【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（九）：档位类实际应用类计算【word，含答案】

一、档位问题
多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对挡位的控制．
核心：P实＝关键：R
R越大，P实越小，档位越低；R越小，P实越大，档位越高．
二、实际应用类电路
【思路点拨】
(1)理解实际应用电路的工作过程
(2)理解曲线图中横纵坐标的关系，并能与电路的工作过程相结合．
(3)结合设问和题中信息，根据所学公式求解即可．
例1、某型号电饭锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，若已知电阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω，则当开关置于________(选填“1”或“2”)位置时为高温挡，该电饭锅高温挡的功率为________W.
例2、如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了智能化控制不同时间段的烹饪温度，即“聪明火”技术，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关，将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求：
（1）5~10min，电饭煲的功率；
（2）15~30min，电饭煲产生的总热量；
（3）电热丝R1和R2的阻值分别为多少？
例3、如图甲是一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化，已知经家庭电路转化后的电源电压为12V，R1=20Ω，只闭合开关S2时，电路消耗的总功率为2.88W。求：
（1）只闭合开关S1时电路消耗的电功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）以高温挡正常工作1min电路产生的热量。
1．近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三档通过三个开关来控制（调节每个温度档时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
（1）当________（填开关状态）时，热敷仪处于低温档。
（2）当S1闭合，S2，S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为________。
（3）当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少________？
2.图甲是温度自动报警器，控制电路中，电源电压U控＝5 V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9 V　0.3 A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4＝10 Ω.在R2温度为20 ℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3∶U4＝4 ∶1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为P0′，P0′∶P0＝4 ∶9.已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计．求：
(1)灯泡L的额定功率；
(2)当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
(3)将报警温度设为50 ℃时，R1接入电路的阻值；
(4)工作电路的电源电压Ux.
3.小明家新买了一个电水壶，原理图如图甲所示，其额定电压为220V，R1和R2是电热丝，该水壶有高温挡、中温挡和保温挡，其中保温挡额定功率为242W。图乙是一种新型插座，它能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，将该水壶单独插在该插座上，用中温挡加热一段时间后，屏幕两次显示如图丙，[电费单价：0.5元/，忽略温度对电阻的影响]。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）电阻R2的阻值；
（3）该电水壶的中温挡额定功率及高温挡额定功率。
1.有四段电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同，但绕成不相同的圈数（每圈的长度相等，a、c圈数相同，b、d圈数相同）如图连接，通电后在相同的时间内，它们产生的热量由多到少的顺序是（　　）
A．a、b、d、c B．a、c、b、d C．b、d、a、c D．d、c、b、a
2.在厨房里安装如图甲所示俗称“小厨宝”的电热水龙头，使用起来非常方便．旋转手柄S可处于冷水挡a、温水挡b或热水挡c，它的简要工作电路如图乙所示，虚线方框内有“小厨宝”的两个发热电阻(未画出)，温水挡的发热电阻R1＝44 Ω，电源电压为220 V.
(1)当S旋到b挡位时，求通电10秒电流产生的热量．
(2)当S旋到c挡位时，水龙头的电功率为2 000 W，求此时发热电阻的总阻值．
(3)请你在虚线方框内画出发热电阻的电路，并连接到相应的挡位和“e”点．
3.图甲为某款电饼铛，其工作原理电路图如图乙所示，R1、R2分别为上、下盘的发热电阻，某次烙饼过程中正常加热和保温时的功率随时间变化关系如图丙所示，求：
（1）该电饼铛正常加热时的总电流；
（2）R2的阻值；
（3）本次烙饼共消耗的电能。
4.如图甲所示电路中，灯L标有“6V，3W”字样，S为单刀双掷开关。电源电压为10V且保持不变，电阻R2的阻值为15Ω，如图乙是灯L的U﹣I图像。
（1）当S接a时，灯L恰能正常发光，求R1的阻值；
（2）当S接b时，求电阻R2通电1min产生的热量；
（3）S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比Pa∶Pb为多少？
参考答案
例1、2 1100
例2、（1）660W；（2）4.62×105J；（3）110Ω和220Ω
【解析】解：（1）由图丙可知，5~10min，电饭煲的功率为 P=660W
（2）由丙图可知15~30min，电饭煲以660W的功率工作5min，以440W的功率工作10min，根据焦耳定律的计算公式可得，电饭煲产生的总热量为
（3）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电路的总功率 P=660W
只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，由图丙可知，此时电路的总功率为 P′=440W
根据电功率的计算公式可得，电阻R1的阻值为
电阻R2的电功率为
电阻R2的阻值为
答：（1）5~10min，电饭煲的功率为660W；
（2）15~30min，电饭煲产生的总热量为4.62×105J；
（3）电热丝R1和R2的阻值分别为110Ω和220Ω。
例3、（1）7.2W；（2）30Ω；（3）720J。
【解析】解：（1）只闭合开关S1时电路为R1的简单电路，电路消耗的电功率为
（2）只闭合开关S2时，两电阻串联，串联电路总电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和，电阻R2的阻值
（3）当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联接入电路，串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，根据可得此时电路的总功率最大，为高温挡，暖宝宝高温挡的功率为
工作1min产生的热量为
答：（1）只闭合开关S1时电路消耗的电功率为7.2W；
（2）电阻R2的阻值为30Ω；
（3）以高温挡正常工作1min电路产生的热量为720J。
1． S2闭合（S2闭合，S1、S3断开） 1.5A 2880J
【详解】解：（1）由图知道，S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，由于串联的电阻大于其中任一电阻，由知道，此时是为热敷仪处在低温挡。
（2）由图知道，当S1闭合，S2，S3断开时，是R2的简单电路，电路的功率最大，处于高位挡，由欧姆定律知道，此时电路中的电流
（3）由图知道，当S3闭合，S1、 S2断开时，是R1的简单电路，处于中温档，由知道，持续工作8分钟，产生的热量
答：（1）当S2闭合，S1、S3断开时，热敷仪处于低温档；
（2）热敷仪处于高温档时，电路中的电流为1.5A；
（3）热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为2880J。
2.
3.（1）40Ω；（2）160Ω；（3）1210W，1512.5W
【解析】解：（1）根据电路图可知，当S1断开，S2在A时，R1和R2串联，电路总电阻最大，由可知，此时电路为保温挡；当S1闭合，S2在A时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较大，此时电路为中温挡；当S1闭合，S2在B时，R1和R2并联，电路总电阻最小，此时电路为高温挡。由图丙可知，中温挡加热的时间
消耗的电能
则中温挡加热时的实际功率
由可知，R1的阻值
（2）已知保温挡额定功率为242W，则R1和R2串联后的总电阻
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值
（3）电水壶的中温挡额定功率
高温挡额定功率
答：（1）电阻R1的阻值为40Ω；
（2）电阻R2的阻值为160Ω；
（3）该电水壶的中温挡额定功率为1210W，高温挡额定功率为1512.5W。
1.A
【解析】由题意知，电阻线a、b、c、d，它们由同种材料做成，截面积相同；
b的圈数大于a的圈数，所以b的电阻大于a的电阻；由图知，电阻线a、b并联在6V的电路中，由并联电路的电压特点知，两电阻线两端的电压相等，通电时间相同，根据
可知，a产生的热量大于b；
d的圈数大于c的圈数，所以d的电阻大于c的电阻；由图知，c、d串联在6V的电路中，通过的电流相同，通电时间相同，由 Q＝W＝I2Rt
可知，d产生的热量大于c；
b、d圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，d两端的电压要小于电源电压，即小于b两端的电压，通电时间相同，根据
可知，b产生的热量大于d；
a、c圈数相同，则电阻大小相同；根据串联电路的电压关系可知，c两端的电压要小于电源电压，即小于a两端的电压，通电时间相同，根据
可知，a产生的热量大于c；
所以它们产生的热量由多到少的顺序是a、b、d、c，故A符合题意，BCD不符合题意。
2.
3.（1）6A；（2）110Ω；（3）3.696×105J
【解析】解：（1）由图丙可知，电饼铛加热时的功率1.32kW，由可得，该电饼铛正常加热时的总电流
（2）由图丙可知，电饼铛保温时的功率0.44kW，由题意可知，开关S闭合、S1断开时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻较大，由可知，电功率较小，电饼铛处于保温状态，由可得，R2的电阻
（3）由图丙可知，本次烙饼加热的时间4min，保温时间2min，由可得，本次烙饼共消耗的电能
答：（1）该电饼铛正常加热时的总电流为6A；
（2）R2的电阻为110Ω；
（3）本次烙饼共消耗的电能为3.696×105J。
4.（1）8Ω；（2）144J；（3）5∶4
【解析】解：（1）当S接a时，电阻R1与灯泡串联，灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得，电路中的电流为
串联电路中的总电压等于各分电压之和，R1两端的电压为 U1＝U﹣UL＝10V﹣6V＝4V
此时电阻R1的阻值为
（2）当S接b时，灯泡L和电阻R2串联，电源电压为10V且保持不变，电阻R2的阻值为15Ω，由图像可知，当电流为0.4A时，灯泡电压为4V，定值电阻R2的电压为
U2＝I′R2＝0.4A×15Ω＝6V
灯泡和R2的电压之和为 6V+4V＝10V
与电源电压相等，故此时电路中的电流为I′＝0.4A，则电阻R2通电1min产生的热量为
Q2＝I′2R2t＝(0.4A)2×15Ω×60s＝144J
（3）S接a时，电路总功率为 Pa＝UI＝10V×0.5A＝5W
S接b时，电路总功率为 Pb＝UI′＝10V×0.4A＝4W
故电路消耗的总功率之比为 Pa∶Pb＝5W∶4W＝5∶4
答：（1）当S接a时，灯L恰能正常发光，R1的阻值为8Ω；
（2）当S接b时，求电阻R2通电1min产生的热量为144J；
（3）S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比Pa：Pb为5∶4
【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（九）
档位类实际应用类计算