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(共20张PPT)
专题突破十二　电功率“极值”与“取值范围”类相关计算
1．解极值、范围类题目应明确的问题
(1)明确电路连接方式，确定电表测量对象，对动态电路进行正确的分析。
(2)明确动态电路变化的因素：①滑动变阻器滑片移动引起的电阻变化，从而引起电路其他物理量的变化；②开关的断开与闭合引起的电阻变化，从而引起电路中其他物理量的变化；③敏感电阻的阻值变化，从而引起电路中其他物理量的变化。
(3)明确电路安全的因素：①电流表、电压表的量程；②滑动变阻器的规格，如：“50 Ω　2 A”；③用电器的规格，即用电器的额定电压和额定功率，如：“220 V　200 W”。
2．判断电流的最大值与最小值
类型1：滑动变阻器移动类
1．如图，把标有“12 Ω　3 W”的电阻R0与最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18 V 的电源两端，闭合开关S，电压表所用量程为0～15 V，电流表所用量程为0～0.6 A，在不损坏电路元件的前提下，下列说法正确的是(　　)
A．电路中允许流过的最大电流为0.6 A
B．电阻R0的额定电压12 V
C．电路消耗总功率的范围为 4～9 W
D．滑动变阻器的可调范围为24～50 Ω
D
【思路点拨】先计算R0的额定电流，结合电流表量程确定电路允许的最大电流。根据电压表量程限制，分析滑动变阻器的阻值范围，确保电压不超过15 V。
2．(南充中考)如图所示，电源电压不变，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R1＝30 Ω，R2为滑动变阻器，其最大阻值为50 Ω，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的读数为 0.3 A，则电源电压为 V，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的功率范围为 W。
24
3.6～4.8
【思路点拨】根据电阻的串联及电流表的量程得出电路的最大安全电流，再根据串联分压求出滑动变阻器两端电压，得出最小电功率；根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，P＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，利用数学知识判断出消耗电功率的最大值。
3．(烟台中考)如图甲，电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙，则电源电压为 V，滑动变阻器R的最大阻值为 Ω，电阻R0消耗的最大功率和最小功率之比为 。
3
10
9 ∶ 1
【思路点拨】取图乙中的两个特殊点数值，根据串联电路规律和欧姆定律列出电源电压的表达式，解方程组求出电源电压。
类型2：多开关通断类
4．(德州中考)如图所示，电源电压恒为4.5 V，灯泡L上标
有“3 V　1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“15 Ω　1 A”字
样，定值电阻R1阻值为10 Ω，电压表量程为0～3 V，不计
温度对灯丝电阻的影响，在保证电路元件安全的前提下，下列说法错误的是(　　)
A．小灯泡正常工作时电流为0.5 A
B．当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，R2接入电路的最小阻值为3 Ω
C．当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路总功率最小值为3.375 W
D．当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R2接入电路的最大阻值为15 Ω
D
【思路点拨】当开关S1、S2、S3断开，S闭合时，灯泡与R2串联，分析判断出电路中的最大电流即可进一步求出R2的最小阻值；当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，找到电路中的最小总电流即可求出电路中的最小总功率。
5．如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“3 V 1.5 W”的字样，滑动变阻器R0标有“20 Ω　1 A”字样，R1＝9 Ω，电流表量程为0～3.0 A，假定灯丝电阻不变。当只闭合开关S2时，电流表示数为0.3 A，则电源电压是 0V；当开关S1、S2和S3都闭合时，在保证电路安全前提下，电路最大功率为
W，滑动变阻器R0接入电路的阻值范围是 Ω。
4.5
6.75
4.5～20
类型3：多开关通断与滑动变阻器移动综合类
6．(枣庄中考)如图所示，电源电压保持不变，R2＝2R1，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样，闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表的示数为3 V，电路的总功率为P1；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片P移至中点时，电压表示数为1.2 V，电路的总功率为P2。下列说法正确的是(　　)
A．P1∶P2＝4 ∶5
B．电源电压为12 V
C．R1阻值为40 Ω
D．电路最大功率为2.7 W
D
【思路点拨】当闭合S1，断开S2，滑动变阻器的滑片位于最右端时，R1与滑动变阻器的最大值串联，电压表测滑动变阻器的电压，根据欧姆定律和串联电路的特点列出电源电压的表达式；当闭合S2，断开S1，滑动变阻器的滑片移至中点时，R2与滑动变阻器的一半阻值串联，根据欧姆定律和串联电路的特点列出电源电压的表达式，结合两个表达式求出电压和电阻，再计算出电功率之比。
7．如图所示，电源电压恒定，R0是定值电阻，小灯泡L标有“6 V　3 W”，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω。三个开关均闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 1.5 A。
(1)求小灯泡的额定电流；
(2)求电阻R0的阻值；
(3)闭合S，断开S1和S2，移动变阻器的滑片P，
求电路总功率的最小值和最大值。
解：(1)根据P＝ 可知，小灯泡的额定电流：
IL＝＝＝0.5 A；
(2)三个开关均闭合时，灯泡和定值电阻并联，小灯泡恰好正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源电压U＝UL＝6 V，电流表示数为1.5 A，根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻的电流：
I0＝I－IL＝1.5 A－0.5 A＝1 A，
根据欧姆定律可知电阻R0的阻值：
R0＝＝＝6 Ω；
(3)闭合S，断开S1和S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电源电压不变，根据P＝可知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，电路的总功率最小；当滑动变阻器R接入电路的阻值为0时，总电阻最小，电路的总功率最大；则电路总功率的最小值：
P1＝＝≈1.4 W，
电路总功率的最大值：P2＝＝＝6 W。(共19张PPT)
第6章　电功率
1　电　功
【学习目标】
1．理解电功的概念，知道电流做功的实质。
2．认识电能表，会使用电能表测量电功，了解电能的计量单位 “度” 与焦耳的换算关系。
3．了解节约用电的意义，树立节约用电的意识，培养社会责任感。
【自主预习】
请阅读九上教材P96至P99完成下列知识要点：
1．用电器是 的装置，用电器消耗电能的过程实质上是电能转化为 能量的过程。
2．有多少电能转化为其他形式的能量，就说电流做了多少功，电流所做的功叫作 。
能量转化
其他形式
电功
3．电功通常用电能表测定，电能表的单位是 ，符号是 ，俗称度。1 kW h＝ J。
4．电能表上显示的前后两次读数之 就是这段时间内消耗的电能。
5．1度电的作用：(1)使一盏10 W 的 LED 灯工作约 h；(2)洗衣机洗约 kg衣服；(3)一辆电动自行车行驶约 km等。
千瓦时
kW h
3.6×106
差
100
50
75
【合作探究】
一、电流做功的实质
情境：教室里的电灯、电扇、热水器等用电器工作都需要电。
问题：这些用电器工作时，能量是如何转化的？
分析：用电器工作时，电流做功，电能转化为其他形式的能，电灯将电能转化为 能和内能，电扇将电能转化为 能，热水器将电能转化为
能。
总结：电流做功的过程就是电能转化为 能量的过程，电流做了多少功，就有多少电能发生 。
光
机械
内
其他形式
转化
二、电能表的认识
该电能表的示数是以 作为单位，应该在电压为 V的电路中使用，“10(40)A”表示该电能表的标定电流为 A，额定最大电流为 A，电能表工作时的电流应不超过额定最大电流，最后一位是小数部分，该电能表示数为 kW h，该电能表应在50 Hz的交流电路中使用，“3 000 r/(kW h)”表示接在该电路中的用电器每消耗1 kW h的电能，电能表的转盘转过 转。
kW h
220
10
40
4 353.6
3 000
【随堂巩固】
1．下列关于电功的说法中，正确的是( )
A．电流做功的过程，就是把其他形式的能转化为电能的过程
B．电流做的功越多，消耗的电能就越少
C．用电器消耗电能的多少可以用电能表来测量
D．电功的单位只有焦耳
C
2．下列最节约用电的行为是( )
A．空调设定16 ℃强力制冷
B．手机充电后不拔充电器
C．使用LED灯代替白炽灯
D．电视长期处于待机状态
C
3．某电能表上标有 “600 imp/(kW h)”，当用电器工作时，电能表的指示灯在 10 min 内闪烁了 120 次，则该用电器消耗的电能是 kW h。
4．某电能表月初示数为 0 321.6 kW h，月末示数为 0 410.2 kW h，这个月该用户消耗的电能为 kW h，合 J。
0.2
88.6
3.189 6×108
知识点1：电能与电功
1．【科学本质观】关于电能与电功， 下列说法中正确的是(　　)
A．电功和电能单位相同，是同一个物理量
B．通过导体的电流越大，电流做的功越多
C．电流做功多少只与电流和通电时间有关
D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能
D
2．【教材情境素材改编】从能量转化的角度看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，如干电池将 能转化为电能；用电器则是将电能转化为其他形式能的装置，如电风扇工作时主要将电能转化为 能，电热水器将电能转化为 能。
化学
机械
内
知识点2：测量电功
3．【教材情境素材改编】一个同学家中的电能表，月初示数为 ，月末示数为 ，则这个月该同学家消耗的电能为 度，如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/(kW h)。他家这个月的电费是 元。
50
25
4．一种家用电能表上的参数如图所示。
(1)电能表是计量 的仪表。
(2)该电能表应该接在 V 的电路中使用。
(3)该电能表的标定电流为 A，额定最大电流为 A。
(4)该电能表转盘转过600转，接在这个电能表上的用电器消耗的电能是
kW h，合 J。
用电器消耗电能
220
10
20
1
3.6×106
知识点3：节约用电
5．下列情况中，不属于节约用电的是(　　)
A．电脑用完后要关闭，不要处于待机状态
B．屋里没人也开着空调
C．夏天空调温度不要设定太低
D．电视不看时，要拔掉电源插头
B
6．【课标情境素材改编】关于电流做功过程中的能量转化，下列说法中错误的是(　　)
A．电动机主要是把电能转化为机械能
B．白炽灯主要是把电能转化为内能和光能
C．给蓄电池充电主要是把化学能转化为电能
D．电饭锅主要是把电能转化为内能
C
7．某电能表的表盘如图所示，用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是(　　)
A．1.8×106 J
B．3.6×106 J
C．5.4×106 J
D．7.2×106 J
B
8．某电能表的表盘如图所示，将该电能表接入小明家中，5月份测得小明家耗电100度，交电费50元；6月份小明家交电费60元，则 6月份小明家电能表的转盘转了多少转？
解：根据5月份电费及消耗的电能，可得每度电的价格：
＝0.5元/度，
小明家6月用电：W＝＝120度＝120 kW h，
6月份小明家电能表的转盘转的转数：
n＝2 500 r/(kW h)×120 kW h
＝3×105 r。(共17张PPT)
专题突破十一　与电功率相关的动态电路分析与计算
类型1：与电功率相关的动态电路分析
1．(连云港中考)如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中(　　)
A．电流表示数变小，灯变暗
B．电流表示数变大，灯变亮
C．电压表示数不变，灯亮度不变
D．电压表示数变小，灯变亮
A
2．用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路，电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上，当叶片含水量升高时(　　)
A．电流表示数增大
B．电压表示数减小
C．电路总电阻减小
D．电路总功率增大
B
3．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P由中点向右滑动时，下列说法正确的是(　　)
A．滑动变阻器的阻值变小
B.小灯泡L亮度变暗
C．电压表V的示数变大
D.电路的总功率变小
D
【思路点拨】滑片右移时，明确滑动变阻器接入电阻的变化，进而判断总电阻变化。根据欧姆定律，分析电流表示数、电压表示数及灯泡亮度的变化趋势；总功率取决于总电流变化，需结合电源电压恒定条件判断。
4．如图电路中，只闭合开关S1，电流表有示数，灯泡正常发光。下列关于该电路的说法正确的是(　　)
A．再闭合开关S2，电流表示数变大
B．再闭合开关S2，电路总功率变大
C．再闭合开关S2、S3，灯泡亮度不变
D．只闭合开关S2变为只闭合开关S2、S3，电流表示数不变
C
【思路点拨】只闭合S1时，明确电路结构，然后逐个分析S2、S3闭合后，是否新增并联支路或短路，电流表测哪部分电流；总功率取决于总电压和总电阻变化，灯泡亮度由实际功率决定。
5．如图，是检测光照强度的电路图，电源电压恒定不变，电阻R为定值电阻，光敏电阻随光照强度的增大而减小，闭合开关，下列说法正确的是
(　　)
A．光照强度增大，电压表示数不变
B．光照强度增大，电流表示数变小
C．光照强度减小，定值电阻R在相同的时间里
消耗的电能增加
D．光照强度减小，整个电路消耗的电功率变小
D
6．如图所示的电路中，电源电压恒定不变。若先闭合开关S1，再闭合开关S2，则电压表的示数将 ，电流表的示数将 ，R2的功率将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变大
变大
变大
类型2：与电功率相关的动态电路计算
7．如图，电源电压恒定，R1为5 Ω，R2为10 Ω。若闭合S1、S3，断开S2时，电流表示数为1.8 A，则只闭合S2时，电路消耗的总功率P为(　　)
A．2.4 W
B．10.8 W
C．27 W
D．48.6 W
A
8．小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，使用的电源电压为9 V，灯泡L标有“6 V　3 W”字样。开始时，小明将滑动变阻器的滑片P滑到最右端，闭合开关。电压表和电流表示数分别为6 V和0.25 A，以下说法正确的是
(　　)
A．刚开始闭合开关，灯泡马上正常发光
B．灯泡正常工作时，电流表读数为0.5 A
C．灯泡正常工作时，滑动变阻器的电功率为3 W
D．滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
B
9．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1的阻值为 30 Ω。先闭合开关S1，电流表的示数为 0.1 A；再闭合开关S2，电流表的示数为0.4 A。则电源电压为 V，R2的阻值为 Ω。闭合S1、S2后，电流通过电阻R1、R2所消耗电能的功率之比为 。
3
10
1∶3
10．如图甲所示，电源电压恒为5 V，定值电阻R＝3 Ω，Rx为压敏电阻，其阻值Rx与风力F关系如图乙所示。开关闭合后，无风时，压敏电阻的功率为 W；若电压表的量程是0～3 V，想让该装置能测量更大的风力，可以采取改进装置的措施是 。
1.75
减小R的电阻值
11．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12 V　12 W”的字样，R2＝12 Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2 A，这时灯L正常发光(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
(1)求电源电压；
(2)求电阻R1的阻值；
(3)若将开关S1、S2都断开，
求此时灯L实际消耗的功率。
解：(1)当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测量干路中的电流，由并联电路中各支路两端的电压相等，都等于电源电压，且灯泡正常发光，可知，电源的电压：U＝UL＝12 V；
(2)当S1、S2都闭合时，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：
IL＝＝＝1 A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和，可得，通过R1的电流：
I1＝I－IL＝1.2 A－1 A＝0.2 A，
由I＝可得，电阻R1的阻值：
R1＝＝＝60 Ω；
(3)由I＝、P＝UI可得，灯泡L的电阻：
RL＝＝＝12 Ω，
开关S1、S2都断开时，L与R2串联，串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，即
R总＝RL＋R2＝12 Ω＋12 Ω＝24 Ω，
则电路中的电流：I′＝＝＝0.5 A，
则灯L实际消耗的功率：
P实＝I′2RL＝(0.5 A)2×12 Ω＝3 W。(共23张PPT)
4　跨学科实践：半导体与光伏发电
【学习目标】
1．了解半导体的导电特性、种类，以及其在生活和科技领域的广泛应用。
2．掌握影响太阳能电池输出功率的因素，学会分析校园光伏发电项目的相关问题。
【自主预习】
请阅读九上教材P110至P113，完成下列知识要点：
1．半导体是导电性能介于 和 之间的一些材料。半导体只有在一定条件下才能导电。
2．纯度很高的半导体材料，电阻很 。在半导体材料中掺入微量的其他元素，其导电能力会 。
导体
绝缘体
大
提高
3．半导体的应用：集成电路、 、 、激光与照明、大功率电源转换等。
4．光伏发电板是由 材料制成的，是利用半导体太阳能电池板将
能直接转变为电能的一种技术。
通信设备
光伏发电
半导体
光
【合作探究】
一、二极管的导电性
步骤：如图所示，把一个发光二极管、两节干电池和开关串联起来，闭合开关，观察发光二极管是否发光。再把发光二极管反方向接入电路，闭合开关，观察现象。
现象：当二极管正接时，发光二极管 ；当二极管反接时，发光二极管 。
总结：二极管具有 性。
发光
不发光
单向导电
二、太阳能电池输出功率的影响因素
步骤：(1)改变光照强度：在室内，依次使用功率为 20 W、40 W、60 W 的白炽灯泡作为光源，保持光源与太阳能电池板距离为 30 cm不变，测量不同光照强度下太阳能电池板输出的电压和电流，记录数据。(2)改变光源入射角度：使用 40 W 白炽灯泡作为光源，固定灯泡功率不变，分别使光源与太阳能电池板呈 30°、60°、90° 照射，测量并记录对应的电压和电流数值。(3)改变电池板连接方式：准备两块相同规格的太阳能电池板，将它们分别串联、并联接入电路，测量对应输出电压和电流，做好数据记录。
总结：光照强度越 、光入射角越接近 、合理的电池板连接方式(串联提升电压、并联提升电流 )，能使太阳能电池输出功率更高。
强
垂直
三、设计校园光伏发电项目方案
1．测算用电 和发电 ：查阅学校过去一年的用电记录。测算太阳能电池板理论发电量。对比理论发电量和学校用电需求，评估光伏发电可满足的用电比例。
需求
比例
2．确定安装角度：一般太阳能电池板倾角等于 时，全年接收的太阳辐射能相对较为均衡。同时，考虑建筑物朝向，尽量使电池板朝向正南(北半球 )，以获取最多光照。
3．提高太阳能电池板发电器的方法：选用 的太阳能电池板，提高光能转化效率；避免建筑物阴影遮挡；配备一定的储能设备，将多余电能储存起来，在光照不足时使用。
当地纬度
高效能
【随堂巩固】
1．下列关于半导体的说法中错误的是( )
A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间
B．硅、锗、砷化镓都是常见的半导体材料
C．半导体在任何条件下都能导电
D．半导体中掺入杂质可改变其导电能力
C
2．关于光伏发电，下列说法正确的是( )
A．光伏发电是将电能转化为光能
B．太阳能电池板只能在晴天发电
C．光照强度越强，太阳能电池板输出功率一定越小
D．太阳能电池板是利用半导体材料将光能转化为电能
D
知识点1：认识半导体
1．半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一些材料。下列材料属于半导体的是(　　)
A．橡胶 　 B．铝丝 　
C．砷化镓 　 D．石墨
C
2．【教材情境素材改编】按掺入元素的种类，半导体可分为 型半导体和 型半导体两种类型。它们以不同的方式结合，能制成 管、三极管等半导体元器件。
N
P
二极
知识点2：半导体的应用
3．【教材情境素材改编】半导体广泛运用于许多重要技术领域，对人类生活产生重要影响。下列器件属于信息时代基础的是(　　)
A．半导体激光器 B．芯片
C．LED光源 D．太阳能电池
B
知识点3：设计校园光伏发电项目方案
4．光伏发电是利用半导体太阳能电池板将光能直接转变为电能的一种技术。下列因素中不影响太阳能电池的输电功率的是(　　)
A．光照强度 B．太阳板的连接方式
C．环境温度 D．太阳入射角度
B
5．太阳电池组件是 系统的核心部分。长距离输送电能，一般采用较高的输出电压，因此，太阳能光伏电池板要以 (选填“串联”或“并联”)的方式连接。
光伏发电
串联
6．导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体，经过特殊处理，能表现出许多特殊的电学性能。发光二极管应用的是半导体(　　)
A．热敏特性 B．光敏特性
C．压敏特性 D．释放光能
D
7．某些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化，人们利用半导体的这些特性可制成传感元件。下列实例与其传感元件不对应的是(　　)
A．电热水壶——热敏电阻
B．酒精检测仪——气敏电阻
C．烟雾报警器——光敏电阻
D．电子秤——湿敏电阻
D
8．发光二极管是电子电路的重要元件，其主要材料是 材料，其特点是具有 (选填“单向”或“双向”)导电性能。如图所示，当开关S闭合后，两灯的发光情况应是 。
半导体
单向
L2发光，L1不发光
9．利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电，某学校启动了“光伏发电工程”，在教学楼顶安装了总功率为25 kW的光伏发电系统。
(1)若一天的有效光照时间按8 h计算，求该系统一天能发电量；
(2)求这些能量相当于完全燃烧的天然气的体积；(q天然气＝3.6×107 J/m3)
(3)若学校教室的照明由光伏发电系统专设线路供电，光伏发电系统一天的发电量可供学校55个教室的护眼灯正常发光10 h，每个教室统一装有8盏额定功率为40 W的护眼灯，求学校教室专设线路的供电效率。
解：(1)该系统一天能发电量：
W＝Pt＝25 kW×8 h＝200 kW h＝200度；
(2)天然气完全燃烧放出的热量：
Q＝W＝200 kW h＝7.2×108 J，
由q＝ 得，相当于完全燃烧的天然气的体积：
V＝＝＝20 m3；
(3)学校教室专线消耗的电能：
W学＝55×8×0.04 kW×10 h＝176 kW h，
学校教室专设线路的供电效率：
η＝×100%＝×100%＝88%。(共20张PPT)
专题突破十　多挡位类电热的综合计算
常见的三种挡位问题
电路图 低温挡 高温挡
(短路式)
(并联式)
(单刀双掷类)
类型1：两挡类
1．如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1＝484 Ω、R2＝44 Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝ ，使用加热挡 5 min 电蒸锅产生的热量是 J。
1 ∶11
3.6×105
2．如图是一款养生壶的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡。电源电压为220 V，电阻丝R1＝R2＝44 Ω，当开关 闭合时，养生壶在“加热”挡工作。壶内1 kg的水从20 ℃到烧开所需加热时间为336 s。若不计热量损失，加热过程中电热壶的实际功率 (选填“小于”“大于”或“等于”)额定功率。[已知c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，当地气压为标准大气压]
S1、S2
小于
3．小华家新买了一台电暖器，部分参数如下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。
额定电压 220 V
高温挡功率 2 000 W
低温挡功率 800 W
(1)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10 A，请通过计算说明
此插座能否满足该电暖器正常使用。
(2)若该电暖器一天正常工作6 h，高温挡2 h，低温挡4 h，则它一天耗电多少千瓦时？
(3)小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。
解：(1)电暖气工作时的最大电流：
I高＝＝≈9.1 A＜10 A，
所以此插座能满足该电暖器正常使用；
(2)电暖器一天消耗电能：
W＝W高＋W低＝P高t高＋P低t低
＝2 kW×2 h＋0.8 kW×4 h＝7.2 kW h；
(3)同时使用电饭锅和电磁炉，总功率较大，根据I＝，电路中总电流较大，根据焦耳定律Q＝I2Rt，干路导线相同时间内产生的热量较多，容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。
4．(苏州中考)某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2，S是温控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为4 A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温挡，通过的电流为 0.25 A。
(1)求R1的阻值；
(2)求电饭锅高温挡的功率；
(3)求保温16 min分压电阻R2产生的热量。
解：(1)R1的阻值：R1＝＝＝55 Ω；
(2)电饭锅高温档的功率：
P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W；
(3)R2的阻值R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω，
R2产生的热量：
Q＝I2保R2t＝(0.25 A)2×825 Ω×16×60 s
＝4.95×104 J。
类型2：三挡类
5．如图是简易榨汁杯的电路原理图，工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关 时，榨汁杯处于榨汁挡；只闭合开关S2时，榨汁杯处于
挡。
S1
保温
6．如图是一款便携式电加热养生杯的高、中、低三挡电加热的原理图，电源电压U＝12 V，电阻R1＝4 Ω，R2＝8 Ω，开关S2只能接a或b。则断开开关S1，S2接b，加热电路为 (选填“高”“中”或“低”)温挡；使用中温挡时电功率为 W；使用高温挡工作 5 min，电热杯消耗的电能为 J。
低
36
16 200
7．如图为家用电火锅的电路原理图，通过挡位开关S1可以实现高、中、低三挡的转换，已知电源电压U＝220 V。电阻R1＝R2＝44 Ω。低挡功率为200 W，R3阻值为 Ω，高挡功率为 W。若电火锅在高挡工作时产生的热量全部被水吸收，把2 L水从30 ℃加热到96 ℃需用时 min。[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
198
2 200
4.2
8．(甘肃中考)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的阻值为44 Ω。
旋转开关S，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。
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)电加热器电路中R1、R2的阻值各为多少？
(2)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 ℃，这时电火锅的加热效率η是多少？[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做加热效率]
解：(1)电加器处于中温挡时，只有R2工作，根据P＝ 得R2的阻值：
R2＝＝＝44 Ω，
电加热器处于低温挡时，R1、R2串联，根据P＝得电路总电阻：
R总＝＝＝110 Ω，
则R1的阻值：R1＝R总－R2＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω；
(2)电加热器处于高温挡时，R2、R3并联，则高温档的功率：
P高＝P2＋P3＝P2＋＝1 100 W＋
＝2 200 W，
则高温挡工作210 s产生的热量：
W＝P高t＝2 200 W×210 s＝4.62×105 J，
水吸收的热量：
Q吸＝cm(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg ℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)
＝4.2×105 J，
电火锅的加热效率：
η＝×100%＝×100%≈90.9%。

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