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(共47张PPT)
第十三讲　电学微专题
微专题6　家用电器相关计算
方法指导
　多挡位问题实质是判断电路总电阻的大小.家庭电路中，总电压是220
V，根据P＝可知，R总 越大，P实 越小，挡位越低；R总 越小，P实 越
大，挡位越高.
一阶 挡位判断
例1　(2022课标素材题)在项目化学习中，科技小组想要制作一个简易的
育苗箱，并在育苗箱内设计安装一个控制温度的电热器，他们根据电热器
的要求设计的电路图如下，请将表格补充完整.
要求 电路图 挡位说明
实现高温挡、低温挡转换　 (1)当只闭合开关S1时，处于 挡；
(2)当开关均闭合时，处于 挡.
(3)当开关 时，处于高温挡；
(4)当开关 时，处于低温挡.
低温　
高温　
接3、4　
接2、3　
要求 电路图 挡位说明
实现高温挡、
低挡、
中温挡转换　 (5)当开关 时，处于高温挡；
(6)当开关 时，处于低温挡；
(7)当开关 时，处于中温挡.
(8)当开关 时，处于高温挡；
(9)当开关 时，处于低温挡；
(10)当开关 时，处于中温挡.
都闭合　
S1闭合、S2断开　
S2闭合、S1断开　
S1闭合、S2接B　
S1断开、S2接A　
S1闭合、S2接A　
例2　(2025吉林省卷改编)某电热水壶具有加热与保温两种功能，其内部
简化电路如图所示.R1、R2均为发热电阻，R1＝160 Ω，R2＝40 Ω.电源电压
为220 V. 电热水壶保温挡的额定功率为 W，该电热水壶在高温挡
正常工作10 min消耗的电能为 J.
例2题图
242　
7.26×105　
例3　(2025威海改编)某汽车加热座椅的工作原理如图所示，R1、R2均为
发热电阻，通过控制开关通断，实现高、中、低三挡加热功能切换.高、
中挡位的电功率分别为60 W、30 W，电源电压为12 V. 当开关
时，电路处于高挡位；电阻R2的电阻为 Ω；低挡位的电功
率为 W.
例3题图
S1闭合，
S2接1　
4.8　
15　
例4　(2024成都)小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电
加热器，其电路图如图所示，电源电压为220 V，R1、R2是电热丝，开关S
接触相邻的两个触点.她准备了三根电热丝，R1＝242 Ω，另外两根电热丝
的电阻分别是121 Ω和242 Ω，R2该选取电阻为 Ω的电热丝.开关S
接触1、2两个触点时，通电1 min，电流产生的热量是 J.
例4题图
121　
1.2×104　
例5　如图甲所示，这是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫
机，它正常工作的电压为220 V，有高温、低温两个加热挡位，其内部简
化电路如图乙所示，部分参数如表所示.当双触点开关S接触1和2时，挂烫
机为关机状态.R1和R2是两个电阻不变的电热丝.
　
(1)当开关接触3和4时，挂烫机处于 (选填“高温”或“低温”)挡.
高温　
如图甲所示，这是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它
正常工作的电压为220 V，有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路
如图乙所示，部分参数如表所示.当双触点开关S接触1和2时，挂烫机为关
机状态.R1和R2是两个电阻不变的电热丝.
　
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(2)求挂烫机使用低温挡正常工作时的电流.
解：(2)由表格参数可知，挂烫机使用低温挡的功率
P低＝440 W
由P＝UI可知，挂烫机使用低温挡正常工作时的电流
I低＝＝＝2 A
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
如图甲所示，这是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它
正常工作的电压为220 V，有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路
如图乙所示，部分参数如表所示.当双触点开关S接触1和2时，挂烫机为关
机状态.R1和R2是两个电阻不变的电热丝.
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(3)求电热丝R1、R2的电阻.
解：(3)由表格参数可知，挂烫机使用高温挡的功率P高＝1100 W
由P＝可知，R2的电阻R2＝＝＝44 Ω
低温挡时电路的总电阻R＝＝＝110 Ω
根据串联电路的特点可知，R1的电阻R1＝R－R2＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
如图甲所示，这是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机，它
正常工作的电压为220 V，有高温、低温两个加热挡位，其内部简化电路
如图乙所示，部分参数如表所示.当双触点开关S接触1和2时，挂烫机为关
机状态.R1和R2是两个电阻不变的电热丝.
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
(4)若某次使用时，用高温挡正常工作，将0.22 kg的水从20 ℃恰好加热到
100 ℃，共用时80 s，求此次加热过程中，该挂烫机的加热效率.[c水＝
4.2×103J/(kg·℃)]
解：(4)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.22 kg×(100 ℃
－20 ℃)＝7.392×104 J
挂烫机消耗的电能W＝P高t＝1 100 W×80 s＝8.8×104 J
挂烫机的加热效率η＝×100％＝×100％＝84％
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
高温挡功率 1 100 W
2025省卷新增考法
多挡位电路改装的实质是电压不变，通过改变电路中电阻的大小从而改变
电热器的功率.
1. 改变电功率：
(1)增大电功率(减小电路总电阻)：①换用电阻更小的电阻R'；②给原电阻
并联一个电阻R0；
(2)减小电功率(增大电路总电阻)：①换用电阻更大的电阻R'；③给原电阻
串联一个电阻R0.
方法指导
2. 增加挡位：
(1)通过增加开关改变电路的连接方式：将开关与电阻并联，将某一电阻
短路；
(2)改变电阻间的连接方式：例如改串联为并联等.
例6　如图所示是常用的电热水袋的结构原理示意图，其部分参数如表格
所示.兴趣小组想让热水袋的功率变为原来的0.2倍，在电压恒定的情况
下，应在原来发热体R上串联还是并联一个电阻R0，简述理由并计算出该
电阻R0的电阻.
例6题图
额定电压 220 V
额定加热功率 500 W
解：想让热水袋的功率变为原来的0.2倍，即功率变小，在电压恒定的情
况下，根据P＝可知，电路的总电阻应变大，所以应在原来发热体R上
串联一个电阻R0，原来发热体的电阻R原来＝＝＝96.8 Ω
让热水袋的功率变为原来的0.2倍，即
P现在＝0.2P原来＝0.2×500 W＝100 W
现在的总电阻R现在＝＝＝484 Ω
电阻R0的电阻R0＝R现在－R原来＝484 Ω－96.8 Ω＝387.2 Ω
例7　 小明设计的电热水壶内部只有一根电热丝R1、一个开关S；为
满足人们随时取用热水需求，他又增加一个温控开关(一定温度时可以自
动断开或闭合)、电热丝R2设置了保温功能.要求改进后的电路既能加热又
能保温，且加热功率保持不变.请在虚线框内画出电路图.
例7题图
甘肃真题及变式
1. (2024兰州22题6分)小亮用电热水壶将质量为1.5 kg、初温为20 ℃的水加
热到80 ℃，在只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“1 200
imp/(kW·h)”的电能表的指示灯在240 s内闪烁了144次，已知水的比热容c
水＝4.2×103 J/(kg·℃).求：
(1)水吸收的热量；
解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(80 ℃－
20 ℃)＝3.78×105 J
简单家用电器相关计算 (兰州2024.22)
命题点
1
小亮用电热水壶将质量为1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到80 ℃，在
只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“1 200 imp/(kW·h)”
的电能表的指示灯在240 s内闪烁了144次，已知水的比热容c水＝
4.2×103 J/(kg·℃).求：
(2)电热水壶的实际功率；
解：(2)电热水壶消耗的电能W＝×3.6×106 J＝×3.6×106 J＝
4.32×105 J
电热水壶的实际功率P＝＝＝1 800 W
小亮用电热水壶将质量为1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到80 ℃，在
只有电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“1 200 imp/(kW·h)”
的电能表的指示灯在240 s内闪烁了144次，已知水的比热容c水＝
4.2×103 J/(kg·℃).求：
(3)电热水壶的工作效率.
解：(3)电热水壶的工作效率
η＝×100％＝×100％＝87.5％
2. (2023省卷23题8分)如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和
“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2
为发热电阻(假定工作时电阻不变)，A、B为电阻可忽略不计的指示灯.当
电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮.已知电中药壶
额定电压为220 V，猛火挡的额定功率为2 420 W，R2的电阻为180 Ω.
第2题图
多挡位家用电器相关计算 (省卷5年2考，兰州2022.24)
命题点
2
(1)判断A灯是 (选填“红灯”或
“绿灯”)，请简要说明你的判断依据；
红灯　
答：由电路图可知，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，此时电路中电阻较小，由P＝可知，此时电路功率较大，
则电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯.
第2题图
如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作
电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻(假定工作
时电阻不变)，A、B为电阻可忽略不计的指示灯.当电中药壶处于猛火挡
时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮.已知电中药壶额定电压为220 V，猛
火挡的额定功率为2 420 W，R2的电阻为180 Ω.
第2题图
(2)求电中药壶文火挡的额定功率；
解：(2)由题意可知，猛火挡的额定功率为2 420 W，由P＝可得，电阻
R1的电阻
R1＝＝＝20 Ω
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，指
示灯电阻可忽略不计，此时电路中电阻较大，功率较小，电中药壶处于文
火挡，故电中药壶文火挡的额定功率
P文火＝＝＝＝242 W
第2题图
如图甲所示为小艺同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S'为挡位开关，R1、R2为发热电阻(假定工作时电阻不变)，A、B为电阻可忽略不计的指示灯.当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮.已知电中药壶额定电压为220 V，猛火挡的额定功率为2 420 W，R2的电阻为180 Ω.
(3)某天用电高峰时，小艺用电中药壶帮奶奶熬药，为了计算家里电路的
实际电压，她关了家里其他用电器，只将电中药壶调到猛火挡上，电中药
壶工作1 min，电能表(如图丙所示)的表盘转了100转，求此时家庭电路的
实际电压.
解：(3)由电能表表盘上的信息可知，电中药壶消耗的电能
W＝＝ kW·h＝1.2×105 J
电中药壶的实际功率P＝＝＝2 000 W
由P＝可得，电中药壶的实际电压
U实＝＝＝200 V
3. (2022兰州24题7分)一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有
桌面暖手、桌底暖脚功能，还可以烧水、煮茶等.电陶炉的简化电路如图
乙所示，其参数如表所示，高温挡额定功率的字迹已被磨损.旋转旋钮开
关，可实现停止工作、低温挡和高温挡的转换.R1和R2均为电热丝，R2＝
72.6 Ω，求：
第3题图
(1)R1的电阻；
电 陶 炉 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 ×× W
低温挡 400 W
解：(1)由电路图可知，当旋钮开关接0时，电陶炉处于停止工作状态；当
旋钮开关接1时，电热丝R1与R2串联；当旋钮开关接2时，为电热丝R1的简
单电路；由P＝UI＝可知，当旋钮开关接1时，电陶炉处于低温挡，当
旋钮开关接2时，电陶炉处于高温挡
旋钮开关接1时，R1与R2串联，电陶炉处于低温挡，总电阻
R＝＝＝121 Ω
则R1＝R－R2＝121 Ω－72.6 Ω＝48.4 Ω
一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功
能，还可以烧水、煮茶等.电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所
示，高温挡额定功率的字迹已被磨损.旋转旋钮开关，可实现停止工作、
低温挡和高温挡的转换.R1和R2均为电热丝，R2＝72.6 Ω，求：
第3题图
电 陶 炉 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 ×× W
低温挡 400 W
(2)高温挡额定功率；
解：(2)高温挡额定功率
P高温＝＝＝1 000 W
一款内置电陶炉的电暖桌如图甲所示，它不仅具有桌面暖手、桌底暖脚功
能，还可以烧水、煮茶等.电陶炉的简化电路如图乙所示，其参数如表所
示，高温挡额定功率的字迹已被磨损.旋转旋钮开关，可实现停止工作、
低温挡和高温挡的转换.R1和R2均为电热丝，R2＝72.6 Ω，求：
(3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电陶炉在工作，发现标有“3 000
imp/(kW·h)”的电能表的指示灯闪烁168次，使质量为1.7 kg的水从25 ℃升
高到49 ℃，求此时电陶炉的加热效率.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(3)电能表上的3 000 imp/(kW·h)，表示电路中用电器消耗1
kW·h电能，电能表的指示灯闪烁3 000次，所以电能表指示灯闪烁168
次消耗的电能
W＝ kW·h＝0.056 kW·h＝0.056×3.6×106 J＝2.016×105 J
1.7 kg水从25 ℃升高到49 ℃吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.7 kg×(49 ℃－25 ℃)＝1.713
6×105 J
电陶炉的加热效率
η＝×100％＝×100％＝85％
4. (2024省卷23题7分)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的电阻为44 Ω.旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接
触时，可实现不同挡位的转换.
第4题图　
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
(1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟触点 接触的位置，简单
说明理由；
答：当开关S与触点2和3接触时，R1被短路，电路中只有R2，电路中电阻较小，由P＝可知此时电功率较大，则电火锅为中温挡.
2和3　
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的电阻为
44 Ω.旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位
的转换.
第4题图　
(2)求电火锅电路中R1、R2的电阻各为多少；
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：(2)旋转开关S，让其和触点2和3接触时，电路中只有R2，为中温挡，
所以R2＝＝＝44 Ω
旋转开关S，让其和触点1和2接触时，R1与R2串联，为低温挡，则总电阻
R总＝＝＝110 Ω
则R1＝R总－R2＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
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的电阻为44 Ω.旋转开关S，让其与触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换.
第4题图　
(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 ℃，求此时电火锅的加热效率η.[百分号前保留1位
小数，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.]
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：(3)旋转开关S，让其和触点3和4接触时，R2与R3并联，为高温挡
P高＝＋＝＋＝2 200 W
锅内装2 kg温度为20 ℃的水，水温升高到70 ℃，吸收的热量Q吸＝c水mΔt
＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J
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＝×100％＝×100％≈90.9％
5. (2022省卷23题8分)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R1、R2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：
第5题图
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1 100
中温880
低温 　
(1)当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于 (选填
“高温”“中温”或“低温”)挡；
低温　
该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2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：
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作10分钟产生的热量；
解：(2)高温挡正常工作10分钟产生的热量
W＝P高t＝1 100 W×10×60 s＝6.6×105 J
第5题图
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1 100
中温880
低温 　
该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2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：
　
(3)该蛋糕机正常工作时R2的电阻；
第5题图
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1 100
中温880
低温 　
解：(3)当开关S1闭合，S2打到2时，R1与R2并联，此时总电阻最小，总功
率最大为1 100 W；当开关S1闭合，S2打到1时，电路中只有R1，此时电路
处于中温挡，R1的功率为880 W，所以高温挡时R2的功率P2＝P高－P中＝
1 100 W－880 W＝220 W
根据P＝可知，R2的电阻R2＝＝＝220 Ω
该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2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：
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率.
第5题图
额定电压/V 220
额定功率/W 高温1 100
中温880
低温 　
解：(4)R1的电阻R1＝＝＝55 Ω
当开关S1断开，S2打到3时，R1与R2串联，此时总电阻最大，总功率最
小，为低温挡
低温挡的额定功率P低＝＝＝176 W
6. (2025省卷23题7分)小新家有电阻为50 Ω的发热电阻R一个、额定电压为
220 V的小型电动机(带有风扇叶)一个、开关两个和导线若干，他想利用这
些器材制作一个风干机，风干机要有“吹冷风”和“吹热风”两种模式，吹冷
风时只有电动机工作；吹热风时发热电阻和电动机同时工作，但不能出现
发热电阻单独工作的情况.
(1)请在下图所示虚线框内的电路图中补
画开关和导线，帮小新完成风干机的电
路原理图；
电路改进类家用电器相关计算2025省卷新增考法(省卷
2025.23)
命题点
3
第6题图
(2)按以上电路原理图完成风干机制作后，小新发现发热电阻的功率偏
大，存在安全隐患，他想在保留原发热电阻基础上，让发热总功率减小为
原来的，请问：
①他需要购买一个新的发热电阻与原发热电阻 (选填“串联”或“并
联”)；
②通过计算说明，需要购买的发热电阻的电阻.
串联　
第6题图
解：②原发热电阻电功率P＝＝＝968 W
串联后新旧电阻总功率P'＝＝242 W
串联后新旧电阻总电阻R总＝＝200 Ω
需要购买的新电阻的电阻R1＝R总－R＝200 Ω－50 Ω＝150 Ω
第6题图

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