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2026年福建省中考物理一轮复习
教材考点探究
第十五章　电学
-家用电器相关计算
电路中挡位问题解决思路
多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小。对于家庭电路，电源电压(220 V)不变，根据P＝可知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡。以下是常见的三种挡位问题：
电路图
低温挡 S闭合、S1断开，R1、R2串联，R总＝R1＋R2 S闭合、S1断开，只有R2接入电路，R总＝R2 S接a端时，R1与R2串联， R总＝R1＋R2
高温挡 S、S1都闭合，R2被短路，只有R1接入电路，R总＝R1 S、S1都闭合，R1与R2并联，R总比R1、R2中的任何一个电阻都小 S接b端时，只有R2接入电路，R总＝R2
典例1　(2025泉州1月质检)图甲为一款养生壶，有高温和保温两挡，其加热原理图如图乙所示。养生壶的额定电压为220 V，R1、R2均是发热电阻(阻值不变)，其中R2＝506 Ω。养生壶在高温挡正常工作时的电功率为
1 100 W。求：
(1)养生壶在高温挡正常工作5 min消耗的电能；
串联型
解：养生壶在高温挡正常工作5 min消耗的电能
W＝P高温t＝1 100 W×5×60 s＝3.3×105 J。
答：3.3×105 J；
(2)养生壶发热电阻R1的阻值；
解：开关与“1”接通时，养生壶处于高温挡，发热电阻R1的阻值
R1＝＝＝44 Ω。
答：44 Ω；
(3)养生壶在保温挡正常工作时的电功率。
解：开关与“2”接通时，电阻R1、R2串联，养生壶处于保温挡，电路中的总电阻
R总＝R1＋R2＝44 Ω＋506 Ω＝550 Ω，
养生壶在保温挡正常工作时的电功率
P保温＝＝＝88 W。
答：88 W。
【变式训练1】(2025宁德5月质检)某电饭锅简化电路图如图甲所示，具有高温和低温两个工作挡位，其中R2＝24R1，高温挡的功率为1 100 W；电能表表盘的参数如图乙所示，此时电饭锅单独接在家庭电路中，则
(　 　)
A.R2的电阻为1 100 Ω
B.低温挡的功率为440 W
C.低温挡的电流为0.2 A
D.高温挡工作0.5 h电能表铝盘转400转
C
【变式训练2】某同学设计的电热加湿器的部分参数见下表，其简化电路图如图甲所示。R1、R2为发热电阻且R2＝3R1，通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换。
额定电压 220 V
高挡发热功率 400 W
水箱容积 3 L
适用面积 20～40 m2
(1)求电阻R1的阻值。
解：旋转开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡；由题表数据可知，高挡发热功率P高＝400 W，由P＝可得，电阻R1的阻值
R1＝＝＝121 Ω。
答：121 Ω；
(2)求电热加湿器在低挡工作时的发热功率。
解：旋转开关接触2、3两个触点时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，根据P＝可知，电热加湿器的功率最小，处于低挡；根据题意可知，R2的阻值R2＝3R1＝3×121 Ω＝363 Ω，在低挡工作时电路中的总电阻R＝R1＋R2＝121 Ω＋363 Ω＝484 Ω，电热加湿器在低挡工作时的发热功率P低＝＝＝100 W。
答：100 W；
(3)图乙是某次使用电热加湿器时工作的图像，求电热加湿器工作30 min消耗的总电能。
解：电热加湿器工作30 min消耗的总电能
W＝P高t高＋P低t低＝400 W×10×60 s＋100 W×20×60 s＝3.6×105 J。
答：3.6×105 J。
典例2　(2025漳州3月质检改编)图甲是一款煮茶器，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，部分参数见表格。在1个标准大气压下，煮茶器正常工作时将初温20 ℃、质量1 kg的水加热到沸腾。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
并联型
额定电压 220 V
额定功率 保温挡 100 W
加热挡 1 200 W
(1)求水吸收的热量。
解：水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－
20 ℃)＝3.36×105 J。
答：3.36×105 J；
(2)求电阻R1的阻值。
解：只闭合开关S1时，电路为只含有电阻R1的简单电路，煮茶器处于保温挡，电阻R1的阻值
R1＝＝＝484 Ω。
答：484 Ω；
(3)若用加热挡煮沸这壶水需要6 min，求煮茶器的加热效率。(结果保留到0.1％)
解：煮茶器消耗的电能W＝P加热t＝1 200 W×6×60 s＝4.32×105 J，煮茶器的加热效率
η＝×100％＝×100％≈77.8％。
答：77.8％。
【变式训练3】图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22 Ω和44 Ω的电热丝，通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。开关S接______(填“1、2”“2、3”或“3、4”)触点时，水龙头放出温水；水龙头在热水挡正常工作10 s产生的热量为__________J。
2、3
3.3×104
【变式训练4】(2025 厦门5月质检)下图为某恒温箱的工作原理图，通过控制温控开关S1可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。R1、R2是电热丝，R1∶R2＝4∶1。恒温箱工作时，将箱体两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡，当箱内温度升高至设定的恒温温度后，S1置于“保温”挡。下列说法正确的是(　 　)
A.S1置于触点1时为“加热”挡
B.箱体气孔封闭会增大电功率
C.保温挡与加热挡的功率之比为1∶5
D.适当减小R2可以提高恒温温度
C
典例3　(2024泉州5月质检)图甲是某款3D打印笔，利用电加热使塑料条熔化，手动挤出热熔的塑料，最后凝固成型。该款3D打印笔内部的加热电路如图乙所示，定值电阻R1、R2为加热电阻，有高温、中温、低温三挡加热功能，部分技术参数见下表，高温挡加热效率为80％，塑料条的比热容c＝1.5×103 J/(kg·℃)。求：
混联型
电源电压 低温挡功率 中温挡功率 高温挡功率
220 V 22 W 44 W 88 W
(1)打印笔在低温挡工作时，电路中的总电流；
解：由题图乙可知，当开关S1断开，S2接a时，R1、R2串联，打印笔处于低温挡，此时电路中的总电流
I＝＝＝0.1 A。
答：0.1 A；
(2)电阻R1的阻值；
解：当只闭合开关S1时，电路为只含有R1的简单电路，打印笔处于中温挡，则电阻R1的阻值
R1＝＝＝1 100 Ω。
答：1 100 Ω；
(3)用高温挡将质量为20 g的塑料条从20 ℃加热到220 ℃
所需的时间。(结果保留一位小数)
解：塑料条吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝1.5×103 J/(kg·℃)×0.02 kg×(220 ℃－20 ℃)＝6×103 J，
由η＝×100％可得，打印笔消耗的电能
W＝＝＝7.5×103 J，
所需加热时间t＝＝≈85.2 s。
答：85.2 s。
【变式训练5】(2025 苏州)下图是一款电水壶的简化电路图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换，保温功率为88 W，R1的阻值为44 Ω，加热时应将开关旋至___(填“1”或“2”)位置，加热功率为_______W，R2的阻值为_____Ω。
2
1 100
506

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