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(共18张PPT)
第一部分　教材知识巩固
第三单元　电学
专题(五)　多挡位家用电器相关计算
1．挡位判断的基本思路：
U不变时，由P＝得
(U为电热器的电压，P为电热器的功率)
2．三种常考电路的挡位问题：
电路图 挡位 开关状态 R1、R2的工作状态及连接方式 功率计算
高温挡 S闭合，S1①__________ 只有R1接入电路 P高＝
低温挡 S闭合，S1②__________ R1和R2串联接入电路 P低＝
闭合
断开
电路图 挡位 开关状态 R1、R2的工作状态及连接方式 功率计算
高温挡 S闭合，S1③__________ ④_____________接入电路 P高＝⑤
_______________
低温挡 S闭合，S1⑥__________ ⑦________接入电路
P低＝⑧_______
闭合
R1和R2并联

断开
只有R2

电路图 挡位 开关状态 R1、R2的工作状态及连接方式 功率计算
高温挡 S1闭合，S2接⑨______ ⑩____________接入电路 P高＝
_______________
中温挡 ________，S2接A ________接入电路 P中＝ ________
低温挡 S1断开，S2接 ______ ____________接入电路 P低＝ _______
B
R1和R2并联

S1闭合
只有R1

A
R1和R2串联

1．(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电路如图乙，电源电压为220 V，R1、R2是电热丝，R1＝55 Ω，R2＝110 Ω。开关S接2、3时处于慢热挡；开关S接3、4时处于速热挡。求：
(1)挂烫机慢热过程中，电路中的电流；
(2)挂烫机慢热工作1 min，电热丝产生的热量；
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
解：(1)由电路图可知，挂烫机处于慢热挡时，只有电热丝R1接入电路，电路中的电流I＝＝4 A
(2)电热丝产生的热量
Q＝I2R1t＝(4 A)2×55 Ω×60 s＝5.28×104 J
(3)挂烫机处于速热挡时，两电热丝并联，R1的电功率
P1＝＝880 W
R2的电功率P2＝＝440 W
总电功率P＝P1＋P2＝880 W＋440 W＝1 320 W
2．(2022·怀化节选)图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，正常工作电路简化图为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220 V，高温挡功率为1 210 W，低温挡功率为100 W。
(1)低温挡工作时是A灯还是B灯亮，并说明理由；
(2)求R2的阻值；
解：(1)B灯亮。指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S'打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联电路，此时电路中总电阻较大，根据P＝可知，总功率较小，电中药壶处于低温挡，此时B灯亮
(2)当开关S闭合，S'打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中的总电阻较小，根据P＝可知，总功率较大，电中药壶处于高温挡，高温挡功率为1 210 W，则R1的阻值R1＝＝40 Ω
处于低温挡时的总电阻
R＝＝484 Ω
R2的阻值R2＝R－R1＝484 Ω－40 Ω＝444 Ω
3．(2023·鞍山节选)中医药是中华文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有不可替代的作用。图甲为小明同学家的小型电中药锅，其电路简图如图乙所示，通过开关S1和S2的不同接法组合，可以实现三挡加热功能，其中定值电阻R1、R2都是发热电阻，其部分参数如下表所示。求：
额定电压/V 220
额定功率/W 高温挡880
中温挡440
低温挡______
(1)低温挡的功率；
(2)若该中药锅以中温挡的工作电路给已煲好的药液温热110 s，实际消耗的电能为4×104 J，则此时电路的实际电压。
解：(1)由图乙可知，当开关S1闭合，S2接1时，R1、R2并联，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电中药锅处于高温挡；当开关S1断开、S2接2时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电中药锅处于低温挡；当开关S1闭合、S2接2时，只有R1工作，电中药锅处于中温挡。由表格数据可知，电中药锅中温挡的功率P中＝440 W，由P＝可知，R1的阻值
R1＝＝110 Ω
并联电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，则高温挡工作时，R2的电功率
P2＝P高－P中＝880 W－440 W＝440 W
由P＝可知，R2的阻值
R2＝＝110 Ω
R1、R2的串联总电阻R＝R1＋R2＝110 Ω＋110 Ω＝220 Ω
低温挡的功率P低＝＝220 W
(2)由W＝t可知，电路的实际电压
U实＝＝200 V
4．(选做)(2025·长沙)冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220 V　440 W”的电热丝R1和标有“220 V　275 W”的电热丝R2各一根，电热丝的电阻不随温度变化。
(1)求电热丝R1正常工作时的电流；
(2)将R1和R2串联接入电路中，求R1与R2两端的电压之比；
(3)为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求：
(a)当水温低于20 ℃时，启动高挡快速加热，功率为440 W；
(b)当水温在20 ℃至30 ℃之间时，启动低挡保温；
(c)当水温高于30 ℃时，断开整个电路。
为此，他找到了4个温控开关(功能见下表)，从中选择两个开关设计了如图所示的电路。
元件类型 符号 功能
温控开关 S1 温度低于20 ℃时闭合，高于20 ℃时断开
S2 温度低于20 ℃时断开，高于20 ℃时闭合
S3 温度低于30 ℃时闭合，高于30 ℃时断开
S4 温度低于30 ℃时断开，高于30 ℃时闭合
①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号；
②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99 V，请计算此时电路的总功率。
解：(1)根据P＝UI可知，电热丝R1正常工作时的电流I1＝＝2 A
(2)由P＝可知，电热丝R1的电阻
R1＝＝110 Ω
电热丝R2的电阻R2＝＝176 Ω
根据串联电压之比等于电阻之比有：
(3)②未剪前，启动低挡保温时R1和R2串联。R1两端的电压U1＝IR1＝R1＝×110 Ω≈84.6 V
R2两端的电压
U2＝U－U1≈220 V－84.6 V＝135.4 V
情况一：若剪短的是R1，U1将减小，U2将增大，都不可能变为99 V。
情况二：若剪短的是R2，U2将减小，U1将增大，都有可能变为99 V。
Ⅰ.若R1两端的电压U'1＝99 V。则低挡时电路的实际电流
I'＝I1'＝＝0.9 A
低挡总功率P低＝UI'＝220 V×0.9 A＝198 W
Ⅱ.若R2两端的电压U2'＝99 V。则低挡时电路的实际电流
I″＝I1″＝＝1.1 A
低挡总功率P低'＝UI″＝220 V×1.1 A＝242 W
电路的总功率可能为198 W或242 W

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