专项突破八 多挡位电器的相关计算 2025年中考物理基础知识分点练

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专项突破八 多挡位电器的相关计算
考向1 两挡位类
1.(广东省卷)某电热取暖器的简化电路如图所示， 为发热电阻.取暖器工作时，通过开关 和 实现低温、高温的挡位控制.已知高温挡功率为1320 W， 求：
(1)取暖器工作时通过 的电流；
(2)取暖器处于低温挡时，工作1m in产生的热量；
(3)R 的阻值.
2.(毕节)如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图， 是加热电阻， 是保温时的分压电阻，S为电源开关， 为自动温控开关. S、 都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后， 会自动断开，转为保温状态.煮茶器工作过程中的P-t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化.求：
(1)电阻 的阻值.
(2)当煮茶器处于保温状态时， 的电功率.
(3)当煮茶器处于保温状态时，电阻 在100s内消耗的电能.
3.(烟台)如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220 V，加热功率为1210 W.电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中 和 均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变.求：
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5m in内转了22圈.则该电饭锅的保温功率为多少
(2)电阻. 的阻值分别为多少
(3)小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为 86%.他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为 质量为2.2k g的水加热到 电饭锅正常工作用时700s.已知 请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效.
考向2 三挡位类
4.(十堰)如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图，它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表.[果汁密度近似水的密度，果汁比热容为 求：
(1)将榨汁机中300 mL的果汁从 加热到 ，吸收的热量；
(2)仅榨汁时，电路中的电流；
(3)电阻. 的阻值.
榨汁机部分参数
额定电压 220 V
榨汁功率 66 W
加热功率 220 W
保温功率 88 W
容积 300 mL
5.(甘肃省卷)厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕.该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中 均为发热电阻(假定电阻不随温度变化)，部分参数如下表所示.求：
(1)当开关 断开，单刀多掷开关 打到3时，蛋糕机处于 挡(选填“高温”“中温”或“低温”)；
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
(3)该蛋糕机正常工作时 的电阻值；
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率.
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1100
中温880
低温____
6.(雅安)某品牌电热养生壶有低温、中温、高温三个挡位，可以满足人们对精细烹饪和营养量化等功能的需求.其简化电路图如图甲所示，铭牌如图乙所示， 为阻值不变的电热丝.当 闭合， 断开， 接A时，养生壶处于低温挡工作状态；当 闭合， 接A时，养生壶处于中温挡工作状态.在额定电压下求：
(1)电热养生壶处于低温挡工作状态时，电路中电流；
(2)R 的阻值;
(3)若养生壶高温挡加热效率为75%，某次将初温是 的水加热到 ，用时7 min，则水的质量是多少 [水的比热容为
7.(舟山)寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器.如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图，R 和R 为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
(1)取暖器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 的液体.接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高， 变小，在油管内上升，同时向周围的空气散热，到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热.
(2)取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖.使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定.则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能
(3)某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障，接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 .
产品类型 油汀取暖器
额定电压 220 V
发热体R 规格 48.4Ω
发热体 R 规格 96.8Ω
操作挡位 三挡
考向3电路改装类
8.(陕西)某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态. 为下盘电热丝， 为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2 200 W.如图为煎烤机的内部简化电路图(不考虑温度对电热丝阻值的影响).
(1)按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线.
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少 以最大额定功率工作时，1min消耗多少电能
(3)电热丝 的阻值是多大
9.(海南)小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服.挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服.它的正常工作电压为220 V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有大、小两个挡位，其工作原理图如图甲所示.其中电热丝
(1)熔断器在电路中起到 作用.
(2)若将水箱中0.2kg的水从 加热到 ，水吸收多少热量 [水的比热容
(3)挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大
(4)小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位.已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因.
10.(广西北部湾经济区)善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220 V 2200 W”.于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯(电阻不计)设计了如图所示的电路进行改进，其中 为改进前水龙头发热电阻.开关 可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4:1.求:
(1)电阻. 的阻值；
(2)改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热 100 s提供的热量；
(3)改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率.
专项突破八 多挡位电器的相关计算
1.解：(1)取暖器工作时通过R 的电流
(2)分析电路可知，只有R 接入电路时取暖器处于低温挡，工作1min产生的热量
Q=W=UIt=220 V×4 A×1×60 s=5.28×10 J
(3)已知高温挡的功率为1 320 W
R 与R 并联时为高温挡
低温挡的功率.P低=UI=220 V×4 A=880 W
所以高温挡时R 的电功率
R 的阻值
2.解：(1)由电路图可知，当开关S、S 都闭合时，处于加热状态，电路只有R 工作，由图乙知，加热功率为1 100 W由 可得R 的阻值
(2)当开关S闭合、S 断开时，R 与R 串联，电路处于保温状态，此时电路中的电流
煮茶器处于保温状态时R 的电功率
(3)煮茶器处于保温状态时R 两端的电压
由串联电路电压规律可得，R 两端的电压
则电路处于保温状态时R 在100s内消耗的电能
W =U It=211.2 V×0.2 A×100s=4224J
3.解：(1)在保温状态时，5m in内消耗的电能
10 J
由 得，保温功率
(2)当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1210 W,由 可得，R 的阻值
当开关S断开时，R 与 R 串联，电饭锅处于保温状态，保温时电路中的总电阻
则电阻R 的阻值
(3)将2.2kg的水由23℃加热至100℃需要吸收的热量
该电饭锅的热效率
由于三级能效的热效率值范围为81%≤η<86%，则该电饭锅达到了三级能效
4. 解:(1)由 可得，果汁质量
果汁吸收的热量
(2)仅闭合开关S 时，只有电动机接入电路，处于榨汁功能
电路中的电流
(3)闭合开关S 、S 时，仅R 接入电路，处于加热状态，由 可得R 的阻值
仅闭合开关S 时，R 和R 串联接入电路，处于保温状态，电路的总电阻
则R 的阻值.
5.(1)低温 【解析】当开关S 断开，单刀多掷开关S 打到3时，电阻R 与R 串联，此时电路中的电阻最大，由 可知，电路消耗的功率最小，处于低温挡.
解：(2)高温挡正常工作10分钟产生的热量
W=P高t=1 100 W×10×60s=6.6×10 J
(3)当S 闭合,S 打到2时,R 和R 并联,此时总电阻最小，总功率最大，为高温挡；当S 闭合，S 打到1时，电路中只有 R ，此时电路处于中温挡，功率为880 W
所以高温挡时R 的功率
根据 可知，电热丝R 的阻值
(4)电热丝R 的阻值
由(1)可知低温挡的额定功率
6.解：(1)由P=UI可得，养生壶处于低温挡工作状态时，电路中的电流
(2)当开关S 、S 闭合,S 接A时,R 被短路,电路为R 的简单电路，电热养生壶处于中温挡
由 可得，R 的阻值
(3)电热养生壶处于高温挡工作7 min消耗的电能
W=P高t=880 W×7×60s=3.696×10 J
水吸收的热量
由Q=cm△t得,水的质量
7. (1)导电 密度
解：(2)由表格可知 所以闭合温控开关，S 接e时，取暖器处于中温挡，对应电功率
中温挡工作1小时，电阻R 的通电时间
t=50 min=3000s
消耗的电能
W=P中t=1 000 W×3000s=3×10 J
(3)温控开关断路
【解析】用测电笔测a、b两点时，测电笔的氖管发光，说明插头到b之间的电路是通路，用测电笔测c、d、e、f、g、h、i各点时，测电笔的氖管均不发光，说明c点之前有断路点，即故障就在b、c两点之间，因此故障是温控开关断路.
8.(1)如答图所示
解：(2)由P=UI可得，煎烤机正常工作时，电路中的最大电流
由 得，煎烤机以最大额定功率工作时，1min消耗的电能W= Pt=2200 W×60s=1.32×10 J
(3)由电路图可知，当开关S 、S 都闭合时，R 与R 并联，电路总电阻最小，由 可知，电功率最大，此时煎烤机以最大额定功率工作，由于 所以 电热丝R 的额定功率 电热丝R 的阻值
9. (1)保护电路
解：(2)水吸收的热量
(3)当电路中只有R 工作时为大挡位，其额定功率
(4)方法一:
电路允许最大总功率
R 和R 并联时，电路总功率最大
因为 ，所以不合理.
方法二：
R 和R 并联时，电路总电流最大
I总=I +I =3.67 A+5.5A=9.17 A
因为 所以不合理.
10. 解:(1)由 可得，发热电阻R 的阻值
(2)改进前,正常加热 100s 提供的热量 Q=Wη=P tη=2200 W×100 s×90%=1.98×10 J
(3)改进后,冬季使用时,S 接a、b,R 和R 并联
夏季使用时，S 接c，R和R 串联
由题意得，冬季与夏季水龙头工作总功率之比
即 解得 R=22Ω
改进后，冬季使用时水龙头工作的总功率