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第一部分　教材知识复习
教材复习部分
模块五　电磁学
小专题（十）　家用电器类的计算
多挡位用电器的相关计算
（1）解题思路：由于电源电压不变（一般家庭电路电压为220 V），解决多挡位问题的关键是判断电路中用电器工作电阻的大小，
再根据公式P＝UI＝判断其功率的大小，然后确定其工作挡位.当
电路中用电器工作电阻最小时，其功率最大，此时用电器处于高温挡
位或加热挡位；当电路中用电器工作电阻最大时，其功率最小，此时
用电器处于低温挡位或保温挡位.
（2）常见用电器三种类型多挡位电路
类型 电路图 保温挡 加热挡
串联型 （短路式） 当S闭合、S1断开时，R1、R2串联，工作电路电阻最大，此时处于保温状态. 保温挡功率P保 当S、S1都闭合时，R2被短路，只有R1工作，工作电路电阻最小，此时处于加热状态.
加热挡功率P加＝
类型 电路图 保温挡 加热挡
并 联
型 当S闭合、S1断开时，
R1断路，只有R2工
作，工作电路电阻最
大.此时处于保温状态. 保温挡功率P保＝ 当S、S1都闭合时，
R1、R2并联，工作电
路电阻最小，此时处
于加热状态.
加热挡功率P加＝P1＋
P2＝＋
类型 电路图 保温挡 加热挡
多触
点开关型 当S拨到a点时，R1、
R2串联，工作电路电
阻最大.此时处于保温
状态.保温挡功率P保
＝ 当S拨到b点时，只有
R2接入电路，工作电
路电阻最小，此时处
于加热状态.
加热挡功率P加＝
例1　（2025·扬州)某电水壶内部电路简化后如图,当开关S1、S2都闭合，电水壶处于加热状态,水烧开后温控开关S2自动断开,电水壶处于保温状态.已知电阻R1为220 Ω,保温时通过R1的电流为0.2 A,c水=4.2×103 J/(kg·℃).求:
(1)将质量为1 kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
解：（1）水吸收的热量
Q＝c水m△t＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×
（70 ℃－20 ℃）＝2.1×105 J.
（2）电水壶处于加热状态的电功率P；
解：（2）加热时，S1、S2都闭合,R2被短路，
此时电路中只有R1工作，则电水壶处于加热状态
时的电功率P = ＝＝2 200 W.
（3）电水壶处于保温状态时，1 min 消耗的电能 W.
(3)保温时两电阻串联，通过R1的电流为0.2 A,则电路中的电流也为0.2 A，保温时间t =1 min=60 s,则消耗的电能W = UIt =220 V×0.2 A×60 s=2 640 J.
例2　（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.
(1)电热丝R1的阻值为220 Ω,则电路中的电流是多少
（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1.0×103J/(kg·℃)]
（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1100 W，低
温挡的电功率为220W.请根据需求,在图乙的虚线框内将电路连接完整.
1. （2025·成都)小彬想制作一款有"低温""中温""高温"三个挡位的电加热器，电路如图所示.电源电压为24 V,S2为单刀多掷开关,R1是阻值为12 Ω的电热丝,R2为某种材料制成的粗细均匀的电热丝,最大阻值为24 Ω,触点2为R2 的中点位置.当S1闭合,S2拨到触点3时,加热器处于_____挡;加热器在"中温"挡下工作1 min，电路消耗的总电能是________J.
高温
1 440
2. （2025·三明二模)某款USB电烙铁有高、中、低三个挡位,其简化电路如图,电源电压恒为5 V,电阻R1的阻值为1 Ω,高温挡功率为75 W,求:
(1)高温挡工作5 min消耗的电能;
解：（1）高温挡工作5 min消耗的电能
W=P高t=75 W×5×60 s=22 500J
（2）电阻R1的功率;
解：（2）电阻R1的功率
P1= = = 25 W
（3）中温挡工作时电路中的电流.
解：（3）由电路图可知，只闭合S1时，电
路为R1的简单电路;同时闭合S1、S2时,R1、R2
并联，总电阻最小，总功率最大，处于高温挡;
R2的电功率P2=P高-P1=75 W -25 W=50 W;
因为P1所以只有R1工作时为低温挡，只有R2工作时为中
温挡,则中温挡工作时电路中的电流 I= = =＝10 A .
3. （2025·泉州模拟)电热饮水机通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能.电路原理如图乙所示.电源电压恒为220V,当开关S接a时,电路处于加热状态，电流为5 A;当开关S接 b时,电路处于保温状态,电路消耗的功率为44 W.求:
(1)该饮水机加热功率;
解：（1）由图乙可知，当开关S接a时，只有R1接入电路中，电路处于加热状态，该饮水机加热功率P加热=UI加热=220 V×5 A= 1 100W;
（2）保温状态下,电阻R2阻值.
解：（2）由欧姆定律可知,R1的阻值
R1 = = 44 Ω；
当开关S接b时,R1、R2串联，电路处于保温状态，由P= 可知,保温状态时电路的总电阻R= = =1 100 Ω,
根据串联电路电阻的特点可知，R2的阻值R2=R - R1=1100 Ω-44 Ω =1 056 Ω.
4. （2025·福建)某电水壶的部分参数如下表所示.该电水壶正常工作时,可将质量为1 kg的水从20℃加热到100℃,用时420 s.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃).求:
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
（1）水吸收的热量；
解：（1）水吸收的热量Q吸＝c水m△t＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－20 ℃）＝3.36×105 J.
（2）电水壶消耗的电能；
解：（2）由表可知，电水壶的额定功率为1 000 W,该电水壶正常工作
时，其实际功率等于额定功率，故用时420s，电水壶消耗的电能W＝
Pt＝1 000 W×420 s＝4.2×105 J.
（3）电水壶的热效率.
解：（3）电水壶的热效率η＝×100％＝×100％＝80％.
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
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