多档位电热器的功率计算定稿

模块四 电学专题09 电功率之多档位计算*知识与方法多档位计算1.档位识别：加热电阻的功率越大，对应的档温度越高。

2.电热器有多个加热电阻参与，总电压不变，接入电路中的总电阻变化。

分为三种：（1）串联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，逐渐使电阻短路，总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

如果R 1 和R 2 都是加热电阻，根据公式P 总总总2R U =， ①开关接1时，R 1被短路，总电阻小，总功率大，是高温档；②开关接2时，R 1和R 2串联，总电阻大，总功率小，是低温档。

（2）并联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，每闭合一条支路，相当于并联接入一个电阻，则总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

三档：R 1 和R 2 都是加热电阻（R 1 < R 2），如果R 1 和R 2 所在支路均有开关，根据公式P 总总总2R U =， ①开关S 1、S 2 均闭合时，R 1和R 2并联，因为R 并联< R 1 < R 2，所以是高温档；②开关S 1 闭合，S 2 断开时，只有R 1 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是中温档；③开关S 2 闭合，S 1 断开时，只有R 2 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是低温档。

（3）通过开关的变化，两个电阻可以串联、可以并联，又可以单独接。

这一类题的解题突破口在于分析电S R 11R 2 220V 2R 1R 2S 2 S 1220V路中电阻的变化。

根据公式P 总总总2R U = ①开关S 1断开，S 2接A ，R 1和R 2串联，因为R 串联>R 并联，所以是低温档；②开关S 1闭合，S 2接B ，R 1和R 2并联，因为R 并联<R 串联，所以是高温档。

3.只有一个加热电阻，串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起功率的变化。

（此类题目中要特别注意区别加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的）滑动变阻器R 0，加热的电阻丝R 1（定值电阻）①滑动变阻器R 0减小时，R 1两端电压增大，根据P 1112R U =，R 1加热功率增大； ②滑动变阻器R 0增大时，R 1两端电压减小，根据P 1112R U =，R 1加热功率减小。

《复习多档位电热器功率计算》教案一.教学目标:1.结合已有的电学知识和给定的电阻R1,R2(R1＞R2)能画出多档位电路图,并能比较出不同档位R总的大小2.根据Q=U2t/R,P=U2/R,能判断出不同温档,并能解释不同档位R总变化时,Q 和P的变化二.教学重难点;重点:根据物理课标的要求和学生的具体情况，本节课要突破的重点是理解不同档位的电阻大小关系，并会正确判断多档位用电器的电路图，会计算不同档位的电功率难点:综合本节所学知识解答生活中的实际问题。

三.中招考点分析多挡位电加热器问题属于电学中的串﹑并联电路问题，是中考必考内容。

1,多媒体:多挡位电热器问题是集电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

2. 多媒体:档位计算在近年包头中考中所占的分值和题型(二)设计电路图,比较不同电路图中R总的大小及判断档位问题一:现有两只电阻R1 和R2 (R1 >R2 )，一个电压为U的电源，你可以组装出几种连接方式不同的电路？自己完成,组内交流问题二:这四种连接方式中,电阻大小的排列顺序,以及电功率大小的排列顺序R丁>R甲> R乙> R丙P丙>P乙> P甲> P丁自己思考,组内交流结果问题三:你是如何判断功率大小的?U 一定时根据Q=W=Pt= U2t/R 可知：家庭电路的电压都是220V，当电路中的电阻都是电热丝时，电路中的总电阻越小，加热总功率就，就处于温档；电路中的总电阻越大，加热总功率就，就处于温档。

(三)设计多档位的电热器,且表示出功率的表达式问题四:若给你两根阻值已知的电阻丝R1、R2,你能为一个生产厂家设计一个多档位的用电器吗?画出电路,并表示出各档位的功率表达式.(家庭电路电压为U) 小组合作讨论完成并进行展示,补充,评价.(四)教师总结规律并利用学案把三种类型的电路图画出来,要求学生通过开关的通断组成不同的档位.(多媒体)▪常见的加热电路有以下三类：▪一是串联型加热电路；▪二是并联型加热电路；▪三是串、并联可互换型加热电路。

第十八章 电功率18.5专题 多挡位问题的分析及计算1．电热器电路高低挡位的判断电热器电路中根据电阻的不同组合，可以实现几个不同功率工作状态的切换。

每一个工作状态称为一个挡位。

因此，挡位根据电功率的高低来区分的，功率越高，单位时间发热越多，被加热物体温度就越高，挡位就越高。

功率、挡位的对应关系如下表。

对于两个电阻R 1、R 2(R 1＞R 2)组成的电路，可以有四种工作状态：R 1单独工作(图甲)，R 2单独工作(图乙)，R 1、R 2串联工作(图丙)，R 1、R 2并联工作(图丁) （1）电阻总电阻的判断因为串联电路总电阻大于其中任何一个电阻，并联电路总电阻小于其中任何一个支路电阻，所以12R R R R 并串＞＞＞。

（2）电路总功率的判断①用公式2U P R判断，电源电压一定时，电路总电阻越小，功率越大，挡位越高。

②用公式P =UI 判断，电源电压一定时，电路总电阻越小，总电流越大，功率越大，挡位越高。

（3）挡位的判断①R 1、R 2并联工作(图丁)电阻最小，功率最大，所以是高温挡； ②R 2单独工作(图乙)电阻比并联电阻大，功率稍小，所以是中高温挡； ③R 1单独工作(图甲)电阻比R 2单独工作电阻大，功率更小，所以中低温挡； ④R 1、R 2串联工作(图丙)电阻最大，功率最小，所以是低温挡。

注意：以上挡位的命名是根据四种情况都存在而言的。

而对于给定的电路，可能存在上述情况中两到三种，比如某电路存在①②③三种情况，那么②就叫中温挡，③就叫低温挡；另一电路存在②③④三种情况，②就叫高温挡，③就叫中温挡；还有一电路只存在③④两种情况，③就叫高温挡，④就叫低温挡了。

所以具体的挡位命名需根据题目信息确定，只需根据功率的高低排序和题目中挡位对应起来就行了。

2．常见的高低温挡电路举例（1）串联电路（R1＞R2）注意：R1或R2单独工作时的电流比R1、R2串联工作时的电流大，也就是说，R1或R2单独工作时与串联工作时通过自身的电流不相同，计算时不要张冠李戴。

[多挡位用电器电热的计算]专题概述电路中开关的断开与闭合会导致电路局部电阻被短接或电路的连接方式改变 ,电路发生改变时 ,电路中的总电阻会变化 ,在电源电压不变的条件下 ,消耗的电功率(或电能)会变化。

多挡位用电器的高挡位电功率大 ,低挡位电功率小 ,通常情况下通过开关的开闭来改变电路的总电阻 ,从而实现高、中、低挡位间的转换。

多挡位用电器电热的计算：首先根据开关的断开与闭合确认电路的连接情况(连接方式、接入电路的电阻),其次理清电路中I、U、R的关系 ,最后根据条件 ,选择适当的公式运算。

►类型一串联型1．如图Z－8－1所示,电阻R1>R2 ,电源电压均为U ,在相同时间内,图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲,图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙,图丙电路中电阻产生的总热量为Q 丙,图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁,那么()图Z－8－1A．Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B．Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C．Q丁>Q乙>Q甲>Q丙D．Q甲>Q丙>Q乙>Q丁2．某中学为解决同学们的饮水问题,购置了一批台式饮水机,其铭牌如下表所示,如图Z－8－2所示是饮水机的电路图,S是用感温材料制成的温控开关,R1是电阻,R2是供加热用的电阻丝。

图Z－8－2(1)分析电路图可知,当S接通时,饮水机处于________状态,当S断开时处于________状态。

(2)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大？(3)正常工作时该饮水机将热水罐中0.6 kg、18 ℃的水加热到93 ℃,用时6 min ,那么热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]3．PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高。

PTC有人为设定的一个温度点,当PTC的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。

多档位动态电路功率计算问题1、CFXB 型“ 220V 1100W ”电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关S 进行调节， R 0 为电热丝。

当开关S 接高温烧煮挡时，电路的功率为1100W ，当开关 S 接焖饭、保温挡时，电路的总功率为22W 。

求：（1）电饭煲在高温烧煮挡时，开关S 应与哪个触点连接？（ 2）电热丝R 0 的阻值多大？（ 3）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温10min ，电热丝 R 0 产生的热量为多少？2、有一种XX ﹣ 88 型号电水壶的铭牌如下表，图是电水壶的电路图，R 为加热器，温控器S 是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。

当水沸腾后，会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制。

若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，则： （ l ）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？（ 2）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是0.2A ，此时电阻R 0 的电功率是多少？3、晓晓家的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1 自动断开， 处于保温状态；当水温降至一定温度t 时，S 1 又闭合重新加热。

饮水机的铭牌数据与 电路原理图如下：（ 1）求正常加热时通过饮水机的电流；（ 2）求电阻R 1 和 R 2 阻值。

4、某电吹风的简化电路图如图所示，R 1、R 2 是发热电阻丝， M 是电动机。

开关 S 1 闭合后， S 2 接 l 、2 时吹冷风，通过电动机的电流为+0.1A ； S 2 接 2、3 时吹温风， R 1 的阻值为110Ω． S 2 接 3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W ．电源电压为220V ．试求：（ 1）吹冷风时，电动机的功率是多少？（ 2）吹温风时，通过R 1 的电流是多少？（ 3）吹热风时， R 2 的电阻是多少？（结果保留小数点后两位）5.小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。

模块四 电学专题09 电功率之多档位计算*知识与方法多档位计算1.档位识别：加热电阻的功率越大，对应的档温度越高。

2.电热器有多个加热电阻参与，总电压不变，接入电路中的总电阻变化。

分为三种：（1）串联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，逐渐使电阻短路，总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

如果R 1 和R 2 都是加热电阻，根据公式P 总总总2R U =，①开关接1时，R 1被短路，总电阻小，总功率大，是高温档； ②开关接2时，R 1和R 2串联，总电阻大，总功率小，是低温档。

（2）并联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，每闭合一条支路，相当于并联接入一个电阻，则总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

三档：R 1 和R 2 都是加热电阻（R 1 < R 2），如果R 1 和R 2 所在支路均有开关，根据公式P 总总总2R U =，①开关S 1、S 2 均闭合时，R 1和R 2并联，因为R 并联< R 1 < R 2，所以是高温档； ②开关S 1 闭合，S 2 断开时，只有R 1 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是中温档； ③开关S 2 闭合，S 1 断开时，只有R 2 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是低温档。

（3）通过开关的变化，两个电阻可以串联、可以并联，又可以单独接。

这一类题的解题突破口在于分析电SR 11 R 2220V2 R 1R 2S 2S 1220V路中电阻的变化。

根据公式P 总总总2R U =①开关S 1断开，S 2接A ，R 1和R 2串联，因为R 串联>R 并联，所以是低温档； ②开关S 1闭合，S 2接B ，R 1和R 2并联，因为R 并联<R 串联，所以是高温档。

3.只有一个加热电阻，串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起功率的变化。

（此类题目中要特别注意区别加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的）滑动变阻器R 0，加热的电阻丝R 1（定值电阻）①滑动变阻器R 0减小时，R 1两端电压增大，根据P 1112R U =，R 1加热功率增大；②滑动变阻器R 0增大时，R 1两端电压减小，根据P 1112R U =，R 1加热功率减小。

多档位问题与电热综合计算多档位的实质是在电压不变时，利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。

常见的档位：高温档、中温档、低温档；加热档、保温档。

家庭电路中电源电压U ＝220V ，根据RU P 2=知R 总 越大，P 实越小，档位越低；R 总越小，P 实越大，档位越高。

高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻高R 最小；中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻中R 高于高温档； 低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻低R 最大。

电路图如下： 电路图（短路式）（并联式）（单刀双掷开关）低温档闭合S ，两电阻串联，212R R U P +=低 闭合S ，只有R 2接入电路，22R U P =低 S 1断开，S 2接b ，R 1、R 2串联，212R R U P +=低 中温档只闭合S 1，断开S 2，只有R 1接入电路，12R U P =中 高温档闭合S 、S 0，只有R 1接入电路，12R U P =高 S 、S 0均闭合，R 1、R 2并联，2212R U R U P +=高 S 1闭合，S 2接a ，R 1、R 2并联，2212R U R U P +=高 原理利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。

利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。

利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同档位的切换。

方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）；方法二：根据公式2212R U R U P +=求解较为方便。

1. 如图是一台电热饮水机的电路简图。

其额定电压为220V，具有加热和保温两种功能，对应的功率分别是400W和40W，下列说法正确的是（）第1题第2题A．均闭合时，饮水机处于加热状态B．阻值为121ΩC．阻值为1210ΩD．高温档加热1h，耗电0.35kw·h，此时饮水机处于正常工作状态2．如图所示是某加热器的电路图，电源电压为220V，R1、R2均为发热电阻丝。

专题12 多档位电热的计算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、电热计算的考查。

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。

一、多挡位电热器挡位判断：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，依据2UPR=可知：①当电路中电阻最大，电功率最小，为低挡位（保温挡）工作；②当电路中电阻最小，电功率最大，为高挡位（加热挡）工作；③当电阻介于最大电阻和最小电阻之间时，为中挡位（中温挡）工作。

例题1（2021山东德州）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开，S2接a时，电火锅为______挡；当S1闭合，S2接b时，电火锅为______挡；当只有______（选填“R1”或“R2”）接入电路时，电火锅为______挡。

【答案】低温高温 R2中温。

【详解】由图乙可知，当S1断开，S2接a端时，R1和R2串联，此时电路的总电阻最大，由2UPR=可知，此时总功率最小，则该电火锅选用低温档工作；由图乙可知，当S1闭合，S2接b端时，考点透视迷津点拨与点对点讲R1和R2并联，此时电路的总电阻最小，由2UPR=可知，此时总功率最大，则该电火锅选用高温档工作；由图乙可知，当S1断开，S2接b端时，只有R2接入电路中，此时电路的总电阻介于高温挡和低温挡的电阻之间，由2UPR=可知，此时总功率不大不小，则此时电火锅为中温档。

【点拨】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（加热挡）——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（保温挡）——通过开关的转换，实现电路的串联，串联电阻越多，电阻越大，功率越小，温度越低；中温挡——通过开关的转换，使电路中的电阻介于最大值和最小值之间，功率介于最大功率和最小功率之间。

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。

专训2：多挡位电热器的计算名师点金：由公式P＝可知，电热器的电阻越小，其功率越大，挡位越高。

(1)对于并联电路来说，接入的电阻个数越多，挡位越高。

对于串联电路来说，接入的电阻个数越多，挡位越低。

(2)电热器的总功率等于每个电阻丝的功率之和。

并联型多挡位1．【中考·广东】如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0。

该饮水机的部分参数已知：额定电压为220 V，加热时的总功率为880 W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝。

假设它们的阻值不变，计算结果若不能整除，保留一位小数，求：(1)当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？(2)在加热状态下，电阻丝R1、R2的阻值为多少？(3)傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？(第1题图)2．【中考·泰安】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。

接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。

当锅内混合物质温度达到102℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。

现将质量为2.0 ，初温为36 ℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20 。

假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c＝4.0×103 (·℃)。

求：额定电压2201挡加热器额定功率5502挡加热器额定功率110保压温度/℃102最大容积3 3(1)R1、R2的阻值。

(2)电压力锅加热多少s后开始保压？(3)电压力锅最后2 内消耗的电能。

(第2题图)串联型多挡位3．【中考·重庆A】小明家的电饭锅的额定电压为220 V，“煮饭”时额定功率为1 210 W，简化电路如图甲所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态的功率之比为1∶16，求：(1)正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少安？(2)电阻R1的阻值为多少欧？(3)某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能表(如图乙所示)指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。