资源简介

微专题二　多功率用电器的分析与计算
(11年3考，2～3分)
多功率用电器的变挡问题，其本质是电路在工作过程中发热电阻的组合发生了变化．解决问题的关键是将动态电路变成多个静态电路，并根据题意比较出不同静态电路的发热总功率的大小，由此得到符合题意的不同挡位所对应的不同的工作电路．
两挡位
典例1　[科学思维]小明家的电烤箱如图甲所示，简化电路如图乙所示，已知两个加热电阻的电阻分别为R1，R2＝156 Ω，高温挡的额定功率为1 100 W；当开关S闭合、S1断开时，电烤箱处于低温挡，此挡的额定功率为242W.
甲 乙
变式1　(2025·苏州中考改编)如图是一款电水壶的电路简图，两个加热电阻的电阻分别为R1、R2，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换．保温功率为88 W，电阻R1为44 Ω，加热时应将开关旋至2(选填“1”或“2”)位置，加热功率为1 100W.
变式2　(2025·陕西中考A卷)图1是小明家的蒸汽拖把．使用时，电热丝加热水，产生高温蒸汽从拖把头喷出，能高效清洁地面的同时杀灭地面上的细菌．该电热拖把的简化加热电路如图2所示，有高、低两个挡位，已知其中一根电热丝的电阻R2为33 Ω，低挡位的功率为550 W.
(1)低挡位正常加热时电路中的电流为多大？
(2)另一根电热丝的电阻R1为多少？
(3)已知拖把水箱内水的质量为0.55 kg，假设电热丝放出的热量全部被水吸收，将水箱中的水从20 ℃加热到100 ℃最快需要多长时间？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
解：(1)由题意可知，低挡位的功率为550 W，由P＝UI可得，低挡位加热时电路中的电流
I低＝＝＝2.5 A
(2)分析题图2可知，当开关S接2时两电热丝串联，电路中的总电阻较大，当开关S接1时，电路为电阻为R1的电热丝的简单电路，电路中的总电阻较小，根据P＝可知，电阻大时电功率更小，故开关S接2时为低挡位．低挡位加热时电路中的总电阻
R总＝＝＝88 Ω
根据串联电路的电阻规律可知，电阻
R1＝R总－R2＝88 Ω－33 Ω＝55 Ω
(3)将水加热到100 ℃需要吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.55 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.848×105 J
由P＝可得，高挡位的加热功率
P高＝＝＝880 W
因电热丝放出的热量全部被水吸收，则需要电热丝放出的热量W放＝Q吸＝1.848×105 J
由P＝可得，需要加热的时间
t＝＝＝210 s
答：(1)低挡位正常加热时电路中的电流为2.5 A；(2)另一根电热丝的电阻R1为55 Ω；(3)将水箱中的水从20 ℃加热到100 ℃最快需要210 s．
(4)若想缩短高挡位加热水的时间，且不改变低挡位功率，在现有元器件不变的前提下，可以对电路进行的改进是将两根电热丝互换位置.
三挡位
典例2　(2023·贵州中考12题第2空2分)如图甲所示的家用电饭锅，若其内部主要部件有：两个电阻相同的发热电阻、温控开关等，熬煮稀饭时，在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程，其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作，电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示．若快煮过程电流做功为W1，慢熬过程电流做功为W2，则W1∶W2＝1∶3.
变式3　如图是某蛋糕机的简化电路图，通过调节开关可以实现高、中、低温三个挡位，当S1断开、S2接A时，蛋糕机处在低(选填“高”“中”或“低”)温挡；蛋糕机的额定电压为220 V，低温挡的功率为220 W，中温挡的功率为440 W，则电阻R2为110Ω.
变式4　(2025·遵义一模改编)如图是小明家的蛋糕机简化电路图．蛋糕机的额定电压为220 V，低温挡的功率为220 W，中温挡功率为440 W.
(1)求该蛋糕机处于低温挡工作15 min电流做的功；
(2)求电阻器的电阻R1；
(3)若此时小明家的电能表示数为2 025.5 kW·h，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下工作，观察到6 min后电能表的示数为2 025.58 kW·h，求此时该蛋糕机在高温挡的实际功率．
解：(1)工作时间
t低＝15 min＝15×60 s＝900 s
蛋糕机处于低温挡工作15 min电流做的功
W低＝P低t低＝220 W×900 s＝1.98×105 J
(2)开关S1闭合、S2接A时，电阻为R2的电阻器被短路，只有电阻为R1的电阻器工作，此时为中温挡．中温挡功率为440 W
根据P＝得
R1＝＝＝110 Ω
(3)工作时间t高＝6 min＝ h＝0.1 h
蛋糕机在高温挡工作6 min消耗的电能
W高＝2 025.58 kW·h－2 025.5 kW·h＝0.08 kW·h
根据P＝得，高温挡的实际功率
P高＝＝＝0.8 kW＝800 W
答：(1)该蛋糕机处于低温挡工作15 min电流做的功为1.98×105 J；(2)电阻器的电阻R1为110 Ω；(3)此时该蛋糕机在高温挡的实际功率为800 W．微专题二　多功率用电器的分析与计算
(11年3考，2～3分)
多功率用电器的变挡问题，其本质是电路在工作过程中发热电阻的组合发生了变化．解决问题的关键是将动态电路变成多个静态电路，并根据题意比较出不同静态电路的发热总功率的大小，由此得到符合题意的不同挡位所对应的不同的工作电路．
两挡位
典例1　[科学思维]小明家的电烤箱如图甲所示，简化电路如图乙所示，已知两个加热电阻的电阻分别为R1，R2＝156 Ω，高温挡的额定功率为1 100 W；当开关S闭合、S1 时，电烤箱处于低温挡，此挡的额定功率为 W.
甲 乙
变式1　(2025·苏州中考改编)如图是一款电水壶的电路简图，两个加热电阻的电阻分别为R1、R2，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换．保温功率为88 W，电阻R1为44 Ω，加热时应将开关旋至 (选填“1”或“2”)位置，加热功率为 W.
变式2　(2025·陕西中考A卷)图1是小明家的蒸汽拖把．使用时，电热丝加热水，产生高温蒸汽从拖把头喷出，能高效清洁地面的同时杀灭地面上的细菌．该电热拖把的简化加热电路如图2所示，有高、低两个挡位，已知其中一根电热丝的电阻R2为33 Ω，低挡位的功率为550 W.
(1)低挡位正常加热时电路中的电流为多大？
(2)另一根电热丝的电阻R1为多少？
(3)已知拖把水箱内水的质量为0.55 kg，假设电热丝放出的热量全部被水吸收，将水箱中的水从20 ℃加热到100 ℃最快需要多长时间？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)若想缩短高挡位加热水的时间，且不改变低挡位功率，在现有元器件不变的前提下，可以对电路进行的改进是 .
三挡位
典例2　(2023·贵州中考12题第2空2分)如图甲所示的家用电饭锅，若其内部主要部件有：两个电阻相同的发热电阻、温控开关等，熬煮稀饭时，在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程，其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作，电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示．若快煮过程电流做功为W1，慢熬过程电流做功为W2，则W1∶W2＝ .
变式3　如图是某蛋糕机的简化电路图，通过调节开关可以实现高、中、低温三个挡位，当S1断开、S2接A时，蛋糕机处在 (选填“高”“中”或“低”)温挡；蛋糕机的额定电压为220 V，低温挡的功率为220 W，中温挡的功率为440 W，则电阻R2为 Ω.
变式4　(2025·遵义一模改编)如图是小明家的蛋糕机简化电路图．蛋糕机的额定电压为220 V，低温挡的功率为220 W，中温挡功率为440 W.
(1)求该蛋糕机处于低温挡工作15 min电流做的功；
(2)求电阻器的电阻R1；
(3)若此时小明家的电能表示数为2 025.5 kW·h，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下工作，观察到6 min后电能表的示数为2 025.58 kW·h，求此时该蛋糕机在高温挡的实际功率．

展开更多......

收起↑