专题十四 用电器中多档位问题--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习（浙教版）
一、解答题
1．（2023九上·奉化期中）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个档位。额定电压为220V，高温档和低温档的额定功率分别为2200W和1000w，简化电路如图乙所示。
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温档”或“低温档”)。
（2）求电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温档工作3h，电加热产生的热量是多少
（4）若该加热器在低温档工作时，测得消耗的实际功率为810w，则实际电压是多少
2．（2023九下·庆元模拟）如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个档位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。
（1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的 ；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于 （选填“高温档”、
“中温档”或“低温档”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数） ；
（3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。
3．（2022九上·金华月考）图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1，可实现高温档、中温档和低温档三个档位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
（1）开关S1闭合，S接a端时为 （选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）。
（2）S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安？（保留2位小数）
（3）求空气炸锅处于高温档工作时的功率？
4．（2022·绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
5．（2020·丽水模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω、R2=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 (填物态变化名称)成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
6．（2020九上·金东期末）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响）
（1）当开关置于 接线柱时，火锅处于低温档。
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，火锅正常工作时电功率的大小。
（3）电火锅处于高温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
7．（2019·三门模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 （填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率。
8．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
[无热损失，c水=4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数]
答案解析部分
1．【答案】（1）高温档
（2）当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器处于低温挡；
由P=U2/R可知，电热丝R1的阻值：R1=U2/R低=(220V)2/1000W=48.4Ω
（3）由P=W/t可知，在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量：
Q＝W＝P高t＝2200Wx3x3600s=2.376x107J
（4）由P＝U2/R可知，该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，该电路的实际电压：
U实=
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作；根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=U2/R可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡；
2．【答案】（1）热效应
（2）低温档；
（3）
P=P1+P2=1500w
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式分析电功率的大小，从而确定对应的工作状态，再根据计算工作电流；
（3）当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，此时总功率最大，为高温档。首先根据公式分别计算两个电阻的电功率，然后将两个电功率相加即可。
【解答】（1）智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的热效应；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，此时两个电阻串联，总电阻最大。根据公式可知，此时总功率最小，应该为低温档。
那么通过电路的电流为： 。
3．【答案】（1）中温档
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，
通过R2的电流：；
（3）当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，空气炸锅处于高温挡，
根据并联电路的特点可知，
空气炸锅处于高温挡正常工作时的功率：。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联。根据串并联电路的特点和可知各个档位的电路连接；
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，根据公式计算通过R2的电流；
（3）根据高温挡的电路连接和求出高温挡工作时的电功率。【解答】（1）由图乙可知，开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；
开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总电阻小于任一分电阻；
所以，当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，
根据可知，此时电路的总功率最大，空气炸锅处于高温挡；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，
根据可知，电路的总功率最小，空气炸锅处于低温挡；
开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路，此时空气炸锅处于中温挡；
4．【答案】（1）闭合
（2）热传递
（3）b、c
（4）解：根据 Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率
发热管消耗的电能W=P=500W×5×60s=1.5×103J
【知识点】电路的动态分析；电功计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】(1)根据电路的工作原理分析解答。
(2)改变内能的方式有做功和热传递。
(3)根据功率的改变分析解答。
(4)根据电功率公式和电能公式解答。
【解答】(1)S从0档转到Ⅰ档开始工作，电路是接通的，故温控开关S2的状态是闭合。
(2)加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递。
(3)图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。根据可知，电阻越大，功率越小，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。
5．【答案】（1）大地
（2）液化
（3）甲：Imax= =5A
乙：Imax=I1+I2= ≈8.9A
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
【知识点】液化及液化现象；串、并联电路的电流特点；插座的构造与工作方式
【解析】【分析】（1）三孔插座的接线“左零右火中间地”，中间的地线与用电器的金属外壳相连，可以保证外壳漏电时人的用电安全；
（2）物质由气态变成液态叫液化，这个过程向外放热；
（3）分别计算甲和乙两图中的最大电流，然后与保险丝的最大电流比较即可。
【解答】（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3） 甲：当开关接2和1时，电阻R1被短路，只有R2自己工作，此时电阻最小，电流最大，即 ；
乙：当开关接1和2时，电阻R1与R2并联，
最低电流为：
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
6．【答案】（1）“1和2”
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，只有R2自己工作，
此时电火锅的电功率为：；
（3）解：R1单独工作时的电功率为：；
高温档时的电功率：P高＝P1+P2＝1000W；
高温档正常工作时1分钟内产生的热量： Q＝W＝P高t＝1000W×60s＝6×104J。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置时的总功率，然后比较大小，从而确定电路对应的状态；
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，只有R2自己工作，根据公式计算出此时电火锅的电功率；
（3）首先根据公式分别计算出两个电阻单独工作时的电功率，然后相加得到高温档时的总功率，最后根据Q=W=P高t计算即可。
【解答】（1）当开关位于1和0之间时，处于断开状态；
当开关位于1和2之间时，R3与R2串联，此时总电阻为R串联；
当开关位于2和3之间时，R3与R2串联，此时总电阻为R2；
当开关位于3和4之间时，R1与R2并联，此时总电阻为R并联；、
则R串联>R2>R并；
根据公式可知，总功率P串联
则三者对应的状态分别为低温档、中温档和高温档。
7．【答案】（1）大地
（2）液化
（3）解：甲：Imax=U/R2=220V/44Ω=5A
乙：Imax=I1+I2=U/R1+U/R2=220V/56Ω+220V/44Ω=8.9A
I乙nax >8.2A，选择甲电路
（4）解：Pmac=UImax=220V×5A=1100W
Pmin=U2/（R1+R2）=（220V）2/（56Ω+44Ω）=484W
答：该挂烫机的两个档位分别是1100W和484W
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，三孔插座中间的孔与大地相连，可以防止人操作时发生触电；
（2）物质由气态变成液体叫液化，液化向外放热；
（3）根据欧姆定律分别计算出甲、乙两个电路的最大电流，与熔断器的最大电流比较即可；
（4）根据开关触点的位置确定哪个电阻工作发热，根据功率公式分别计算出两个档位的功率即可。
【解答】（1） 使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，防止触电；
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤；
（3）
甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时
；
乙：
；
因为I乙nax >8.2A，所以选择甲电路；
（4）在甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时功率为：Pmac=UImax=220V×5A=1100W ；
当开关接1和0时，两个电阻串联，总功率为：
。
故答案为：（1）大地；（2）液化；（3）甲；（4）1100W，484W
8．【答案】（1）【解答】解：分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能W1==kW h=2.4×104J；
由P=可得，电热炕功率P1===400W
答：当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W
（2）解：由P=可得，R1===121Ω，
当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流；I====A≈0.9A
答：当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是0.9A
（3）解：由ρ=可得，1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg，
当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能W2=UIt=220V×A×30×60s=3.6×105J，
W2=Q=cm△t，即3.6×105J=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得t=72.6℃，
即水温能升高到72.6℃
答：当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）由图可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，根据电能表的转盘在1min内刚好转了20转可求得其消耗的电能，再利用P= 可求得电热炕功率；
（2）根据（1）求得的电热炕功率，利用P=可求得R1的电阻，当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，根据R2的阻值是R1的2倍，可知R2的阻值，再利用欧姆定律可求得电路中通过O点的电流；
（3）根据密度公式变形可求得水的质量，利用W=UIt可求得正常工作30min，所消耗的电能，利用W=Q=cm△t可求得升高的温度
1 / 1专题十四 用电器中多档位问题--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习（浙教版）
一、解答题
1．（2023九上·奉化期中）如图甲所示为某型号室内加热器，有高温和低温两个档位。额定电压为220V，高温档和低温档的额定功率分别为2200W和1000w，简化电路如图乙所示。
（1）当开关S1、S2均闭合时，电加热器处于 （选填“高温档”或“低温档”)。
（2）求电阻丝R1的阻值。
（3）在额定电压下，使用高温档工作3h，电加热产生的热量是多少
（4）若该加热器在低温档工作时，测得消耗的实际功率为810w，则实际电压是多少
【答案】（1）高温档
（2）当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电加热器处于低温挡；
由P=U2/R可知，电热丝R1的阻值：R1=U2/R低=(220V)2/1000W=48.4Ω
（3）由P=W/t可知，在额定电压下，使用高温挡工作3h，电加热器产生的热量：
Q＝W＝P高t＝2200Wx3x3600s=2.376x107J
（4）由P＝U2/R可知，该加热器在低温挡工作时，测得消耗的实际功率为810W，该电路的实际电压：
U实=
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】由图2可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作；根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=U2/R可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡；
2．（2023九下·庆元模拟）如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个档位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。
（1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的 ；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于 （选填“高温档”、
“中温档”或“低温档”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数） ；
（3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。
【答案】（1）热效应
（2）低温档；
（3）
P=P1+P2=1500w
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式分析电功率的大小，从而确定对应的工作状态，再根据计算工作电流；
（3）当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，此时总功率最大，为高温档。首先根据公式分别计算两个电阻的电功率，然后将两个电功率相加即可。
【解答】（1）智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的热效应；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，此时两个电阻串联，总电阻最大。根据公式可知，此时总功率最小，应该为低温档。
那么通过电路的电流为： 。
3．（2022九上·金华月考）图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1，可实现高温档、中温档和低温档三个档位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
（1）开关S1闭合，S接a端时为 （选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）。
（2）S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安？（保留2位小数）
（3）求空气炸锅处于高温档工作时的功率？
【答案】（1）中温档
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，
通过R2的电流：；
（3）当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，空气炸锅处于高温挡，
根据并联电路的特点可知，
空气炸锅处于高温挡正常工作时的功率：。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联。根据串并联电路的特点和可知各个档位的电路连接；
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，根据公式计算通过R2的电流；
（3）根据高温挡的电路连接和求出高温挡工作时的电功率。【解答】（1）由图乙可知，开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；
开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总电阻小于任一分电阻；
所以，当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，
根据可知，此时电路的总功率最大，空气炸锅处于高温挡；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，
根据可知，电路的总功率最小，空气炸锅处于低温挡；
开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路，此时空气炸锅处于中温挡；
4．（2022·绍兴）图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。
（1）S从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S2的状态是 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是 （选填“做功”或“热传递”）。
（3）图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是 。
（4）已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。
【答案】（1）闭合
（2）热传递
（3）b、c
（4）解：根据 Ⅲ档时，连入阻值为96.8欧，此时功率
发热管消耗的电能W=P=500W×5×60s=1.5×103J
【知识点】电路的动态分析；电功计算公式的应用；电功率
【解析】【分析】(1)根据电路的工作原理分析解答。
(2)改变内能的方式有做功和热传递。
(3)根据功率的改变分析解答。
(4)根据电功率公式和电能公式解答。
【解答】(1)S从0档转到Ⅰ档开始工作，电路是接通的，故温控开关S2的状态是闭合。
(2)加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是热传递。
(3)图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。根据可知，电阻越大，功率越小，则接线柱a、b、c中连入电路的应该是b、c。
5．（2020·丽水模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω、R2=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 (填物态变化名称)成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
【答案】（1）大地
（2）液化
（3）甲：Imax= =5A
乙：Imax=I1+I2= ≈8.9A
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
【知识点】液化及液化现象；串、并联电路的电流特点；插座的构造与工作方式
【解析】【分析】（1）三孔插座的接线“左零右火中间地”，中间的地线与用电器的金属外壳相连，可以保证外壳漏电时人的用电安全；
（2）物质由气态变成液态叫液化，这个过程向外放热；
（3）分别计算甲和乙两图中的最大电流，然后与保险丝的最大电流比较即可。
【解答】（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3） 甲：当开关接2和1时，电阻R1被短路，只有R2自己工作，此时电阻最小，电流最大，即 ；
乙：当开关接1和2时，电阻R1与R2并联，
最低电流为：
乙电路中Imax>8.2A，选择甲电路。
6．（2020九上·金东期末）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温档功率为高温档功率的，R1为242Ω，R2为60.5Ω。（忽略温度对电阻的影响）
（1）当开关置于 接线柱时，火锅处于低温档。
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，火锅正常工作时电功率的大小。
（3）电火锅处于高温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
【答案】（1）“1和2”
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，只有R2自己工作，
此时电火锅的电功率为：；
（3）解：R1单独工作时的电功率为：；
高温档时的电功率：P高＝P1+P2＝1000W；
高温档正常工作时1分钟内产生的热量： Q＝W＝P高t＝1000W×60s＝6×104J。
【知识点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较开关在不同位置时的总功率，然后比较大小，从而确定电路对应的状态；
（2）当开关置于“2和3”接线柱时，只有R2自己工作，根据公式计算出此时电火锅的电功率；
（3）首先根据公式分别计算出两个电阻单独工作时的电功率，然后相加得到高温档时的总功率，最后根据Q=W=P高t计算即可。
【解答】（1）当开关位于1和0之间时，处于断开状态；
当开关位于1和2之间时，R3与R2串联，此时总电阻为R串联；
当开关位于2和3之间时，R3与R2串联，此时总电阻为R2；
当开关位于3和4之间时，R1与R2并联，此时总电阻为R并联；、
则R串联>R2>R并；
根据公式可知，总功率P串联则三者对应的状态分别为低温档、中温档和高温档。
7．（2019·三门模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速 （填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率。
【答案】（1）大地
（2）液化
（3）解：甲：Imax=U/R2=220V/44Ω=5A
乙：Imax=I1+I2=U/R1+U/R2=220V/56Ω+220V/44Ω=8.9A
I乙nax >8.2A，选择甲电路
（4）解：Pmac=UImax=220V×5A=1100W
Pmin=U2/（R1+R2）=（220V）2/（56Ω+44Ω）=484W
答：该挂烫机的两个档位分别是1100W和484W
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，三孔插座中间的孔与大地相连，可以防止人操作时发生触电；
（2）物质由气态变成液体叫液化，液化向外放热；
（3）根据欧姆定律分别计算出甲、乙两个电路的最大电流，与熔断器的最大电流比较即可；
（4）根据开关触点的位置确定哪个电阻工作发热，根据功率公式分别计算出两个档位的功率即可。
【解答】（1） 使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，防止触电；
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤；
（3）
甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时
；
乙：
；
因为I乙nax >8.2A，所以选择甲电路；
（4）在甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时功率为：Pmac=UImax=220V×5A=1100W ；
当开关接1和0时，两个电阻串联，总功率为：
。
故答案为：（1）大地；（2）液化；（3）甲；（4）1100W，484W
8．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
[无热损失，c水=4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数]
【答案】（1）【解答】解：分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能W1==kW h=2.4×104J；
由P=可得，电热炕功率P1===400W
答：当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W
（2）解：由P=可得，R1===121Ω，
当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流；I====A≈0.9A
答：当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是0.9A
（3）解：由ρ=可得，1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg，
当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能W2=UIt=220V×A×30×60s=3.6×105J，
W2=Q=cm△t，即3.6×105J=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得t=72.6℃，
即水温能升高到72.6℃
答：当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）由图可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，根据电能表的转盘在1min内刚好转了20转可求得其消耗的电能，再利用P= 可求得电热炕功率；
（2）根据（1）求得的电热炕功率，利用P=可求得R1的电阻，当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，根据R2的阻值是R1的2倍，可知R2的阻值，再利用欧姆定律可求得电路中通过O点的电流；
（3）根据密度公式变形可求得水的质量，利用W=UIt可求得正常工作30min，所消耗的电能，利用W=Q=cm△t可求得升高的温度
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