2024-2025學(xué)年版塊17 電功率 專題17-6 極值范圍類計(jì)算 （含答案） 初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講

2024-2025學(xué)年版塊17電功率專題17-6極值范圍類計(jì)算（含答案）初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講專題17-6極值范圍類計(jì)算知識(shí)·解讀一、引起電路變化的因素：（1）滑動(dòng)變阻器接入電阻可變、敏感電阻受環(huán)境因素的影響可變；（2）開關(guān)的開、閉情況不同；二、影響電路安全的因素：（1）電流表、電壓表量程；（2）用電器規(guī)格(燈泡的“U額、P額”或滑動(dòng)變阻器的規(guī)格“aΩbA”)；三、解題步驟：第一步：列出極值要保證電路的安全，首先要將題目中給了規(guī)格的各元件的額定電壓、額定電流或允許通過的最大電流羅列出來(lái)，這樣可以避免遺漏某個(gè)元件.第二步：確定電路狀態(tài)根據(jù)題干限制條件(滑片位置或開關(guān)狀態(tài))，確定此時(shí)的電路連接情況.第三步：求物理量極值、范圍根據(jù)電路連接狀態(tài)，在電路安全的條件下，各物理量極值或范圍均是在物理量I、R的基礎(chǔ)上求得的，因此確定I、R的極值尤為重要.（1）串聯(lián)電路中電路安全時(shí)：a.電流表量程；b.R變安全電流；c.Imin=.三者中最小值為電路可通過電流最大值，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻最小.a.R變銘牌上的最大值；b.R變兩端電壓允許的最大值對(duì)應(yīng)的接入電阻二者最小值為R變min，此時(shí)電路電流為Imax.（2）并聯(lián)電路中電路安全：分析各支路所允許的最大電流，支路電流之和為干路的最大值，同時(shí)要考慮干路電流表的量程.典例·解讀例1、如圖所示，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣(不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響)．當(dāng)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P在最左端時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S閉合，S1斷開，滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A．下列說法正確的是()A.電源電壓為9VB.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為18ΩC.調(diào)節(jié)電路元件，可使電壓表達(dá)到的最大值為4.5VD.電路的最小功率與最大功率之比為3∶16【【答案】D.【解析】小燈泡L的電阻為RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,L),PL)＝eq\f(（6V）2,3W)＝12Ω，S閉合，當(dāng)P在最左端時(shí)，小燈泡L正常工作，故電源電壓為U＝UL＝6V，A錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合、S1斷開，P在中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器一半電阻接入電路，且與小燈泡L串聯(lián)工作，I＝0.2A，則eq\f(R,2)＝eq\f(U,I)－RL＝eq\f(6V,0.2A)－12Ω＝18Ω，故滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R＝36Ω，B錯(cuò)誤；當(dāng)P在最右端，S、S1都閉合時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓，示數(shù)可達(dá)到6V，C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)R與L串聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最大，電功率最小，當(dāng)R與L并聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最小，電功率最大，則最小、最大電功率之比為eq\f(Pmin,Pmax)＝eq\f(\f(U2,R串),\f(U2,R并))＝eq\f(R并,R串)＝eq\f(\f(RRL,R＋RL),R＋RL)＝eq\f(RRL,（R＋RL）2)＝eq\f(36Ω×12Ω,（36Ω＋12Ω）2)＝eq\f(3,16)，D正確．故選D.例2、如圖所示，電源電壓U=8V保持不變，小燈泡上標(biāo)有“6V，4W”字樣，電阻R2=30Ω。閉合電鍵后，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為1W。為了使電鍵閉合后，滑動(dòng)片左右移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是（

）

A、0Ω-40ΩB、3.4Ω-40ΩC、7.5Ω-30ΩD、10Ω-30Ω【【答案】B.【解析】燈泡電阻RD=U2/P=9Ω，額定電流I=P/U=4/6=2/3A.。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6V，并聯(lián)部分電壓不小于2V，電阻不小于3Ω。當(dāng)滑動(dòng)片左移動(dòng)時(shí)電阻減小，由R1R2/(R1+R2)=3解得R1=3.4Ω。當(dāng)滑動(dòng)片右移動(dòng)時(shí)電阻增大，移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)電阻最大。設(shè)滑動(dòng)變阻器R1的總電阻為R，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，變阻器R1有電流部分的阻值為3R/4，小燈泡的實(shí)際功率為1W，說明小燈泡的實(shí)際電壓為3V，實(shí)際電流為1/3A，并聯(lián)部分電壓為5V，并聯(lián)部分電阻為5V÷1/3A=15Ω。由=15解得R=40Ω。所以變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是3.4Ω-40Ω。例3、如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0-3V”，電流表量程為“0-0.6A”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω、1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V、1.25W”（燈絲電阻不變），在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列說法正確的是（）=1\*GB3①小燈泡的額定電流是0.6A；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω-10Ω；③電壓表示數(shù)變化范圍是0-3V；④電流表示數(shù)變化范圍是0.3-0.5A．A、只有②、④正確B、只有②、③正確C、只有①、④正確D、只有①、③正確【【答案】A.【解析】由題可知，小燈泡的額定電流：I額==0.5A，R燈==5Ω；由圖可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端電壓，由I額=0.5A可知，電路中的最大電流即電流表示數(shù)最大值I大=0.5A，此時(shí)變阻器連接入電路中的電阻最小，燈泡正常工作與變阻器串聯(lián)，U燈=2.5V，R小===4Ω；電壓表示數(shù)最?。篣小=U﹣U燈=4.5V﹣2.5V=2V由圖可知，當(dāng)變阻器接入電路電阻越大時(shí)，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0﹣3V量程，因此電壓表最大示數(shù)U大=3V，L兩端電壓：U'燈=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V，電路中的電流即電流表示數(shù)：I小=I'燈==0.3A，變阻器電阻：R大==10Ω，綜上可得：=1\*GB3①小燈泡的額定電流為0.5A，故①錯(cuò)誤；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω-10Ω，故②正確；③電壓表示數(shù)變化范圍是2V﹣3V，故③錯(cuò)誤；④電流表示數(shù)變化范圍是0.3﹣0.5A，故④正確；故選A．培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、如圖所示，電源電壓恒為6V，R1是定值電阻，A、B是滑動(dòng)變阻器R2的兩端．閉合開關(guān)，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，的示數(shù)為0.6A；當(dāng)滑片P移到B端時(shí)，的示數(shù)為0.2A．則R1和滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值分別是()A、10Ω，15ΩB、10Ω，20ΩC、10Ω，30ΩD、30Ω，10Ω2、如圖所示，當(dāng)S、S1閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.9W；當(dāng)S、S2閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于最左端時(shí)，電壓表的示數(shù)為2U1，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.2W，則R1與R2的比值是()A、1∶18B、18∶1C、1∶6D、6∶13、如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L1、L2分別標(biāo)有“6V3W”和“6V6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍為0～12Ω，當(dāng)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí)，兩燈都正常發(fā)光。不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，則()A、電源電壓為12VB、兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為3AC、整個(gè)電路的最小功率2.25WD、整個(gè)電路的最大功率9W4、圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光燈電路，圖中小燈泡的額定電壓為3V，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端滑到最右端的過程中，測(cè)得小燈泡的I－U關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法中錯(cuò)誤的是()A、電源電壓為3VB、小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10ΩC、小燈泡實(shí)際功率越大，燈絲電阻越大D、小燈泡的最小功率為0.1W5、在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2伏，此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦。下列結(jié)果正確的是（）A、電源電壓為10伏B、R1的阻值為18歐C、滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐D、R1先后兩次消耗的電功率之比4:36、如圖所示，電源電壓保持18V不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣(燈絲電阻不變)，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“100Ω1A”。當(dāng)開關(guān)S閉合后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是(

)①電流表的示數(shù)變化范圍為0.25～0.6A②滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24～80Ω③燈泡的電功率變化范圍是0.75～3W④整個(gè)電路的電功率變化范圍是4.5～9WA、只有①和②B、只有②和③C、只有①和④D、只有③和④7、如圖甲所示電路中，電源電壓不變，R1是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移到另一端的過程中，電路中電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，則此過程中下列選項(xiàng)正確的是（

）A、電路總功率的最大值為43.2WB、滑動(dòng)變阻器最大功率為3.6WC、滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10ΩD、定值電阻電功率的變化值為8.1W8、如圖a是一個(gè)用電壓表的示數(shù)反映溫度變化的電路原理圖，其中電源電壓U=4.5V且保持不變，電壓表量程為0～3V，R0是300Ω的定值電阻，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖b所示。若閉合開關(guān)S()A、環(huán)境溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻阻值是150ΩB、電壓表V示數(shù)越小，環(huán)境溫度越高C、電壓表的最小示數(shù)是1.5VD、此電路允許的最高環(huán)境溫度為60℃二、填空題1、在安全工作條件下，將“2.5V0.3A”小燈泡Ll和“3.0V0.3A”小燈泡L2串聯(lián)在電路中工作，通過兩燈的電流之比為______；若將L1和L2并聯(lián)在另一電源下工作，則L1和L2能消耗的總功率最大值為________W．(設(shè)燈絲電阻不變)2、圖甲中，燈泡L的額定電流為0.25A，其電流與電壓關(guān)系如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“50Ω1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，L恰好正常發(fā)光，電源電壓為______V；為保證電路安全，R的調(diào)節(jié)范圍為________．三、計(jì)算題1、小麗設(shè)計(jì)了一個(gè)防踩踏模擬報(bào)警裝置，工作原理如圖甲所示．ABO為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，OA∶OB＝5∶1，當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到6V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)．已知電路中電源電壓為8V，R0的阻值恒為15Ω，壓力傳感器R固定放置，其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)．求：(1)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為多少？(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？(3)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，壓力傳感器R的電功率為多少？(4)若電源電壓略有降低，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，則踏板觸點(diǎn)B應(yīng)向哪邊移動(dòng)？簡(jiǎn)要說明理由．2、如圖所示，電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R1=20Ω，燈L標(biāo)有“6V、3W”字樣。電流表量程為0-0.6A，電壓表量程為0-15V，求：（1）燈泡L的電阻；（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S1、S2、S3時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，電流表的示數(shù)為0.4A，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值；（3）在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率．3、如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R1＝20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“100Ω1A“。（1）閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，電流表示數(shù)為0.4A，求電源電壓；（2）閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，求R3的阻值；（3）閉合開關(guān)S1、S2和S3，在不損壞電流表、電壓表的情況下，求滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍。專題17-6極值范圍類計(jì)算知識(shí)·解讀一、引起電路變化的因素：（1）滑動(dòng)變阻器接入電阻可變、敏感電阻受環(huán)境因素的影響可變；（2）開關(guān)的開、閉情況不同；二、影響電路安全的因素：（1）電流表、電壓表量程；（2）用電器規(guī)格(燈泡的“U額、P額”或滑動(dòng)變阻器的規(guī)格“aΩbA”)；三、解題步驟：第一步：列出極值要保證電路的安全，首先要將題目中給了規(guī)格的各元件的額定電壓、額定電流或允許通過的最大電流羅列出來(lái)，這樣可以避免遺漏某個(gè)元件.第二步：確定電路狀態(tài)根據(jù)題干限制條件(滑片位置或開關(guān)狀態(tài))，確定此時(shí)的電路連接情況.第三步：求物理量極值、范圍根據(jù)電路連接狀態(tài)，在電路安全的條件下，各物理量極值或范圍均是在物理量I、R的基礎(chǔ)上求得的，因此確定I、R的極值尤為重要.（1）串聯(lián)電路中電路安全時(shí)：a.電流表量程；b.R變安全電流；c.Imin=.三者中最小值為電路可通過電流最大值，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻最小.a.R變銘牌上的最大值；b.R變兩端電壓允許的最大值對(duì)應(yīng)的接入電阻二者最小值為R變min，此時(shí)電路電流為Imax.（2）并聯(lián)電路中電路安全：分析各支路所允許的最大電流，支路電流之和為干路的最大值，同時(shí)要考慮干路電流表的量程.典例·解讀例1、如圖所示，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣(不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響)．當(dāng)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P在最左端時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)S閉合，S1斷開，滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A．下列說法正確的是()A.電源電壓為9VB.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為18ΩC.調(diào)節(jié)電路元件，可使電壓表達(dá)到的最大值為4.5VD.電路的最小功率與最大功率之比為3∶16【【答案】D.【解析】小燈泡L的電阻為RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,L),PL)＝eq\f(（6V）2,3W)＝12Ω，S閉合，當(dāng)P在最左端時(shí)，小燈泡L正常工作，故電源電壓為U＝UL＝6V，A錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合、S1斷開，P在中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器一半電阻接入電路，且與小燈泡L串聯(lián)工作，I＝0.2A，則eq\f(R,2)＝eq\f(U,I)－RL＝eq\f(6V,0.2A)－12Ω＝18Ω，故滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R＝36Ω，B錯(cuò)誤；當(dāng)P在最右端，S、S1都閉合時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓，示數(shù)可達(dá)到6V，C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)R與L串聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最大，電功率最小，當(dāng)R與L并聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最小，電功率最大，則最小、最大電功率之比為eq\f(Pmin,Pmax)＝eq\f(\f(U2,R串),\f(U2,R并))＝eq\f(R并,R串)＝eq\f(\f(RRL,R＋RL),R＋RL)＝eq\f(RRL,（R＋RL）2)＝eq\f(36Ω×12Ω,（36Ω＋12Ω）2)＝eq\f(3,16)，D正確．故選D.例2、如圖所示，電源電壓U=8V保持不變，小燈泡上標(biāo)有“6V，4W”字樣，電阻R2=30Ω。閉合電鍵后，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為1W。為了使電鍵閉合后，滑動(dòng)片左右移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是（

）

A、0Ω-40ΩB、3.4Ω-40ΩC、7.5Ω-30ΩD、10Ω-30Ω【【答案】B.【解析】燈泡電阻RD=U2/P=9Ω，額定電流I=P/U=4/6=2/3A.。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6V，并聯(lián)部分電壓不小于2V，電阻不小于3Ω。當(dāng)滑動(dòng)片左移動(dòng)時(shí)電阻減小，由R1R2/(R1+R2)=3解得R1=3.4Ω。當(dāng)滑動(dòng)片右移動(dòng)時(shí)電阻增大，移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)電阻最大。設(shè)滑動(dòng)變阻器R1的總電阻為R，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，變阻器R1有電流部分的阻值為3R/4，小燈泡的實(shí)際功率為1W，說明小燈泡的實(shí)際電壓為3V，實(shí)際電流為1/3A，并聯(lián)部分電壓為5V，并聯(lián)部分電阻為5V÷1/3A=15Ω。由=15解得R=40Ω。所以變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是3.4Ω-40Ω。例3、如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0-3V”，電流表量程為“0-0.6A”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω、1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V、1.25W”（燈絲電阻不變），在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列說法正確的是（）=1\*GB3①小燈泡的額定電流是0.6A；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω-10Ω；③電壓表示數(shù)變化范圍是0-3V；④電流表示數(shù)變化范圍是0.3-0.5A．A、只有②、④正確B、只有②、③正確C、只有①、④正確D、只有①、③正確【【答案】A.【解析】由題可知，小燈泡的額定電流：I額==0.5A，R燈==5Ω；由圖可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端電壓，由I額=0.5A可知，電路中的最大電流即電流表示數(shù)最大值I大=0.5A，此時(shí)變阻器連接入電路中的電阻最小，燈泡正常工作與變阻器串聯(lián)，U燈=2.5V，R小===4Ω；電壓表示數(shù)最小：U小=U﹣U燈=4.5V﹣2.5V=2V由圖可知，當(dāng)變阻器接入電路電阻越大時(shí)，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0﹣3V量程，因此電壓表最大示數(shù)U大=3V，L兩端電壓：U'燈=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V，電路中的電流即電流表示數(shù)：I小=I'燈==0.3A，變阻器電阻：R大==10Ω，綜上可得：=1\*GB3①小燈泡的額定電流為0.5A，故①錯(cuò)誤；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω-10Ω，故②正確；③電壓表示數(shù)變化范圍是2V﹣3V，故③錯(cuò)誤；④電流表示數(shù)變化范圍是0.3﹣0.5A，故④正確；故選A．培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、如圖所示，電源電壓恒為6V，R1是定值電阻，A、B是滑動(dòng)變阻器R2的兩端．閉合開關(guān)，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，的示數(shù)為0.6A；當(dāng)滑片P移到B端時(shí)，的示數(shù)為0.2A．則R1和滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值分別是()A、10Ω，15ΩB、10Ω，20ΩC、10Ω，30ΩD、30Ω，10Ω2、如圖所示，當(dāng)S、S1閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.9W；當(dāng)S、S2閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于最左端時(shí)，電壓表的示數(shù)為2U1，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為0.2W，則R1與R2的比值是()A、1∶18B、18∶1C、1∶6D、6∶13、如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L1、L2分別標(biāo)有“6V3W”和“6V6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器R的阻值變化范圍為0～12Ω，當(dāng)S1、S2和S3都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí)，兩燈都正常發(fā)光。不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響，則()A、電源電壓為12VB、兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為3AC、整個(gè)電路的最小功率2.25WD、整個(gè)電路的最大功率9W4、圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光燈電路，圖中小燈泡的額定電壓為3V，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端滑到最右端的過程中，測(cè)得小燈泡的I－U關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法中錯(cuò)誤的是()A、電源電壓為3VB、小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為10ΩC、小燈泡實(shí)際功率越大，燈絲電阻越大D、小燈泡的最小功率為0.1W5、在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2伏，此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦。下列結(jié)果正確的是（）A、電源電壓為10伏B、R1的阻值為18歐C、滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐D、R1先后兩次消耗的電功率之比4:36、如圖所示，電源電壓保持18V不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣(燈絲電阻不變)，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“100Ω1A”。當(dāng)開關(guān)S閉合后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是(

)①電流表的示數(shù)變化范圍為0.25～0.6A②滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24～80Ω③燈泡的電功率變化范圍是0.75～3W④整個(gè)電路的電功率變化范圍是4.5～9WA、只有①和②B、只有②和③C、只有①和④D、只有③和④7、如圖甲所示電路中，電源電壓不變，R1是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移到另一端的過程中，電路中電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，則此過程中下列選項(xiàng)正確的是（

）A、電路總功率的最大值為43.2WB、滑動(dòng)變阻器最大功率為3.6WC、滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10ΩD、定值電阻電功率的變化值為8.1W8、如圖a是一個(gè)用電壓表的示數(shù)反映溫度變化的電路原理圖，其中電源電壓U=4.5V且保持不變，電壓表量程為0～3V，R0是300Ω的定值電阻，R1是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖b所示。若閉合開關(guān)S()A、環(huán)境溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻阻值是150ΩB、電壓表V示數(shù)越小，環(huán)境溫度越高C、電壓表的最小示數(shù)是1.5VD、此電路允許的最高環(huán)境溫度為60℃二、填空題1、在安全工作條件下，將“2.5V0.3A”小燈泡Ll和“3.0V0.3A”小燈泡L2串聯(lián)在電路中工作，通過兩燈的電流之比為______；若將L1和L2并聯(lián)在另一電源下工作，則L1和L2能消耗的總功率最大值為________W．(設(shè)燈絲電阻不變)2、圖甲中，燈泡L的額定電流為0.25A，其電流與電壓關(guān)系如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“50Ω1A”，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，L恰好正常發(fā)光，電源電壓為______V；為保證電路安全，R的調(diào)節(jié)范圍為________．三、計(jì)算題1、小麗設(shè)計(jì)了一個(gè)防踩踏模擬報(bào)警裝置，工作原理如圖甲所示．ABO為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，OA∶OB＝5∶1，當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到6V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)．已知電路中電源電壓為8V，R0的阻值恒為15Ω，壓力傳感器R固定放置，其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)．求：(1)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為多少？(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？(3)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，壓力傳感器R的電功率為多少？(4)若電源電壓略有降低，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，則踏板觸點(diǎn)B應(yīng)向哪邊移動(dòng)？簡(jiǎn)要說明理由．2、如圖所示，電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R1=20Ω，燈L標(biāo)有“6V、3W”字樣。電流表量程為0-0.6A，電壓表量程為0-15V，求：（1）燈泡L的電阻；（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S1、S2、S3時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，電流表的示數(shù)為0.4A，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值；（3）在確保電路安全的情況下，電路消耗的最小功率與最大電功率．3、如圖所示，電源電壓保持不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，R1＝20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“100Ω1A“。（1）閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2、S3，電流表示數(shù)為0.4A，求電源電壓；（2）閉合開關(guān)S3，斷開開關(guān)S1、S2，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，求R3的阻值；（3）閉合開關(guān)S1、S2和S3，在不損壞電流表、電壓表的情況下，求滑動(dòng)變阻器R2的阻值取值范圍。

專題17-6極值范圍類計(jì)算例1、【答案】D.【解析】小燈泡L的電阻為RL＝eq\f(Ueq\o\al(2,L),PL)＝eq\f(（6V）2,3W)＝12Ω，S閉合，當(dāng)P在最左端時(shí)，小燈泡L正常工作，故電源電壓為U＝UL＝6V，A錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合、S1斷開，P在中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器一半電阻接入電路，且與小燈泡L串聯(lián)工作，I＝0.2A，則eq\f(R,2)＝eq\f(U,I)－RL＝eq\f(6V,0.2A)－12Ω＝18Ω，故滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R＝36Ω，B錯(cuò)誤；當(dāng)P在最右端，S、S1都閉合時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓，示數(shù)可達(dá)到6V，C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)R與L串聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最大，電功率最小，當(dāng)R與L并聯(lián)時(shí)，電路中的總電阻最小，電功率最大，則最小、最大電功率之比為eq\f(Pmin,Pmax)＝eq\f(\f(U2,R串),\f(U2,R并))＝eq\f(R并,R串)＝eq\f(\f(RRL,R＋RL),R＋RL)＝eq\f(RRL,（R＋RL）2)＝eq\f(36Ω×12Ω,（36Ω＋12Ω）2)＝eq\f(3,16)，D正確．故選D.例2、【答案】B.【解析】燈泡電阻RD=U2/P=9Ω，額定電流I=P/U=4/6=2/3A.。要使燈泡兩端電壓不超過額定電壓6V，并聯(lián)部分電壓不小于2V，電阻不小于3Ω。當(dāng)滑動(dòng)片左移動(dòng)時(shí)電阻減小，由R1R2/(R1+R2)=3解得R1=3.4Ω。當(dāng)滑動(dòng)片右移動(dòng)時(shí)電阻增大，移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)電阻最大。設(shè)滑動(dòng)變阻器R1的總電阻為R，若滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片P在離b端1/4處時(shí)，變阻器R1有電流部分的阻值為3R/4，小燈泡的實(shí)際功率為1W，說明小燈泡的實(shí)際電壓為3V，實(shí)際電流為1/3A，并聯(lián)部分電壓為5V，并聯(lián)部分電阻為5V÷1/3A=15Ω。由=15解得R=40Ω。所以變阻器R1的阻值（有電流部分）的變化范圍是3.4Ω-40Ω。例3、【答案】A.【解析】由題可知，小燈泡的額定電流：I額==0.5A，R燈==5Ω；由圖可知，L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端電壓，由I額=0.5A可知，電路中的最大電流即電流表示數(shù)最大值I大=0.5A，此時(shí)變阻器連接入電路中的電阻最小，燈泡正常工作與變阻器串聯(lián)，U燈=2.5V，R小===4Ω；電壓表示數(shù)最?。篣小=U﹣U燈=4.5V﹣2.5V=2V由圖可知，當(dāng)變阻器接入電路電阻越大時(shí)，電壓表示數(shù)越大，由于電壓表采用0﹣3V量程，因此電壓表最大示數(shù)U大=3V，L兩端電壓：U'燈=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V，電路中的電流即電流表示數(shù)：I小=I'燈==0.3A，變阻器電阻：R大==10Ω，綜上可得：=1\*GB3①小燈泡的額定電流為0.5A，故①錯(cuò)誤；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4Ω-10Ω，故②正確；③電壓表示數(shù)變化范圍是2V﹣3V，故③錯(cuò)誤；④電流表示數(shù)變化范圍是0.3﹣0.5A，故④正確；故選A．培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、B2、C3、D4、D5、C【解析】設(shè)電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R，閉合電鍵S，當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電路總電阻為R1+R/2，電流I=U/(R1+R/2)，電壓表的示數(shù)為IR/2=4伏；當(dāng)滑片置于滑動(dòng)變阻器的b端時(shí)，電路總電阻為R1+R，電流I’=U/(R1+R)，電壓表的示數(shù)增大2伏，為I’R=6伏；此后15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為I’2R1t=60焦。聯(lián)立解得R1=R，U=12V，定值電阻R1兩端電壓為12V-6V=6V，根據(jù)15秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60焦可得R1的阻值為9歐，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9歐，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤C正確；I/I’=4/3，R1先后兩次消耗的電功率之比16:9，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)評(píng)】此題需要根據(jù)題述過程列出多個(gè)方程聯(lián)立解得，難度較大。6、D7、B8、D二、填空題1、1∶11.375【解析】因?yàn)樵诖?lián)電路中，通過各用電器的電流相等，所以當(dāng)兩個(gè)小燈泡串聯(lián)在電路中時(shí)，通過兩燈的電流相等，電流之比為1∶1；由于燈L1的額定電壓為2.5V，燈L2的額定電壓為3V，所以當(dāng)把兩燈并聯(lián)時(shí)，電源電壓最大為2.5V，燈泡L2的電阻為R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(3.0V,0.3A)＝10Ω，兩燈消耗的總功率最大值為P總最大＝P1大＋P2大＝2.5V×0.3A＋eq\f(（2.5V）2,10Ω)＝1.375W.2、46～20Ω【解析】由于燈泡L的額定電流為0.25A，由圖乙可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，L正常發(fā)光時(shí)的阻值為RL＝eq\f(UL,II)＝eq\f(2.5V,0.25A)＝10Ω，燈泡與定值電阻R串聯(lián)，故電源電壓為U＝2.5V＋1.5V＝4V；當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R滑?。絜q\f(1.5V,0.25A)＝6Ω；當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大，此時(shí)小燈泡兩端的電壓為1V，由圖乙可知，此時(shí)通過小燈泡的電流為0.15A，由于串聯(lián)電路中電流處處相等，所以通過滑動(dòng)變阻器的電流也為0.15A，則滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R滑大＝eq\f(Umax,I2)＝eq\f(3V,0.15A)＝20Ω，故R的調(diào)節(jié)范圍為6～20Ω.三、計(jì)算題1、解：(1)當(dāng)踏板空載時(shí)，壓力傳感器受到的壓力為0，由圖乙可知R＝25Ω設(shè)電壓表示數(shù)為U0，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可得：eq\f(U0,R0)＝eq\f(U－U0,R)則U0＝eq\f(R0,R＋R0)U＝eq\f(15Ω,25Ω＋15Ω)×8V＝3V(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，電壓表示數(shù)為U0′＝6V電路中電流I＝eq\f(U0′,R0)＝eq\f(6V,15Ω)＝0.4A壓力傳感器兩端的電壓UR＝U－U0′＝8V－6V＝2V壓力傳感器的阻值R′＝eq\f(UR,I)＝eq\f(2V,0.4A)＝5Ω由圖乙可知，此時(shí)壓力傳感器受到的壓力大小為8N設(shè)A處所受支持力大小為FA，B處所受壓力大小為FB由杠桿平衡條件得：FA×OA＝FB×OB則踏板設(shè)定的最大壓力值FB＝eq\f(OA,OB)×FA＝eq\f(5,1)×8N＝40N(3)當(dāng)壓力傳感器開始報(bào)警時(shí)，電路電流為I＝0.4A壓力傳感器兩端電壓UR＝2V電功率PR＝URI＝2V×0.4A＝0.8W(4)向左移動(dòng)若電源電壓略有降低，此時(shí)電壓表示數(shù)減小．為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，電壓表示數(shù)仍為6V，則應(yīng)減小R的阻值，可通過增大壓桿對(duì)傳感器的壓力來(lái)完成；由杠桿平衡條件得FA＝eq\f(OB,OA)×FB，因OA、FB卻不變，要增大FA，則應(yīng)將B點(diǎn)向左移動(dòng)．2、（1）12歐(2)60歐（3）0.5W3.6W3、（1）8V（2）50歐（3）40-100歐專題17-7多擋位問題知識(shí)·解讀一、基本概述1、用電器的多擋位問題是集電熱、電功、電功率于一體的綜合性問題，是電學(xué)問題的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、主要類型包括用電器的多擋位問題、電熱器的多擋位問題。二、解答關(guān)鍵弄清楚用電器的工作特點(diǎn)，不同擋位對(duì)應(yīng)的功率、電流、電阻等物理量。例如：豆?jié){機(jī)工作時(shí)主要包括加熱和打漿兩個(gè)過程、全自動(dòng)洗衣機(jī)工作時(shí)主要包括洗衣和脫水兩個(gè)過程、電吹風(fēng)工作時(shí)主要明確是吹冷風(fēng)還是吹熱風(fēng)等。解答電熱器類問題需要把握好兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn)一：正確判斷出電熱器的擋位一般來(lái)說，電熱器通常有“高溫?fù)酢薄爸袦負(fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢?，根?jù)電功率的公式P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻越大，電功率越小，電阻越小，電功率越大，所以高溫?fù)蹩傠娮枳钚。蜏負(fù)蹩傠娮枳畲?。關(guān)鍵點(diǎn)二：明確不同擋位的電熱器結(jié)構(gòu)1、短路式：如圖甲所示，兩個(gè)電阻串聯(lián)，用開關(guān)S1與其中的一個(gè)電阻并聯(lián)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，電阻R2短路，只有一個(gè)電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻最大，為低溫?fù)酢?、單刀雙擲式：如圖乙所示，將主要工作電阻R1放在干路上，一條支路只用導(dǎo)線，另一條支路連接附加電阻。當(dāng)開關(guān)S擲向附加電阻支路時(shí)，兩電阻串聯(lián)，為低溫?fù)酰划?dāng)開關(guān)S擲向純導(dǎo)線支路時(shí)，只有主要電阻R1工作，為高溫?fù)酢?、并聯(lián)式：如圖丙所示，兩個(gè)電阻并聯(lián)，用開關(guān)S1控制兩個(gè)電阻，開關(guān)S2控制其中的電阻R2，當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，兩個(gè)電阻都工作，此時(shí)總電阻小，為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，只有電阻R1工作，此時(shí)總電阻大，為低溫?fù)酢５淅そ庾x類型一、電熱器的多擋位問題例1、某保溫電熱水壺電路如圖所示，S是溫控開關(guān)，電熱水壺上標(biāo)有“220V、1000W”字樣，保溫時(shí)R1的電功率為12.1W，問：（不考慮溫度對(duì)電阻阻值的影響）（1）當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)電熱水壺處于保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)？為什么？（2）加熱狀態(tài)時(shí)，電熱水壺正常工作的電流是多少？（3）R1和R2的阻值各是多少？【【答案】（1）加熱狀態(tài)；（2）4.55A；（3）48.4Ω；391.6Ω.【解析】(1)加熱狀態(tài)理由：由電路圖可知，開關(guān)S接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電阻R1與R2串聯(lián)。由P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電功率較大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電功率較小，電熱水壺處于保溫狀態(tài)。(2)由P＝UI可得，電熱水壺正常工作時(shí)的電流：I＝eq\f(P加熱,U)＝eq\f(1000W,220V)≈4.55A。(3)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，由P＝eq\f(U2,R)變形可得R1的阻值：R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω；電熱水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，由P＝I2R可知，電路中的電流：I′＝eq\r(\f(P1,R1))＝eq\r(\f(12.1W,48.4Ω))＝0.5A，電路中的總電阻：R＝eq\f(U,I′)＝eq\f(220V,0.5A)＝440Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R－R1＝440Ω－48.4Ω＝391.6Ω。例2、圖為電熱水器的簡(jiǎn)化電路，它有加熱和保溫功能．R1和R2是兩根電熱絲，S為溫控開關(guān)，1、2為開關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)，當(dāng)水溫低于某個(gè)下限溫度或高于某個(gè)上限溫度時(shí)，S在兩個(gè)觸點(diǎn)間自動(dòng)切換，使水溫維持在設(shè)定的范圍．已知熱水器的加熱功率為400W，保溫功率為100W(忽略溫度對(duì)電阻的影響)，則電路中R2＝________Ω.在使用過程中，若熱水器連續(xù)工作10min消耗電能1.2×105J，此過程中熱水器的保溫工作時(shí)間是________s.【【答案】363；400.【解析】由電路圖可知，開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P＝eq\f(U2,R)可得，R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω；開關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，電路的總電阻R＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,100W)＝484Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以R2＝R－R1＝484Ω－121Ω＝363Ω；熱水器10min消耗電能為1.2×105J，則電熱器的電功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.2×105J,600s)＝200W，由于電熱水器先加熱后保溫，設(shè)加熱時(shí)間為t1，則保溫時(shí)間為600s－t1，則有W＝P加熱t(yī)1＋P保溫(600s－t1)，即1.2×105J＝400W×t1＋100W×(600s－t1)，解得加熱時(shí)間t1＝200s，保溫時(shí)間t保溫＝600s－200s＝400s.類型二、用電器的多擋位問題例3、如圖甲所示是某品牌電吹風(fēng)機(jī)，圖乙是其內(nèi)部的電路簡(jiǎn)圖，表格中列出了有關(guān)參數(shù)。求：型號(hào)SHZ2010－624熱風(fēng)溫度50～75℃額定功率熱風(fēng)時(shí)：1000W冷風(fēng)時(shí)：120W額定電壓220V質(zhì)量0.5kg（1）畫出吹熱風(fēng)和冷風(fēng)時(shí)的等效電路圖。（2）計(jì)算吹熱風(fēng)時(shí)，通過電熱絲的電流。（3）某人用此電吹風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)10min，吹熱風(fēng)5min，共消耗多少電能?！尽敬鸢浮浚?）見解析；（2）4A；（3）3.72×105J.【解析】（1）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，等效電路圖如圖甲所示；電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作，等效電路圖如圖乙所示。(2)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的功率：PR＝P熱－P冷＝1000W－120W＝880W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由P＝UI可得，通過電熱絲的電流：IR＝eq\f(PR,U)＝eq\f(880W,220V)＝4A。(3)由P＝eq\f(W,t)變形可得消耗的電能：W＝P冷t冷＋P熱t(yī)熱＝120W×10×60s＋1000W×5×60s＝3.72×105J。例4、如圖甲是文文同學(xué)家新買的一臺(tái)冷暖空調(diào)扇，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為110Ω，是電動(dòng)機(jī)．開關(guān)S1閉合后，當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng)；當(dāng)S2接2、3時(shí)吹溫風(fēng)；當(dāng)S2接3、4時(shí)吹熱風(fēng)，此時(shí)空調(diào)扇的總功率為1100W．已知：電源電壓為220V,c冰＝2.1×103J/(kg·℃)．求：(1)吹冷風(fēng)時(shí)，在空調(diào)扇內(nèi)加入冰袋會(huì)使吹出的風(fēng)溫度變低．若冰袋內(nèi)冰的質(zhì)量為1kg，溫度從－16℃升高到－6℃時(shí)，冰從周圍吸收的熱量是多少？(2)吹冷風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作1h消耗的電能為0.11kW·h，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(3)吹熱風(fēng)時(shí)，R2的電阻是多少？【【答案】（1）2.1×104J；（2）0.5A；（3）88Ω.【解析】(1)由題意得溫度變化量Δt＝－6℃－(－16℃)＝10℃冰吸收的熱量Q吸＝c冰mΔt＝2.1×103J/(kg·℃)×1kg×10℃＝2.1×104J(2)開關(guān)S閉合后，當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng)，此時(shí)只有電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的功率：PP冷＝eq\f(W,t)＝eq\f(0.11kW·h,1h)＝0.11kW＝110W通過電動(dòng)機(jī)的電流I＝eq\f(P冷,U)＝eq\f(110W,220V)＝0.5A(3)吹熱風(fēng)時(shí)，R1的功率P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,110Ω)＝440W電阻R2的功率P2＝P總－P冷－P1＝1100W－110W－440W＝550W由P＝eq\f(U2,R)得，R2的阻值R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,550W)＝88Ω.培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、如圖所示，電阻R1>R2，電源電壓均為U，在相同時(shí)間內(nèi)，圖甲電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q甲，圖乙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q乙，圖丙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丙，圖丁電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丁，則（）A、Q甲＞Q乙＞Q丙＞Q丁B、Q?。綫丙＞Q乙＞Q甲C、Q?。綫乙＞Q甲＞Q丙D、Q甲＞Q丙＞Q乙＞Q丁2、如圖所示是加熱器的電路圖．設(shè)電源電壓保持不變，R1、R2均為發(fā)熱電阻絲，通過開關(guān)S1和S2的通斷組合，可得到不同加熱擋位．該加熱器最大電功率是12W，只閉合開關(guān)S1時(shí)，加熱器的電功率是8W．則下列判斷正確的是()A、該加熱器只有兩個(gè)加熱擋位B、加熱器兩個(gè)發(fā)熱電阻絲的阻值之比R1∶R2＝1∶3C、加熱器功率最大時(shí)，R1與R2的電流之比為2∶1D、該加熱器功率最小電功率是8W額定電壓220V額定功率高溫?fù)踔袦負(fù)醯蜏負(fù)?80W440W220W3、某電器廠設(shè)計(jì)了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，該火鍋產(chǎn)品銘牌和電路圖如圖所示，則下列說法正確的是()A、當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接a時(shí)，電火鍋使用的是高溫?fù)魾、當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中電流為1AC、當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，接入電路的電熱絲的阻值為11ΩD、用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水7分鐘，電流做功為369600J4、在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明設(shè)計(jì)了一種電熱飲水機(jī)電路，如圖甲所示．R1和R2均為電熱絲，S2是自動(dòng)控制開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)“低擋”“高擋”之間的轉(zhuǎn)換．飲水機(jī)工作時(shí)功率隨時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示．下列說法正確的是()A、30min內(nèi)電路消耗的總電能是6.6×104JB、飲水機(jī)工作時(shí)，通過電阻R1的電流為0.5AC、高溫?fù)醯墓β蕿?20WD、電阻R2的阻值為110Ω二、填空題1、如圖所示，電源電壓保持不變，R1、R2、R3均為定值電阻，R1：R2＝2：3，S為單刀雙擲開關(guān)。當(dāng)S接到1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，R1消耗的功率為P1，此時(shí)R3消耗的功率為1.6W；當(dāng)S接到2時(shí)，R2消耗的功率為P2，已知P1：P2＝32：27．則電源電壓為________V，R1為________Ω，R3為________Ω．2、電源電壓均為U不變時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，兩電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最________，產(chǎn)生的總熱量最________，發(fā)熱功率最________；兩電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最________，產(chǎn)生的總熱量最________，發(fā)熱功率最________。如果電熱器處于兩電阻串聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）擋位；如果電熱器處于兩電阻并聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）擋位。3、如圖所示是電熱水壺的工作電路圖，閉合開關(guān)S1，當(dāng)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S2處于________狀態(tài)。若電熱水壺加熱狀態(tài)時(shí)的功率為1210W，則電阻R1＝________Ω。如果保溫狀態(tài)下電熱水壺的總功率是加熱狀態(tài)時(shí)的10%，則R2的功率為________W。4、某電飯鍋內(nèi)部電加熱器原理電路如圖所示，它有燒煮和保溫兩擋．開關(guān)S斷開時(shí)，電飯鍋處于______擋；已知R1＝605Ω，電飯鍋燒煮時(shí)的功率是保溫時(shí)的11倍，則R2＝______Ω.5、如圖甲是一款多擋位電炒鍋，圖乙是其內(nèi)部簡(jiǎn)化工作電路圖，R1、R2、R3是加熱電阻，其中R3的電阻值為60.5Ω.接通電源，只閉合開關(guān)S1時(shí)電炒鍋的功率為600W，再閉合S2電炒鍋的功率為1000W，則電炒鍋的最大電功率為________W，加熱電阻R2的阻值為________Ω.6、如圖甲是一種家用電暖器，圖乙是其簡(jiǎn)化的電路圖，已知R1<R2，電暖器的部分參數(shù)如表中所示．閉合開關(guān)S，要讓電暖器處于第二擋工作，則應(yīng)再將開關(guān)________閉合；若電暖器在第二擋正常工作10min，則產(chǎn)生的熱量是________J.額定電壓220V功率選擇一擋950W二擋1150W三擋2100W三、計(jì)算題1、某科技制作小組的同學(xué)利用兩段阻值不同的電熱絲R1和R2，設(shè)計(jì)成具有高、中、低三擋位的電熱器，電路圖如圖所示，其中R1＝2R2。在安全情況下，用三擋分別給同一容器中質(zhì)量均為2kg的水加熱。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]電熱器擋位額定電壓額定功率水升高的溫度加熱時(shí)間高溫?fù)?20V10℃6min中溫?fù)?20V8℃8min低溫?fù)?20V100W4℃9min（1）低溫?fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳牵恢袦負(fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳牵桓邷負(fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳?。?）電熱器用中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電熱器的效率是多少？項(xiàng)目參數(shù)電源電壓/V220低溫?fù)豕β?W275中溫?fù)豕β?W550高溫?fù)豕β?W1100容積/L12、多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，深受市場(chǎng)認(rèn)可和歡迎。圖乙所示是某品牌養(yǎng)生壺簡(jiǎn)化電路圖。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]（1）開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫?fù)?？說明判斷依據(jù)。（2）求R1的阻值。（3）養(yǎng)生壺在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，求電路中的電流大小。（4）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時(shí)間。額定電壓220V頻率50Hz洗衣功率330W脫水功率300W最大電流5A3、下表為某型號(hào)雙缸洗衣機(jī)的銘牌，請(qǐng)解答下列問題：（1）在額定電壓下洗衣時(shí)，通過洗衣機(jī)的電流為多大？（2）若洗衣用時(shí)20min，脫水用時(shí)10min，則該洗衣機(jī)消耗的電能共是多少千瓦時(shí)？型號(hào)SYL－624額定電壓220V頻率50Hz電機(jī)功率120W加熱功率1210W容量1000mL4、小明的媽媽為了改善早餐的營(yíng)養(yǎng)搭配，買了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，如圖甲所示。豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：中間部位是一個(gè)帶動(dòng)刀頭的電動(dòng)機(jī)，用來(lái)將原料進(jìn)行粉碎打漿；外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管，負(fù)責(zé)對(duì)液體加熱煮沸，如圖乙所示。下表是這個(gè)豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，圖丙所示是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作的P－t圖象，請(qǐng)解答下列問題：（1）由圖丙可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱管的連接方式是。電熱管工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為能。（2）豆?jié){機(jī)電熱管的電阻是多大？（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？5、小亮家里的一款迷你電飯鍋，電路圖如圖所示，額定電壓為220V，電飯鍋有加熱和保溫兩擋，“加熱”時(shí)額定功率為550W，發(fā)熱電阻R1和R2阻值不隨溫度變化，電阻R1在“保溫”狀態(tài)和“加熱”狀態(tài)時(shí)功率之比為1∶400.求：(1)正常“加熱”狀態(tài)，通過電飯鍋的電流是多少？(2)正常“加熱”狀態(tài)，通電10min產(chǎn)生的熱量是多少？(3)R2的阻值是多少？專題17-7多擋位問題知識(shí)·解讀一、基本概述1、用電器的多擋位問題是集電熱、電功、電功率于一體的綜合性問題，是電學(xué)問題的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、主要類型包括用電器的多擋位問題、電熱器的多擋位問題。二、解答關(guān)鍵弄清楚用電器的工作特點(diǎn)，不同擋位對(duì)應(yīng)的功率、電流、電阻等物理量。例如：豆?jié){機(jī)工作時(shí)主要包括加熱和打漿兩個(gè)過程、全自動(dòng)洗衣機(jī)工作時(shí)主要包括洗衣和脫水兩個(gè)過程、電吹風(fēng)工作時(shí)主要明確是吹冷風(fēng)還是吹熱風(fēng)等。解答電熱器類問題需要把握好兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn)一：正確判斷出電熱器的擋位一般來(lái)說，電熱器通常有“高溫?fù)酢薄爸袦負(fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢?，根?jù)電功率的公式P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻越大，電功率越小，電阻越小，電功率越大，所以高溫?fù)蹩傠娮枳钚。蜏負(fù)蹩傠娮枳畲?。關(guān)鍵點(diǎn)二：明確不同擋位的電熱器結(jié)構(gòu)1、短路式：如圖甲所示，兩個(gè)電阻串聯(lián)，用開關(guān)S1與其中的一個(gè)電阻并聯(lián)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，電阻R2短路，只有一個(gè)電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻最大，為低溫?fù)酢?、單刀雙擲式：如圖乙所示，將主要工作電阻R1放在干路上，一條支路只用導(dǎo)線，另一條支路連接附加電阻。當(dāng)開關(guān)S擲向附加電阻支路時(shí)，兩電阻串聯(lián)，為低溫?fù)?；?dāng)開關(guān)S擲向純導(dǎo)線支路時(shí)，只有主要電阻R1工作，為高溫?fù)酢?、并聯(lián)式：如圖丙所示，兩個(gè)電阻并聯(lián)，用開關(guān)S1控制兩個(gè)電阻，開關(guān)S2控制其中的電阻R2，當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，兩個(gè)電阻都工作，此時(shí)總電阻小，為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，只有電阻R1工作，此時(shí)總電阻大，為低溫?fù)?。典例·解讀類型一、電熱器的多擋位問題例1、某保溫電熱水壺電路如圖所示，S是溫控開關(guān)，電熱水壺上標(biāo)有“220V、1000W”字樣，保溫時(shí)R1的電功率為12.1W，問：（不考慮溫度對(duì)電阻阻值的影響）（1）當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)電熱水壺處于保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)？為什么？（2）加熱狀態(tài)時(shí)，電熱水壺正常工作的電流是多少？（3）R1和R2的阻值各是多少？【【答案】（1）加熱狀態(tài)；（2）4.55A；（3）48.4Ω；391.6Ω.【解析】(1)加熱狀態(tài)理由：由電路圖可知，開關(guān)S接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電阻R1與R2串聯(lián)。由P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電功率較大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電功率較小，電熱水壺處于保溫狀態(tài)。(2)由P＝UI可得，電熱水壺正常工作時(shí)的電流：I＝eq\f(P加熱,U)＝eq\f(1000W,220V)≈4.55A。(3)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，由P＝eq\f(U2,R)變形可得R1的阻值：R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω；電熱水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，由P＝I2R可知，電路中的電流：I′＝eq\r(\f(P1,R1))＝eq\r(\f(12.1W,48.4Ω))＝0.5A，電路中的總電阻：R＝eq\f(U,I′)＝eq\f(220V,0.5A)＝440Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R－R1＝440Ω－48.4Ω＝391.6Ω。例2、圖為電熱水器的簡(jiǎn)化電路，它有加熱和保溫功能．R1和R2是兩根電熱絲，S為溫控開關(guān)，1、2為開關(guān)的兩個(gè)觸點(diǎn)，當(dāng)水溫低于某個(gè)下限溫度或高于某個(gè)上限溫度時(shí)，S在兩個(gè)觸點(diǎn)間自動(dòng)切換，使水溫維持在設(shè)定的范圍．已知熱水器的加熱功率為400W，保溫功率為100W(忽略溫度對(duì)電阻的影響)，則電路中R2＝________Ω.在使用過程中，若熱水器連續(xù)工作10min消耗電能1.2×105J，此過程中熱水器的保溫工作時(shí)間是________s.【【答案】363；400.【解析】由電路圖可知，開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P＝eq\f(U2,R)可得，R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω；開關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，電路的總電阻R＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,100W)＝484Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以R2＝R－R1＝484Ω－121Ω＝363Ω；熱水器10min消耗電能為1.2×105J，則電熱器的電功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.2×105J,600s)＝200W，由于電熱水器先加熱后保溫，設(shè)加熱時(shí)間為t1，則保溫時(shí)間為600s－t1，則有W＝P加熱t(yī)1＋P保溫(600s－t1)，即1.2×105J＝400W×t1＋100W×(600s－t1)，解得加熱時(shí)間t1＝200s，保溫時(shí)間t保溫＝600s－200s＝400s.類型二、用電器的多擋位問題例3、如圖甲所示是某品牌電吹風(fēng)機(jī)，圖乙是其內(nèi)部的電路簡(jiǎn)圖，表格中列出了有關(guān)參數(shù)。求：型號(hào)SHZ2010－624熱風(fēng)溫度50～75℃額定功率熱風(fēng)時(shí)：1000W冷風(fēng)時(shí)：120W額定電壓220V質(zhì)量0.5kg（1）畫出吹熱風(fēng)和冷風(fēng)時(shí)的等效電路圖。（2）計(jì)算吹熱風(fēng)時(shí)，通過電熱絲的電流。（3）某人用此電吹風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)10min，吹熱風(fēng)5min，共消耗多少電能?！尽敬鸢浮浚?）見解析；（2）4A；（3）3.72×105J.【解析】（1）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，等效電路圖如圖甲所示；電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作，等效電路圖如圖乙所示。(2)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的功率：PR＝P熱－P冷＝1000W－120W＝880W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由P＝UI可得，通過電熱絲的電流：IR＝eq\f(PR,U)＝eq\f(880W,220V)＝4A。(3)由P＝eq\f(W,t)變形可得消耗的電能：W＝P冷t冷＋P熱t(yī)熱＝120W×10×60s＋1000W×5×60s＝3.72×105J。例4、如圖甲是文文同學(xué)家新買的一臺(tái)冷暖空調(diào)扇，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為110Ω，是電動(dòng)機(jī)．開關(guān)S1閉合后，當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng)；當(dāng)S2接2、3時(shí)吹溫風(fēng)；當(dāng)S2接3、4時(shí)吹熱風(fēng)，此時(shí)空調(diào)扇的總功率為1100W．已知：電源電壓為220V,c冰＝2.1×103J/(kg·℃)．求：(1)吹冷風(fēng)時(shí)，在空調(diào)扇內(nèi)加入冰袋會(huì)使吹出的風(fēng)溫度變低．若冰袋內(nèi)冰的質(zhì)量為1kg，溫度從－16℃升高到－6℃時(shí)，冰從周圍吸收的熱量是多少？(2)吹冷風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作1h消耗的電能為0.11kW·h，此時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(3)吹熱風(fēng)時(shí)，R2的電阻是多少？【【答案】（1）2.1×104J；（2）0.5A；（3）88Ω.【解析】(1)由題意得溫度變化量Δt＝－6℃－(－16℃)＝10℃冰吸收的熱量Q吸＝c冰mΔt＝2.1×103J/(kg·℃)×1kg×10℃＝2.1×104J(2)開關(guān)S閉合后，當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng)，此時(shí)只有電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的功率：PP冷＝eq\f(W,t)＝eq\f(0.11kW·h,1h)＝0.11kW＝110W通過電動(dòng)機(jī)的電流I＝eq\f(P冷,U)＝eq\f(110W,220V)＝0.5A(3)吹熱風(fēng)時(shí)，R1的功率P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,110Ω)＝440W電阻R2的功率P2＝P總－P冷－P1＝1100W－110W－440W＝550W由P＝eq\f(U2,R)得，R2的阻值R2＝eq\f(U2,P2)＝eq\f(（220V）2,550W)＝88Ω.培優(yōu)·訓(xùn)練一、選擇題1、如圖所示，電阻R1>R2，電源電壓均為U，在相同時(shí)間內(nèi)，圖甲電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q甲，圖乙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q乙，圖丙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丙，圖丁電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丁，則（）A、Q甲＞Q乙＞Q丙＞Q丁B、Q?。綫丙＞Q乙＞Q甲C、Q?。綫乙＞Q甲＞Q丙D、Q甲＞Q丙＞Q乙＞Q丁2、如圖所示是加熱器的電路圖．設(shè)電源電壓保持不變，R1、R2均為發(fā)熱電阻絲，通過開關(guān)S1和S2的通斷組合，可得到不同加熱擋位．該加熱器最大電功率是12W，只閉合開關(guān)S1時(shí)，加熱器的電功率是8W．則下列判斷正確的是()A、該加熱器只有兩個(gè)加熱擋位B、加熱器兩個(gè)發(fā)熱電阻絲的阻值之比R1∶R2＝1∶3C、加熱器功率最大時(shí)，R1與R2的電流之比為2∶1D、該加熱器功率最小電功率是8W額定電壓220V額定功率高溫?fù)踔袦負(fù)醯蜏負(fù)?80W440W220W3、某電器廠設(shè)計(jì)了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，該火鍋產(chǎn)品銘牌和電路圖如圖所示，則下列說法正確的是()A、當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接a時(shí)，電火鍋使用的是高溫?fù)魾、當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中電流為1AC、當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，接入電路的電熱絲的阻值為11ΩD、用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水7分鐘，電流做功為369600J4、在綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明設(shè)計(jì)了一種電熱飲水機(jī)電路，如圖甲所示．R1和R2均為電熱絲，S2是自動(dòng)控制開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)“低擋”“高擋”之間的轉(zhuǎn)換．飲水機(jī)工作時(shí)功率隨時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示．下列說法正確的是()A、30min內(nèi)電路消耗的總電能是6.6×104JB、飲水機(jī)工作時(shí)，通過電阻R1的電流為0.5AC、高溫?fù)醯墓β蕿?20WD、電阻R2的阻值為110Ω二、填空題1、如圖所示，電源電壓保持不變，R1、R2、R3均為定值電阻，R1：R2＝2：3，S為單刀雙擲開關(guān)。當(dāng)S接到1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，R1消耗的功率為P1，此時(shí)R3消耗的功率為1.6W；當(dāng)S接到2時(shí)，R2消耗的功率為P2，已知P1：P2＝32：27．則電源電壓為________V，R1為________Ω，R3為________Ω．2、電源電壓均為U不變時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，兩電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最________，產(chǎn)生的總熱量最________，發(fā)熱功率最________；兩電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最________，產(chǎn)生的總熱量最________，發(fā)熱功率最________。如果電熱器處于兩電阻串聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）擋位；如果電熱器處于兩電阻并聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）擋位。3、如圖所示是電熱水壺的工作電路圖，閉合開關(guān)S1，當(dāng)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S2處于________狀態(tài)。若電熱水壺加熱狀態(tài)時(shí)的功率為1210W，則電阻R1＝________Ω。如果保溫狀態(tài)下電熱水壺的總功率是加熱狀態(tài)時(shí)的10%，則R2的功率為________W。4、某電飯鍋內(nèi)部電加熱器原理電路如圖所示，它有燒煮和保溫兩擋．開關(guān)S斷開時(shí)，電飯鍋處于______擋；已知R1＝605Ω，電飯鍋燒煮時(shí)的功率是保溫時(shí)的11倍，則R2＝______Ω.5、如圖甲是一款多擋位電炒鍋，圖乙是其內(nèi)部簡(jiǎn)化工作電路圖，R1、R2、R3是加熱電阻，其中R3的電阻值為60.5Ω.接通電源，只閉合開關(guān)S1時(shí)電炒鍋的功率為600W，再閉合S2電炒鍋的功率為1000W，則電炒鍋的最大電功率為________W，加熱電阻R2的阻值為________Ω.6、如圖甲是一種家用電暖器，圖乙是其簡(jiǎn)化的電路圖，已知R1<R2，電暖器的部分參數(shù)如表中所示．閉合開關(guān)S，要讓電暖器處于第二擋工作，則應(yīng)再將開關(guān)________閉合；若電暖器在第二擋正常工作10min，則產(chǎn)生的熱量是________J.額定電壓220V功率選擇一擋950W二擋1150W三擋2100W三、計(jì)算題1、某科技制作小組的同學(xué)利用兩段阻值不同的電熱絲R1和R2，設(shè)計(jì)成具有高、中、低三擋位的電熱器，電路圖如圖所示，其中R1＝2R2。在安全情況下，用三擋分別給同一容器中質(zhì)量均為2kg的水加熱。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]電熱器擋位額定電壓額定功率水升高的溫度加熱時(shí)間高溫?fù)?20V10℃6min中溫?fù)?20V8℃8min低溫?fù)?20V100W4℃9min（1）低溫?fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳牵恢袦負(fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳?；高溫?fù)醯墓ぷ麟娮枳柚凳恰＃?）電熱器用中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，電熱器的效率是多少？項(xiàng)目參數(shù)電源電壓/V220低溫?fù)豕β?W275中溫?fù)豕β?W550高溫?fù)豕β?W1100容積/L12、多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，深受市場(chǎng)認(rèn)可和歡迎。圖乙所示是某品牌養(yǎng)生壺簡(jiǎn)化電路圖。[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]（1）開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)，養(yǎng)生壺為高溫?fù)?？說明判斷依據(jù)。（2）求R1的阻值。（3）養(yǎng)生壺在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，求電路中的電流大小。（4）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，使用高溫?fù)鯇⒊鯗厥?2℃的一壺水燒開，若養(yǎng)生壺高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，求水吸收的熱量和燒開一壺水需要的時(shí)間。額定電壓220V頻率50Hz洗衣功率330W脫水功率300W最大電流5A3、下表為某型號(hào)雙缸洗衣機(jī)的銘牌，請(qǐng)解答下列問題：（1）在額定電壓下洗衣時(shí)，通過洗衣機(jī)的電流為多大？（2）若洗衣用時(shí)20min，脫水用時(shí)10min，則該洗衣機(jī)消耗的電能共是多少千瓦時(shí)？型號(hào)SYL－624額定電壓220V頻率50Hz電機(jī)功率120W加熱功率1210W容量1000mL4、小明的媽媽為了改善早餐的營(yíng)養(yǎng)搭配，買了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，如圖甲所示。豆?jié){機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：中間部位是一個(gè)帶動(dòng)刀頭的電動(dòng)機(jī)，用來(lái)將原料進(jìn)行粉碎打漿；外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管，負(fù)責(zé)對(duì)液體加熱煮沸，如圖乙所示。下表是這個(gè)豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，圖丙所示是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作的P－t圖象，請(qǐng)解答下列問題：（1）由圖丙可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱管的連接方式是。電熱管工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為能。（2）豆?jié){機(jī)電熱管的電阻是多大？（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？5、小亮家里的一款迷你電飯鍋，電路圖如圖所示，額定電壓為220V，電飯鍋有加熱和保溫兩擋，“加熱”時(shí)額定功率為550W，發(fā)熱電阻R1和R2阻值不隨溫度變化，電阻R1在“保溫”狀態(tài)和“加熱”狀態(tài)時(shí)功率之比為1∶400.求：(1)正?！凹訜帷睜顟B(tài)，通過電飯鍋的電流是多少？(2)正?！凹訜帷睜顟B(tài)，通電10min產(chǎn)生的熱量是多少？(3)R2的阻值是多少？專題17-7多擋位問題例1、【答案】（1）加熱狀態(tài)；（2）4.55A；（3）48.4Ω；391.6Ω.【解析】(1)加熱狀態(tài)理由：由電路圖可知，開關(guān)S接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電阻R1與R2串聯(lián)。由P＝eq\f(U2,R)可知，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，電功率較大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，電功率較小，電熱水壺處于保溫狀態(tài)。(2)由P＝UI可得，電熱水壺正常工作時(shí)的電流：I＝eq\f(P加熱,U)＝eq\f(1000W,220V)≈4.55A。(3)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，由P＝eq\f(U2,R)變形可得R1的阻值：R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,1000W)＝48.4Ω；電熱水壺處于保溫狀態(tài)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，由P＝I2R可知，電路中的電流：I′＝eq\r(\f(P1,R1))＝eq\r(\f(12.1W,48.4Ω))＝0.5A，電路中的總電阻：R＝eq\f(U,I′)＝eq\f(220V,0.5A)＝440Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R2的阻值：R2＝R－R1＝440Ω－48.4Ω＝391.6Ω。例2、【答案】363；400.【解析】由電路圖可知，開關(guān)與觸點(diǎn)1連通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電熱水器處于加熱狀態(tài)，由P＝eq\f(U2,R)可得，R1＝eq\f(U2,P加熱)＝eq\f(（220V）2,400W)＝121Ω；開關(guān)與觸點(diǎn)2連通時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，電路的總電阻R＝eq\f(U2,P保溫)＝eq\f(（220V）2,100W)＝484Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以R2＝R－R1＝484Ω－121Ω＝363Ω；熱水器10min消耗電能為1.2×105J，則電熱器的電功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.2×105J,600s)＝200W，由于電熱水器先加熱后保溫，設(shè)加熱時(shí)間為t1，則保溫時(shí)間為600s－t1，則有W＝P加熱t(yī)1＋P保溫(600s－t1)，即1.2×105J＝400W×t1＋100W×(600s－t1)，解得加熱時(shí)間t1＝200s，保溫時(shí)間t保溫＝600s－200s＝400s.例3、【答案】（1）見解析；（2）4A；（3）3.72×105J.【解析】（1）電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，等效電路圖如圖甲所示；電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，只有電動(dòng)機(jī)工作，等效電路圖如圖乙所示。(2)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的功率：PR＝P熱－P冷＝1000W－120W＝880W，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由P＝UI可得，通過電熱絲的電流：IR＝eq\f(PR,U)＝eq\f(880W,220V)＝4A。(3)由P＝eq\f(W,t)變形可得消耗的電能：W＝P冷t冷＋P熱t(yī)熱＝120W×10×60s＋1000W×5×60s＝3.72×105J。例4、【答案】（1）2.1×104J；（2）0.5A；（3）88Ω.【解析】(1)由題意得溫度變化量Δt＝－6℃－(－16℃)＝10℃冰吸收的熱量Q吸＝c冰mΔt＝2.1×103J/(kg·℃)×1kg×10℃＝2.1×104J(2)開關(guān)S閉合后，當(dāng)S2接1、2時(shí)吹冷風(fēng)，此時(shí)只有電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的功率：P冷＝eq\f(W,t)＝eq\f(0.11kW·h,1h)＝0.11kW＝110W通過電動(dòng)機(jī)的電流I＝eq\f(P冷,U)＝eq\f(110W,220V)＝0.5A(3)吹熱風(fēng)時(shí)，R1的功率P1＝eq\f(U2,R1)＝eq\f(（220V）2,110Ω)＝440W電阻R2的功率P2＝P總－P冷－P1＝1100W－110W－440W＝550W由P＝eq\f(U2,R)得，R2的阻值R2