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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
1.（2024·襄阳南漳县模拟）如图是某实验小组设计的一种电热饮水机电路原理图。该饮水机的水箱容积是1 L，它通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能。电源电压为220 V，当处于加热挡时，电路消耗的总功率为1 100 W；当处于保温挡时，电路消耗的总功率为242 W。问：
（1）R1和R2的阻值各是多大？
（2）该饮水机在保温状态下工作10 min，R1产生的热量是多少？
（3）该饮水机的加热效率为70％（即电流产生的热量有70％能被水吸收）。在傍晚时候是用电高峰期，实际工作电压只有200 V，这时候将一满水箱的水从16 ℃加热至100 ℃，需要多少分钟？[已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3，不计温度对电阻的影响]
解：由图可知，当开关S接b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，电路的总功率最小，饮水机处于保温挡；
当开关S接a时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热挡。
（1）由P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
R1、R2串联的总电阻：
R＝＝＝200 Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：
R2＝R－R1＝200 Ω－44 Ω＝156 Ω。
（2）由P＝UI可知，保温挡工作时电路中的电流：I＝＝＝1.1 A，
该饮水机在保温状态下工作10 min，R1产生的热量：
Q＝I2R1t＝（1.1 A）2×44 Ω×10×60 s＝31 944 J。
（3）由ρ＝可知，满箱水的质量：m＝ρ水 V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3m3＝1 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t'－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－16 ℃）＝3.528×105 J，
由η＝可知，饮水机消耗的电能：W＝＝＝5.04×105 J，
由 W＝t可知，需要的时间：t″＝＝＝＝554.4 s＝9.24 min。
2.（2024·自贡）图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。
（1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率。
（2）某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21 min的P-t图像，如果“高挡”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高挡”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少摄氏度？[水的密度为1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
（3）一天琪琪断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10 min内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？
额定电压/ V 220
高挡功率/W 440
低挡功率/W 未知
最大注水量/L 2
甲 乙 丙
解：由图甲知，开关S接1触点时，电路断路，为关；接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电路，
电源电压一定，由P＝可知，接2触点时电阻最大，总功率最小，为低挡；接3触点时电阻最小，总功率最大，为高挡。
（1）由表格数据知，高挡功率：P高＝440 W，由P＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω，
由题知，R2＝3R1＝3×110 Ω＝330 Ω，
则电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率：
P低＝＝＝110 W。
（2）加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，此时注水仓中水的质量：
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3m3＝2 kg，
由图乙知，电热加湿器工作21 min时，其中高挡工作时间为7 min，低挡工作时间为14 min，
则在高挡正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝440 W×7×60 s＝1.848×105 J，
如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，则Q吸＝ W＝1.848×105 J，
由Q吸＝c水mΔt可得，注水仓中冷水升高的温度：
Δt＝＝＝22 ℃。
（3）电能表的转盘转过60 r时，加湿器在10 min内消耗的电能：
W'＝＝ kW·h＝6×104 J，
加湿器的“低挡”实际加热功率：
P'＝＝＝100 W。
类型二 三挡类
3.（2024·随州广水市模拟）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，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是简化后的后视镜加热电路，四个发热电阻的阻值均为100 Ω，当开关旋至“1”挡时，电路中的电流为0.5 A（忽略温度对电阻阻值的影响）。求：
（1）电源电压。
（2）后视镜处于除露功能的电功率。
（3）后视镜玻璃的质量约为400 g，玻璃的比热容为0.75×103 J/（kg·℃），当开启化霜功能时，加热效率为50％，为使后视镜玻璃温度升高10 ℃，需加热多长时间？
解：（1）当开关旋至“1”挡时，R3、R4串联，
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻：R＝R3＋R4＝100 Ω＋100 Ω＝200 Ω，
由I＝可知，电源电压：
U＝IR＝0.5 A×200 Ω＝100 V。
（2）当开关旋至“2”挡时，只有R3工作，当开关旋至“3”挡时，R1、R2并联；
当开关旋至“1”挡时，R3、R4串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，此时的电功率最小，后视镜处于防雾功能；
当开关旋至“3”挡时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，电功率最大，后视镜处于化霜功能；
当开关旋至“2”挡时，只有R3工作，后视镜处于除露功能；
后视镜处于除露功能的电功率：
P除露＝＝＝100 W。
（3）当开启化霜功能时，后视镜的电功率：
P化霜＝＋＝＋＝200 W，
玻璃吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝0.75×103 J/（kg·℃）×400×10－3 kg×10 ℃＝3 000 J，
根据η＝可知，后视镜消耗的电能：
W＝＝＝6 000 J，
由P＝可知，需要加热的时间：
t＝＝＝30 s。
4.（2024·甘肃）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多挡位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44 Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。
（1）使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 2和3 触点接触的位置，简单说明理由。
（2）电加热器电路中R1、R2的阻值各为多少？
（3）在高温挡模式下，向锅内装2 kg温度为20 ℃的水，高温挡连续正常工作210 s，水温升高到70 ℃，这时电火锅的加热效率η是多少？[电热丝的电阻不随温度变化，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫作加热效率，计算结果精确到0.1％]
物理量 参数
额定电压 220 V
中温挡功率 1 100 W
低温挡功率 440 W
解：（1）让其与1和2触点接触时，R1、R2串联接入电路中；与2和3触点接触时，R2接入电路中；与3和4触点接触时，R2、R3并联，由并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻，可知，与2和3触点接触时电阻较小，根据P＝可知，此时电路的功率较大，为中温挡。
（2）由表知中温挡功率为1 100 W，则R2的阻值：R2＝＝＝44 Ω，
R1、R2串联接入电路中时电阻最大，根据P＝可知电路的功率最小，为低温挡，由表知低温挡功率为440 W，则R1＋R2＝＝＝110 Ω，
R1的阻值：R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω。
（3）水所吸收的热量：
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（70 ℃－20 ℃）＝4.2×105 J，
旋转开关S与3和4触点接触时，R2、R3并联，电加热器处于高温挡，并联总电阻：R并＝＝＝22 Ω，
高温挡功率：
P高温＝＝＝2 200 W，
高温挡连续正常工作210 s消耗的电能：
W＝P高t'＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
电火锅的加热效率：
η＝＝≈90.9％。
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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
1.（2024·襄阳南漳县模拟）如图是某实验小组设计的一种电热饮水机电路原理图。该饮水机的水箱容积是1 L，它通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能。电源电压为220 V，当处于加热挡时，电路消耗的总功率为1 100 W；当处于保温挡时，电路消耗的总功率为242 W。问：
（1）R1和R2的阻值各是多大？
（2）该饮水机在保温状态下工作10 min，R1产生的热量是多少？
（3）该饮水机的加热效率为70％（即电流产生的热量有70％能被水吸收）。在傍晚时候是用电高峰期，实际工作电压只有200 V，这时候将一满水箱的水从16 ℃加热至100 ℃，需要多少分钟？[已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3，不计温度对电阻的影响]
解：由图可知，当开关S接b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，电路的总功率最小，饮水机处于保温挡；
当开关S接a时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热挡。
（1）由P＝可知，R1的阻值：
R1＝＝＝44 Ω，
R1、R2串联的总电阻：
R＝＝＝200 Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：
R2＝R－R1＝200 Ω－44 Ω＝156 Ω。
（2）由P＝UI可知，保温挡工作时电路中的电流：I＝＝＝1.1 A，
该饮水机在保温状态下工作10 min，R1产生的热量：
Q＝I2R1t＝（1.1 A）2×44 Ω×10×60 s＝31 944 J。
（3）由ρ＝可知，满箱水的质量：m＝ρ水 V＝1.0×103 kg/m3×1×10－3m3＝1 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t'－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－16 ℃）＝3.528×105 J，
由η＝可知，饮水机消耗的电能：W＝＝＝5.04×105 J，
由 W＝t可知，需要的时间：t″＝＝＝＝554.4 s＝9.24 min。
2.（2024·自贡）图甲是琪琪家某型号电热加湿器的电路图，如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，且R2＝3R1，S为开关，1、2、3为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的切换。
（1）求电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率。
（2）某次使用电热加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。图乙是使用电热加湿器工作21 min的P-t图像，如果“高挡”加热产生的热量全部被水吸收，则此次“高挡”加热可以使注水仓中冷水的温度升高多少摄氏度？[水的密度为1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
（3）一天琪琪断开家中其他所有用电器，只接通加湿器在“低挡”加热，发现家中如图丙所示计量正常的电能表的转盘在10 min内转了60圈，则加湿器的“低挡”实际加热功率是多少？
额定电压/ V 220
高挡功率/W 440
低挡功率/W 未知
最大注水量/L 2
甲 乙 丙
解：由图甲知，开关S接1触点时，电路断路，为关；接2触点时两电阻串联，接3触点时只有R1接入电路，
电源电压一定，由P＝可知，接2触点时电阻最大，总功率最小，为低挡；接3触点时电阻最小，总功率最大，为高挡。
（1）由表格数据知，高挡功率：P高＝440 W，由P＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω，
由题知，R2＝3R1＝3×110 Ω＝330 Ω，
则电热加湿器处于“低挡”位置时的发热功率：
P低＝＝＝110 W。
（2）加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量，此时注水仓中水的质量：
m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3m3＝2 kg，
由图乙知，电热加湿器工作21 min时，其中高挡工作时间为7 min，低挡工作时间为14 min，
则在高挡正常工作时消耗的电能：W高＝P高t高＝440 W×7×60 s＝1.848×105 J，
如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收，则Q吸＝ W＝1.848×105 J，
由Q吸＝c水mΔt可得，注水仓中冷水升高的温度：
Δt＝＝＝22 ℃。
（3）电能表的转盘转过60 r时，加湿器在10 min内消耗的电能：
W'＝＝ kW·h＝6×104 J，
加湿器的“低挡”实际加热功率：
P'＝＝＝100 W。
类型二 三挡类
3.（2024·随州广水市模拟）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，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是简化后的后视镜加热电路，四个发热电阻的阻值均为100 Ω，当开关旋至“1”挡时，电路中的电流为0.5 A（忽略温度对电阻阻值的影响）。求：
（1）电源电压。
（2）后视镜处于除露功能的电功率。
（3）后视镜玻璃的质量约为400 g，玻璃的比热容为0.75×103 J/（kg·℃），当开启化霜功能时，加热效率为50％，为使后视镜玻璃温度升高10 ℃，需加热多长时间？
解：（1）当开关旋至“1”挡时，R3、R4串联，
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻：R＝R3＋R4＝100 Ω＋100 Ω＝200 Ω，
由I＝可知，电源电压：
U＝IR＝0.5 A×200 Ω＝100 V。
（2）当开关旋至“2”挡时，只有R3工作，当开关旋至“3”挡时，R1、R2并联；
当开关旋至“1”挡时，R3、R4串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，此时的电功率最小，后视镜处于防雾功能；
当开关旋至“3”挡时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，电功率最大，后视镜处于化霜功能；
当开关旋至“2”挡时，只有R3工作，后视镜处于除露功能；
后视镜处于除露功能的电功率：
P除露＝＝＝100 W。
（3）当开启化霜功能时，后视镜的电功率：
P化霜＝＋＝＋＝200 W，
玻璃吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝0.75×103 J/（kg·℃）×400×10－3 kg×10 ℃＝3 000 J，
根据η＝可知，后视镜消耗的电能：
W＝＝＝6 000 J，
由P＝可知，需要加热的时间：
t＝＝＝30 s。
4.（2024·甘肃）小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多挡位电火锅，其内部电路原理如图所示，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为44 Ω。旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。
（1）使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟 2和3 触点接触的位置，简单说明理由。
（2）电加热器电路中R1、R2的阻值各为多少？
（3）在高温挡模式下，向锅内装2 kg温度为20 ℃的水，高温挡连续正常工作210 s，水温升高到70 ℃，这时电火锅的加热效率η是多少？[电热丝的电阻不随温度变化，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫作加热效率，计算结果精确到0.1％]
物理量 参数
额定电压 220 V
中温挡功率 1 100 W
低温挡功率 440 W
解：（1）让其与1和2触点接触时，R1、R2串联接入电路中；与2和3触点接触时，R2接入电路中；与3和4触点接触时，R2、R3并联，由并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻，可知，与2和3触点接触时电阻较小，根据P＝可知，此时电路的功率较大，为中温挡。
（2）由表知中温挡功率为1 100 W，则R2的阻值：R2＝＝＝44 Ω，
R1、R2串联接入电路中时电阻最大，根据P＝可知电路的功率最小，为低温挡，由表知低温挡功率为440 W，则R1＋R2＝＝＝110 Ω，
R1的阻值：R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω。
（3）水所吸收的热量：
Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（70 ℃－20 ℃）＝4.2×105 J，
旋转开关S与3和4触点接触时，R2、R3并联，电加热器处于高温挡，并联总电阻：R并＝＝＝22 Ω，
高温挡功率：
P高温＝＝＝2 200 W，
高温挡连续正常工作210 s消耗的电能：
W＝P高t'＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
电火锅的加热效率：
η＝＝≈90.9％。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共24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
过关提升练
三、电、磁学
额定电压/ V 220
高挡功率/W 440
低挡功率/W 未知
最大注水量/L 2
物理量 参数
额定电压 220 V
中温挡功率 1 100 W
低温挡功率 440 W
2和3
谢谢
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21世纪载言
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21世纪载言
山山山.
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刃
(3)由p=℃可知，满箱水的质量：
m=p水V=1.0X103kg/m3X1×103m3=1kg,
水吸收的热量：
2吸=c水m(t'-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-16℃)=
3.528×105J,
