
03 核心精講· 題型突破
考點一 多擋位家用電器的相關(guān)計算
【真題研析】
? 考法 01 多擋位家用電器的電能、電功率的相關(guān)計算
? 考法 02 多擋位家用電器與熱效率的綜合計算
【核心精講】
? 知識點一 多擋位家用電器
【命題預(yù)測】
考點要求 課標(biāo)要求 命題預(yù)測
本考點常以填空題、選擇題、計算題、的形
式進行考查。主要考查的命題點有:多擋位家用電
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模塊三 電學(xué)
專題 09 多擋位家用電器的相關(guān)計算
多擋位家
用電器的
相關(guān)計算
? 了解家用電器各參數(shù)物理意義,能分析
家用電器不同擋位對應(yīng)的電路圖和進
行簡單計算。
器的歐姆定律、電功率、效率相關(guān)計算。此考點與
生活常用場景聯(lián)系緊密,考題中通常給出家庭常用
電器(如:熱水壺、茶壺、熱水器等用來加熱的電
器)的相關(guān)參數(shù)和內(nèi)部等效電路圖。因此在進行解
答前應(yīng)正確分析各檔位對應(yīng)的電路圖,在進行正確
解答。
考點一 多擋位家用電器的相關(guān)計算
考法 01 多擋位家用電器的電能、電功率的相關(guān)計算
1.(2024·四川成都)小張想設(shè)計一個有“低溫”、“中溫”和“高溫”三個擋位的電加熱器,其電路圖如圖所示,
電源電壓為 220V,R1、R2 是電熱絲,開關(guān) S 接觸相鄰的兩個觸點。她準(zhǔn)備了三根電熱絲,R1=242Ω,另外
兩根電熱絲的阻值分別是 121Ω和 242Ω,R2 應(yīng)該選取阻值為 Ω的電熱絲。開關(guān) S 接觸“1”、“2”兩個
觸點時,通電 1min,電流產(chǎn)生的熱量是 J。
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2.(2024·江蘇連云港)小明家的電水壺的內(nèi)部電路如圖甲所示,其中 為電熱絲,S 是電源開關(guān),
是溫控開關(guān)(水溫達到 100℃,自動由加熱狀態(tài)切換為保溫狀態(tài))。該電水壺的部分重要參數(shù)如圖乙所示。
已知電源電壓為 220V。求:
(1)當(dāng)開關(guān) S 閉合, 斷開時,電路中的電流。
(2)當(dāng)開關(guān) S 和 均閉合時, 的電功率。
(3)在加熱狀態(tài)下,該電水壺工作 50s 消耗的電能。
3.(2024·江蘇蘇州)某電飯鍋的電路如圖所示,發(fā)熱盤內(nèi)有發(fā)熱電阻 和分壓電阻 ,S 是溫控開關(guān),
當(dāng) S 接 a 時,電飯鍋處于高溫擋,通過的電流為 4A;當(dāng)溫度達到一定值時,開關(guān) S 自動切換到 b,電飯鍋
處于保溫擋,通過的電流為 0.25A。求:
(1) 的阻值;
(2)電飯鍋高溫擋的功率;
(3)保溫 16min,分壓電阻 產(chǎn)生的熱量。
考法 02 多擋位家用電器與熱效率的綜合計算
4.(2024·青海)月球上蓋房子,真的遙不可及嗎?我國某高??蒲袌F隊提出設(shè)想:利用月球土壤燒制出月
壤磚,為人類在月球上建起科研基地做準(zhǔn)備。如圖甲所示,是“飛天”興趣小組為月球科研基地工作人員設(shè)計
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的一款節(jié)能水暖電熱毯,主要特點是 A、B 兩區(qū)既可以單獨使用,也可以同時使用,從而達到節(jié)能高效的目
的。簡化電路如圖乙所示,電源電壓 U=220V, , 均為電熱絲, 。已知水的比熱容
,求:
(1)單獨使用 A 區(qū)時,若將電熱毯中質(zhì)量為 0.5kg 的水從 20℃加熱到 50℃,用時 600s:
①水吸收的熱量 ;
②消耗的電能 W;
③正常工作時的加熱效率η(結(jié)果保留一位小數(shù));
(2)如果同時使用 A 區(qū)和 B 區(qū),電路中的總功率 P。
5.(2024·甘肅白銀)小明家買了一個既可烤肉、又可以吃火鍋的的多檔位電火鍋,其內(nèi)部電路原理如圖所
示,部分參數(shù)如表所示, 均為發(fā)熱電阻, 的阻值為 。旋轉(zhuǎn)開關(guān) S,讓其和觸點 1 和 2、2
和 3 或 3 和 4 接觸時,可實現(xiàn)不同檔位的轉(zhuǎn)換;
物理量 參數(shù)
額定電壓
中溫檔功率
低溫檔功率
(1)使用中溫檔時旋轉(zhuǎn)開關(guān)應(yīng)該旋轉(zhuǎn)到跟 觸點接觸的位置,簡單說明理由 ;
(2)電加熱器電路中 的阻值各為 、 ;
(3)在高溫檔模式下,向鍋內(nèi)裝 溫度為 的水,高溫檔連續(xù)正常工作 ,水溫升高到 ,這
時電火鍋的加熱效率 是 。[電熱絲的電阻不隨溫度變化, ,水吸收的熱量
跟電火鍋消耗的電能的比值叫做加熱效率]
6.(2024·重慶 B 卷)如圖甲所示是我市某公園的便民飲水點及其飲水機內(nèi)部電路簡化圖,其中 的阻值
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為 48.4Ω, 和 均為阻值不變的電熱絲,飲水機有加熱和保溫檔,正常工作時,保溫檔功率為 110W。
[ ]
(1)求飲水機在保溫檔正常工作時的電流;
(2)當(dāng)只有飲水機工作時,將 3kg 水從 10℃加熱到 100℃,加熱前后公園安裝的數(shù)字式電能表示數(shù)如圖乙
所示,求飲水機的加熱效率 ;
(3)為節(jié)能減排,相關(guān)部門計劃在該公園安裝如圖丙所示的太陽能電池為飲水機供電。已知晴天 太陽
能電池一天能發(fā)電 0.4kW·h,要求所有太陽能電池晴天一天的發(fā)電量能供飲水機使用 3 天。飲水機每天正常
工作加熱時間計為 3h,保溫時間計為 8h,求至少要安裝多大面積的太陽能電池。
知識點一 多擋位家用電器相關(guān)計算
一、常見多擋位電路
分析擋位問題時,由于電源電壓不變,因此一般用 進行分析更方便。
1.串聯(lián)短路型
高溫擋:閉合開關(guān) S1、S2,R1 短路,只有 R2 接入電路,電路的電功率為 。
低溫擋:閉合開關(guān) S1,斷開開關(guān) S2,R1 和 R2 串聯(lián),電路的電功率為 。
2.并聯(lián)型
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高溫擋:閉合開關(guān) S1、S2,R1 和 R2 并聯(lián),電路的電功率為 。
低溫擋:閉合開關(guān) S1,斷開開關(guān) S2,只有 R1 接入電路,電路的電功率為 。
3.雙擲開關(guān)型
高溫擋:閉合開關(guān) S1,開關(guān) S2 接 1 時,R1 和 R2 并聯(lián),電路的電功率為 。
中溫擋:閉合開關(guān) S1,開關(guān) S2 接 2 時,R2 短路,只有 R1 在電路中,電路的電功率為 。
低溫擋:斷開開關(guān) S1,開關(guān) S2 接 2 時,R1 和 R2 串聯(lián),電路的電功率為 。
4.通常會涉及加熱效率,其中總能量為消耗的電能 ,有效利用的能量為水吸收的熱量
,則加熱效率為 。
1.如圖甲是家庭常見的養(yǎng)生壺,其工作原理電路如圖乙所示, 為阻值不變的加熱電阻。該養(yǎng)生壺有
“加熱”和“保溫”兩個擋位,其額定功率分別為 1100W、220W,額定電壓為 220V。當(dāng)雙觸點開關(guān) S 接觸 1
和 2 時,養(yǎng)生壺處于 擋;養(yǎng)生壺在保溫擋正常工作時,電路中的電流為 A;當(dāng)養(yǎng)生壺在加熱
擋正常工作 3min,消耗的電能為 J。
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2.商業(yè)街移動攤位使用可顯示電費的新型插座(如圖甲所示)計費,某攤位使用空氣炸鍋(如圖乙所示)
烹制食物,如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖,其額定電壓為 220V, 和 為發(fā)熱體(阻值
不變),其中 。開關(guān) 的通斷可實現(xiàn)高、中、低三個擋位的調(diào)節(jié)( 不會同時閉合),
只閉合 時為中溫擋,中溫擋額定功率為 500W。求:
(1)空氣炸鍋是利用電流的 效應(yīng)工作的;炸好的食物香氣四溢屬于 現(xiàn)象;
(2) 的阻值是多少 ?
(3)高溫擋正常工作 100s,電流通過 產(chǎn)生的熱量是多少 ?
(4)用電高峰期,空氣炸鍋單獨工作一段時間,新型插座表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示,已知商用電費
單價為 0.75 元/(kW·h),請通過表盤顯示的數(shù)據(jù)計算這段時間內(nèi)該空氣炸鍋的實際電功率 。
3.小明在家中看到一個電熨斗,翻看說明書時看到如圖所示的簡化電路,并且知道有“低溫”“高溫”兩個擋
位, 是電熱絲, 。若電熨斗正常工作,當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)觸片接觸點 (選填“0
和 1”“1 和 2”或“2 和 3”)時,為“低溫擋”,此時電路中電流為 A;“高溫擋”時電路的總功率為
W。
4.如圖所示,這是具有加熱擋和保溫擋的某款電加熱器的簡化電路,其中發(fā)熱體的阻值 R1=R2=48.4Ω。當(dāng)
開關(guān) S 置于 1 位置時,電加熱器處于 (選填“加熱”或“保溫”)擋,正常工作一段時間產(chǎn)生的總
熱量為 1.2×105J;然后將開關(guān) S 置于 2 位置,讓電加熱器正常工作相同的時間,產(chǎn)生的總熱量為 J。
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5.如圖所示為一款電熱中藥壺的簡化電路圖,它有“加熱”、“保溫”兩個擋位。電熱絲 R1=44Ω,R2=176Ω。
當(dāng)開關(guān) S 閉合,S1 接 a 時是 擋位。在“加熱”擋正常工作 5min 電流通過 R1 產(chǎn)生的熱量是 J。
6.某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位,其簡化電路如圖甲所示,電熱絲 。
小致同學(xué)為了測量電熱壺的實際功率,他把家中的其它用電器都與電源斷開,僅讓電熱壺工作,2min 內(nèi)電
能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了 32 轉(zhuǎn)。開關(guān) S 接“1”時,電熱壺為 擋位,測量時電熱壺的實際加熱功
率為 W,電熱壺在額定電壓下,保溫 20min 消耗的電能為 J。
7.某家用電熱壺有“加熱”和“保溫”兩個擋位,其簡化電路如圖甲,電熱絲 。小明為
測量電熱壺的實際功率,他把家中的其它用電器都斷開僅讓電熱壺工作,1min 內(nèi)電能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤
轉(zhuǎn)了 16 轉(zhuǎn),不計熱量損失, ,下面說法正確的是( )
①開關(guān) S 接“2”時,電熱壺為“加熱”擋位
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②電熱壺的正常加熱功率為 100W
③電熱壺將 1kg 的水從 25℃加熱到 75℃,需要正常工作 210s
④測量時電熱壺的實際加熱功率為 800W
A.①③ B.②③ C.①④ D.③④
8.一款養(yǎng)生壺的有關(guān)參數(shù)如表所示,圖甲為其簡化電路圖, 和 為阻值不變的電熱絲。當(dāng)養(yǎng)生壺正常工
作時,分別用低擋位和高擋位給質(zhì)量為 的水加熱。繪制的水溫隨時間變化的圖像如圖乙所示,
。下列說法正確的是( )
額定電壓/V 擋位 額定功率/W
低 200
220
高 500
A.閉合 S 斷開 時,養(yǎng)生壺處于高擋位
B.電熱絲 的阻值為 242Ω
C.使用低擋位燒水時的加熱效率為 70%
D.使用低擋位燒水時的加熱效率高于高擋位
9.如圖所示為三擋位電火鍋, 和 均為電熱絲 ,以下電路圖中,能實現(xiàn)“高溫快速涮煮”、“中
溫鮮存營養(yǎng)”和“低溫小火慢燉”三擋轉(zhuǎn)換是( )
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A. B.
C. D.
10.如圖甲所示為某款電熱水壺,它的簡化電路原理圖如圖乙所示,額定電壓為 220V,S 為感溫開關(guān),1、
2 是開關(guān)連接的觸點, 和 為加熱電阻,且阻值保持不變,已知電熱水壺加熱擋的額定功率為 1100W,
電熱水壺保溫擋正常工作時的電流為 0.5A。某次將 1kg 初溫為 12℃的水加熱到 100℃正常工作加熱了 7min。
求:
(1)加熱擋正常工作時的電流;
(2)電阻 的阻值;
(3)電熱水壺加熱水的效率。
11.小明家有一個多檔位電火鍋,其內(nèi)部電路原理如圖甲所示,旋動旋轉(zhuǎn)開關(guān),讓其與觸點 b 和 c、c 和 d
或 d 和 e 接觸時,可實現(xiàn)不同擋位的轉(zhuǎn)換。其中 R1、R2、R3 均為發(fā)熱電阻,R3 的阻值為 48.4 ,部分參數(shù)
如表所示。則:
物理量 參數(shù)
額定電壓 220V
高溫擋功率
中溫擋功率 800W
低溫擋功率 440W
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(1)使用中溫擋時,旋轉(zhuǎn)開關(guān)應(yīng)該旋轉(zhuǎn)到與哪兩個觸點接觸的位置?
(2)電火鍋電路中 R1、R2 的阻值分別為多少 ?
(3)電火鍋高溫擋的功率為多少 W?若某天中午小明家電路中其它用電器均斷開,只使用電火鍋高溫擋煮飯
20 分鐘,如圖乙所示的電能表脈沖燈會閃爍多少次?
(4)請從安全用電或節(jié)能的角度為該電火鍋的使用設(shè)計一條提示語。
12.我國茶文化源遠流長,圖-1 是小萍家的煮茶器,圖-2 為其內(nèi)部電路圖,圖-3 是該煮茶器在 220V 的電
壓下,某次煮茶過程中功率隨時間變化的圖像,已知加熱狀態(tài)下(0~5min),將 1kg 初溫 60℃的水剛好加
熱到 100℃,求:[ ]
(1)泡茶時能聞到濃濃茶香,這是一種 現(xiàn)象;當(dāng)開關(guān) (填開關(guān)的閉合與斷開狀態(tài))
時,煮茶器是加熱狀態(tài);
(2)加熱狀態(tài)下水吸收的熱量;
(3)煮茶器保溫狀態(tài)下的總電阻;
(4)煮茶器加熱狀態(tài)下的熱效率。
13.如圖甲所示是一款小太陽電暖器,它有“低溫”和“高溫”兩個擋位。小太陽電暖器的簡化電路圖如圖乙所
示,R1 和 R2 均為阻值不變的發(fā)熱電阻。小太陽電暖器銘牌上的部分信息如表所示。
型號 XTY2412
額定電壓 220V
低溫功率 700W
高溫功率 1800W
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(1)利用小太陽電暖器取暖的過程中,是通過 的方式改變?nèi)梭w的內(nèi)能;只閉合開關(guān) S1,小太陽電暖
器處于 (選填“低溫”或“高溫”)擋;
(2)發(fā)熱電阻 R2 的阻值是多少 ?
(3)用電高峰期,斷開家中其他用電器,只將小太陽電暖器接入家庭電路中,讓它在高溫擋工作 6min,觀察
到家中標(biāo)有“1200imp/(kW?h)”的電能表的指示燈閃爍 168 次,則此時小太陽電暖器高溫擋的實際功率是
多少 ?
14.如圖所示,這是某品牌的即熱型水龍頭,它的特點是即開即有熱水,無需提前預(yù)熱,旋轉(zhuǎn)手柄 S 可處
于冷水檔 a、溫水檔 b、熱水檔 c,它的簡要工作電路如圖乙所示,虛線方框內(nèi)有兩個發(fā)熱電阻 、 (方
框內(nèi)未畫出)。已知:溫水檔加熱功率 1100W,高溫檔時發(fā)熱電阻的總電阻是 ,供電電壓為 220V。
(1)當(dāng) S 旋到 b 擋位時,求通電 10s 電流產(chǎn)生的熱量 Q;
(2)求兩個電阻的阻值 、 ;
(3)請你在虛線方框內(nèi)畫出發(fā)熱電阻的電路,并連接完整工作電路。
15.某品牌智能滾筒洗衣機等效電路如圖所示,閉合開關(guān) S,旋鈕開關(guān)旋至 1 擋位置時,洗衣機處于加熱狀
態(tài);旋至 2 擋位置時,洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)。R1 和 R2 均為電熱絲,其阻值不受溫度影響,R1=22Ω,洗
衣機正常使用時,加熱功率是 2400W。 求:
(1)電熱絲 R2 的阻值是多少?
(2)某次洗衣時,洗衣機內(nèi)注入 40kg 水,在額定電壓下對水加熱,水溫由 20℃上升到 50℃,此時加熱效率
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是 84%,則需要加熱時間是多少?
(3)某次關(guān)閉家中其他電器,只有洗衣機處于保溫洗滌狀態(tài)正常工作 20min,標(biāo)有“3000r/(kW·h)”的電能表轉(zhuǎn)
盤轉(zhuǎn)過 500 轉(zhuǎn),則洗衣機電動機的功率是多少?
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