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(共40张PPT)
第一部分　甘肃中考命题探究
微专题5　多挡位家用电器相关计算
(甘肃省卷5年5考，7～8分)
(1)多挡位判断思路：
(2)常考多挡位电路剖析(仿照示例，完成下列表格。两挡位电路为高温挡、低温档，三挡位电路为高温挡、中温挡、低温挡)
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
串联式 情况1：S闭合，S1断开→R1、R2串联→＝R1＋R2→P1＝
情况2：S、S1都闭合→只有R1接入电路→＝R1→P2＝
电源电压U不变时，P1＜P2　　　　
结论：S闭合，S1断开时，为低温挡；S、S1都闭合时，为高温挡
示例
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
并联式(R1＞R2)
情况1：S1闭合，S2断开→R总1＝①_______→P1＝②______
情况2：S1、S2都闭合→R总2＝③______→P2＝④______
情况3：S1断开，S2闭合→R总3＝⑤_____→P3＝⑥______
电源电压U不变时，⑦____________(填P1、P2、P3的大小关系)
R1
　
＋　
R2
　
　
P1＜P3＜P2
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
并联式(R1＞R2) 结论：S1闭合，S2断开时，为⑧_______挡；S1、S2都闭合时，为⑨_______挡；
S1断开，S2闭合时，为⑩______挡
低温
高温
中温
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
单刀双掷式
情况1：S1闭合，S2接a→R总1＝ ______→P1＝ ________
情况2：S1闭合，S2接b→R总2＝ _____→P2＝ ______
情况3：S1断开，S2接b→R总3＝ _______→P3＝ _______
电源电压U不变时， ____________(填P1、P2、P3的大小关系)
　
＋　
R1
　
R1＋R2
　
P1＞P2＞P3
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
单刀双掷式 结论： _________________时，为低温挡；
_______________
时，为中温挡； ______________时，为高温挡
S1断开，S2接b
S1闭合，S2接b
S1闭合，S2接a
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
旋钮式(R1＞R2)
情况1：S接1、2→R总1＝ _____→P1＝ ______
情况2：S接2、3→R总2＝ ________→P2＝ ________
情况3：S接3、4→R总3＝ _____→P3＝ _____
电源电压U不变时， ______________(填P1、P2、P3的大小关系)
R1
　
　
＋　
R2
　
P1＜P3＜P2
类型及电路图 挡位剖析(思路引导)
旋钮式(R1＞R2) 结论： __________时，为低温挡； ____________
时，为中温挡； ___________时，为高温挡
S接1、2
S接3、4
S接2、3
两挡位(5年2考)
1.(2023甘肃23题)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为阻值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的阻值为180 Ω。
甲 乙 丙
(1)判断A灯是_____(选填“红灯”或“绿灯”)，你的判断依据是什么？
解：依据：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，此时电路中阻值较小，由P＝可知，此时电路总功率较大，则电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯。
红灯
(2)求电中药壶“文火”挡的额定功率？
解：由题意可知，猛火挡的额定功率为2 420 W，根据P＝可知，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，此时电路中阻值较大，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
甲
(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，由此她计算出家庭电路的实际电压是多少？
丙
解：猛火挡熬药时，电中药壶的实际功率
P实＝＝＝2 000 W
由P＝得，家庭电路的实际电压
U实＝＝＝200 V
2.(2022兰州)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：
甲 乙
电陶炉 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 ××W
低温挡 400 W
(1)R1的阻值；
乙
解：旋钮开关放在位置1时，两电阻串联，电陶炉处于低温挡，根据P＝可知，R串＝＝＝121 Ω
根据电阻串联的特点可知，R1＝R串－R2＝121 Ω－72.6 Ω＝48.4 Ω
(2)高温挡额定功率；
电陶炉 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 ××W
低温挡 400 W
解：旋钮开关放在位置2时，电路为R1的简单电路，电陶炉处于高温挡，根据P＝可知，高温挡额定功率P高温＝＝＝1 000 W
(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·℃)]
乙
解：电能表指示灯闪烁168次电陶炉消耗的电能W＝ kW·h/imp×168 imp＝0.056 kW·h＝2.016×105 J
质量为1.7 kg的水从25 ℃升高到49 ℃吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.7 kg×(49 ℃－25 ℃)＝1.713 6×105 J
此时电陶炉的加热效率
η＝×100％＝×100％＝85％
乙
三挡位(5年3考)
3.(2022甘肃23题)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：
甲 乙
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；
乙
低温
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；
甲
解：以高温挡正常工作10分钟产生的热量
W＝P高温t＝1 100 W×10×60 s＝6.6×105 J
(3)该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；
解：当S1闭合，S2打到位置2时，为并联电路，总电阻最小，总功率最大，为1 100 W；当S1闭合，S2打到位置1时，电路中只有R1工作，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高温－P中温＝1 100 W－880 W＝220 W
根据P＝可知，电阻R2的阻值
R2＝＝＝220 Ω
乙
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率。
解： R1的阻值R1＝＝＝55 Ω
当开关S1断开，S2打到位置3时，R1与R2串联，蛋糕机处于低温挡，P低温＝＝＝176 W
乙
4.(2024甘肃23题)小明家买了一个既可以烤肉、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)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。
解：理由：旋转开关与触点1和2接触时，R1、R2串联接入电路中，与2和3接触时，R2接入电路中，与3和4接触时，R2、R3并联，由并联总电阻小于其中任一电阻，串联总电阻大于其中任一电阻可知，与2和3接触时电阻较小，根据P＝可知，此时电路的功率较大，为中温挡
2和3
(2)电加热器电路中R1、R2的阻值各为多少？
解：中温挡功率为1 100 W，由P＝得R2＝＝＝44 Ω
R1、R2串联接入电路中时电阻最大，根据P＝可知，此时功率最小，
为低温挡，低温挡功率为440 W，由串联电阻的规律得R1＋R2＝＝＝110 Ω
则R1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω
(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 ℃，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作加热效率，结果精确到0.1％]
解：水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J
高温挡时R2与R3并联，由于R2＝R3，则并联的总电阻R并＝＝22 Ω，
高温挡功率P高温＝＝＝2 200 W
高温挡模式下连续正常工作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％
电路设计与改进(新变化：2025年23题首次考查)
5.(2025甘肃23题)小新家有阻值为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)请在如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。
解：由题知，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，所以电动机和发热电阻工作时互不影响，即两者并联。由于不能出现发热电阻单独工作的情况，则需要在干路上安装一个总开关，一个只控制发热电阻的开关，如图所示：
R
(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”)；
串联
【解析】根据P＝可知电路中电阻越大，电功率越小，已知要让发热总功率减小为原来的，所以应增大电路中的总电阻，根据电阻的串并联特点可知，应将新的发热电阻与原发热电阻串联。
②通过计算说明，需要购买的发热电阻的阻值是多少？
【解析】原发热电阻的电功率P＝＝＝968 W
串联后新旧电阻的总阻值R总＝＝200 Ω
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得需要购买新电阻的阻值
R1＝R总－R＝200 Ω－50 Ω＝150 Ω
6.(2025陕西)劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱，其电路如图甲所示。
甲 乙
(1)电热丝R1的阻值为220 Ω，则电路中的电流是多少？
甲
解：根据欧姆定律，电路中的电流
I＝＝＝1 A
解：电热丝R1工作的电功率
P1＝UI＝220 V×1 A＝220 W
该电路工作300 s产生的热量
Q1＝W1＝P1 t＝220 W×300 s＝6.6×104 J
不计热损失，Q吸＝Q1＝c空气mΔt
(2)已知保温箱内空气的质量为11 kg，图甲所示电路工作300 s产生的热量，可使保温箱内空气的温度升高多少？[不计热损失，空气的比热容为1.0×103 J/(kg·℃)]
甲
所以保温箱内空气的温度升高
Δt＝＝＝6 ℃
甲
(3)现增加一个阻值为44 Ω的电热丝R2，根据实际需求，利用电热丝R1与R2，为保温箱设计两个挡位，高温挡的电功率为1 100 W，低温挡的电功率为220 W。请根据需求，在图乙的虚线框内将电路连接完整。
乙
解：增加一个阻值为44 Ω的电热丝R2，根据实际需求，利用电热丝R1与R2，为保温箱设计两个挡位，高温挡的电功率为1 100 W，此时的电阻
R2＝＝＝44 Ω，即此时只有一个电阻R2接入电路；低温挡功率为220 W，由(2)可知，此时电路中只有R1工作。如图所示：
R1
R2

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