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微专题九 多挡位家用电器类的识别与计算
类型一 两挡类
【例1】（2024·湖北模拟）某电烤箱的额定电压为220 V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。
（1）求低温挡工作时的功率。
（2）求电热丝R2的阻值。
（3）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电烤箱单独工作600 s，图丙中的电能表转盘转了1 000 r，请算出它的实际加热功率。
甲 乙 丙
1.解决挡位问题的关键是判断接入电路的总电阻的大小，然后根据公式P＝判断出总功率的大小：R最小P最大高温挡（加热挡）
R最大P最小低温挡（保温挡）
2.常见的两挡与三挡类模型
低温挡 只闭合S，两电阻串联，则P低＝，若只有R1发热，则P低＝（）2R1 只闭合S，只有R2接入电路，P低＝ S1断开，S2接b，R1、R2串联，P低＝
中温挡 — — S1闭合，S2接b，只有R1接入电路，P中＝
高温挡 闭合S、S0，只有R1接入电路，P高＝ S、S0均闭合，R1、R2并联，P高＝＋ S1闭合，S2接a，R1、R2并联，P高＝＋
解：（1） 由电路图可知，闭合开关S，电路为R1的简单电路，处于低温挡。
当S和S1都闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡。
由图乙可知，低温挡时电路中的电流是6 A，低温挡工作时的功率：P低＝UI低 ＝220 V×6 A＝1 320 W。
（2）高温挡工作时的功率：
P高＝UI高＝220 V×10 A＝2 200 W，
电热丝R2工作时的功率：
P2＝2 200 W－1 320 W＝880 W，
电热丝R2的阻值：R2＝＝＝55 Ω。
（3）实际消耗的电能：W实＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×106 J，
则它的实际加热功率：P实＝＝＝2 000 W。
类型二 三挡类
【例2】图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1＝R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知
c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。在正常工作的情况下，试问：
（1）在1标准大气压下，将初温是30 ℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？
（2）高温挡功率是多少？
（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75％，烧开这一壶水需要多长时间？
甲 乙
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 200
中温挡功率/W 400
高温挡功率/W
容积/L 1.5
解：（1）一满壶水的体积：
V＝1.5 L＝1.5 dm3＝1.5×10－3 m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg，
在1标准大气压下水的沸点为100 ℃，水需要吸收的热量：Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（100 ℃－30 ℃）＝4.41×105 J。
（2）由图乙可知，当开关S2接A、开关S1断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定，由P＝可知此时总功率最小，养生壶处于低温挡；当开关S2接B、开关S1闭合时R1、R2并联，电路中的总电阻最小，此时总功率最大，养生壶处于高温挡；则当开关S2接A、开关S1闭合时，只有R1工作，养生壶处于中温挡，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且R1＝R2，
所以，由P＝可知高温挡时R1、R2消耗的功率：
P1＝P2＝P中，
则养生壶高温挡的功率：
P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400 W＝800 W。
（3）由η＝可得，烧开这一壶水需要消耗的电能：
W＝＝＝5.88×105 J，
由P＝可得，高温挡烧开这一壶水需要的时间：
t'＝＝＝735 s。
1.（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220 V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176 Ω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1 100 W。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72 s，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。
甲 乙
解：（1）以最大功率工作时电路中电流：
I大＝＝＝5 A。
（2）以最大加热功率单独工作72 s所消耗的电能：
W＝P加t＝1 100 W×72 s＝79 200 J＝0.022 kW·h。
则电能表上的参数：
N＝＝＝3 000 r/（kW·h），
即该数值为3 000；
（3）根据P＝UI＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
电热器处于保温挡时，R2的最大阻值和R1串联在电路中，根据W＝I2Rt可知，电路中电能的利用率：
η＝＝＝＝＝20％，
由此可知，电路中电能的利用率较低，R2消耗了大部分电能，为了节能，可以将R2的阻值减小。
2.（2023·宜昌）如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
甲 乙
额定电压 220 V
热风功率 1 250 W
冷风功率 40 W
（1）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接在图中 B （选填“A”或“B”）位置。
（2）该电吹风的部分参数如表，电吹风正常工作时，通过风扇的电流是多少？（保留两位小数）电热丝的电阻及其1 min内产生的热量是多少？
解：由P＝UI可得，电吹风正常工作时，通过风扇的电流：
I＝＝≈0.18 A。
由并联电路的特点可知，吹冷风和吹热风时电动机的电功率相同，由表中数据可知，电热丝的电功率：
P电热丝＝P热风－P冷风＝1 250 W－40 W ＝1 210 W，
由P＝UI＝可知，电热丝的电阻：
R电热丝＝＝＝40 Ω，
由P＝可知，电热丝1 min 内产生的热量：
Q＝W电热丝＝P电热丝t＝1 210 W×1×60 s＝7.26×104 J。
3.（2023·鄂州）如图甲， 空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220 V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2＝44 Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡位的调节。已知中温挡的额定功率为440 W。
（1）当开关S1 断开 （选填“断开”或“闭合”）、S2 接A （选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡。
（2）求R1的阻值。
（3）当空气炸锅处于高温挡时，求正常工作10 min消耗的电能。
甲 乙
解：（2）当开关S1闭合，S2接A，电路为R1的简单电路，总电阻较大，根据P＝可知，此时总功率较小，为中温挡；根据P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω。
（3）当开关S1闭合，S2接B时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝可知，此时总功率最大，为高温挡。
正常工作10 min消耗的电能：
W＝（P中＋）t＝[440 W＋]×10×60 s＝9.24×105 J。
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类型一 两挡类
【例1】（2024·湖北模拟）某电烤箱的额定电压为220 V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。
（1）求低温挡工作时的功率。
（2）求电热丝R2的阻值。
（3）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电烤箱单独工作600 s，图丙中的电能表转盘转了1 000 r，请算出它的实际加热功率。
甲 乙 丙
1.解决挡位问题的关键是判断接入电路的总电阻的大小，然后根据公式P＝判断出总功率的大小：R最小P最大高温挡（加热挡）
R最大P最小低温挡（保温挡）
2.常见的两挡与三挡类模型
低温挡 只闭合S，两电阻串联，则P低＝，若只有R1发热，则P低＝（）2R1 只闭合S，只有R2接入电路，P低＝ S1断开，S2接b，R1、R2串联，P低＝
中温挡 — — S1闭合，S2接b，只有R1接入电路，P中＝
高温挡 闭合S、S0，只有R1接入电路，P高＝ S、S0均闭合，R1、R2并联，P高＝＋ S1闭合，S2接a，R1、R2并联，P高＝＋
解：（1） 由电路图可知，闭合开关S，电路为R1的简单电路，处于低温挡。
当S和S1都闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝可知电功率较大，处于高温挡。
由图乙可知，低温挡时电路中的电流是6 A，低温挡工作时的功率：P低＝UI低 ＝220 V×6 A＝1 320 W。
（2）高温挡工作时的功率：
P高＝UI高＝220 V×10 A＝2 200 W，
电热丝R2工作时的功率：
P2＝2 200 W－1 320 W＝880 W，
电热丝R2的阻值：R2＝＝＝55 Ω。
（3）实际消耗的电能：W实＝ kW·h＝ kW·h＝1.2×106 J，
则它的实际加热功率：P实＝＝＝2 000 W。
类型二 三挡类
【例2】图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1＝R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知
c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。在正常工作的情况下，试问：
（1）在1标准大气压下，将初温是30 ℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？
（2）高温挡功率是多少？
（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75％，烧开这一壶水需要多长时间？
甲 乙
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 200
中温挡功率/W 400
高温挡功率/W
容积/L 1.5
解：（1）一满壶水的体积：
V＝1.5 L＝1.5 dm3＝1.5×10－3 m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×1.5×10－3 m3＝1.5 kg，
在1标准大气压下水的沸点为100 ℃，水需要吸收的热量：Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1.5 kg×（100 ℃－30 ℃）＝4.41×105 J。
（2）由图乙可知，当开关S2接A、开关S1断开时，电路的总电阻最大，电源电压一定，由P＝可知此时总功率最小，养生壶处于低温挡；当开关S2接B、开关S1闭合时R1、R2并联，电路中的总电阻最小，此时总功率最大，养生壶处于高温挡；则当开关S2接A、开关S1闭合时，只有R1工作，养生壶处于中温挡，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且R1＝R2，
所以，由P＝可知高温挡时R1、R2消耗的功率：
P1＝P2＝P中，
则养生壶高温挡的功率：
P高＝P1＋P2＝2P中＝2×400 W＝800 W。
（3）由η＝可得，烧开这一壶水需要消耗的电能：
W＝＝＝5.88×105 J，
由P＝可得，高温挡烧开这一壶水需要的时间：
t'＝＝＝735 s。
1.（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220 V，定值电阻R1是加热部分，R2是最大阻值为176 Ω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1 100 W。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72 s，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。
甲 乙
解：（1）以最大功率工作时电路中电流：
I大＝＝＝5 A。
（2）以最大加热功率单独工作72 s所消耗的电能：
W＝P加t＝1 100 W×72 s＝79 200 J＝0.022 kW·h。
则电能表上的参数：
N＝＝＝3 000 r/（kW·h），
即该数值为3 000；
（3）根据P＝UI＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
电热器处于保温挡时，R2的最大阻值和R1串联在电路中，根据W＝I2Rt可知，电路中电能的利用率：
η＝＝＝＝＝20％，
由此可知，电路中电能的利用率较低，R2消耗了大部分电能，为了节能，可以将R2的阻值减小。
2.（2023·宜昌）如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
甲 乙
额定电压 220 V
热风功率 1 250 W
冷风功率 40 W
（1）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接在图中 B （选填“A”或“B”）位置。
（2）该电吹风的部分参数如表，电吹风正常工作时，通过风扇的电流是多少？（保留两位小数）电热丝的电阻及其1 min内产生的热量是多少？
解：由P＝UI可得，电吹风正常工作时，通过风扇的电流：
I＝＝≈0.18 A。
由并联电路的特点可知，吹冷风和吹热风时电动机的电功率相同，由表中数据可知，电热丝的电功率：
P电热丝＝P热风－P冷风＝1 250 W－40 W ＝1 210 W，
由P＝UI＝可知，电热丝的电阻：
R电热丝＝＝＝40 Ω，
由P＝可知，电热丝1 min 内产生的热量：
Q＝W电热丝＝P电热丝t＝1 210 W×1×60 s＝7.26×104 J。
3.（2023·鄂州）如图甲， 空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物，以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎。如图乙是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220 V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R2＝44 Ω。通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡位的调节。已知中温挡的额定功率为440 W。
（1）当开关S1 断开 （选填“断开”或“闭合”）、S2 接A （选填“接A”或“接B”）时，空气炸锅为低温挡。
（2）求R1的阻值。
（3）当空气炸锅处于高温挡时，求正常工作10 min消耗的电能。
甲 乙
解：（2）当开关S1闭合，S2接A，电路为R1的简单电路，总电阻较大，根据P＝可知，此时总功率较小，为中温挡；根据P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω。
（3）当开关S1闭合，S2接B时，两电阻并联，总电阻最小，根据P＝可知，此时总功率最大，为高温挡。
正常工作10 min消耗的电能：
W＝（P中＋）t＝[440 W＋]×10×60 s＝9.24×105 J。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共27张PPT)
中考物理一轮复习课件
人教版
2025年中考物理 一轮复习（回归教材夯实基础）
微专题九 多挡位家用电器类
的识别与计算
考点梳理精练
三、电、磁学
类 型 一
两挡类
类 型 二
三挡类
甲
B
断开
接A
谢谢
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