900W
冷风挡电功率
100W
A.IR:M=9:1
B.IR:M=1:9
C.IR:M=8:1
D.R:M=1:8
2.(2025吉林)电热水壶是利用电流的
效应工作的。电热水壶具有加热与保
温两种功能,其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2
时为加热挡。若电
热水壶加热挡的额定功率为1200W,其正常工作3min消耗的电能为
J。
220V
Q
3.(2025巴中)如图为烤火炉的简化电路图,电源电压220V,两个发热电阻阻值均为
882,该烤火炉有低温和高温两个挡位,则烤火炉处于高温挡时的功率为W,处于
低温挡工作lmin产生的电热为
J。
0220V-
R
S
4.(2025苏州)如图是一款电水壶的电路简图,R1、R2均为加热电阻,通过旋转旋钮开关
可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W,R阻值为442,加热时应将开关旋至
(1/2)位置,加热功率为W,R阻值为
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R
220V
5.(2025成都)小彬想制作一款有“低温中温高温”三个挡位的电加热器,电路如图所
示。电源电压为24V,S2为单刀多掷开关,R1是阻值为122的电热丝,R2为某种材料制成
粗细均匀的电热丝,最大阻值为242,触点2为R2的中点位置。当S1闭合,S2拨到触点3
时,加热器处于挡;加热器在中温”挡下工作1min,电路消耗的总电能是
3
R
6.(2025威海)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R均为发热电阻,通过控制开
关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W,电
源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为
,此时电路消耗的总功率为
W。
20S
P
19
o U o
7.(2024德州)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,己知蒸箱的额定电压为220V,R1=882,
则R2的阻值为
Ω,高温挡的电功率为
W。
温控开关
o220V。☑
R
R
月
乙
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8.(2023南京)某型号的电热水器有高、中、低三挡位,其简化电路如图所示,R1和R2为
电热丝,闭合开关S、S1,S2接b,电流表示数为10A,再断开S1,电流表示数变化了
8A。则R1=
2:低温挡工作2min产生的热量是
J;高温挡功率为
W。
0可0220V0
S
b
9.(2025济南)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,R1、R2为
电热丝。旋钮开关S接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为
12W。请通过计算回答:
0
o 24V o
(1)R2的阻值为多少?
(2)旋钮开关S接2时,R2两端的电压为多少?
(3)旋钮开关S接2时,R1工作5min消耗的电能为多少?
10.(2025南通)如图为某家用电热器的简化电路图,R1、R2是电热丝,R1=1102,虚线框
内是温控开关,能在低温挡和高温挡间自动切换。当触点1”与“2接通时,处于低温挡:
当触点“1”与23同时接通时,处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3倍。求:
R
0220Vo
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(1)低温挡时,R1中通过的电流及10s内放出的热量;
(2)高温挡时,电阻R2的功率。
11.(2024湖北)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后
喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将
挂烫机接入电路,S在位置1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到
130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到
100C时,S又回到位置1”。
IA
5.0
20
电热板
220V
R
0.02
0
3050
1201507s
甲
丙
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
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12.(2024广州)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11002,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。
R
R2
b
旋转开关
o220Vo
甲
乙
(1)旋转开关转至
(选填b”、“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10mim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。
●好题推荐
1.(2026·天津红桥·一模)如图所示,为一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为R1和
R2的电阻器都是用来加热的,S1是总开关,S2是挡位开关。当S2接1时,电热水壶处于加
热状态,电功率为1100W,当S2接2时,电热水壶处于保温状态,此时电阻R1的电阻器功
率为2.75W。由此可知,R1的阻值是
,电热水壶处于保温状态时的电功率是
Wo
2
R2
0220Vo
S
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2.(25-26九年级上贵州黔南·期末)电热桌垫是冬季办公学习的取暖用品。某款电热桌垫
内部有两根电热丝R1和R2,且R1=2R2,其简化电路如图所示,通过开关S在1与2、2与
3、3与4接线柱之间的转换,可实现高、中、低三挡温度调节。该电热桌垫的高温挡电功
率与低温挡电功率之比为
40
3.(25-26九年级下·江苏无锡·阶段检测)天气寒冷,小红的妈妈在淘宝上搜到某款电热
靴。一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,$2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨
至a、b、c处),R1、R2为发热电阻丝,阻值R1=2R2,b接电阻丝R1的中点,当开关M拨
至
(b1c)处时,该靴处于低温挡;若高温挡正常发热功率为12W,则低温挡
的额定功率为
W。冬天晚上小南穿着电热靴做作业时,若选择中温挡正常加
热,消耗电能21600J,则小南做作业的时间为
h
S2
M
a b c
WWWW
A
R
R2
4.(24-25九年级上湖北恩施期末)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障
行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,电源电压为
10V,四段电热丝电阻均为102,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。要实现除露
功能,应把旋钮开关调至
挡,(选填1”、“2或“3”)化霜与防雾电路的总功率
之差为
W。
5.(25-26九年级上江苏镇江·期末)如图1是某电饭锅内部电加热器原理电路,它有加热
和保温两挡,开关S断开时,电饭锅处于
挡。在加热器正常工作的某段时间
内,电流表示数I与时间t关系图像如图2所示,0~lmin内,图线AB与时间轴围成的面积
为S1,在1~l2min内,图线CD与时间轴围成的面积为S2,且S1=S2,则加热时的功率是
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保温时的
倍,已知R1=4842,则R=
2。
B
A
S
220V
12 t/min
图1
图2
6.(2026湖南长沙·二模)中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火
候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热和“保温两个挡位,其
简化电路图如乙图所示,已知该壶的额定电压为220V,R1、R2为电热丝,且R-4R1,只
闭合S1时,电路中的电流为1A。求:
220V
甲
(1)R2的电阻:
(2)只闭合S1时,R2的电功率:
(3)正常工作时,电煎药壶“加热档工作10mim产生的热量。
7.(2026北京石景山二模)某科技小组同学设计的一款具有加热、保温两挡的烧水壶,其
内部的简化电路图如图甲所示,R和R2为发热丝,S1为总开关,S2为温控开关,1、2分别
为开关的两个接触点。图乙为某次将满壶水从30℃加热至沸腾并保温的过程中,电路总
功率P与加热时间t的关系图像。
P/W
R
S2
1100
S1
R2
100
0220V
0
10 15 t/min
220V
丙
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013
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(1)计算烧水壶在15mim内消耗的电能。
(2)计算R1的阻值。
(3)图丙是采用发热丝R1和R2设计的另一款烧水壶内部简化电路,将满壶等量清水从30℃
加热至沸腾,甲、丙两种电路设计相比,写出丙图设计的一个主要优点。
8.(2026河南平顶山一模)图甲为电热毛巾架,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。图乙为其内部电路原理图,R1和R2都为发热电阻丝;
图丙为该毛巾架正常工作20min时电流随时间变化的图像。求:
个IIA
R
220V
0.25
2
0
10
20 t/min
分
乙
丙
(1)低温挡的功率:
(2)发热电阻丝R2的电阻:
(3)毛巾架工作20min消耗的电能。
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二、综合应用突破
(一)结合电能表等测量仪器的计算
●要点归纳
题目通常给出电能表参数(如3000/kWh)及某挡位工作时的转数/时间,要求计算用
电器的实际功率、实际电压或消耗的电能。
解题要点:
(1)电能表常见参数含义
①220V:该电能表只能在额定电压220V下使用;
②10(20)A:标定电流10A,短时间允许通过的最大电流20A,可用来计算家庭电
路最大总功率;
③3000rWh(转数型):电路每消耗1kWh的电能,电能表转盘转过3000圈:
④1600imp/kWh(脉冲指示灯型):电路每消耗1kWh的电能,电能表指示灯闪烁
1600次。
(2)求实际消耗电能:利用公式m=行(为实际转过的图数,N为电能表常数),得到
的结果单位为kW·h,根据需要进行单位换算:1kWh=3.6×10J。
(3)求实际功率:利用公式P=兴将实际消耗的电能甲除以工作时间山,即可得到用
电器的实际功率。
(4)求实际电压:先根据铭牌算出电阻R(电阻视为不变),再利用U生=PR
P额
算出实际电压。
●真题再现
1.(2025滨州)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某
些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这
些用电器同时工作lmin,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,
让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为l6imp。电能表如图甲所
示,电热水器简化电路图如图乙所示,己知电阻R1=R2,则下列说法正确的是()
kW.h
02025同
DD5D443型
电子式单相电能表
。脉冲
220V10(20)A50Hz
o 220Vo
1600imp/(kW.h)
甲
乙
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015
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中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
A.该电能表此时示数为20256kWh
B.1600np/(kW-h)的含义是电能表消耗1kWh的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600immp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.22
2.(2023广元)图甲是一个食品自动加热台的简化电路图,此加热台单独与图乙所示的电
能表相连接。闭合图甲中的开关S,加热台开始正常工作,当台内食品温度降到30℃时,
温度控制开关S自动转接,使电路处于加热状态;当台内食品温度升高到60℃时,S,自动
转接到保温状态。己知定值电阻R1=24.2Ω,保温功率为484W。下列说法中不正确的是
()
kW.h
0031⑥
》
曰
220V10(20)A50Hz
600r/kW-h)
●
220V
甲
乙
A.图甲中的S0自动转接到2时,电路处于保温状态
B.图甲中定值电阻R2的阻值为75.82
C.加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D.加热台自动加热时,电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
3.(2024镇江)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热和“保温”两挡,开
关S断开,电水壶处于挡。己知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有
1200imp/kW.h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为kW·h。电热水
壶“保温”挡功率为100W,则R2
2
R2
220V
4.(2025资阳)为守护舌尖上的健康,加强餐具消毒,小明家购置了一台消毒柜。如图甲
所示,消毒柜分上下两室,上室为中温烘干室,下室为高温消毒室,两室可独立工作。其
内部简化电路图如图乙所示,R1、R2分别为上室和下室的加热电阻。己知工作电压U=
220V,上室独立工作时功率P1=220W,下室独立工作时功率P2=440W,完成下列问题:
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016
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R
S2
R,
o220Vo
甲
乙
(1)求上室中加热电阻的工作电流I1:
(2)求下室中加热电阻的阻值R2:
(3)若两室同时工作t=0.5h,只考虑此消毒柜消耗的电能,求电能表上的转盘应转过的
转数n(已知该电能表参数N=600r/kW·h,即每消耗1kW·h,该电能表转盘转过600
转)。
5.(2023黄冈)图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V,定
值电阻R1是加热部分,R2是最大阻值为1762的滑动变阻器。开关S接1时,电热器处于
加热挡,通过调节R2接入电路的阻值来改变R1的加热功率,其最大加热功率为1100W。当
电热器达到设定温度或加热到设定时间,开关$自动接2,电热器处于保温挡。
R
kW.h
03
O9306
220V10A50Hz
R/kW-h
0220V
甲
乙
(1)求以最大功率工作时电路中电流大小:
(2)如图乙,电能表上参数“RWh”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作
72s,与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小;
(3)求电热器处于保温挡时,电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建
议。
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017
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●好题推荐
1.(2026陕西·模拟预测)如表是小明家中两挡位电饭锅铭牌,图甲是其简化电路。R1和R2
都是电热丝(阻值不变)。通过断开其它用电器,只接通电饭锅且处于加热挡,来测量电
饭锅的实际电功率,观察到图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转。已知水的比热容
为4.2×103J/(kg·C),不考虑热量损失,则下列说法正确的是()
额定电压
220V
加热挡
880W
额定功率
保温挡
44W
kW.h
20266
》
R2
220V10(40)A50Hz
3000r/kWh)
0220V0
S
甲
乙
A.电热丝R的阻值是1002
B.测量时电饭锅的实际加热功率是750W
C.电饭锅在加热挡正常工作7min,可将2.2kg的水从10C加热到54C
D.电饭锅在加热挡正常工作时,电热丝R1、R2的功率之比为1:I9
2.(25-26九年级上湖南阶段检测)如图甲所示,为某家用电热水壶在“加热”和“保温”两
个挡位的简化电路图。电热丝的阻值R=48.4机,在正常工作时P加热:P保温=5:1保持稳
定。小明为了测量电热水壶的实际电功率,将家中的其他用电器全部与电源断开,仅让电
热水壶单独运行。如图乙所示,电能表铭牌印有1200imp/kw·h,若1分钟内电能表闪烁
了12次。下列说法中正确的是()
0
R
220V
北方帮能装备有限公司
R2
A.R2=2422
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B.当开关S置于“2”位置时,电热水壶处于加热挡位
C.电热水壶在1分钟内实际消耗的电能是3.6×105J
D.电热水壶处于“加热挡位,其额定功率为1000W
3.(25-26九年级下·重庆永川·期中)如图是电饭锅内部简化电路图,有“加热”和“保温”两
挡,加热功率为1000W。则电阻R的阻值为
2:若只让电饭锅在“加热”挡正常工
作0.1h,发现此电能表的转盘转动120转,则电能表上模糊不清的这个参数应该是
r/kWh。
kW.h
6352⑥
220V10(20)A50Hz
■r/kWh
o 220Vo
4.(2026山东威海一模)如图是某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路,R1的阻
值为1212,电饭煲额定电压为220V,它在额定电压下处于加热挡时功率1400W,则R2
的阻值为
2。只将电饭煲接入电路中,处于保温挡工作0.5h,使标有
1000imp/kW.h)”字样的电能表指示灯闪烁162次,此时电路的实际电压为
V。
S2 R2
o220Vo
5.(25-26九年级上江苏泰州·期末)如图(a)所示,图甲是小明家月初电能表示数,图乙
是月末电能表示数,由图可知,小明家本月用电
kW·h。将某取暖器单独工作
一段时间,脉冲指示灯闪烁320次,则其消耗电能为
J。该取暖器简化电路如图
(b)所示(虚线框内为取暖器的发热部位),可实现两挡调温,高温挡功率为1100W,
低温挡功率为22W;若将两挡功率均提升10%,则需调整电阻值,调整后R1和R2的阻值之
比
(选填“变大“变小”或“不变)。
电量
电量
R
R
25778.35
25898.35
kW.h
kW.h
单相费控智能电能表
单相费控智能电能表
220V5(80)A50Hz
220V5(80)A50Hz
a
3200imp/kW.h
3200imp/kW·h
甲
乙
o220Vo
图a
图b
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019
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6.(2026湖南长沙一模)小明家有一台旧式两挡位电炖锅,电炖锅的电路图如下所示。铭
牌显示高温挡额定功率为1100W,低温挡额定功率模糊不清。(不计温度对电阻的影响)
S
220V~
Q
R
R
(1)当开关S1闭合,S2接到2时,是
挡位。
(2)高温挡正常工作0.5h,消耗的电能是多少kW·h?
(3)为了测出低温挡的额定功率,小明将家里所有电器关闭,读出电能表的示数为
2026.00kW·h;然后打开电炖锅炖煮,高温挡正常工作0.5h后转低温挡工作2h,炖煮结
束后电能表示数为2026.99kW·h,则低温挡额定功率为多少W?
7.(2026陕西西安·模拟预测)如图甲所示是一款智能养生壶,通电后,机器将水箱中质量
为1.5kg的水加热,壶下有自动加热装置,能进行保温或加热,简化后的电路如图乙所
示,其中R是发热电阻丝,R为限流电阻。在额定电压(220V)下正常工作时,发热电阻
丝R在加热和保温时的功率分别为880W和55W。求:[已知c水=4.2×103/(kg·C)]
个P/W
P
0220Vo
0110220t/s
月
乙
丙
(1)将质量为1.5g的水从初温20℃加热到40C,水需要吸收的热量:
(2)R的阻值:
(3)在某用电高峰期,若家庭电路中只有养生壶工作,工作周期如图丙(前110s加热,后
110s保温)观察到标有3600r/(kWh)的电能表转盘在220s内转了110转,请通过计算
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判断工作时的实际电压是否为220V?
8.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,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R1=R3>R2。已知:R2的阻值为402,“保温”模式的额定功
率为484W。求:
调挡旋钮
R
kW.h
20260▣
受
1000 imp/(kw-h)
o220Vo-
甲
乙
丙
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小李发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的
情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快
煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压。
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021
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(二)结合热量、热效率的综合计算
●要点归纳
题目常以电水壶、电热水器等电热器为背景,结合挡位功率计算、水的吸热过程,
考查“电能→内能”的转化效率,是中考物理的高频考,点。
解题要点:
(1)求液体吸收的热量:利用吸热公式Q=cm△t(c为比热容,m为质量,△t为升高
的温度)。
(2)求消耗的电能:利用公式W=P。注意:必须代入题目要求的对应挡位功率(如高
温挡加热就用P喜,低温挡加热就用P),时间t需换算为秒(s)。
3)求加热效率:利用公式7×1006(热效率是“水吸收的有效热量”与“用电器消
耗的总电能”的比值,结果用百分数表示)。注意:只有纯电阻电路且无热量损失时,Q理
=W,热效率为I006:若存在热损失,则Q≤W,需要看清题目所给条件。
(4)易错提醒:如果题目提到“在额定电压下正常工作”,则实际功率等于额定功率:若
电压改变,需先算出电阻,再算实际功率。
●真题再现
1.(2025泰安)某款电热水壶有“加热和保温两个挡位。如图所示是它电路原理图的一
部分,R1、R2是电阻丝,R2的阻值为4402,“保温”与“加热”的功率之比为1:9。加热
时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为
Q吸,电流做的功为W。己知水的比热容是4.2×103]/kg·C)。下列说法中()
R
Ry
S2
0220V0
S
①加热时,开关S1闭合,S2断开
②R1=552
③W=5.94×105]
④Q吸=5.04×105J
A.只有④正确
B.只有②③正确C.只有②③④正确D.只有①②④正确
2.(2025·云南)为保障行车安全,同学设计了后视镜除雾、除霜装置,简化电路如图所
示。电源电压为12V,加热电阻。R1、R2的阻值均为62,电路低温挡除雾,高温挡除
霜。将旋转开关调至1”时启动除模式,加热1min,后视镜温度升高6℃,后视镜玻
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022
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璃质量为0.15kg,加热效率为
C骏璃=0.8×103/kg℃)
3.(2023德州)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻R1与R2
阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为484W,则R2的阻值为Ω。在标准大气压
下,用“高温挡加热初温为15℃、质量为1kg的水7mi,该过程消耗的电能为J,
若产生的热量全部被水吸收,则水的温度升高了_℃。[C水=4.2×10J/(kg·℃)
S
o220Vo
4.(2025淮安)图甲是一新款电火锅,图乙是其内部电路简化图,图丙是该电火锅铭牌,
中温挡功率模糊不清。
××电火锅
额定电压220V
工作频率50Hz
低温挡功率400W
中温挡功率■
高温挡功率1400W
o220Vo
甲
乙
丙
(1)该电火锅的工作原理是
(2)中温挡功率为
W。
(3)仅闭合开关S、S1,电火锅在低温挡工作,可推算出R1:R=
(4)电火锅正常工作时,用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水,经过10min水温升高
到100℃,求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。[c*=4.2×10J/(kg℃)]
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5.(2025齐齐哈尔)中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作
用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关S1和S?
的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻R1、R都是发热电阻,其中
R1=1102。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:c药液=4.2×103J/(kg℃)。求:
o220Vo
额定电压V
220
高温挡880
R
额定功率W
中温挡440
b9S2 R2
低温挡220
甲
乙
(1)当闭合开关S1,将开关S,接a时,电中药锅使用的是
(选填“低温中温”或“高
温”)挡:
(2)将1kg药液从25°C加热到35°C的过程中,药液吸收的热量是多少J?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热100s,消耗的电能是多少J?
(4)R2的阻值是多少2?
6.(2025淄博)某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。
开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1=R(阻值不随温度的变化而变化)。电
火锅的部分参数如下表所示,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
-0220Vo
电源电压V
220
低温挡功率W
R
中温挡功率W
550
S2 1
1100
12
高温挡功率W
(1)R1的阻值:
(2)电火锅在低温挡工作时的电流:
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间(不计热
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量损失,结果精确到1s)。
7.(2025日照)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,
为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2
触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。R1、R2是定值电阻,R2=
96.8n。容器内水的体积为10L,密度p水=1.0×103kg/m3,比热容c水=42×103]/kg·
℃),加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
器器
220V
甲
(1)R1的阻值;
(2)加热器保温时的功率:
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15in可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多
少?(结果保留一位小数)
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8.(2024齐齐哈尔)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,它
的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双
触点开关S接触1和2时为关机状态。R1、R2是两个阻值不变的电热丝,
R1=R2=48.42。求:
04
Q
R
R
220V
分
乙
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为多少?
(2)若某次使用时,用高温挡位正常工作,将0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的
热量是多少?
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作,加热过程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫
机的加热效率是多少?
9.(2024龙东地区)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1762,电火锅的部分参数如下表所示。求:
R
额定电压
220V
低
Q
R
低温挡功率
220V
中温挡功率
440W
甲
乙
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?
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(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=4.2×103]/kg·℃)
●好题推荐
1.(2026·山东淄博一模)某电热水壶有加热和保温两挡,额定保温功率是22W,电阻Ro
阻值是442,内部电路简图如图所示。小李把初温20℃、质量1kg的水倒入壶中,加热
6min后水温升高到100℃,耗电3.78×105J,下列说法正确的是()
R
0220Vo
A.开关S在2位置是保温挡
B.水吸收的热量是3.36×105)
C.电热水壶加热挡的实际功率是1100W
D.电热水壶本次烧水的热效率是85%
2.(2026河南三门峡一模)如图所示是一款家用电热饭盒及其内部简化电路,R1、R2为两
个发热电阻,饭盒有“高温”和低温”两个挡位,额定功率分别为440W、242W。当S接1
时,该饭盒处于挡:若该饭盒在高温挡工作,此时电路中的电流为A,高温
挡工作5min,可将1kg、20C的某种食品加热到4℃,该食品的比热容为」J/Ckg
°C。(不计热量损失)
220V
-书,。
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3.(2026·青海模拟预测)一款有“加热”和“保温”两挡的速热壶,内部电路简化如图所示,
部分参数如下表。电源两端电压恒为220V,电热丝R1、R2的阻值恒定,R2=402。旋转
开关S,使其与触点0和1、1和2、2和3接触时,可实现不同档位的转换。己知水的比
热容(c=42×103]/kg·C)水的密度p=1.0×103kg/m3
速热壶部分参数
额定电压
220V
保温功率
110W
加热功率
容积
2L
o220Vo
(1)电阻R1的阻值是多大?
(2)速热壶的加热功率为多大?
(3)商家宣传的广告语是“满水加热5分钟,水温上升50℃”。请你通过计算验证此广告是否
符合事实。
4.(2026山东潍坊·一模)一款降压调温型液暖电热毯有加热、保温两个挡位,其内部工作
原理如图所示,R为加热定值电阻,当开关S与α触点接触时为电热毯加热挡,变压器将
电源电压220V降为工作电压20V,P加热=80W。某次使用过程中,接通电源,开关与a
接触工作8min,后与b接触继续工作8min,电热毯中2g的导热液的温度共升高了
10℃,整个加热过程中,电热转化效率为80%。已知导热液的比热容c液=2.4×103J/
(kg·℃),求:
220V
变压器
(1)R的电阻值:
(2)该过程导热液吸收的热量:
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(3)开关S与b触点接触时加热电阻R两端的电压。
(三)与电路安全有关的分析与计算
●要点归纳
题目通常结合电能表、插线板、用电器铭牌的额定电流/功率,考查多挡位用电器同
时工作时的电路安全问题,核心是判断总功率是否超出安全负载上限。
解题要点:
(1)明确电路安全限制条件
·家庭电路/电能表允许的最大电流:由电能表参数直接给出(如“220V10(20)
A”,表示短时间允许通过的最大电流为20A)。
·插线板允许的最大电流/功率:由铭牌参数给出(如250V10A”,表示允许通过的
最大电流为10A,对应最大安全功率Pm=Ua=250V×10A=2500W)。
(2)计算实际工作的总功率/总电流
·多个用电器同时接在同一电路/插线板上,总功率为各用电器功率之和:P
=P1tP+.0
·对应总电流:1,号其中220V(家庭电路电压)。
(3)安全判断与分析
·若P≤Pmax且Is≤Imax,则电路/插线板安全,可正常工作。
·若P>Pmax或Ig>Ix,则超载,存在安全隐患,需减少同时工作的用电器数量、
降低工作挡位或更换更大规格的插线板。
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029
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中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
●真题再现
1.(2025·潍坊)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理
兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压U=220V,R、R1、R2
是用于加热的电热丝,R1=222,R2=552。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开
关S、S1、S2可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的
功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已
知只闭合开关S时,热水器处于加热挡位1的工作状态:开关S、S1、S2全部闭合时,热
水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容c=42×103J/(kg·℃),水的密度P水=
1.0×103kg/m3。
S
220V
R
加热挡位
加热功率
挡位1
P1=220W
挡位2
P2未知
挡位3
P3未知
挡位4
P4未知
(I)求电热丝R的阻值;
(2)求挡位2的加热功率P2:
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为80℃,若水的初温为25℃,出水
0.88L用时105s,求挡位3工作的效率:
(④)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现
挡位4的正常工作。
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030
张学远新中考·个性化学伴
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
2.(2023朝阳)彤彤家里有一台电热锅,它的一些参数如表中所示,加热功率有高、低两
个挡位,其内部简化电路如图甲所示。
额定电压
220V
加热电阻R1
552
加热电阻R2
440
双触点
双触点
开关
开关
0
220V
21
220V
甲
(1)电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大?
(2)若将锅中0.5L的水从23C加热到100°C,水吸收多少热量?
(3)上述加热水的过程中,不计热量损失,电热锅高挡位需正常工作多长时间?
(4)爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示,也有高、低两个挡位。已
知该电热锅允许通过的最大电流为8A,请判断乙图电路是否合理,并通过计算说明原因。
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031
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中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
●好题推荐
1.(2026广西防城港一模)冬天,饭菜容易凉,小明家买了一个有低温和高温两挡功能的
暖菜板,如图甲所示。暖菜板的电路如图乙所示,R和R为阻值不变的电热丝,
R1=1102、R=220.
®
S
o220Vo
甲
乙
(1)小明用暖菜板加热饭菜时,是通过
(选填“做功”或“热传递”)的方式增加饭菜的
内能的。
(2)低温挡正常工作时,暖菜板的电功率是多少?低温挡正常工作5min,消耗的电能是多
少?
(3)从节能角度出发,日常使用暖菜板时,你有哪些改进或使用的建议?(写出一条即可)
(4)暖菜板使用一段时间后,小明发现电阻丝R2坏掉了,他找到一个552的电阻丝R3换上。
请你判断改装过的暖菜板能否接在“220V5A”的插座上正常使用,并说明原因。
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032 (
张学远新中考 · 个性化学伴
)中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
中考高频考点专题丨多挡位用电器的相关分析与计算
——2026中考物理考前冲刺
一、基础能力过关 2
(一)电路识别与挡位判断 2
(二)基础电学计算 6
二、综合应用突破 15
(一)结合电能表等测量仪器的计算 15
(二)结合热量、热效率的综合计算 22
(三)与电路安全有关的分析与计算 29
选题:宗倩倩
策划:宗倩倩
审校:孔庆荣 张城玮 马欣博
策划团队:张学远新中考·个性化学伴
一、基础能力过关
(一)电路识别与挡位判断
● 要点归纳
1. 核心判定原理
2. 常考两挡位电路归纳
电路类型
短路式
并联式
旋钮式
基本电路图
工作原理
短接单个电阻改变总阻值,切换功率
并联电阻越多,总功率越大
旋转挡位切换接入电路的电阻
挡位判断
①开关S、S1闭合:电阻R2被短路,总电阻小,高温挡
②开关S1断开:两电阻串联,总电阻大,低温挡
①开关S、S1闭合:两电阻并联同工作,总电阻小,高温挡
②开关S1断开:单电阻R2工作,功率小,低温挡
①旋钮触点接2:单电阻R1工作,总电阻小,高温挡
②旋钮触点接1:两电阻串联,总电阻大,低温挡
● 真题再现
1.(2025·徐州)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
2.(2024·达州)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.只闭合开关时,电路处于高温挡
B.只闭合开关时,电路处于低温挡
C.同时闭合开关、时,电路处于高温挡
D.同时闭合开关、时,电路处于低温挡
3.(2024·宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态,由开关控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·哈尔滨)图甲中人所戴的是高、低温两挡电加热眼罩,工作时利用了电流的______效应;其简化电路如图乙所示,发热电阻R1=R2,当S1、S2均闭合时,此眼罩为______挡(选填“高温”或“低温”)。
5.(2023·广西)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作站有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关________时,榨汁杯处于榨汁挡:只闭合开关S2时,榨汁杯处于_______挡。
● 好题推荐
1.(25-26九年级上·天津·阶段检测)小亮同学在学校创新大赛上设计了一个简易多挡位的电热水器。如图所示是他设计的电热水器的工作电路图,和是两根电热丝,其中。图中“○”表示接线柱,4个接线柱用1、2、3、4表示。要使电热水器在高温挡正常工作,下列有关接线柱的连接方法正确的是( )
A.只连接、 B.只连接、
C.只连接、 D.分别连接、和、
2.(2025·湖北黄石·模拟预测)如图为某电火锅加热器的简化电路图,、均为发热电阻,开关S可以在“1”“2”间切换,从而选择不同的加热挡位。当开关S由“1”切换到“2”时,下列说法正确的是( )
A.加热器由低温变为高温,通过的电流变大
B.加热器由低温变为高温,的实际功率不变
C.加热器由高温变为低温,两端的电压变大
D.加热器由高温变为低温,电路的总功率变大
3.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)为了安全,小明为奶奶买了一台能防干烧的电饭锅,由温控开关控制,可实现温度过高时自动停止加热。该电饭锅有高、中、低温三个档,小明根据说明书和自己所学电学知识,画出了此电饭锅简化的工作原理电路图,下列分析正确的是( )
A.S3闭合,S2接a,S1闭合时,为中温挡
B.S3闭合,S2接b,S1断开时,为高温挡
C.S3闭合,S2接b,S1闭合时,为低温挡
D.S3应为温控开关,温度过高会自动断开
4.(2025·天津河东·二模)下图是科技小组的同学们设计的电热水杯电路,、是两个相同的电阻。要求两个开关都闭合时,电热水杯处于加热挡; 一个开关闭合、另一个开关断开时,电热水杯处于保温挡。下列电路不能实现上述要求的是( )
A. B.
C. D.
(二)基础电学计算
● 要点归纳
1. 通用解题步骤
(1)明确电路状态:根据开关通断,判断电路的串、并联结构,确定工作的用电器及对应的挡位。
(2)标注已知量与隐含条件:圈出题目中的电压、功率、时间等关键数据,确认电源电压、电阻不变等隐含前提。
·正常工作:表示其在额定电压、额定功率下工作,此时电流、功率均为额定值,可直接使用铭牌上的额定参数计算。
·电源电压恒定:题目未特殊说明时,家庭电路电源电压默认U=220V,所有挡位计算均以此为基准。
·“加热挡/高温挡”对应功率大、电阻小的状态;“保温挡/低温挡”对应功率小、电阻大的状态。
·不考虑温度对电阻的影响:电阻值恒定,可用额定参数算电阻。
(3)选择公式列方程:根据待求量,选用含已知量最多的公式,优先用总功率、总电阻公式简化计算。
(4)单位统一:功率用瓦(W)、电压用伏(V)、电阻用欧(Ω),时间用秒(s),确保所有物理量单位匹配。
2. 常用公式归纳
电压、电流、电阻关系(欧姆定律)
通用公式:I=,变形公式:U=IR、R=
已知其中两个量,可直接求出第三个量,是所有电学计算的基础
电功率相关公式(多挡位电路核心)
通用公式:P=UI,变形公式:I= 、U=
电压不变时优先用:P = ,变形公式:R=
电流不变时优先用:P = I2R
电能(电功)
相关公式
通用公式:W=UIt,结合功率公式:W=Pt
纯电阻电路也可使用W= t = I2Rt
电热计算
(焦耳定律)
通用公式:Q = I2Rt
纯电阻电路(电能全部转化为内能):Q =W = Pt = t =UIt
串、并联电路
总功率
串联电路中,总功率P =
并联电路中,总功率P=P1+P2=+
● 真题再现
额定电压
220V
工作频率
50Hz
热风挡电功率
900W
冷风挡电功率
100W
1.(2023·常德)如图是电吹风工作原理的电路图及铭牌信息,当电吹风正常工作且吹热风时,两条支路电流之比为( )
A.IR∶IM=9∶1 B.IR∶IM=1∶9 C.IR∶IM=8∶1 D.IR∶IM=1∶8
2.(2025·吉林)电热水壶是利用电流的___________效应工作的。电热水壶具有加热与保温两种功能,其内部简化电路如图所示。开关S1闭合、S2___________时为加热挡。若电热水壶加热挡的额定功率为1200W,其正常工作3min消耗的电能为___________J。
3.(2025·巴中)如图为烤火炉的简化电路图,电源电压220V,两个发热电阻阻值均为88Ω,该烤火炉有低温和高温两个挡位,则烤火炉处于高温挡时的功率为______W,处于低温挡工作1min产生的电热为______J。
4.(2025·苏州)如图是一款电水壶的电路简图,均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W,阻值为,加热时应将开关旋至_________(1/2)位置,加热功率为_________W,阻值为_________。
5.(2025·成都)小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器,电路如图所示。电源电压为24V,S2为单刀多掷开关,R1是阻值为12Ω的电热丝,R2为某种材料制成粗细均匀的电热丝,最大阻值为24Ω,触点2为R2的中点位置。当S1闭合,S2拨到触点3时,加热器处于______挡;加热器在“中温”挡下工作1min,电路消耗的总电能是______J。
6.(2025·威海)某汽车加热坐椅的工作原理如图所示,R1、R2均为发热电阻,通过控制开关通断,实现高、中、低三挡加热功能,其中高、中挡位的电功率分别为60W、30W,电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为___________,此时电路消耗的总功率为___________W。
7.(2024·德州)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,,则R2的阻值为__________,高温挡的电功率为__________W。
8.(2023·南京)某型号的电热水器有高、中、低三挡位,其简化电路如图所示,R1和R2为电热丝,闭合开关S、S1,S2接b,电流表示数为10A,再断开S1,电流表示数变化了8A。则R1=_________;低温挡工作2min产生的热量是________J;高温挡功率为__________W。
9.(2025·济南)如图为某小组设计的电加热器的简化电路图,电源电压为24V,R1、R2为电热丝。旋钮开关S接1时,电路中的电流为2A;旋钮开关S接2时,电路的总功率为12W。请通过计算回答:
(1)R2的阻值为多少?
(2)旋钮开关S接2时,R2两端的电压为多少?
(3)旋钮开关S接2时,R1工作5min消耗的电能为多少?
10.(2025·南通)如图为某家用电热器的简化电路图,R1、R2是电热丝,R1=110Ω,虚线框内是温控开关,能在低温挡和高温挡间自动切换。当触点“1”与“2”接通时,处于低温挡;当触点“1”与“2”“3”同时接通时,处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3倍。求:
(1)低温挡时,R1中通过的电流及10s内放出的热量;
(2)高温挡时,电阻R2的功率。
11.(2024·湖北)小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
12.(2024·广州)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,、、为加热电阻,其中、的阻值均为,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
(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,求通电消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,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。
● 好题推荐
1.(2026·天津红桥·一模)如图所示,为一种电热水壶工作电路的示意图,其中电阻为和的电阻器都是用来加热的,是总开关,是挡位开关。当接1时,电热水壶处于加热状态,电功率为1100W,当接2时,电热水壶处于保温状态,此时电阻的电阻器功率为2.75W。由此可知,的阻值是__________Ω,电热水壶处于保温状态时的电功率是__________W。
2.(25-26九年级上·贵州黔南·期末)电热桌垫是冬季办公学习的取暖用品。某款电热桌垫内部有两根电热丝和,且,其简化电路如图所示,通过开关S在1与2、2与3、3与4接线柱之间的转换,可实现高、中、低三挡温度调节。该电热桌垫的高温挡电功率与低温挡电功率之比为________。
3.(25-26九年级下·江苏无锡·阶段检测)天气寒冷,小红的妈妈在淘宝上搜到某款电热靴。一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处),R1、R2为发热电阻丝,阻值R1=2R2,b接电阻丝R1的中点,当开关M拨至__________(a/b/c)处时,该靴处于低温挡;若高温挡正常发热功率为12W,则低温挡的额定功率为__________W。冬天晚上小南穿着电热靴做作业时,若选择中温挡正常加热,消耗电能21600J,则小南做作业的时间为__________h。
4.(24-25九年级上·湖北恩施·期末)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,电源电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。要实现除露功能,应把旋钮开关调至_________挡,(选填“1”、“2”或“3”)化霜与防雾电路的总功率之差为_________W。
5.(25-26九年级上·江苏镇江·期末)如图1是某电饭锅内部电加热器原理电路,它有加热和保温两挡,开关S断开时,电饭锅处于___________挡。在加热器正常工作的某段时间内,电流表示数I与时间t关系图像如图2所示,0~1min内,图线AB与时间轴围成的面积为S1,在1~12min内,图线CD与时间轴围成的面积为S2,且S1=S2,则加热时的功率是保温时的___________倍,已知R1=484Ω,则R2=_________Ω。
6.(2026·湖南长沙·二模)中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路图如乙图所示,已知该壶的额定电压为220V,R1、R2为电热丝,且R2=4R1,只闭合S1时,电路中的电流为1A。求:
(1)R2的电阻;
(2)只闭合S1时,R2的电功率;
(3)正常工作时,电煎药壶“加热”档工作10min产生的热量。
7.(2026·北京石景山·二模)某科技小组同学设计的一款具有加热、保温两挡的烧水壶,其内部的简化电路图如图甲所示,和为发热丝,为总开关,为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点。图乙为某次将满壶水从加热至沸腾并保温的过程中,电路总功率与加热时间的关系图像。
(1)计算烧水壶在内消耗的电能。
(2)计算的阻值。
(3)图丙是采用发热丝和设计的另一款烧水壶内部简化电路,将满壶等量清水从加热至沸腾,甲、丙两种电路设计相比,写出丙图设计的一个主要优点。
8.(2026·河南平顶山·一模)图甲为电热毛巾架,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。图乙为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架正常工作20min时电流随时间变化的图像。求:
(1)低温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架工作20min消耗的电能。
二、综合应用突破
(一)结合电能表等测量仪器的计算
● 要点归纳
题目通常给出电能表参数(如3000r/kW·h)及某挡位工作时的转数/时间,要求计算用电器的实际功率、实际电压或消耗的电能。
解题要点:
(1)电能表常见参数含义
①220V:该电能表只能在额定电压220V下使用;
②10(20)A:标定电流10A,短时间允许通过的最大电流20A,可用来计算家庭电路最大总功率;
③3000r/kW·h(转数型):电路每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转过3000圈;
④1600imp/kW·h(脉冲指示灯型):电路每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1600次。
(2)求实际消耗电能:利用公式 W = (n为实际转过的圈数,N为电能表常数),得到的结果单位为kW·h,根据需要进行单位换算:1kW·h = 3.6×10⁶J。
(3)求实际功率:利用公式 P实= ,将实际消耗的电能 W除以工作时间t,即可得到用电器的实际功率。
(4)求实际电压:先根据铭牌算出电阻R= (电阻视为不变),再利用 算出实际电压。
● 真题再现
1.(2025·滨州)在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp。电能表如图甲所示,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则下列说法正确的是( )
A.该电能表此时示数为20256kW·h
B.1600imp/(kW·h)的含义是电能表消耗1kW·h的电能时,脉冲灯闪烁的次数为1600imp
C.该电热水器的实际功率为2400W
D.电阻R1的阻值等于20.2Ω
2.(2023·广元)图甲是一个食品自动加热台的简化电路图,此加热台单独与图乙所示的电能表相连接。闭合图甲中的开关S,加热台开始正常工作,当台内食品温度降到30℃时,温度控制开关S0自动转接,使电路处于加热状态;当台内食品温度升高到60℃时,S0自动转接到保温状态。已知定值电阻,保温功率为484W。下列说法中不正确的是( )
A.图甲中的S0自动转接到“2”时,电路处于保温状态
B.图甲中定值电阻的阻值为
C.加热台在加热状态下工作5min消耗的电能使图乙中的电能表转盘转过150转
D.加热台自动加热时,电路中的电流小于图乙中电能表的标定电流
3.(2024·镇江)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开,电水壶处于________挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为________。电热水壶“保温”挡功率为,则________。
4.(2025·资阳)为守护舌尖上的健康,加强餐具消毒,小明家购置了一台消毒柜。如图甲所示,消毒柜分上下两室,上室为中温烘干室,下室为高温消毒室,两室可独立工作。其内部简化电路图如图乙所示,R1、R2分别为上室和下室的加热电阻。已知工作电压U=220V,上室独立工作时功率P1=220W,下室独立工作时功率P2=440W,完成下列问题:
(1)求上室中加热电阻的工作电流I1;
(2)求下室中加热电阻的阻值R2;
(3)若两室同时工作t=0.5h,只考虑此消毒柜消耗的电能,求电能表上的转盘应转过的转数n(已知该电能表参数N=600r/kW•h,即每消耗1kW•h,该电能表转盘转过600转)。
5.(2023·黄冈)图甲是一款可调节功率的老式电热器简化电路图。电源电压为220V,定值电阻是加热部分,是最大阻值为176Ω的滑动变阻器。开关S接1时,电热器处于加热挡,通过调节接入电路的阻值来改变的加热功率,其最大加热功率为1100W。当电热器达到设定温度或加热到设定时间,开关S自动接2,电热器处于保温挡。
(1)求以最大功率工作时电路中电流大小;
(2)如图乙,电能表上参数“R/kW·h”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作72s,与之相连的该电能表铝盘转过66圈。请求出该数值大小;
(3)求电热器处于保温挡时,电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。
● 好题推荐
1.(2026·陕西·模拟预测)如表是小明家中两挡位电饭锅铭牌,图甲是其简化电路。和都是电热丝(阻值不变)。通过断开其它用电器,只接通电饭锅且处于加热挡,来测量电饭锅的实际电功率,观察到图乙所示的电能表的转盘1min内转了40转。已知水的比热容为,不考虑热量损失,则下列说法正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
加热挡
880W
保温挡
44W
A.电热丝的阻值是100Ω
B.测量时电饭锅的实际加热功率是750W
C.电饭锅在加热挡正常工作7min,可将2.2kg的水从10℃加热到54℃
D.电饭锅在加热挡正常工作时,电热丝、的功率之比为
2.(25-26九年级上·湖南·阶段检测)如图甲所示,为某家用电热水壶在“加热”和“保温”两个挡位的简化电路图。电热丝的阻值,在正常工作时保持稳定。小明为了测量电热水壶的实际电功率,将家中的其他用电器全部与电源断开,仅让电热水壶单独运行。如图乙所示,电能表铭牌印有,若1分钟内电能表闪烁了12次。下列说法中正确的是( )
A.
B.当开关置于“2”位置时,电热水壶处于“加热”挡位
C.电热水壶在1分钟内实际消耗的电能是
D.电热水壶处于“加热”挡位,其额定功率为
3.(25-26九年级下·重庆永川·期中)如图是电饭锅内部简化电路图,有“加热”和“保温”两挡,加热功率为1000W。则电阻的阻值为_________Ω;若只让电饭锅在“加热”挡正常工作0.1h,发现此电能表的转盘转动120转,则电能表上模糊不清的这个参数应该是______。
4.(2026·山东威海·一模)如图是某款家用电饭煲的保温、加热两挡调节功能电路,的阻值为,电饭煲额定电压为,它在额定电压下处于加热挡时功率,则的阻值为______。只将电饭煲接入电路中,处于保温挡工作,使标有“”字样的电能表指示灯闪烁次,此时电路的实际电压为______V。
5.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)如图(a)所示,图甲是小明家月初电能表示数,图乙是月末电能表示数,由图可知,小明家本月用电__________。将某取暖器单独工作一段时间,脉冲指示灯闪烁320次,则其消耗电能为__________J。该取暖器简化电路如图(b)所示(虚线框内为取暖器的发热部位),可实现两挡调温,高温挡功率为,低温挡功率为;若将两挡功率均提升10%,则需调整电阻值,调整后和的阻值之比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.(2026·湖南长沙·一模)小明家有一台旧式两挡位电炖锅,电炖锅的电路图如下所示。铭牌显示高温挡额定功率为1100W,低温挡额定功率模糊不清。(不计温度对电阻的影响)
(1)当开关S1闭合,S2接到2时,是__________挡位。
(2)高温挡正常工作0.5h,消耗的电能是多少?
(3)为了测出低温挡的额定功率,小明将家里所有电器关闭,读出电能表的示数为;然后打开电炖锅炖煮,高温挡正常工作0.5h后转低温挡工作2 h,炖煮结束后电能表示数为,则低温挡额定功率为多少W?
7.(2026·陕西西安·模拟预测)如图甲所示是一款智能养生壶,通电后,机器将水箱中质量为1.5kg的水加热,壶下有自动加热装置,能进行保温或加热,简化后的电路如图乙所示,其中是发热电阻丝,R为限流电阻。在额定电压(220V)下正常工作时,发热电阻丝在加热和保温时的功率分别为880W和55W。求:[已知]
(1)将质量为1.5kg的水从初温加热到,水需要吸收的热量;
(2)R的阻值;
(3)在某用电高峰期,若家庭电路中只有养生壶工作,工作周期如图丙(前110s加热,后110s保温)观察到标有“3600r/(kW·h)”的电能表转盘在220s内转了110转,请通过计算判断工作时的实际电压是否为220V?
8.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,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:的阻值为40Ω,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的功率;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小李发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压。
(二)结合热量、热效率的综合计算
● 要点归纳
题目常以电水壶、电热水器等电热器为背景,结合挡位功率计算、水的吸热过程,考查 “电能→内能” 的转化效率,是中考物理的高频考点。
解题要点:
(1)求液体吸收的热量:利用吸热公式 Q吸 = cmΔt (c为比热容,m为质量,Δt为升高的温度 )。
(2)求消耗的电能:利用公式 W = Pt。注意:必须代入题目要求的对应挡位功率(如高温挡加热就用P高,低温挡加热就用P低),时间 t 需换算为秒(s)。
(3)求加热效率:利用公式× 100%(热效率是“水吸收的有效热量”与“用电器消耗的总电能”的比值,结果用百分数表示)。注意:只有纯电阻电路且无热量损失时,Q吸=W,热效率为100%;若存在热损失,则Q吸<W,需要看清题目所给条件。
(4)易错提醒:如果题目提到“在额定电压下正常工作”,则实际功率等于额定功率;若电压改变,需先算出电阻,再算实际功率。
● 真题再现
1.(2025·泰安)某款电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位。如图所示是它电路原理图的一部分,是电阻丝,的阻值为,“保温”与“加热”的功率之比为。加热时,电热水壶正常工作10min将质量为1.5kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为,电流做的功为。已知水的比热容是。下列说法中( )
①加热时,开关闭合,断开 ②
③ ④
A.只有④正确 B.只有②③正确 C.只有②③④正确 D.只有①②④正确
2.(2025·云南)为保障行车安全,同学设计了后视镜除雾、除霜装置,简化电路如图所示。电源电压为12V,加热电阻。的阻值均为6Ω,电路低温挡除雾,高温挡除霜。将旋转开关调至“1”时启动除______模式,加热1min,后视镜温度升高6℃,后视镜玻璃质量为0.15kg,加热效率为______。
3.(2023·德州)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为,则的阻值为______。在标准大气压下,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为的水,该过程消耗的电能为______,若产生的热量全部被水吸收,则水的温度升高了______℃。
4.(2025·淮安)图甲是一新款电火锅,图乙是其内部电路简化图,图丙是该电火锅铭牌,中温挡功率模糊不清。
(1)该电火锅的工作原理是___________。
(2)中温挡功率为___________W。
(3)仅闭合开关S、S1,电火锅在低温挡工作,可推算出R1∶R2=___________。
(4)电火锅正常工作时,用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水,经过10min水温升高到100℃,求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率。[c水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)]
5.(2025·齐齐哈尔)中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关和的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻都是发热电阻,其中。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡220
(1)当闭合开关,将开关接时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将药液从加热到的过程中,药液吸收的热量是多少?
(3)使用该电中药锅的中温挡正常工作,加热,消耗的电能是多少?
(4)的阻值是多少?
6.(2025·淄博)某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1=R2(阻值不随温度的变化而变化)。电火锅的部分参数如下表所示,。求:
电源电压/V
220
低温挡功率/W
______
中温挡功率/W
550
高温挡功率/W
1100
(1)R1的阻值;
(2)电火锅在低温挡工作时的电流;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间(不计热量损失,结果精确到1s)。
7.(2025·日照)某学校食堂购置了一批加热餐台,如图甲所示。通电后加热容器中的水,为上方饭菜提供所需的热量。加热器简化电路如图乙所示,旋转开关S分别连通0、1、2触点,可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。是定值电阻,。容器内水的体积为,密度,比热容,加热器使用的电源电压恒为220V,加热器快速加热时的功率为2kW。求:
(1)的阻值;
(2)加热器保温时的功率;
(3)加热器使用保温挡工作1小时消耗的电能是多少度?
(4)加热器使用快速加热挡工作15min可使水温升高40℃,则加热器对水加热的效率是多少?(结果保留一位小数)
8.(2024·齐齐哈尔)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,它的正常工作电压为220V。有高温、低温两个加热挡位,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变的电热丝,。求:
(1)挂烫机使用低温挡位正常工作时的电功率为多少?
(2)若某次使用时,用高温挡位正常工作,将0.2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)若(2)问中用高温挡位正常工作,加热过程共用时80s,则此次加热过程,该挂烫机的加热效率是多少?
9.(2024·龙东地区)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,均为加热电阻(阻值保持不变)。已知的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(1)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?
● 好题推荐
1.(2026·山东淄博·一模)某电热水壶有加热和保温两挡,额定保温功率是22W,电阻阻值是44Ω,内部电路简图如图所示。小李把初温20℃、质量1kg的水倒入壶中,加热6min后水温升高到100℃,耗电,下列说法正确的是( )
A.开关S在2位置是保温挡
B.水吸收的热量是
C.电热水壶加热挡的实际功率是1100W
D.电热水壶本次烧水的热效率是85%
2.(2026·河南三门峡·一模)如图所示是一款家用电热饭盒及其内部简化电路,R1、R2为两个发热电阻,饭盒有“高温”和“低温”两个挡位,额定功率分别为440W、242 W。当S接1时,该饭盒处于______挡;若该饭盒在高温挡工作,此时电路中的电流为______A,高温挡工作5 min,可将1 kg、20 ℃的某种食品加热到64℃,该食品的比热容为_____。(不计热量损失)
3.(2026·青海·模拟预测)一款有“加热”和“保温”两挡的速热壶,内部电路简化如图所示,部分参数如下表。电源两端电压恒为220V,电热丝R1、R2的阻值恒定,。旋转开关S,使其与触点0和1、1和2、2和3接触时,可实现不同档位的转换。已知水的比热容()水的密度
速热壶部分参数
额定电压
220V
保温功率
110W
加热功率
容积
2L
(1)电阻R1的阻值是多大?
(2)速热壶的加热功率为多大?
(3)商家宣传的广告语是“满水加热5分钟,水温上升50℃”。请你通过计算验证此广告是否符合事实。
4.(2026·山东潍坊·一模)一款降压调温型液暖电热毯有加热、保温两个挡位,其内部工作原理如图所示,R为加热定值电阻,当开关S与a触点接触时为电热毯加热挡,变压器将电源电压220 V降为工作电压,。某次使用过程中,接通电源,开关与接触工作8 min,后与接触继续工作8 min,电热毯中2kg的导热液的温度共升高了10 ℃,整个加热过程中,电热转化效率为80%。已知导热液的比热容,求:
(1)的电阻值;
(2)该过程导热液吸收的热量;
(3)开关与触点接触时加热电阻两端的电压。
(三)与电路安全有关的分析与计算
● 要点归纳
题目通常结合电能表、插线板、用电器铭牌的额定电流 / 功率,考查多挡位用电器同时工作时的电路安全问题,核心是判断总功率是否超出安全负载上限。
解题要点:
(1)明确电路安全限制条件
• 家庭电路 / 电能表允许的最大电流:由电能表参数直接给出(如 “220V 10 (20) A”,表示短时间允许通过的最大电流为 20A)。
• 插线板允许的最大电流 / 功率:由铭牌参数给出(如 “250V 10A”,表示允许通过的最大电流为 10A,对应最大安全功率 Pmax=UImax=250V×10A=2500W)。
(2)计算实际工作的总功率/总电流
• 多个用电器同时接在同一电路/插线板上,总功率为各用电器功率之和:P总=P1+P2+…。
• 对应总电流:I总=,其中 U=220V(家庭电路电压)。
(3)安全判断与分析
• 若P总≤Pmax且I总≤Imax,则电路/插线板安全,可正常工作。
• 若P总>Pmax 或I总>Imax,则超载,存在安全隐患,需减少同时工作的用电器数量、降低工作挡位或更换更大规格的插线板。
● 真题再现
1.(2025·潍坊)随着生活水平提高,人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图,电源电压、是用于加热的电热丝,。在热水器容器中倒入常温饮用水后,通过开关可控制相关电热丝工作,实现四个不同加热挡位的切换,加热挡位和对应的功率如表格所示,加热挡位1、2、3、4的功率依次增大,热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关时,热水器处于加热挡位1的工作状态;开关全部闭合时,热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容,水的密度。
加热挡位
加热功率
挡位1
挡位2
未知
挡位3
未知
挡位4
未知
(1)求电热丝的阻值;
(2)求挡位2的加热功率;
(3)已知热水器处于挡位3的工作状态时,出水温度为,若水的初温为,出水0.88L用时105s,求挡位3工作的效率;
(4)若某款家用插排允许通过的最大电流为16A,分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。
2.(2023·朝阳)彤彤家里有一台电热锅,它的一些参数如表中所示,加热功率有高、低两个挡位,其内部简化电路如图甲所示。
额定电压
加热电阻
加热电阻
(1)电热锅在高挡位工作时的额定功率是多大?
(2)若将锅中的水从加热到,水吸收多少热量?
(3)上述加热水的过程中,不计热量损失,电热锅高挡位需正常工作多长时间?
(4)爱动脑的彤彤把原电热锅内部简化电路设计成如图乙所示,也有高、低两个挡位。已知该电热锅允许通过的最大电流为,请判断乙图电路是否合理,并通过计算说明原因。
● 好题推荐
1.(2026·广西防城港·一模)冬天,饭菜容易凉,小明家买了一个有低温和高温两挡功能的暖菜板,如图甲所示。暖菜板的电路如图乙所示,和为阻值不变的电热丝,、。
(1)小明用暖菜板加热饭菜时,是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式增加饭菜的内能的。
(2)低温挡正常工作时,暖菜板的电功率是多少?低温挡正常工作5min,消耗的电能是多少?
(3)从节能角度出发,日常使用暖菜板时,你有哪些改进或使用的建议?(写出一条即可)
(4)暖菜板使用一段时间后,小明发现电阻丝坏掉了,他找到一个55Ω的电阻丝换上。请你判断改装过的暖菜板能否接在“220V 5A”的插座上正常使用,并说明原因。
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