电学综合计算之档位专题
变式训练：如图所示， 已知 R1＞R2,当开关S接到 b 端时， 电路的总功率最小，视为 低 温档； C 接到 端时，电路的总功率最 高 大，视为 温档； 接 a 端时为中档位。
归纳1：用电器的档位问题,就是电功率的问题！
如图所示，为一电取暖器的内部电路图， 当开关S1接a、S2闭合时，取暖器处 高加热档 温 档，此时工作电阻丝为 R1、R2 并联 ；当S1接b、 S2断开时，处于 低 保温档 温档，此时工作电 阻丝为 R1、R2 串联 。
例题3、（11桂林•改编）小波的妈妈为了改善早餐的营 养，买了一台全自动豆浆机．下表是这个豆浆机的主 要技术参数．主要部件电路结构如图甲所示： 是一个 带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；R是一 个金属圆环形状的电热管，用来对液体加热煮沸； S0、 S1均为自动开关（正常工作时每次最多只有一个开关 闭合）。图乙是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中 电热管和电动机交替工作时的“P-t”图象． 请解答下列问题： I加 （1）豆浆机正常加热时的电流是多少？ R （2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是多少？ （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是 多少？ U
体验中考：
P最小
1.低温档的等效电路图
S1断开，S2接a
2.中温档的等效电路图
按电功率大小要求，画出上图 的等效电路图：
S1闭合，S2接a b
R1被短路
3.高温档的等效电路图
S1闭合，S2接b
例2、（创新题）小明家买了一台电烤箱，发热 功率有高、中、低三个档位．小明根据电烤 箱的工作情况，模拟出了电烤箱的电路，如 图．电源电压稳定为6V，两个发热电阻分别 为R1=10ΩR2=20Ω．单刀双掷开关S2可分 别与触点a、b接通．请你同小明一起研究， 然后回答以下问题： （1）请画出该电路的“低、中、高档位” 对应的等效电路图。 （2）模拟电烤箱电路处于“低”档位工作时， 电路10min消耗的电能是多少？ W? 10Ω 20Ω t
U I加 P保
加热 保温
• 解： （1）P加=U加I加=220VX2A=440W
（2） S0闭合时，R1 与R2并联，为加热档， 由 I=U/R 得 R并=U/I加=220V/2A=110Ω；S0断开 时为保温档，只有R2工作。由P=UI 及I=U/R 得 R2=U2/P保=(220vx220v)/40w=1210Ω;
U
体验中考：
解： （2）当开关S1断开，S2接a时，电路处 于“低”档位．此时电阻R1和R2串联， R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω. t=10min=10X60S=600s 由W=U I t 和 得： W= =(6VX6VX600s)/30Ω桂林• 改编）电热饮水机有加热和保 温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控 制），从说明书上收集到如下数据及如图所示 的电路原理图．求： P加 （1）加热时的电功率是多少？ （2） R1的阻值多大？
电学综合计算： 档位专题
执教：桂林市奎光学校
廖安康
日常家用电器 ——档位的问题
09 年 10 分 10 年 8 分 11 年 10 分
豆浆机
电饭锅
电吹风
12 年 8 分
饮水机
电压力锅
13 年 10 分
2014年？
用电器的“高、低” 档位判断
例1．已知R1＞R2，如图1所示：则甲、乙、丙三个电路图中 总功率最小的是 甲 图；总功率最大的是 丙 图.
能力提升
P机 P加
甲 乙
• 解：（1）由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流： I1=P1/U=1210W/220V=5.5A； • （2）由I=U/R可得，豆浆机正常加热时电热管的电阻： R1=U I I=220V/5.5A=40Ω； • （3）由乙图可知：加热时间t1=9min=540s，电动机工作 时间t2=2min=120s， 加热消耗的功率： W1=P1xt1=1210W×540s=6.534×105J， 电动机工作消耗的电能： W2=P2xt2=120W×2×60s=1.44×104J， 豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能： W=W1+W2=6.534×105J+1.44×104J=6.678×105J．
电路结 构变
总电阻 变
4、找解题思路时：从问题出发，顺藤摸瓜。
？提问：变式2中，能否用
R2=u2/（P高-P低）求R2的阻值？
巩固训练：下表是小红家新买的“海尔”牌 全自动洗衣机的铭牌，请同学根据铭牌上 的参数，求： （1）该洗衣机的洗涤功能和加热功能是 同时工作同时停止的，若连续洗涤30min， 再脱水l2min，在正常工作的情况下，洗衣 机完成整个工作过程消耗的电能； （2）洗衣机加热丝的电阻．
答：（1）豆浆机正常加热时的电流是5.5A； （2）豆浆机正常加热时电热管的电阻是40Ω； （3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是 6.678×105J．
谈谈本节课你的收获！
1、用电器的档位问题，就是电功率的问题！
2、电源电压一定时，常用计算公式 判断档位的高低；
3、档位变
.
功率变
开关变
由R并=R1XR2/(R1+R2)得R1=121Ω 或：由P=UI 得 I2=P2/U2=40W/220V=2A/11;R1与R2并联， I1=I总-I2=2A-2A/11=20A/11; R1=U1/I1=220V/(20A/11)=121Ω
或：P1=P加-P保=440W-40W=400W 由P=U I和I=U/R 得 R1=U12/P1=(220VX220V)/400V=121Ω
• （3）根据P=U2R可得，加热丝的电阻： R=U2P加=(220V)22000W=24.2Ω． • 答：（1）当洗衣机内洗衣量最大时，洗衣机对地面的压 强为3750Pa； （2）在正常工作的情况下，洗衣机完成整个工作过程消 耗的电能为4.2336×106J； （3）洗衣机加热丝的电阻为24.2Ω．
高温档：
等效图
低温档：
方法归纳2：
1、电源电压一定时，常用公式 . 判断档位的高低； 2、关注：开关的开、合带来电路工作电阻的 变化。 3、最好将每一个档位对应的等效电路图画出， 便于解题！
例2、（创新题）小明家买了一台电烤箱，发热 功率有高、中、低三个档位．小明根据电烤 箱的工作情况，模拟出了电烤箱的电路，如 图．电源电压稳定为6V，两个发热电阻分别 为R1=10ΩR2=20Ω．单刀双掷开关S2可分 别与触点a、b接通．请你同小明一起研究， 然后回答以下问题： （1）请画出该电路的“低、中、高档位”对 应的等效电路图。
• 解 （2）洗涤时的功率： P总洗=P洗+P加=220W+2000W=2220W 连续洗涤30min消耗的电能： W总洗=2220W×30×60s=3.996×106J， 脱水l2min消耗的电能： W脱水=330W×12×60s=2.376×105J， 洗衣机完成整个工作过程消耗的电能： W=W总洗+W脱水 =3.996×106J+2.376×105J=4.2336×106J；
电学专题复习—电热器多档位工作
电学专题复习—电热器多档位工作考点一：三档位电热器1.某品牌家用电火锅设计成高温、中温、低温三档，如图是它的发热电阻丝，A,B,C为三个接线柱，B是电阻丝中点接线柱。
图中各档位接上电源后，能得到高温档的电路是（）2.如图所示是一种家用电器内部结构电路简图，R1、R2为电阻丝，它有高、中、低三个档位，档位越高，功率越大，其中该用电器的高档功率为88w。
已知，R1=1100Ω，求：（1）三个档位中电路的总电流最大是多少安？（2）闭合S3，断开S1、S2时，电路处于哪个档位？通电一分钟电路消耗电能为多少焦耳？（3）当电器处于低档时，它消耗的电功率是多大？考点二：两档位电热器（串联型与并联型）A、串联型电热器3.一台电烤箱，其内部简化电路如图所示。
电烤箱有“高温档”和“低温档”两个温度档位供选择，对应的电功率分别为1100W和440W，电路图中R1和R2均为电热丝，电源电压为220V，设电热丝的电阻值保持不变。
电烤箱在“高温档”工作1min所消耗的电能为J；电路中R1的阻值为Ω；电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流为A和R2的功率为W。
4.某型号电饭锅有高温档和低温档两个档位，其原理如图所示，则当开关置于______（选填“1”或“2”）位置时为高温档。
已知高温档额定功率是1100 W，当电饭锅以高温档正常工作1 min消耗的电能为______J；若已知低温档额定功率是440W，电阻R=______Ω。
5.如图所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻，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”之间的转换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）．（1）加湿器需在高档加热，开关S应旋转至触点（选填：“1、2”、“2、3”或“3、4”）位置；（2）电阻R1的阻值；（3）加湿器处于低档位置时的发热功率；（4）下图是某次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器消耗的总电能．6.如下图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图。
专题09电功率之多档位计算(原卷版)
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。
(中考物理)电学综合计算 提分专题(解析版)
专题十二 电学综合计算题题型一：电学基础计算1．（2021·广东中考真题）如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S ，将滑动变阻器R 的滑片P 由a 移动到b 时，R 0的电功率和电流的P-I 关系图像如图乙所示，求： （1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值。
【答案】（1）9V ；（2）72欧 【详解】解：（1）当滑片P 在b 端时，只有R 0工作，电流最大为b 0.5A I =电源电压为b 4.5W =9V 0.5A P U I == （2）R 0的阻值为0b 9V 18Ω0.5AU R I === 当滑片P 在a 端时，电阻最大，电流最小，此时a 0.1A I =总电阻为a 9V 90Ω0.1AU R I ===总 滑动变阻器最大电阻为0=90Ω18 Ω72ΩR R R -=-=总滑答：（1）电源电压为9V ；（2）滑动变阻器的最大阻值为72Ω。
2．（2021·江苏扬州市·中考真题）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为6V ，灯泡标有“2.5V0.5A”字样（灯阻值不变），滑动变阻器标有“20Ω1A ”字样， （1）求灯泡正常发光时的电功率；（2）求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值； （3）该电路设计是否有缺陷?如有，请给出解决办法。
【答案】（1）1.25W ；（2）7Ω；（3）见解析 【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电功率P L =U L I L =2.5V×0.5A=1.25W（2）灯泡正常发光时通过电路的电流是0.5A ，滑动变阻器接入电路的阻值L 6V V=0.5AU U U R I I -==滑滑-2.5=7Ω （3）因为当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的电阻不为零，所以不足是：再移动滑动变阻器的滑动片时，可能会使灯泡烧坏；改进的措施：串联一个保护电阻。
答：（1）灯泡正常发光时的电功率是1.25W ；（2）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值是7Ω； （3）见解析。
中考复习专题(电学复习-多档位问题)经典题型
电学专题---多档位问题探讨1、左图为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如右图所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V。
电路的工作原理是：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档。
正常工作时高温挡的电功率为1980W。
(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化)(1)电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大?(2)若电热丝R2的电阻为44Ω，则电热丝正常工作时电热丝R1的电阻为多少？(3)若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复，小楠设计了这样一个方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2。
请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。
2、电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。
下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。
(1)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2 x103J/( kg·℃)，结果保留两位小数）(2)加湿器在低档时的发热功率；(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议。
额定电压220V额定最大发热功率400W水箱容积4L适用面积40～60m23、图16所示是一种电热水龙头，图17是它的电路简图。
旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。
已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω，温水档的电功率是2.2kw 。
试回答或求解下列问题：（1）S旋到____位置时，水龙头流出温水；S旋到____位置时，水龙头流出热水。
（选填“1”、“2”或“3”）（2）电热丝R1的阻值是多大？（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？图16 图174、某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示．如图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低时，温控开关S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．若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容C=4.2×103J/（kg•℃）]．（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R0的电功率是多少？额定电压220V额定功率4400W水壶装水质量10kg频率50Hz5、如图所示是家用饮水机的工作原理电路，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，已知电阻R0=55Ω，R=2365Ω.（1）当开关S处于“2”挡时，通过电阻R和R0的电流强度各为多大？（2）当开关S分别处于“1”挡和“2”挡时，饮水机的总功率各是多少？（3）请判断当开关S处于“1”挡时，饮水机处于加热状态还是保温状态？简述理由。
中考物理电学专题10 多挡位电热器综合计算
多挡位电热器综合计算》专题训练1．如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。
小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，对和人2均为电热丝，S］和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。
当S］闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。
已知R］=55Q，问：(1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？(2)求电阻R2的阻值。
(3)当S1断开，S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。
(4)如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。
甲乙丙2•下图是一台电热饮水机的电路原理图，下表是它的铭牌数据，其中S2是温控开关,R1是加热电阻，R2是定值电阻。
(1)请画出饮水机处于加热状态时的等效电路图；(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)求保温时电路中的总阻值为多少？(4)若饮水机7分钟把一定质量的水烧开，水所吸收热量为168000J,请通过计算说明此加热过程中电阻丝产生的热量是否有损失？额定电压220V加热功率440W保温功率40W3．几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”。
现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。
R1和R2均为电热丝，S］是自动控制开关。
把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：1)电饭锅的最大电功率；(2)电热丝R2的阻值；(3)25min内电饭锅产生的热量。
4.如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S］为自动控制开关，R1和R2均为电热丝,图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图象。
求：（1）低温挡工作时的功率；（2）电热丝R2的阻值；（3）15min内电烤箱消耗的电能；（4）若开始工作时实际总电流为9A,试计算电热丝R2的实际功率（电热丝的电阻保持不变）。
电功率、电热计算技巧(挡位型)
挡位型电功率、电热计算的解题技巧解答档位型计算题的关键是弄清不同状态下电路所处的档位类型.判断方法：由公P=RU 2可知,电热器的电阻越小,其电功率大,挡位越高。
(1)对于并联电路来说,按入的电阻个数越多,挡位越高;对于串联电路来说,接入的电阻个数越多,档位越低。
(2)电热器的总功率等于每个电阻的电功率之和。
典例剖析例【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S 0。
该饮水机的部分参数已知:额定电压为220V,加热时的总功率为880W,保温时的功率为40W,R 1、R 2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S 0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R 1、R 2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? 解题秘方:电热饮水机的挡位可以利用公式P=R U 2进行判断和计算;电阻丝的阻值可以利用公式R=P U 2计算;电热饮水机的功率可以利用公式P=RU 2计算。
解:(1)当开关S 、S 0闭合时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,由P=RU 2可知电热饮水机处于加热状态,此时电路的总电流I=U P 加热=WV40220=4A 。
(2)饮水机处于保温状态时电路为R 2的简单电路,电阻R 2=保温P U 2=W V 402202）（=1210Ω。
因它们阻值不变,所以加热时电阻R 2的阻值也为1210Ω。
饮水机处于加热状态时两电阻并联,电阻R 1=22P U =WW V 408802202）（=57.6Ω。
(3)电路的总电阻R=I U =AV 4220=55Ω，电路两端电压为200V 时,饮水机在加热状态的实际功率P 加热'==RU 2实=727W 。
方法小结:电功率的综合运用通常以电热器为载体,电热器的工作电路欧姆定律适用,电功率的推导式也就适用于电热器的计算。
电学多档位问题 专题
电学多档位专题类型一：串联电路中的多档位问题【典型例题01】图（甲）是某款家用电热水壶，图（乙）是它的工作简化电路，其中S 是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，电热水壶从加热状态自动切换到保温状态，铭牌上相关参数如下表：（不计温度对电阻的影响）（1）温度控制开关S 接___________（选填“1”或“2”）时，电热水壶处于保温状态； （2）电热水壶在加热状态连续正常工作10 min ，产生的热量是多少？ （3）求加热电阻R 1 、R 2的电阻值？（4）在某次烧水过程中，该电热水壶连续正常工作6min ，消耗电能0.08kW ·h ，在这一过程中，请通过计算加以说明：电热水壶的加热模式____________________________（选填“保温档单独工作”、“加热档单独工作”或“保温档与加热档交替工作”）。
类型二：并联电路中的多档位问题【典型例题03】如图甲所示是一种电热水龙头，图乙是它的电路简图．旋转手柄可使扇形开关S 同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水．铭牌上相关参数如下表。
求解下列问题：（不计温度对电阻的影响）（1）S 旋到___________位置时，水龙头流出温水；S 旋到___________位置时，水龙头流出热水．（选填“0”、“1”或“2”） （2）电热丝R 1和R 2的阻值是多大？（3）S 旋到热水档时，电路中的总电流是多大？额定电压220V 频率 55Hz 容量2L额定功率保温档 440w 加热档1.0kw甲 乙额定电压220V 频率 55Hz额定功率保温档 1100w 加热档 3.3kw甲 乙当堂练习【练习1】如图所示是家用饮水机的工作原理电路，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，已知电阻R1=2365Ω，R2=55Ω．（1）当开关S处于“2”档时，通过电阻R1和R2的电流强度各为多大？（2）当开关S分别处于“1”档和“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．【练习2】在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
中考物理电学计算(挡位变化的电路)
中考物理电学计算（挡位变化的电路）1. 如图甲所示是家庭常用的电热淋浴器，乙图是其简化电路(R 1、R 2都是加热电阻).已知电热淋浴器的额定电压为220 V ，容量为50 L ，加热功率为5 kW.求：(1)开关接“1”时，电热淋浴器处于 状态.(2)R 1的电阻；(开关跳转至2位置)若R 2＝10 Ω，电热淋浴器处于保温状态时消耗的电功率约为多少？(3)将水箱装满加热20 min ，则需要消耗多少电能？【答案】(1)加热解：(2)由P ＝U 2R 可得，R 1＝U 2P 加热＝（220 V ）25 000 W＝9.68 Ω电热淋浴器处于保温状态时，电路中R 1与R 2串联，消耗的电功率 P ＝U 2R 1＋R 2＝（220 V ）29.68 Ω＋10 Ω≈2 459 W (3)加热20 min ，需要消耗的电能为 W ＝Pt ＝5 000 W×20×60 s＝6×106J2. 如图是某款多功能多挡位电火锅的简化电路图，R 1和 R 2为电热丝，R 0为调温电阻，通过开关S 1、S 2和温控开关S 3的通断可使电火锅在不同挡位下工作，其挡位Ⅰ、Ⅱ功率较小，挡位Ⅲ功率最大且不可调节.下表是部分铭牌参数.额定电压 220 V 额定频率50 Hz 挡位Ⅲ功率2 000 W(1)当电火锅以最大挡位Ⅲ工作时，开关S 1、S 2均闭合，温控开关S 3应 (选填“闭合”或“断开”).(2)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，将锅内2 kg 水由20 ℃加热到沸腾用时8 min ，该电火锅的效率为多大？[在1个标准大气压下，c 水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)当只闭合开关S 1时，电火锅在挡位Ⅰ正常工作. 若 R 2＝100 Ω，调温电阻R 0 的最大阻值为400 Ω，计算电热丝R 1 的电阻值和在挡位Ⅰ工作时的最小电流. (结果保留一位小数)【答案】(1)闭合【解析】分析电路图可知，当开关 S 1、S 2均闭合时，R 1 与 R 2 并联，要使电火锅在最大挡位Ⅲ工作，由P ＝U 2R知电路中的电阻应最小，则R 0必须短路，即温控开关S 3闭合.解：(2)电火锅在最大挡位Ⅲ工作8 min 消耗的电能 W ＝P 3t ＝2 000 W ×8×60 s ＝9.6×105 J水吸收的热量Q 吸＝c 水m Δt ＝4.2×103J/(kg·℃)×2 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105Jη＝Q 吸W ×100%＝6.72×105J 9.6×105J×100%＝70% (3)当电火锅以最大挡位Ⅲ正常工作时，S 1、S 2、S 3都闭合，R 0被短路，R 1与R 2并联，则可得R 总＝U 2P 3＝（220 V ）22 000 W＝24.2 Ω根据并联电阻关系知R 1≈31.9 Ω当电火锅在挡位Ⅰ正常工作时，R 0与R 1串联，且 R 0阻值最大时，电路中电流最小，则I min ＝U R 1＋R 0＝220 V31.9 Ω＋400 Ω≈0.5 A3. 如图甲为某款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，该挂烫机的正常工作电压为220 V ，水箱最多装水1.5 L ，加热功率有高低两个挡位，它的工作电路原理如图乙所示，R 1、R 2为阻值相同的发热电阻，0、1、2为触点，S 2为旋转开关，实现关、低挡、高挡的转换，其高挡时的额定功率为1 210 W.使用时，水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服.(1)求该挂烫机发热电阻的阻值. (2)求该挂烫机低挡的功率.(3)若将工作电路改为图丙所示电路，且保证加热功率不变，则发热电阻的阻值应为多大？(4)若该挂烫机的加热效率为84%，则将电热杯内0.2 kg 、20 ℃的水加热到100 ℃需要的时间至少是多少？[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】解：(1)当处于高挡时，开关S 2旋至1、2之间，电路中只有电阻R 2工作由P ＝U 2R 2得：R 2＝U 2P ＝（220 V ）21 210 W＝40 Ω(2)当处于低挡时，开关S 2旋至0、1之间，电路中R 1、R 2串联接入电路挂烫机低挡的功率为：P ＝U 2R ＝U 2R 1＋R 2＝（220 V ）240 Ω＋40 Ω＝605 W(3)图丙电路处于低挡时，开关S 2旋至0、1之间，电路中只有电阻R 1工作由P ＝U 2R 1得：R 1＝U 2P ＝（220 V ）2605 W＝80 Ω(4)水吸收的热量为：Q ＝cm Δt ＝4.2×103J/(kg·℃)×0.2 kg×80 ℃＝67 200 J由η＝Q W×100%＝84% 得：W ＝Q84%＝67 200 J84%＝80 000 J 由W ＝Pt 得：t ＝W P ＝80 000 J1 210 W≈66.1 s4. 如图甲所示为某电热炉，其工作原理如图乙所示，下表为其铭牌的部分参数(其中高温挡的额定功率模糊不清)，R 1、R 2均为电热丝(电阻不随温度变化). 求：(1)开关S 1断开，开关S 2接到b ，电热炉处于 挡. (2)电热炉高温挡的功率是多少？(3)若电能全部转化为热能，用电热炉将2.2 kg 的初温为25 ℃的水加热至沸腾最少需要多长时间(在标准大气压下)？[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】(1)低温【解析】①当开关S 1闭合，S 2接a 时，R 1与R 2并联；②当开关S 1闭合，S 2接b 时，R 2被短路，电路中只有R 1工作；③当开关S 1断开，S 2接b 时，R 1与R 2串联.根据P ＝U 2R可知电压一定时，电阻越小，电路消耗的功率最大，则开关S 1断开，开关S 2接b 时，电热炉处于低温挡.解：(2)低温挡时，R ＝R 1＋R 2＝U 2P 低＝（220 V ）2550 W ＝88 Ω中温挡时，R 1＝U 2P 中＝（220 V ）21 100 W＝44 ΩR 2＝88 Ω－44 Ω＝44 Ω该电热炉处于高温挡时，R 1、R 2并联，总电阻R 总＝22 Ω功率P 高＝U 2R 总＝（220 V ）222 Ω＝2 200 W(3)水吸收的热量Q ＝c 水m Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.2 kg ×(100 ℃－25 ℃)＝6.93×105J需要时间t ＝W P ＝Q P ＝6.93×105 J2 200 W＝315 s5. 如图甲为一种新型热饮咖啡机，图乙是它工作电路的简化图，R 1、R 2为发热电阻，S 0为温控开关.其相关参数如表所示.求：(1)热饮咖啡机是利用 原理来工作的，在加热过程中，主要通过 方式使咖啡的内能增加.(2)电阻R 2的阻值是多少？在加热状态时，通过电路的总电流是多少？(3)若把质量为0.8 kg 的咖啡从20 ℃加热到90 ℃需要6 min ，该咖啡机的热效率为多少？[c 咖啡＝4×103J/(kg·℃)]【答案】(1)电流热效应 热传递解：(2)由题图可知，当S 闭合、S 0断开时，电路为R 2的简单电路，此时热饮咖啡机处于保温状态，由铭牌参数可知R 2的阻值为R 2＝U 2P 保温＝（220 V ）240 W＝1 210 Ω热饮咖啡机处于加热状态时，通过电路的总电流为I 加热＝P 加热U ＝880 W220 V＝4 A (3)咖啡吸收的热量Q 吸＝c 咖啡m (t －t 0)＝4×103 J/(kg·℃)×0.8 kg×(90 ℃－20 ℃)＝2.24×105 J咖啡机消耗的电能为 W ＝P 加热t 加热＝880 W×6×60 s＝3.168×105J该咖啡机的热效率 η＝Q 吸W ×100%＝2.24×105J3.168×105J×100%≈70.7% 6. 小芳家新买了一台电烤箱，其铭牌参数和内部简化电路如下图所示，R 1、R 2均为电热丝.(1)该电烤箱在高温挡烘烤1 000 s 消耗的电能是多少？ (2)电路中R 1、R 2的阻值分别为多少？(3)该电烤箱在低温挡正常工作时，R 1消耗的功率是多少？ 【答案】解：(1)利用高温挡烘烤消耗的电能 W ＝P 高温t ＝1 100 W×1 000 s＝1.1×106 J(2)由题图可知，当开关S 1、S 2都闭合时，R 2被短路，电路中只有R 1，此时电烤箱处于高温挡根据P ＝U 2R 可知R 1＝U 2P 高温＝（220 V ）21 100 W＝44 Ω当开关S 1闭合、S 2断开时，R 1和R 2串联在电路中，此时电烤箱处于低温挡根据P ＝U 2R 可知R 总＝U 2P 低温＝（220 V ）2440 W＝110 Ω根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可知R 2＝R 总－R 1＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω(3)电烤箱在低温挡工作时，电路中的电流 I ＝P 低温U ＝440 W220 V＝2 A 此时R 1消耗的电功率为 P ＝I 2R 1＝(2 A)2×44 Ω＝176 W。
初中物理讲义：电学中多档位问题的解题方法
电学中多档位问题的解题方法【学习目标】1.掌握电学的基本规律，熟记计算公式2.理解多档位问题的分析方法▲知识点剖析多档位的实质是利用多个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。
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。
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 +=低中温档闭合S 1，S 2接b ，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、R2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。
①并联电路中求解总功率时，一般用2212R U R U P +=求解较为方便；②串并联电路中，21W W W +=总，21P PP +=总。
▲例题赏析【例1】冬天，小立同学使用电热毯时，发现电热毯有高温和低温两档。
他猜想电热毯电路可能是如图所示的甲、乙两种情况之一（虚线框内为发热电阻）。
于是小立同学在实验室里，按图进行了相应的实验：他选择的电源电压恒为6V ，在四个发热电阻中，R 3=30Ω，R 4=60Ω。
（1）在甲图中，开关S 1断开时，实验电路处于低温挡；（2）在乙图中，实验电路处于高温挡时消耗的电功率为1.8W ；（3）如果甲、乙两图中实验电路的高温挡和低温挡的电功率分别相等，则在甲图中，R 1和R 2的等效电阻为30Ω；R 2的阻值为20Ω。
电热综合计算多档位问题 九年级物理
①只闭合S1，R1与R2串联，R总=R1+R2 ②闭合S1 、S2， R2被短路，R总=R1
思路总结
类型二：
并联式
①只闭合S1，电路ຫໍສະໝຸດ 只接入了 R2，R总= R2类型三：
单刀双掷开关
①断开S1 、S2接b，R1与 R2串联，R总=R1+R2
②只闭合S1与闭合S1、S2接b相同 电路中只接入了 R1，R总= R1
（1）R总=176Ω，R1=88Ω （2）P中=P1=550W （3）P高=P1+P2=1100W
课堂小结
档位
总功率
总电阻
总电阻大，低温档 总电阻小，高温档
类型四：
①接2、3，只接入了 R1 ，R总= R1
旋转开关
课堂练习
(2017河南)如图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220 V，具有“
加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400 W和40 W．当开关S1、S2
均闭合时，饮水机处于___加__热___(选填“保温”或“加热”)状态，R1的阻值
为___1_2_1___Ω；用饮水机给2 kg的水加热，当水温升高50 ℃时，水吸收的热
量为___4_._2_×__1_0_5__J．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
课堂练习
(2015河南) 如图所示是某款电热水龙头的电路原理图．R1、R2为电热丝
，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、 热水挡之间的切换．当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是 ____温____水(选填“冷”“温”或“热”)．若R2＝2R1，水龙头在温水挡正 常工作时电功率为2 000 W，则它在热水挡正常工作1 min消耗的电能为 1_._8_×__1_0_5_J.