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2013年中考电热器多档问题精选精析
山东省高唐县琉寺中学　李洪生　姜玉燕
例1 （2013·重庆）如图1所示为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图2所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V。电路的工作原理是：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化。)
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（1）电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大？
（2）若电热丝R2的电阻为44Ω，则电热丝R1的电阻为多少？
（3）若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复正常工作，小楠设计了这样一个方案：
小楠方案：用两根都是“220V?550W”的电热丝并联替代R2。请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。
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解析：（1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热效应工作的；由电路图知，当闭合S1、S2闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由公式可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡；由公式可得，1800W=220V×I，所以在高温档状态下电路中的总电流I=9A；
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（2）由电路图知：当S1、S2都闭合时，电阻R1和R2组成的是一个并联电路；
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（3）小楠方案：“220V 550W”的电热丝的电阻为R3
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用两根的电热丝R3并联后总电阻是44Ω，其总功率为1100W，正常工作时符合要求。但当其中一根的电热丝烧坏，电路仍能工作，但P3=550W<1100W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案。
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例2 （2013·泰州）如图3所示是一种电热水龙头，图4是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω，温水档的电功率是2.2kw。试回答或求解下列问题。
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（1）S旋到_____位置时，水龙头流出温水；S旋到_____位置时，水龙头流出热水。（选填“1”、“2”或“3”）
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（2）电热丝R1的阻值是多大？
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（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？
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解析：（1）当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置3时，电阻R1和R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据可知：此时功率最小，所以此时放出的是热水；
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（2）由公式可知，温水功率P温水=2。2kW=2200W，
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∴；
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（3）∵S旋到热水档时，电阻R1和R2并联接入电路，∴根据欧姆定律得：，。
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所以，。
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例3 （2013·南通）如图5所示是家用饮水机的工作原理电路，其中S是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，已知电阻R0=55Ω，R=2365Ω。
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（1）当开关S处于“2”挡时，通过电阻R和R0的电流强度各为多大？
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（2）当开关S分别处于“1”挡和“2”挡时，饮水机的总功率各是多少？
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（3）请判断当开关S处于“1”挡时，饮水机处于加热状态还是保温状态？简述理由。
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解析：（1）当开关S处于“2”挡时，R被短路，IR=0
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（2）当开关S处于“1”挡时，R与R0串联，饮水机的总功率：
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当开关S处于“2”挡时，只有R0工作，饮水机的总功率：
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（3）当开关S处于“1”挡时，饮水机处于保温状态，当开关S处于“1”挡时，饮水机的总功率远远小于开关S处于“2”挡时的总功率。
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?例4 （2013·柳州）学习了电学知识后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画如电饭锅的电路原理图如图6所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表。
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(1)R1、R2中哪个是加热电阻?要使电饭锅加热，开关S闭合还是断开?
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(2)电饭锅正常加热时，电路的电流是多大?
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(3)电路中电阻R1、R2的阻值各是多大?保温时，R1、R2产生的电热之比是多少?
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解析：（1）当开关S闭合时，R2被短路，电路的总电阻最小，根据，这时功率最大，这时电饭锅处于加热状态，R1为加热电阻。
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（2）电饭锅正常加热时，电路的电流：
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（3）电饭锅正常加热时，只有R1工作，
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电饭锅保温时，R1与R2串联，
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电饭锅保温时，R1与R2串联，I1=I2=I
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它们产生电热之比。
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例5 （2013·苏州）某型号的家用电饭煲有两挡，其原理如图8所示。“1”挡是保温焖饭，“2”挡是高温烧煮。若已知电阻R0=44Ω，R=2156Ω，求：
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(1)当开关S置于“1”挡时，电路中的电流I1和R0两端的电压U0；
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(2)当开关S置于“2”挡时，电饭煲高温烧煮的功率P。
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解析：（1）当开关S置于“1”挡时，R与R0串联，
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电路中的电流：
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R0两端的电压:
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（2）当开关S置于“2”挡时，电路中只有R0工作，
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电饭煲高温烧煮的功率：。
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例6 （2013·永州）小芸爸爸在商店选中一款速热式电热水器，小芸阅读说明书后知道该电热水器的额定功率是4400W。额定电压是220V，工作电路图如图9所示（图中R是给水加热的电阻），小芸向爸爸指出该电热水器夏天4400W的额定功率过大，浪费电能，冬天4400W的额定功率过小，不能满足人对热水的需要。两人交流讨论后根据自家的实际情况，从节约、低碳、环保的角度，提出了以下选购要求：①该电热水器额定电压是220V；②夏天额定功率是2200W，春、秋两季额定功率是4400W，冬季额定功率是6600W。求：
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（1）如图所示，该电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能？
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（2）如图所示，该电热水器正常工作时，电路中电流强度是多大？
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（3）请你用两个加热电阻R1，R2和两个开关S1，S2设计出符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图，并计算出加热电阻R1和R2的阻值各是多大？
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解析：（1）正常工作15min加热电阻R消耗的电能：
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；
?（2）由可得，电热水器正常工作时电路的电流：；
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（3）由题意可知，两加热电阻并联，分别用一个开关控制电路，如图10所示：
夏季：只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，总功率P1=2200W，由可得：；春、秋两季：只闭合开关S2时，电路为R2的简单电路，总功率P2=4400W，则；冬季：同时闭合开关S1和S2，总功率：。
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例7 （2013·黑龙江）学校为班级新买的饮水机的电路图如图11所示，铭牌如表示数。S是手动开关，S1是温控开关，当S闭合后，热水箱内的水温低于60℃时S1就自动闭合，水温高于90℃时S1就自动断开，因此这台饮水机有“加热”和“保温”两档功率，在“加热”时，流过电阻R2的电流为______A，R1的电阻值为______Ω。
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解析：温控开关S1断开，处于保温状态，这时只有R2工作，通过R2的电流：。而不管饮水机处于加热还是保温状态，R2都工作，其两端电压不变，所以通过R2的电流不变，仍然是0。2A。根据欧姆定律可计算R2的阻值，? 。当温控开关S1闭合时，处于加热状态，这时R1和R2并联，，根据并联电路电阻的关系，得：。解得R1=110Ω。

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