专题09 电功率之多档位计算（原卷版）.docx

1、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。SR11R2220V2如果R1 和R2 都是加热电阻，根据公式P总，开关接1时，R1被短路，总电阻小，总功率大，是高温档；开关接2时，R1和R2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

2、档位的变化。R1R2S2S1220V三档：R1 和R2 都是加热电阻（R1 R2），如果R1 和R2 所在支路均有开关，根据公式P总，开关S1、S2 均闭合时，R1和R2并联，因为R并联 R1 R2，所以是高温档；开关S1 闭合，S2 断开时，只有R1 接入电路，因为R1 R2，所以是中温档；开关S2 闭合，S1 断开时，只有R2 接入电路，因为R1 R并联，所以是低温档；开关S1闭合，S2接B，R1和R2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）

3、滑动变阻器R0，加热的电阻丝R1（定值电阻）滑动变阻器R0减小时，R1两端电压增大，根据P1，R1加热功率增大；滑动变阻器R0增大时，R1两端电压减小，根据P1，R1加热功率减小。*针对训练一、单选题1（2023秋山东德州九年级校考期末）图甲所示的是某种电热饮水机的简化电路示意图，图乙所示的是它的有关参数。该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。在某次用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，忽略温度对电阻的影响。则下列说法正确的是（）A该饮水机处于加热工作状态时，温控开关S0处于断开状态B根据有关参数可知，R1的阻值为40。R2的阻值为1210C当饮水机在该次用电

4、高峰期处于保温工作状态时，它的实际功率为40WD当饮水机在该次用电高峰期处于加热工作状态时，它的实际功率为1000W二、填空题2（2022秋陕西咸阳九年级统考期末）某科技兴趣小组设计了一个简易保温箱，电路原理如图甲所示，虚线框内为加热电路部分，闭合开关S，加热电路给保温箱加热，R1为定值电阻，R2为可变电阻（可变电阻的阻值可在0和最大阻值之间调节）；L是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热；当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。已知，电源电压恒为24V，保温箱工作时加热电路的最大功

5、率为144W，最小功率为24W。（1）当保温箱在最小功率工作时，可变电阻接入电路的阻值为_（选填“0”或“最大值”），此时电路中的电流为多少_；（2）求R1的阻值_；（3）调节可变电阻R2为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作20s后温度传感器会切断电源。停止工作10s后，温度传感器又接通电源加热，如此反复工作程序如图乙所示，在此工作程序下，5min内保温箱消耗电能9600J，求此时电路的总功率_。三、综合题3（2023秋广东广州九年级校考期末）图甲是小明家购买的某型号电热加湿器，乙是其内部的电原理图，表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，不考虑温度对电阻的影响，S为旋转型开

6、关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换低挡为小功率加热，高挡为大功率加热。额定电压/V220高挡额定功率/W400低挡额定功率/W100最大注水量/kg1（1）旋转开关S接触点1、2时为“关”，接触点_时为“高挡”，接触点_时为“低挡”；（2）某次使用加湿器工作时，加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量。将注水仓中水的温度升高20，水吸收的热量为多少_？加湿器在高挡正常工作时的加热效率为70%，将注水仓中水的温度升高20，利用高挡加热正常工作需要多长时间_？水的比热容为c水=4.2103J/（kg）（3）求R1的电阻为多少_？（4）一天，小明断开家中

7、其他所有用电器，只接通加湿器在加热，发现家中如图丙所示的电能表的转盘在5min内转了27圈，求此时加湿器的实际电功率为多少_？4（2022天津和平统考二模）小明想设计多档位节能电水壶，使用定值电阻、为加热电阻，且。已知定值电阻的阻值为，请你完成以下问题：（1）电水壶工作时最多可以达到_个调温档位。若已知电源电压为，求最高温档的电功率_；（2）小明利用家庭电路在用电高峰时测量电水壶的实际工作电压，断开了除电水壶外的全部用电器，用最高温功率档加热一段时间后开始计时，经过时间t秒后水沸腾，观察到电能表的表盘在这段时间内转了n转（电能表表盘如图甲所示），求此时电水壶工作的实际电压_；（3）如图乙所示是

8、小红设计的三档位调温电水壶的电路原理图，其中开关S为防烧干温控开关，通常情况是闭合的。图丙是档位控制开关，通过滑动金属滑杆上的滑块P，使它在不同的位置接触触点，实现多档位变化。请你在图乙完成电路的连接_，并对应图丙的档位控制开关的不同接触方法写出档位说明_。5（2022广东九年级校联考专题练习）如图所示是某电热器的工作原理图，、是发热电阻，且，虚线框为电热器的金属外壳，它用一个旋转开关可以实现电热器多档位工作的要求。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点、，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板

9、同时连通。如旋到图中位置时， 金属滑片将两触点同时与右边缘金属板接通。（1）如果请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图所示，应该将电路图中的地线接到插头_（选填“”、“”或“”）脚。正常情况下，火线和零线之间的电压为_。小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中、中的_点处；（2）旋钮开关旋到位置时的电功率为，则_；（3）当旋钮开关旋到位置时，电热器处于_（选填“高温档”或“低温档”）档，通电产生的热量是_；（4） 某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，请你计算说明应选横截面积为_的铜芯导线作

10、为该电热器的输出导线，才符合既适用又经济的原则。导线规格导线横截面积0.511.52.5安全载流量4812206（2022秋九年级校联考课时练习）如图是多挡位电热器的工作电路图，电热器内只有两个阻值分别为 R150和 R2100的电热丝；旋钮开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有“0、1、29”共 10个金属触点；可以绕中心轴转动的旋钮开关两端各有一个金属滑片，转动旋钮开关可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3 触点接通，同时另一端将 7、8触点接通。电源电压为 220 V。用这个旋钮开关可以实现电热器有多挡位加热功率的要求。请回答：（1）该电热器可有几个不同

11、加热挡位_？（2）将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大_？分别指出旋钮开关接在哪个挡位。四、实验题7（2023秋湖北黄石九年级统考期末）如图为某品牌多功能电饭煲的简化电路原理图，电饭煲的额定电压是220V，R288，R3176，旋转开关置于O和a时为关闭状态，分别置于a和b、b和c、c和d，能实现低、中、高三个加热档位的转换。低温档与高温档电流表的示数比为16，不计温度对电阻的影响。（1）开关置于_（选填AabBbcCcd）时，电饭煲处于中温档；（2）电饭煲处于中温档时，在额定电压下持续工作12min消耗的电能是_；（3）电阻R1_。五、计算题8（2023秋广东深

12、圳九年级统考期末）图甲为一种电加热饮水机，图乙为其简化电路图，其中R1和R2均为电热丝，S是手动开关，S1是自动温控开关。当水的温度低于设定值时，通过开关S1的控制，饮水机处于高温档加热状态；水沸腾后，再通过开关S1的控制，饮水机处于低温档保温状态，从而实现智能化地控制水的温度。已知饮水机高温档加热功率为484W，低温档保温功率为44W。(1)请写出饮水机在低温档时S、S1两个开关的通断状态；(2)求饮水机处于高温档加热状态工作40s所消耗的电能；(3)求电热丝R2的阻值。9（2023秋山东济南九年级统考期末）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

13、。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5A；当开关S接b时，电路处于保温状态，消耗的功率为44W。求：（1）该饮水机加热功率；（2）该饮水机在加热状态工作100s，产生的热量为多少；（3）保温状态下，电阻R1两端电压为多大；电阻R2阻值为多大？10（2020秋湖南张家界九年级统考期末）图甲为一款家庭手动调节温度的电暖气，额定电压为220V，其内部的电路简化图如图乙所示，R1、R2均为发热电阻当它接入家庭电路中，只闭合开关S1时，电暖气处于低温档，正常工作时其功率为440W；当关掉家中其他用电器只让该电暖气工作，只闭合开关S2，正常工作60s时，图丙所示电能表的转盘转了

14、30r请你计算：（1）电暖气在低温档位工作时，通过它的电流；（2）中温档和高温档的功率11（2022湖南衡阳统考一模）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。图乙是某品牌养生壶简化电路图。其中R1、R2为电热丝，电阻不变。下表为其铭牌，其中高温档的额定功率已模糊不清：项目参数电源电压（V）220低温档功率（W）220中温档功率（W）440高温档功率（W）容积（L）2(1)养生壶处于低温档工作时，1min消耗的电能；(2)求R1的阻值；(3) 在标准大气压下，使用高温档将初温是45的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为75%，烧开一壶水需要的时间。12（2021秋广东江门九

15、年级统考期末）在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R的电大阻值为100，用于加热的电阻丝R1的阻值为55求闭合开关S后：（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；（2）电热丝的最大加热功率；（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？不考虑热量损失，牛奶的比热容为c2.510J/（kg）13（2023秋湖北黄石九年级校考期末）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，R1和R2均为电热丝，S1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S1闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100 W。已知R1=55，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。