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专题训练(三)多挡位用电器的识别与计算
类型一 串联短路式多挡位用电器的识别与计算
1.如图 ZT-3-1甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图，图乙是它的部分参数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S。自动控制)，当S 和温控开关 S。闭合时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态，R 的电阻是 Ω；当只闭合开关S时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)状态，电路的总电阻是 Ω，R 的电阻是 Ω。
2.(2024 肇庆期末)小明家新买了一辆汽车，具有后视镜加热功能，如图ZT-3-2甲所示。通过观察和研究，他了解到该功能有“高温”“低温”和“关”三个挡位，根据气温、雨水情况自动切换，已知R 的阻值为16 Ω，“低温”挡功率为24 W。电路简图如图乙所示，电源电压为24 V,S为挡位切换开关。R 和 R 为电热丝。求：
(1)“高温”挡工作时，通过R 的电流。
(2)“低温”挡工作时,5m in产生的热量。
(3)电热丝 R 的阻值。
3. (2024 晋中期末)如图 ZT-3-3 甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220 V,加热功率为1210 W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中 R 和R 均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表指示灯在5m in内闪烁了20次。则该电饭锅的保温功率为多少
(2)电阻R 的阻值为多少
(3)小明上网查询了解到，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值(电热转化效率)应不低于 75%。他对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为20℃、质量为2.5kg 的水加热到100 ℃,电饭锅正常工作用时800 s。已知(c水=4.2×10 J/(kg·℃)，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
类型二 并联多挡位用电器的识别与计算
4.(2025 长沙一模改编)小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图 ZT-3-4所示。电源电压恒为6 V，R 、R 是阻值恒定的电热丝， 当开关 S 、S 都闭合时，电阻 工作，防寒服处于 挡，功率为 W；当只闭合开关S 时，电阻 工作，防寒服处于 挡，功率为 W。使用“速热”挡通电 10 s产生的热量是 J。
5.如图 ZT-3-5甲所示是一种饮水机的电路原理图，R 和R 均为电热丝，饮水机工作时功率随时间变化的关系图像如图乙所示。饮水机工作时，电阻R 的阻值为 Ω，电阻R 的阻值为 Ω,则 30 min 内电路消耗的总电能为 J。
6.如图 ZT-3-6甲所示是某家用电暖器，有“低温”“中温”“高温”三挡，铭牌如下表所示(高温挡功率未给出)，图乙为其简化电路原理图。S是自我保护开关，电暖器工作时S处于闭合状态，S 闭合时为低温挡；电暖器跌倒时S自动断开，切断电源，保证安全。请回答下列问题：
电暖器
额定电压 220 V
额定功率 低温挡 550 W
中温挡 1100 W
高温挡
频率 50 Hz
(1)低温挡正常工作时的电阻是多少
(2)高温挡正常工作 20 min，消耗的电能是多少
(3)若某密闭房间内空气的质量为 60 kg，空气温度为 10℃，设空气的比热容为 1.1×10 J/(kg·℃)且保持不变，用该电暖器的高温挡正常工作 20 min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间空气的温度升高多少摄氏度
类型三 串、并联综合多挡位用电器的识别与计算
7.(2024 十堰期末)商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图 ZT-3-7甲所示)计费，某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220 V，定值电阻 R 和R 为发热体，其中 通过开关S 、S 、S 的通断可实现高、中、低三个挡位的调节(S 、S 不会同时闭合)，只闭合 S 时为中温挡，额定功率为440 W。求：
(1)R 的电阻。
(2)低温挡的额定功率。
(3)高温挡正常工作1 min，电流通过 R 产生的热量。
(4)只有该空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅工作时的电功率。[已知商用电费单价为0.6元/(kW·h)]
8. (2024 广州) 某电热敷腰带如图 ZT-3-8 甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R 、R 、R 为加热电阻，其中R 、R 的阻值均为1100 Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入 220 V的家庭电路中。
(1)旋转开关转至 (选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时，电热敷腰带处于高温挡工作，理由是： ————————————————— °
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A,求通电10 min 消耗的电能。
(3)旋转开关转至 bc 时，电热敷腰带的功率为22 W，求电路中电流。
(4)旋转开关转至 cd 时，求电热敷腰带的功率。
1. 加热 40 保温 1210 1170
2.(1)由图知“高温”挡工作时，电路为 R 的简单电路，通过R 的电流：
(2)“低温”挡工作时.5m in产生的热量:
(3)低温挡的总电阻：
电热丝 R 的阻值为 24 Ω-16 Ω=8Ω。
3.(1)电饭锅消耗的电能：
保温功率：
(2)由图乙可知，当开关S闭合时，电路中只有R 工作，电路的总电阻较小；当开关S断开时，R 与R 串联，电路的总电阻较大。根据 可知，当开关S闭合时，电路消耗的电功率较大，电饭锅处于加热状态；当开关S断开时，电路消耗的电功率较小，电饭锅处于保温状态。
根据 可得，R 的阻值：
(3)水吸收的热量：
消耗的电能：
电饭锅的热效率为
由于该电饭锅的热效率大于75%，所以达到了三级能效标准。
4. R 、R 速热 45 R 保温 9 450
5. 220110 6.6×10
6. (1)闭合S、S 时为低温挡,R 单独接入电路，由 得，低温挡正常工作时的电阻：
(2)闭合S、S 时，R 单独接入电路，为中温挡;S、S 、S 同时闭合时,R 、R 并联,电路的总电阻最小，由 可知，电路的电功率最大，为高温挡；则高温挡的功率： 1650 W,
高温挡正常工 作 20 min，消耗 的电能：
(3)由(2)知 空气吸收的热量：
由 得，房间空气的温度升高量：
7.(1)只闭合 S 时为中温挡，由图丙可知，此时电路为 R 的简单电路，根据 可得，R 的电阻： 110 Ω。
(2)由图丙可知,当开关S 、S 断开,S 闭合时，R 与R 串联，电路的总电阻最大，根据 可知，电路消耗的电功率最小，故为低温挡。
(3)由图丙可知,当开关S 、S 闭合,S 断开时，R 与R 并联，电路的总电阻最小，根据 可知电路消耗的电功率最大，故为高温挡。
高温挡时R 的功率：
电流通过R 产生的热量：
10°J。
(4)通过表盘显示的数据可得，空气炸锅消耗的电能： 0.1kW·h,
空气炸锅工作时间为 15 min,即0.25 h,则空气炸锅的实际功率：
400 W。
8. (1) de 旋转开关转至 de时,R 与R 并联，电路总电阻最小，功率最大
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25 A,通电 10 min 消耗的电能为W=UIt=220 V×0.25 A×10×60 s=
(3)旋转开关转至 bc 时,R 和R 串联,电路总电阻最大，总功率最小，处于低温挡，此时电路中的电流为
(4)旋转开关转至 cd 时,只有 R 工作,为中温挡，电热敷腰带的功率为

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