资源简介

专题二十三 多档位问题---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、解答题
1．（2021·金华）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于　 　档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
2．（2023九下·庆元模拟）如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个档位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。
（1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的　 　；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于　 　（选填“高温档”、
“中温档”或“低温档”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数）　 　 ；
（3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。
3．（2022九上·金华月考）图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1，可实现高温档、中温档和低温档三个档位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
（1）开关S1闭合，S接a端时为　 　（选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）。
（2）S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安？（保留2位小数）
（3）求空气炸锅处于高温档工作时的功率？
4．（2020九上·柯桥月考）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100欧、求：
项目 参数
电源电压(V) 220
低温档功(W) 242
高温档功(W) 968
容积(L) 3
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为中温档，该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，C水＝4.2×103J/（kg ℃）]
5．（2023九上·龙湾月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段，图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示；
额定电压 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合，咖啡机的工作状态处于　 　阶段；
（2）的阻值是多少欧
（3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时1分钟，加热用时5分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能
6． 如图所示是一款多功能洗衣机的简化电路图．此款洗衣机额定电压220V，它有两个档位，当开关置于位置1时（电路接入R1和R2）为加热状态，消耗功率为2400W；当开关置于位置2时（电路接入R2和电动机 ）为保温洗涤状态．已知电阻R1的阻值为22Ω，水的比热容为C水=4.2×103J/kg ℃]．
（1）在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量
（2）求R2的阻值
（3）已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为多少？
7．（2022·定海模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝55Ω、R2＝44Ω。［水的比热4.2x103J／（Kg·℃）］
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）水箱最多装水时，将水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量。
（4）乙电路中，熔断器里的保险丝允许通过的最大电流不得小于多少安？
8．（2019·三门模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率。
9．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
[无热损失，c水=4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数]
10．（2021九上·黄岩期末）如图甲是小明家的养生壶。它有高温、中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2=100欧。求：
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 242
高温挡功率（W） 968
容积（L） 3
（1）当开关S1闭合，S2接A时，养生壶处于　 　档。（填“高温”、“低温”或者“中温”）
（2）发热电阻R1的阻值是多少
（3）该养生壶中温档时的电功率是多少？
（4）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水=4.2x103J/(kg·C)]
答案解析部分
1．【答案】（1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较不同状态下电路总功率的大小，然后确定它的工作状态；
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，根据公式计算出通过电路的电流；
（3）根据W=P高t计算出消耗的电能。
【解答】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。
2．【答案】（1）热效应
（2）低温档；
（3）
P=P1+P2=1500w
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式分析电功率的大小，从而确定对应的工作状态，再根据计算工作电流；
（3）当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，此时总功率最大，为高温档。首先根据公式分别计算两个电阻的电功率，然后将两个电功率相加即可。
【解答】（1）智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的热效应；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，此时两个电阻串联，总电阻最大。根据公式可知，此时总功率最小，应该为低温档。
那么通过电路的电流为： 。
3．【答案】（1）中温档
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，
通过R2的电流：；
（3）当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，空气炸锅处于高温挡，
根据并联电路的特点可知，
空气炸锅处于高温挡正常工作时的功率：。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联。根据串并联电路的特点和可知各个档位的电路连接；
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，根据公式计算通过R2的电流；
（3）根据高温挡的电路连接和求出高温挡工作时的电功率。【解答】（1）由图乙可知，开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；
开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总电阻小于任一分电阻；
所以，当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，
根据可知，此时电路的总功率最大，空气炸锅处于高温挡；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，
根据可知，电路的总功率最小，空气炸锅处于低温挡；
开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路，此时空气炸锅处于中温挡；
4．【答案】（1）①当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联；
②当开关S2接B，S1闭合时，只有R1连入电路中，
③当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联；
根据串并联电路的电阻特点，利用公式可知：
①中，电阻最大，功率最小，为低温挡；
②中，电阻较大，功率较小，为中温挡；
③中，电阻最小，功率最大，为高温挡；
根据表中数据知，低温挡功率为：P低=242W；
电路的总电阻：；
发热电阻R1的阻值：R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω。
（2）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温挡；
养生壶中温挡时的电功率： P中＝ ＝ ＝484W
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热损失，Q吸=W=Pt，
则用高温挡加热的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式比较三种状态下的功率大小，进而将开关的开合情况与三种状态对应起来，最后再利用计算R1的阻值；
（2）根据（1）中的分析确定中温档时开关的开合情况，并计算出对应的电功率；
（3）首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，最后根据计算加热时间。
5．【答案】（1）保温
（2）解：R1=U2/P热=(220v)2/1210w=40Ω
（3）解：磨豆耗能：W1=P1t1=110w*60s=6600J
加热耗能：W2=P2t2=1210w*300s=363000J
总耗能：W总=W1+W2=369600J
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率；电功率
【解析】【分析】（1） 若仅闭S2，两个电阻串联，电功率等于电压乘以电流，电流较小，电压一定，电功率较小，处于保温阶段；
（2）根据包含电阻的电功率计算公式得出阻值大小；
（3）分别计算磨豆耗能和加热耗能，两个能量加起来即为共消耗的电能。
6．【答案】（1）解：水需要吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×20kg×（70℃﹣20℃）
=4.2×106J
答：在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，加热到70℃时水吸收的热量为4.2×106J
（2）解：R1的功率P1===2200W，
由于当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，则P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W，
由P=得：R2===242Ω
答：R2的阻值为242Ω
（3）解：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，则P总=P2+P电动机=200W+240W=440W，
由P=UI可得：
答：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为为2A
【知识点】热量的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）知道水的质量，水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）根据P=求出R1的功率，当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，加热电阻正常工作时，加热功率和额定功率相等，则求出R2的功率，根据R=求R2阻值；
（3）洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，求出总功率，根据P=UI求通过电路的电流
7．【答案】（1）大地(或地线)
（2）液化
（3）
（4）
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据三孔插座的特点分析解答；
（2）确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
（3）根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量；
（4）首先根据计算出通过两个电阻的电流，然后根据 并联电路的特点计算出熔断电流。
【解答】（1）用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地(或地线)相连。
（2）水蒸气由气态变成液态，发生液化现象。
8．【答案】（1）大地
（2）液化
（3）解：甲：Imax=U/R2=220V/44Ω=5A
乙：Imax=I1+I2=U/R1+U/R2=220V/56Ω+220V/44Ω=8.9A
I乙nax >8.2A，选择甲电路
（4）解：Pmac=UImax=220V×5A=1100W
Pmin=U2/（R1+R2）=（220V）2/（56Ω+44Ω）=484W
答：该挂烫机的两个档位分别是1100W和484W
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，三孔插座中间的孔与大地相连，可以防止人操作时发生触电；
（2）物质由气态变成液体叫液化，液化向外放热；
（3）根据欧姆定律分别计算出甲、乙两个电路的最大电流，与熔断器的最大电流比较即可；
（4）根据开关触点的位置确定哪个电阻工作发热，根据功率公式分别计算出两个档位的功率即可。
【解答】（1） 使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，防止触电；
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤；
（3）
甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时
；
乙：
；
因为I乙nax >8.2A，所以选择甲电路；
（4）在甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时功率为：Pmac=UImax=220V×5A=1100W ；
当开关接1和0时，两个电阻串联，总功率为：
。
故答案为：（1）大地；（2）液化；（3）甲；（4）1100W，484W
9．【答案】（1）【解答】解：分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能W1==kW h=2.4×104J；
由P=可得，电热炕功率P1===400W
答：当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W
（2）解：由P=可得，R1===121Ω，
当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流；I====A≈0.9A
答：当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是0.9A
（3）解：由ρ=可得，1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg，
当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能W2=UIt=220V×A×30×60s=3.6×105J，
W2=Q=cm△t，即3.6×105J=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得t=72.6℃，
即水温能升高到72.6℃
答：当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）由图可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，根据电能表的转盘在1min内刚好转了20转可求得其消耗的电能，再利用P= 可求得电热炕功率；
（2）根据（1）求得的电热炕功率，利用P=可求得R1的电阻，当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，根据R2的阻值是R1的2倍，可知R2的阻值，再利用欧姆定律可求得电路中通过O点的电流；
（3）根据密度公式变形可求得水的质量，利用W=UIt可求得正常工作30min，所消耗的电能，利用W=Q=cm△t可求得升高的温度
10．【答案】（1）高温
（2）由表格数据可知，养生壶低温挡的电功率P保=242W，
则二者串联的总电阻：，
那么发热电阻R1的阻值：R1=R-R2=200Ω-100Ω=100Ω；
（3）当开关S1闭合、S2接B时，R2被短路，只有R1工作，养生壶处于中温挡；
该养生壶中温挡时的电功率：；
（4）水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热量损失，消耗的电能：W=Q吸=6.72×105J，由
表格数据可知，养生壶高温挡的功率P高=968W，
那么烧开一壶水需要的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据比较开关在不同状态下的电功率大小，从而确定对应的工作档位；
（2）根据低温挡功率和计算出串联时R1、R2的总电阻，根据R1=R-R2可求出R1阻值；
（3）利用可求出中温挡的电功率；
（4）不计热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量，首先利用Q吸=cm（t-t0）可求出水吸收的热量，再利用求出烧开一壶水需要的时间。【解答】（1）由图可知，当开关S1闭合、S2接A时，R1、R2并联，总电阻为R并；
当开关S1闭合、S2接B时，R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；
当开关S2断开、S2接B时，R1、R2串联，总电阻为R串联；
则总电阻R并根据可知，电功率P并>P1>P串；
则三者对应的档位应该为高温档、中温档和低温档。
1 / 1专题二十三 多档位问题---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、解答题
1．（2021·金华）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于　 　档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
【答案】（1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式比较不同状态下电路总功率的大小，然后确定它的工作状态；
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，根据公式计算出通过电路的电流；
（3）根据W=P高t计算出消耗的电能。
【解答】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。
2．（2023九下·庆元模拟）如图甲所示为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V，该炒菜机工作时有高、中、低三个档位，其内部电热部分电路可以简化为如图乙所示。
（1）“智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的　 　；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，则“智能炒菜机“处于　 　（选填“高温档”、
“中温档”或“低温档”），求此时通过R1、R2的电流（保留两位小数）　 　 ；
（3）高温挡正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率。
【答案】（1）热效应
（2）低温档；
（3）
P=P1+P2=1500w
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）电流通过导体时都会发热，这就是电流的热效应；
（2）根据公式分析电功率的大小，从而确定对应的工作状态，再根据计算工作电流；
（3）当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，此时总功率最大，为高温档。首先根据公式分别计算两个电阻的电功率，然后将两个电功率相加即可。
【解答】（1）智能炒菜机“在烹制食物时，主要利用了电流的热效应；
（2）若开关S1断开，开关S接a时，此时两个电阻串联，总电阻最大。根据公式可知，此时总功率最小，应该为低温档。
那么通过电路的电流为： 。
3．（2022九上·金华月考）图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1，可实现高温档、中温档和低温档三个档位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
（1）开关S1闭合，S接a端时为　 　（选填“高温档”、“中温档”或“低温档”）。
（2）S1闭合，S接b时，通过R2的电流为多少安？（保留2位小数）
（3）求空气炸锅处于高温档工作时的功率？
【答案】（1）中温档
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，
通过R2的电流：；
（3）当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，空气炸锅处于高温挡，
根据并联电路的特点可知，
空气炸锅处于高温挡正常工作时的功率：。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联。根据串并联电路的特点和可知各个档位的电路连接；
（2）S1闭合，S接b时，R1、R2并联，根据公式计算通过R2的电流；
（3）根据高温挡的电路连接和求出高温挡工作时的电功率。【解答】（1）由图乙可知，开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路；
开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总电阻小于任一分电阻；
所以，当开关S1闭合，开关S接b端时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，
根据可知，此时电路的总功率最大，空气炸锅处于高温挡；
开关S1断开，开关S接a端时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，
根据可知，电路的总功率最小，空气炸锅处于低温挡；
开关S1闭合，开关S接a端时，电路中只有R2连入电路，此时空气炸锅处于中温挡；
4．（2020九上·柯桥月考）如图甲是小明家的养生壶。它有高温，中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1，R2为发热电阻，R2＝100欧、求：
项目 参数
电源电压(V) 220
低温档功(W) 242
高温档功(W) 968
容积(L) 3
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为中温档，该养生壶中温档时的电功率是多少？
（3）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，C水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）①当开关S2接B，S1断开时，两电阻串联；
②当开关S2接B，S1闭合时，只有R1连入电路中，
③当开关S2接A，S1闭合时，两电阻并联；
根据串并联电路的电阻特点，利用公式可知：
①中，电阻最大，功率最小，为低温挡；
②中，电阻较大，功率较小，为中温挡；
③中，电阻最小，功率最大，为高温挡；
根据表中数据知，低温挡功率为：P低=242W；
电路的总电阻：；
发热电阻R1的阻值：R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω。
（2）当开关S2接B，S1闭合时，电路为R1的简单电路，为中温挡；
养生壶中温挡时的电功率： P中＝ ＝ ＝484W
（3）水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热损失，Q吸=W=Pt，
则用高温挡加热的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据公式比较三种状态下的功率大小，进而将开关的开合情况与三种状态对应起来，最后再利用计算R1的阻值；
（2）根据（1）中的分析确定中温档时开关的开合情况，并计算出对应的电功率；
（3）首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，最后根据计算加热时间。
5．（2023九上·龙湾月考）一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段，图甲为多档位咖啡机，图乙是其电路结构简化图，电动机用于磨咖啡豆，、为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示；
额定电压 220V
磨豆功率 110W
加热功率 1210W
保温功率 88W
产品规格 295*280*410mm
（1）若仅闭合，咖啡机的工作状态处于　 　阶段；
（2）的阻值是多少欧
（3）小科某次泡制咖啡，只进行了磨豆和加热，其中磨豆用时1分钟，加热用时5分钟，则本次泡制咖啡共消耗多少焦电能
【答案】（1）保温
（2）解：R1=U2/P热=(220v)2/1210w=40Ω
（3）解：磨豆耗能：W1=P1t1=110w*60s=6600J
加热耗能：W2=P2t2=1210w*300s=363000J
总耗能：W总=W1+W2=369600J
【知识点】电功率计算公式的应用；电器的电功率；电功率
【解析】【分析】（1） 若仅闭S2，两个电阻串联，电功率等于电压乘以电流，电流较小，电压一定，电功率较小，处于保温阶段；
（2）根据包含电阻的电功率计算公式得出阻值大小；
（3）分别计算磨豆耗能和加热耗能，两个能量加起来即为共消耗的电能。
6． 如图所示是一款多功能洗衣机的简化电路图．此款洗衣机额定电压220V，它有两个档位，当开关置于位置1时（电路接入R1和R2）为加热状态，消耗功率为2400W；当开关置于位置2时（电路接入R2和电动机 ）为保温洗涤状态．已知电阻R1的阻值为22Ω，水的比热容为C水=4.2×103J/kg ℃]．
（1）在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量
（2）求R2的阻值
（3）已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为多少？
【答案】（1）解：水需要吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×20kg×（70℃﹣20℃）
=4.2×106J
答：在洗衣机内加入质量为20kg、初温为20℃的冷水，加热到70℃时水吸收的热量为4.2×106J
（2）解：R1的功率P1===2200W，
由于当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，则P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W，
由P=得：R2===242Ω
答：R2的阻值为242Ω
（3）解：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，则P总=P2+P电动机=200W+240W=440W，
由P=UI可得：
答：洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W，则此时通过电路的总电流为为2A
【知识点】热量的计算；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）知道水的质量，水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）根据P=求出R1的功率，当开关置于位置1时为加热状态，R1与R2并联，加热电阻正常工作时，加热功率和额定功率相等，则求出R2的功率，根据R=求R2阻值；
（3）洗衣机在保温洗涤状态下工作时，电动机与R2并联，求出总功率，根据P=UI求通过电路的电流
7．（2022·定海模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R1＝55Ω、R2＝44Ω。［水的比热4.2x103J／（Kg·℃）］
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　 相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）水箱最多装水时，将水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量。
（4）乙电路中，熔断器里的保险丝允许通过的最大电流不得小于多少安？
【答案】（1）大地(或地线)
（2）液化
（3）
（4）
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据三孔插座的特点分析解答；
（2）确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
（3）根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量；
（4）首先根据计算出通过两个电阻的电流，然后根据 并联电路的特点计算出熔断电流。
【解答】（1）用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地(或地线)相连。
（2）水蒸气由气态变成液态，发生液化现象。
8．（2019·三门模拟）如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有大小两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R=44Ω。
（1）使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　 　相连。
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　 　（填物态变化名称）成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（3）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（4）按照所选的电路分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率。
【答案】（1）大地
（2）液化
（3）解：甲：Imax=U/R2=220V/44Ω=5A
乙：Imax=I1+I2=U/R1+U/R2=220V/56Ω+220V/44Ω=8.9A
I乙nax >8.2A，选择甲电路
（4）解：Pmac=UImax=220V×5A=1100W
Pmin=U2/（R1+R2）=（220V）2/（56Ω+44Ω）=484W
答：该挂烫机的两个档位分别是1100W和484W
【知识点】液化及液化现象；欧姆定律及其应用；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）在家庭电路中，三孔插座中间的孔与大地相连，可以防止人操作时发生触电；
（2）物质由气态变成液体叫液化，液化向外放热；
（3）根据欧姆定律分别计算出甲、乙两个电路的最大电流，与熔断器的最大电流比较即可；
（4）根据开关触点的位置确定哪个电阻工作发热，根据功率公式分别计算出两个档位的功率即可。
【解答】（1） 使用挂烫机时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与大地相连，防止触电；
（2）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速液化成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤；
（3）
甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时
；
乙：
；
因为I乙nax >8.2A，所以选择甲电路；
（4）在甲电路中，当开关接2和1时，只有R2工作，这时功率为：Pmac=UImax=220V×5A=1100W ；
当开关接1和0时，两个电阻串联，总功率为：
。
故答案为：（1）大地；（2）液化；（3）甲；（4）1100W，484W
9．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕O点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：
（1）当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？
（2）当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？
（3）当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？
[无热损失，c水=4.2×103J/（kg ℃），结果保留1位小数]
【答案】（1）【解答】解：分析可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，1min内电热炕消耗的电能W1==kW h=2.4×104J；
由P=可得，电热炕功率P1===400W
答：当S与触点1、2接触时，电热炕功率是400W
（2）解：由P=可得，R1===121Ω，
当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，电路中通过O点的电流；I====A≈0.9A
答：当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是0.9A
（3）解：由ρ=可得，1.8L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3=1.8kg，
当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能W2=UIt=220V×A×30×60s=3.6×105J，
W2=Q=cm△t，即3.6×105J=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（t﹣25℃），
解得t=72.6℃，
即水温能升高到72.6℃
答：当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到72.6℃
【知识点】电能表参数的理解与电能的求法；电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）由图可知，当S与触点1、2接触时，电路为R1的简单电路，根据电能表的转盘在1min内刚好转了20转可求得其消耗的电能，再利用P= 可求得电热炕功率；
（2）根据（1）求得的电热炕功率，利用P=可求得R1的电阻，当S与触点3、4接触时处于抵挡，此时只有R2工作，根据R2的阻值是R1的2倍，可知R2的阻值，再利用欧姆定律可求得电路中通过O点的电流；
（3）根据密度公式变形可求得水的质量，利用W=UIt可求得正常工作30min，所消耗的电能，利用W=Q=cm△t可求得升高的温度
10．（2021九上·黄岩期末）如图甲是小明家的养生壶。它有高温、中温、低温三个档位，如图乙是它工作电路图，图表是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2=100欧。求：
项目 参数
电源电压（V） 220
低温挡功率（W） 242
高温挡功率（W） 968
容积（L） 3
（1）当开关S1闭合，S2接A时，养生壶处于　 　档。（填“高温”、“低温”或者“中温”）
（2）发热电阻R1的阻值是多少
（3）该养生壶中温档时的电功率是多少？
（4）在额定电压下用高温档加热2千克水，使其温度从20℃上升到100℃，求烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水=4.2x103J/(kg·C)]
【答案】（1）高温
（2）由表格数据可知，养生壶低温挡的电功率P保=242W，
则二者串联的总电阻：，
那么发热电阻R1的阻值：R1=R-R2=200Ω-100Ω=100Ω；
（3）当开关S1闭合、S2接B时，R2被短路，只有R1工作，养生壶处于中温挡；
该养生壶中温挡时的电功率：；
（4）水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，
不计热量损失，消耗的电能：W=Q吸=6.72×105J，由
表格数据可知，养生壶高温挡的功率P高=968W，
那么烧开一壶水需要的时间：。
【知识点】电功率计算公式的应用；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据比较开关在不同状态下的电功率大小，从而确定对应的工作档位；
（2）根据低温挡功率和计算出串联时R1、R2的总电阻，根据R1=R-R2可求出R1阻值；
（3）利用可求出中温挡的电功率；
（4）不计热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量，首先利用Q吸=cm（t-t0）可求出水吸收的热量，再利用求出烧开一壶水需要的时间。【解答】（1）由图可知，当开关S1闭合、S2接A时，R1、R2并联，总电阻为R并；
当开关S1闭合、S2接B时，R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；
当开关S2断开、S2接B时，R1、R2串联，总电阻为R串联；
则总电阻R并根据可知，电功率P并>P1>P串；
则三者对应的档位应该为高温档、中温档和低温档。
1 / 1

展开更多......

收起↑