中考物理专题多挡位电热器电功率的计算(1)

第十八章专题训练多挡位电热器综合计算1．如图甲所示是一款加热型榨汁机，图乙是它的内部电路结构示意图，其中R1、R2均为发热电阻丝，接通电动机可以进行榨汁；关闭电动机接通电阻丝可以进行加热或者保温：榨汁机的部分参数如表所示，求:（1）仅榨汁时，正常工作10s电路消耗的电能?（2）若R2=400Ω，则加热功率为多少?（3）傍晚用电高峰时，小红关闭家里所有用电器，只让榨汁机以加热档工作，发现在5min 内电能表的转盘转了50转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?（不考虑电阻值随温度的变化）榨汁机部分参数表额定电压220V加热功率？保温功率121W榨汁功率88W容量400ml2．如图甲为某型号电热水壶，它具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。

其简化电路如图乙所示。

S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。

S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。

S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵（类似于电动机）将水抽出。

已知电热水壶保温功率为50 W，加热功率为1150W。

（1）电热水壶处于保温状态且不抽水时，接入电路的电阻是多少Ω？（2）电热水壶处于加热状态时，通过 R 1的电流是多少A ？（3）闭合 S 3，电磁泵正常工作时两端电压为20V ，已知 R 3阻值为 200Ω，放满一杯水约需10s ，则电磁泵正常工作10s 消耗的电能约为多少J ？3．图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R 1、R 2是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。

已知电源电压为220V ，每个电热丝的额定电压均为220V ，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m 3，空气的比热容为1.0×103J/（kg·），空气密度为=1.2kg/m 3，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。

（1）每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?（2）只闭合S 2时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?（3）只闭合S 1和S 3，让电暖器工作15min ，卧室内的温度升高了10，电暖器的加热效率是多少?℃℃4．如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。

专题18 多挡位电热器电功率的计算【1 】（2018•广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】（1）4A；（2）1100Ω；（3）800W。

点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用P＝UI求电路总电流；（2）分析S、S0闭合和S 闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P＝可知什么情况为保温档，再利用P＝求R2的阻值；（3）3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转200r消耗的电能，再利用P＝求电饭锅此时的实际加热功率。

【2】（2018•重庆A卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。

求：(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加＝＝4A;由图可知当s接a时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R2＝＝55，R串＝＝484,所以R1＝R串-R2＝484-55＝429 (3)圆盘转了30转消耗的电能W＝＝0.01kw t＝1min＝h所以P＝0.6kw＝600W.【3】（2018•天津卷）图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。

例1．（6 分）图10 是某电热烘干箱的简化电路图，S 是温探开关，电源电压为220V，R1是发热电阻丝，R2是阻值为110Ω的电阻。

开关S 接“2”时是高温挡，R1的电功率是110W；开关S 接“1”时是低温挡。

试求：（1）R1的阻值是多大？（2）低温挡时，电路中的电流是多大？（3）高温挡时，通电10min，R1消耗的电能是多少？1-1（8分）图9是某电火锅加热器的简化电路图，已知电源电压是220 V，R1、R2是发热电阻，开关接“1”时为低温挡，此时R1的功率是11 W，R2的功率是99 W；开关接“2”时为高温挡，试求：（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？（2）低温挡工作10 min，消耗的电能是多少？（3）高温挡的功率是多少？1-2（8分）图9是某课外活动小组设计的小台灯电路图。

S为单刀双掷开关，电源电压为12V且保持不变。

小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为６Ω。

当开关S接“２”时，小灯泡恰好正常发光。

若灯丝电阻不变，试求：（1）小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？（2）小灯泡正常发光５min，电流通过小灯泡所做的功是多少？（3）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？例2．（7分）某食堂的电热蒸饭柜的简化电路如图ll所示。

R1和R2均为电热丝，R2电阻为45Ω，电热蒸饭柜的额定电压为220 V。

只闭合S，是保温状态，同时闭合S1、S2是加热状态，加热功率是4 840 W。

试求：（1）R 1的电阻是多少?（2）保温状态时，电路中的电流是多少?（3）该电热蒸饭柜保温lO min，R 1和R 2所产生的总热量。

2-1图10是某实验小组设计的加热器的简化电路图。

R1、R2是发热电阻，R2阻值是15Ω，电源电压是12 V。

该加热器有高温和低温两个挡位，低温挡的电功率是6 W。

试求：(1)低温挡时，电路中的电流是多少?(2)R1 的电阻是多少? (3)高温挡时的电功率是多少? 2-2. (8分）图9甲是用来焊接塑料管的热熔器，两个塑料管的接头部分在热熔器中熔化，再被紧压、冷却，结合为一体。

专题9 多挡位电热器的计算类型一 串联电路中多挡位电热器的计算【例1】 电饭煲是家庭常用电器，如图所示是小明家的一台电饭煲的工作电路图。

S 1为温控开关，加热电阻R 1 和R 2 的阻值不随温度变化，表格是该电饭煲的铭牌。

小明在用电高峰期，将该电饭煲装满初温为40 ℃的水，在蒸煮状态下将这些水加热至65 ℃，用时500 s 。

电饭煲产生的热量84%被水吸收。

求：[水的密度为1.0×103kg/m 3，比热容为4.2×103J/(kg ·℃)](1) 水吸收的热量。

(2) 电阻R 1 的阻值。

(3) 此时电饭煲的实际蒸煮功率。

【变式1－1】 如图是某电热器的电路示意图，该电热器有高温、低温两个挡位。

R 1＝R 2＝48.4 Ω，当电热器处于高温挡位时，旋钮开关应接静触点___(选填“1”或“2”)，该电热器处于高温挡时的功率是低温挡时功率的___倍。

【变式1－2】 如图甲为某电热器的电路原理图，通过将单刀双掷开关(详见图乙)S 拨向不同的位置，可以实现“保温”和“加热”两种状态的变换。

(1) 若开关S 接“2”，电热器处于______(选填“加热”或“保温”)状态。

(2) 若两种状态下R 2 的功率分别为100 W 和900 W ，则R 1∶R 2＝ ______。

【变式1－3】 某饮水机有加热和保温两挡，部分参数如表，其内部简化电路如图所示。

(1) 求饮水机在保温状态下正常工作时的电流。

(2)若不计热损耗，该饮水机将2 kg 的水从30 ℃加热至90 ℃，需要多长时间？[c 水＝4.2×103J/(kg ·℃)] (3) 求R 1的阻值。

额定电压220 V 额定功率加热 1 000 W 保温44 W 饮水机的容量2 L类型二并联电路中多挡位电热器的计算【例2】有一种挂式电热水器，其内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三挡，已知电热丝R2＝220 Ω，高挡加热功率为1 100 W，电热转化效率为84%，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。

中考物理一轮复习专题练习——家用电热器（多档位问题）电功率综合计算1．图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感。

图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S是自动控制开关。

将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。

求（1）5～10min，电饭煲的功率。

（2）20～30min，电饭煲产生的总热量2．如图是电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两档，分别是高温烧煮和低温焖饭，S1为档位自动控制开关，R0和R均为电热丝，R0的阻值为1210Ω，该电饭锅铭牌技术参数如表所示（低温焖饭档额定功率模糊不清）．求：（1）电饭锅高温烧煮0.5h消耗的电能；（2）电饭锅低温焖饭时的额定功率；（3）电热丝R的阻值．3．我国北方冬天比较寒冷，许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”．其工作电路可简化为如图所示，其中K为保护开关，平常处于闭合状态，当温度超过某一警戒温度时自动断开，扇形导体S为旋转型选档开关，可绕0点旋转，每次都和相邻的两触点同时接触，从而实现关、低、中、高四个档位的转换（档位顺序未知，电功率越大档位越高）．小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率．他先关闭家里其它所有的用电器，然后将S旋转到与触点1、2连接，观察发现家里标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转．已知R1和R2是发热电阻，R2的阻值是R1的2倍，其它电阻忽略不计，小明家电压恒为220V．完成下列问题：(1)当S与触点1、2接触时，电热炕功率是多少？(2)当电热坑处于低档时，电路中通过O点的电流是多少？(3)当该电热炕处于低档，且正常工作30min，所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度？[无热损失，c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]4．某型号的电饭煲有两档开关，如图所示，其中两个电阻分别为044R=Ω，2156R=Ω．档“2”是高温烧煮模式，档“1”是保温模式，电源电压为220V．（1）当电饭煲在档“2”模式下工作时，求电路消耗的总功率．（2）当电饭煲在档“1”模式下工和时，求通过R的电流．5．图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,下表丙为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3,4为触点,，通过旋转开关S可实现“关”“低档”高档”之间的切换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）（1）求加湿器处于低档位置时的发热功率;（2）某次使用加温器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量．如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能．如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×10３J/（kg·℃]（3）一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低加热,发现家中如图丁所的电能表的转盘在5min内转了27圈,求此时电阻R１的实际加热功率是多少?26．下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R 1、R 2为电热丝，且电阻阻值相同，高温档位功率为1100W ，低温档位功率为440W ，家庭电路电压U =220V ，求：（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度；（2）电路中R 1的阻值；（3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。

2019年中考物理真题分类汇编 多挡位电热器电功率的计算 专题【难点中心】电功、电功率一直都是初中物理考查的重要内容，一般与串并联、欧姆定律等电学知识结合起来考查，综合性较强，命题形式多种多样，故也是个难点，其中与生活实际相联系的命题形式仍是今后的主流考查方向，两档位用电器电功率的计算是近几年常考的热点。

【考点难点突破】 【知识链节】 电功率：定义：电功率等于电功和时间之比。

意义：表示消耗电能的快慢。

符号：P[来单位：瓦特（瓦，W ），常用单位为千瓦（kW ），1 kW ＝103W 电功率的定义式：t W P =W=Pt PW t = 第一种单位：P ——电功率——瓦特（W ）；W ——电功——焦耳（J ）；t ——通电时间——秒（s ）。

第二种单位：P ——电功率——千瓦（kW ）；W ——电功——千瓦时（kW·h）；t ——通电时间——小时（h ）。

电功率计算公式：tWP ==UI （适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出：P=I 2R =RU 2【技能方法】所谓的两档位电热器一般分为高温档和低温档，是在电源电压不变的情况下，通过改变电阻的大小，高档位电阻小，低档位电阻大，由RU P 2=可知，电热器的电功率发生了改变。

两档位电热器一般是通过开关来改变档位的，常见的电路有以下两种： （1）短路型S 闭合时，电阻R 被短路，只有R 0工作，此时为高温档挡；断开时，两电阻串联总电阻较大，此时为低挡.（2）单刀双掷型主要工作的电阻放在干路上，一条支路用导线，一条之路连接在附加电阻上，当S 接附加电阻时两电阻串联，是低温挡；S 接导线时，电路中只有一个电阻，为低温挡。

【中考真题1】（2019·武威第十九中学初三月考）小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，可由机内温控开关S 0进行自动控制。

小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和如图所示的电路原理图。

请解答如下问题：（计算结果若不能整除，保留一位小数）（1）这个电热饮水机正常工作时，在加热状态下的总电流大约是多大 （2）若电阻R 2的阻值为1 210 Ω，则电阻R 1的阻值为多少 【答案】（1）4.2 A （2）55 Ω【解析】（1）当开关S 、0S 闭合时，12R R 与并联，是加热状态，正常加热状态下的电流：I =P U加热=920W220V= 4.2 A ； （2）当开关S 闭合、S 0断开时，电热饮水机只有R 2工作，处于保温状态。

《多挡位电热器的相关计算》考点+训练多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用，涉及到电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点，更侧重电功率的考查。

通过多挡位电热器的考查，能很好的考查学生对电路结构的认识，同时更能考查对电功率和电热的计算能力。

1、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。

电热器电路是纯电阻电路，一般接在家庭电 路，电压为220V ，是个常量，所以：（1）比较电热的多少一般用Q=W=2U R t ，比较功率的大小用2=U P R 。

（2）如果已知各挡功率，计算电热（电功）用Q=W=Pt 。

（3）如果没有已知功率，通常通过2=U P R 计算出电功率，再用Q=W=2U Rt 计算电热。

当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。

2、多个加热电阻的电热器：多挡位电热器，顾名思义，电热器有多个挡位，不同挡位电功率不同。

由于用电器多接在220V 电压下工作，所以依据2U P R可知： ①当电路中电阻越大，电功率越小，为低挡位（保温挡）工作；②当电路中电阻越小，电功率越大，为高挡位（加热挡）工作；③当电阻介于大电阻和小电阻之间时，为中温挡。

通常家用多挡电热器是通过改变开关状态，改变工作电路结构，从而改变用电器消耗的电功率，实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。

高温挡——通过开关的转换，实现电路的并联，并联支路越多，电阻越小，功率越大，温度越高；低温挡——通过开关的转换，实现电路的串联联，串联电阻越多，电阻越大，功率越小，温度越低；3、只有一个加热电阻的电热器：串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起电功率变化。

这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的。

4、电热器是用来加热的，所以常常与比热容相关计算联系起来，考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等，进而计算加热效率。

被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t，消耗的电能W=Pt，加热效率100%QWη=⨯吸。

专题18 多挡位电热器电功率的计算【1 】（2018•广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】（1）4A；（2）1100Ω；（3）800W。

点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用P＝UI求电路总电流；（2）分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P＝可知什么情况为保温档，再利用P＝求R2的阻值；（3）3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转200r消耗的电能，再利用P＝求电饭锅此时的实际加热功率。

【2】（2018•重庆A卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。

求：(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加＝＝4A;由图可知当s接a时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R2＝＝55，R串＝＝484,所以R1＝R串-R2＝484-55＝429(3)圆盘转了30转消耗的电能W＝＝0.01kw t＝1min＝h所以P＝0.6kw＝600W. 【3】（ 2018•天津卷）图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。

2023年中考物理三轮冲刺多挡位电热器综合计算3．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实4．如图甲所示是一款电加热煮茶壶。

图乙为其工作原理图，R、R均为加热电阻丝，额定5．表格中是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R和R为阻值不变的7．如图甲所示为某品牌的家用卷发棒，使用它可轻松做出不同发型，深受时尚女性喜爱，8．如图甲是某型号的电暖气，图乙是其内部的电路简化图，表格中列出了有关参数。

当只9．某中学为了学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。

其中一个餐台的部分简化电路如10．如图甲多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。

图乙是某11．如图甲所示是加热功率为1000W的养生壶，图乙是其简化电路图，S是温度控制开关，12．打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图13．如图为理综胜同学购买的备战中考电热养生壶，有低温、中温、高温三个挡位，可以满14．如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。

该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，15．小洲家买了一个三挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，R、R参考答案1．（1）2A；（2）70Ω；（3）1.5kW·h2．（1）0.1A；（2）6.6×103J；（3）121Ω3．（1）100V；（2）100W；（3）30s4．（1）1100W；（2）1A；（3）400s5．（1）55Ω；（2）8.4×104J；（3）79.5%；（4）高温挡方式更节能6．（1）1.1A；（2）1.35Ω；（3）3.0375Ω，1.0125Ω7．（1）0.4A；（2）17.6W；（3）3960Ω8．（1）73.3Ω，3A；（2）2.09kW·h9．（1）9.1A；（2）96.8Ω；（3）83.3%10．（1）4.62×105J；（2）700s11．（1）200W；（2）242Ω；（3）103S12．（1）0.6A；（2）200J；（3）5W13．（1）1A；（2）110Ω；（3）2kg14．（1）44Ω；（2）484W；（3）36W15．（1）100Ω；（2）968W；（3）1200圈。

多挡位电热器电热的计算安徽杨飞有关电功率和电热的计算题是初中物理的难点之一。

这类试题的综合性较强，难度较大。

试题常以生活中常用的多挡位家用电器(如电饭锅、电饮水机、电饼铛等)为素材，考查有关物理量的计算。

一、两挡电热器两挡电热器分为两种情况，即两个电阻串联和两个电阻并联。

1.两个电阻串联时，电源电压保持不变，根据2UPR可知，两个电阻串联时，电路的电阻最大，电热器处于低温挡（即发热功率较小）；当一个电阻被短路，电路中只有一个电阻工作时，电路的电阻较小，电热器处于高温挡（即发热功率较大）。

例1 （2016南京）某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图1所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。

已知R1=44Ω，R2=2156Ω。

（1）开关S置于______（选填“1”或“2”）挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大？（2）保温焖饭时电路中的电流是多大？10min产生的热量是多少？（3）若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算体说明改进措施。

解析 （1）开关置于2挡时，电阻R 2短路，电路中只有R 1，电路的电阻最小，故功率最大，为高温烧煮挡，此时的功率为221220=110044U V P W R ==Ω高（）；（2）开关置于1挡时，两电阻串联，电路电阻最大，为保温焖饭挡，电路电流122200.1442156U VI A R R ===+Ω+Ω；10min 产生的热量Q=I 2Rt=(0.1A)2×(44Ω+2156Ω) ×10×60s=1.32×104J ；（3）保温功率P 保=UI=220V×0.1A=22W ，保温焖饭挡的功率提升10%后的功率：P 保′=P 保（1+10%）=22W×110%=24.2W ，由2U P R=得，此时电路的电阻为22//220=200024.2U V R W P ==Ω保（），为了保证高温挡功率不变，所以应该改变R 2的阻值，R 2′=R ﹣R 1=2000Ω-44Ω=1956Ω，即把R 2换成阻值为1956Ω的电阻。

初中物理中考常见题型有关多档位电热器的计算【知识积累】1、考点解读：中考中有关多档位电热器的问题一般涉及两个电阻和多个开关，通过开关的闭合、断开或者其他方式改变电阻的连接方式，使电路在电源电压不变的情况下，改变电路总功率。

当电路的总功率最大时，电热器处于高温挡；当电路的总功率较大时，电热器处于中温挡；当电路的总功率最小时，电热器处于低温挡。

电路的总功率要利用公式P=RU 2来分析，即在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电路的总功率越大，用电器的档位越高。

2、串联型：串联型的两档位电热器往往采用短路式电路，短路开关断开时两个电阻串联，电路中的电阻最大，根据P=RU 2可知，此时电路总功率最小，电热器处于低温挡；短路开关闭合时，只有一个电阻接入电路，电路中的电阻最小，根据P=RU 2可知，此时电路总功率最大，电热器处于高温挡。

3、并联型：并联型的两档位电热器往往采用单一支路开关式电路，当支路开关闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据公式P=RU 2可得，在电源电压U 一定的情况下，电路的总功率最大，则电热器处于高温挡；当支路开关断开时，只有另一条支路上的电阻接入电路，电路中的总电阻最大，根据P=RU 2可得，电路的总功率最小，此时电热器处于低温挡 。

【典型习题】1、某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R 1的U ﹣I 图像如图乙所示。

已知U ＝220V 、R 2＝525.8Ω、c 水＝4.2×103J/（kg•℃）、ρ水＝1.0×103kg/m 3。

（1）求定值电阻R 1的阻值；（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于______挡位，求电热水壶此挡位的功率______；（3）已知电热水壶加热效率为80%，将1.5L水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量和加热所需时间。

2、如图所示是速热型电热水龙头的电路简图，R1、R2为电热丝，通过操作开关，可以提供温水和热水，相应参数如表。

中考电热器多档位问题解析作者：王香月来源：《理科考试研究·初中》2015年第04期物理知识源于生活，又服务于生活.所以中考中经常遇到联系生活的题目，如多档位用电器是如何工作的？在人教版九年级物理中焦耳定律一节的学习之后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电饭锅、电热水器、电暖气有几个档位的问题，学生学到此不知如何下手，因此，有必要介绍一下这类问题的解题思路：首先清楚高档位电功率最大，中档位次之，低档位电功率最低.第二因为是家庭电路一般情况认为电压是恒定的220 V.因为电压恒定所以我们用到的电功率公式是P=U2/R当U2一定时R越小P越大.这样就找到问题的答案了.[TP4CW05.TIF，Y#][HTH]例1[HTK]小红设计了一个多档位电热水器，其工作电路如图1所示，R1R2是两根电热丝，改变触点1、2、3、4间的连接方式可形成高温、中温、低温等不同档位.试说明哪种连接是高档？哪种是中档？哪种是低档？[HTH]解析[HT]当2与4连接时R1与R2组成串联，电路中电阻最大，根据P=U2/R ，U一定时，R越大，P最小，所以是低档位.当1与2连接时，只有R1接入，此时电阻比2与4连接时小，根据P=U2/R可知P较大，所以是中档.当1与2连接，3与4连接时，R1与R2并联，电阻最小，根据P=U2/R ，P最大，所以是高档.除上述题型外还有利用短路形成电热器的档位问题的.[TP4CW06.TIF，Y#][HTH]例2[HTK]内部电路如图2所示，R1是加热电阻，阻值为48.4 Ω，R2是限流电阻，阻值为484 Ω，煮饭时，接通电源220 V，问：（1）开关S处于什么状态时电饭锅处在加热状态；（2）饭熟后S处于什么状态时电饭锅位于保温状态；（3）求保温与加热两种状态电饭锅消耗的电功率之比是多少？[HTH]解析[HT]（1）当S闭合时R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻最小，U一定，根据P=U2/R可知电功率最大，所以处于加热状态.（2）当S断开时短路线去掉R2与R1串联，电路中电阻最大，U一定，根据P=U2/R可知电功率最小.所以处于保温状态.（3）加热时电功率P保=U2/48.4保温时P热=[SX（]U2[]48.4+484[SX）]，所以两次的功率之比为11∶1.总之，多档位问题中除了会用P=U2/R分析电热器处于什么档位外，还会在已知用电器额定电压、额定功率的题中运用P=U2/R求电阻，如2008年中考最后一道大题就是多档位电热毯问题仍然用到P=U2/R.[HTH]例3[HTK]某电热毯只有一个挡位，使用不方便.小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯.已知原电热毯的额定电压为220 V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220 V 25 W”灯泡串联在家庭电路中（如图1所示），电压表的示数为176 V.（电源电压恒为220 V，不考虑温度对电阻阻值的影响）求：（1）原电热毯的额定功率多大？（2）为了使改造后的电热毯（如图3所示）在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝？（保留一位小数）（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10 min，R0消耗多少电能？[TP4CW07.TIF，BP#][HJ0.9mm][HTH]分析[HT]（1）因小灯泡的额定电压，额定功率已知，所以根据P=U2/R得R=U2/P，小灯泡的电阻RL=[SX（]U2[]PL[SX）]=[SX（]2202[]25[SX）]=1936 （Ω）.电热毯电阻R0的电压U0=220 V-176 V=44 V，根据串联电路电压之比等于电阻之比，所以R0=（[SX（]U0[]UL[SX）]）RL=（[SX（]44 V[]176 V[SX）]）×1936 Ω=484 Ω，所以电热毯的额定功率P额=[SX（]U2额[]R0[SX）]=[SX（]（220 V）2[]484Ω[SX）]=100 W.（2）改造后的电热毯在低档位时，开关处于断开状态，R0与Rx串联，总电阻是R0与Rx的和，所以电阻最大，电功率最小，据题意可知：总发热功率P=[SX（]3[]5[SX）]P额=[SX（]3[]5[SX）]×100 W=60 W，电路的总电阻R总=[SX（]U2[]P[SX）]=[SX（]（220 V）2[]60 W[SX）]=806.7 Ω，电热丝的电阻Rx=R总-R0=806.7 Ω-484 Ω=322.7 Ω.（3）改造后的电热毯在低档位时，R0消耗的电能W0[WB]=P0T=I2R0T=（[SX（]P[]U[SX）]）2R0T[DW]=（[SX（]60 W[]220 V[SX）]）2 ×484 Ω×10×60 s=21600 J.[HTH]例4[HTK]图5所示是家用饮水机的工作原理图，其中S是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，[TP4CW08.TIF，Y#]已知电阻R0=55 Ω，R=2365 Ω.（1）当开关S处于“2”档时，通过电阻R和R0的电流各是多大？（2）当开关S分别处于“1”档或“2”档时，饮水机的总功率各是多少？（3）请判断当开关S处于“1”档时，饮水机处于加热状态还是保温状态？简述理由.[HTH]解析[HT]（1）当开关S处于“2”档时，R被短路，通过电阻R的电流为零.通过电阻R0的电流I=[SX（]U[]R0[SX）]=[SX（]220 V[]55 Ω[SX）]=4 A.（2）当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率P1=[SX（]U2[]R0+R[SX）]=[SX（]（220 V）2[]2365 Ω+55 Ω[SX）]=20 W，当开关S处于“2”档时，饮水机的总功率P2=[SX（]U2[]R0[SX）]=[SX（]（220 V）2[]55 Ω[SX）]=880 W.（3）当开关S处于“1”档时，饮水机处于保温状态.理由是当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率远小于开关S处于“2”档时，饮水机的总功率.。

专题18 多挡位电热器电功率的计算【母题来源1】2019年四川绵阳卷【母题原题】某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。

小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。

已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。

【母题来源2】2019年四川南充卷【母题原题】如图是电热饮水机电路原理图，已知R1=100 Ω，R2=20 Ω，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于___________状态（填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。

【母题来源3】2019年湘西土家族苗族自治州卷【母题原题】下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝，且电阻阻值相同，高温档位功率为1 100 W，低温档位功率为440 W，家庭电路电压U=220 V，求：（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度；（2）电路中R 1的阻值；（3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。

【母题来源4】2019年山东临沂卷【母题原题】图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5 500 W ，内部等效电路如图乙所示，R 1和R 2是两个电热丝。

某次小明用高温档淋浴时，水的初温是20 ℃，淋浴头的出水温度为40 ℃，淋浴20 min 共用水100 L 。

假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[()34210J kg c ./=⨯⋅水℃]，求：（1）电热丝R 1的阻值。

（2）该热水器高温档功率。

【母题来源5】2019年重庆B 卷【母题原题】特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。

专题18 多挡位电热器电功率的计算【1 】（2018•广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】（1）4A；（2）1100Ω；（3）800W。

点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用P＝UI求电路总电流；（2）分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P＝可知什么情况为保温档，再利用P＝求R2的阻值；（3）3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转200r消耗的电能，再利用P＝求电饭锅此时的实际加热功率。

【2】（2018•重庆A卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。

求：(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加＝＝4A;由图可知当s接a时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R2＝＝55，R串＝＝484,所以R1＝R串-R2＝484-55＝429(3)圆盘转了30转消耗的电能W＝＝0.01kw t＝1min＝h所以P＝0.6kw＝600W.【3】（2018•天津卷）图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。

专题18 多挡位电热器电功率的计算【1】（2018•广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kW•h”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】（1）4A；（2）1100Ω；（3）800W。

点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用P＝UI求电路总电流；（2）分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P＝可知什么情况为保温档，再利用P＝求R2的阻值；（3）3000r/kW•h表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转200r消耗的电能，再利用P＝求电饭锅此时的实际加热功率。

【2】（2018•重庆A卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。

求：(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加＝＝4A;由图可知当s接a时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R2＝＝55，R串＝＝484,所以R1＝R串-R2＝484-55＝429(3)圆盘转了30转消耗的电能W＝＝0.01kw t＝1min＝h所以P＝0.6kw＝600W.【3】（2018•天津卷）图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。

中考物理多档位电热器电功率的计算例析
王瑾
【期刊名称】《理科考试研究（初中版）》
【年(卷),期】2017(024)012
【摘要】中考物理多档位电热器电功率的计算一般分为高温档、中温档和低温档,是在电源电压不变的情况下,通过开关改变工作电阻的大小,由P=U2/R可知,电热器的电功率发生了改变.高档位电路电阻小,电功率大;低档位电路电阻大,电功率小.根据电路的结构常见的有短路串联型、单刀双掷型、并联控制型三种,本文主要以这三种电路为例进行分析,总结其解决方法.
【总页数】2页(P40-41)
【作者】王瑾
【作者单位】甘肃省临泽县第二中学 734200
【正文语种】中文
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