電學(xué)微專題6 家用電器多擋位計算（講義）（原卷版）

主題三電與磁微專題6家用電器多擋位計算（6-10分）（原卷版）目錄TOC\o"1-3"\h\u 2考點一家用電器多擋位計算 2 4題型一多擋位電功率、電熱計算 5題型二多擋位加熱效率計算 6

考點一家用電器多擋位計算一、家用電器多擋位有些家用電器利用電流的熱效應(yīng)工作，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，用來加熱物體。有時需要不同的加熱功率，因此大多數(shù)電器都設(shè)置的不同的加熱擋位。1.明確家用電器的額定電壓為家庭電路電壓，即用電器用不同擋位加熱時，總電壓不變，2.電路中總電阻大小變化，加熱功率不同。通常情況，擋位分為高溫擋、中溫擋、低溫擋（或加熱擋、保溫擋），對應(yīng)的功率大小為（）。3.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。二、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。1．（2024·黑龍江綏化·中考真題）一款電熱水龍頭的簡化電路如圖甲所示，表格是它銘牌上的參數(shù)。電源電壓恒定不變，和為發(fā)熱電阻，當(dāng)開關(guān)S、均閉合時，通電20s電熱水龍頭產(chǎn)生的熱量是J。電阻和的阻值之比是。額定電壓220V額定功率高溫擋2200W低溫擋440W2．（2024·山東濰坊·中考真題）中國茶文化源遠流長。圖示是一款智能煮茶機的簡化電路圖，電源電壓，、、是阻值不變的電熱絲，用于“加熱”或“保溫”，，，S為電源開關(guān)，通過溫控開關(guān)可實現(xiàn)“加熱”和“保溫”狀態(tài)的切換，煮茶機的“加熱”功率，“加熱”效率。煮茶機會根據(jù)用戶選擇的茶品和所需茶水濃度不同進行智能工作，其工作過程是首先將水“加熱”至，然后繼續(xù)以“加熱”功率再進行相應(yīng)時間的“煮茶加熱”（“煮茶加熱”時間如表格所示），最后自動進入“保溫”狀態(tài)。將0.8L、初溫為的水裝入煮茶機，水的比熱容，水的密度。茶品低濃度“煮茶加熱”時間中濃度“煮茶加熱”時間高濃度“煮茶加熱”時間烏龍茶2min5min10min紅茶1min2min5min黑茶2min5min7min(1)求將水“加熱”至過程中水吸收的熱量；(2)求煮茶機的“保溫”功率；(3)若用戶選擇“紅茶高濃度煮茶”，煮茶機經(jīng)過將水“加熱”至、“煮茶加熱”和“保溫”狀態(tài)，共工作15min，求這個過程煮茶機消耗的電能。題型一多擋位電功率、電熱計算1．（24-25九年級上·吉林四平·階段練習(xí)）如圖甲所示的煎餅鍋具有高溫和低溫兩個擋位，圖乙是其內(nèi)部簡化電路圖。當(dāng)開關(guān)、都閉合時處于擋。若，，則高溫擋和低溫擋的功率之比為=。2．（2024·四川成都·中考真題）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。3．（24-25九年級上·廣東江門·期中）下表為一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，和均為電熱絲?！痢僚齐娍鞠漕~定電壓220V額定功率高溫擋1100W低溫擋440W(1)電烤箱在高溫擋工作時的電流；(2)電路中的阻值；(3)電烤箱在低溫擋正常工作時，電路中的的阻值。4．（24-25九年級上·北京·期中）某品牌4L容量智能電飯鍋的簡化電路圖如圖所示，R1、R2是加熱電阻，煮飯時把電飯鍋接入220V電源。已知電飯鍋處于加熱狀態(tài)時的電功率為1100W；處于保溫狀態(tài)時通過，R1的電流為1A。忽略溫度對電阻的影響，電源兩端電壓不變。請你：(1)畫出電飯鍋處于加熱狀態(tài)時的等效電路圖；(2)加熱狀態(tài)時通過R1的電流；(3)加熱電阻R2的阻值；(4)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時加熱電阻R2消耗的電功率。題型二多擋位加熱效率計算5．（2024·甘肅定西·模擬預(yù)測）如圖甲所示，這是小明家新買的一臺電熱足浴桶，其簡化電路如圖乙所示。當(dāng)水溫達到設(shè)定溫度時，溫控開關(guān)S可自動切換至保溫狀態(tài)，R1、R2是發(fā)熱電阻，足浴桶的主要參數(shù)如下表。請完成以下問題：額定電壓最大水量加熱功率保溫功率220V5L1000W220W(1)電熱足浴桶在保溫狀態(tài)時，電路中的電流為多少?(2)發(fā)熱電阻R2的阻值是多少?(3)將初溫為20℃的水加至最高水位線，電熱足浴桶正常加熱可使水溫升高到40℃，已知電熱足浴桶的加熱效率為87.5%，則加熱時間是多少秒?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，水的密度為1×103kg/m3]6．（24-25九年級上·云南保山·期中）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，R?和R?為加熱電阻，且阻值保持不變，已知電熱水壺加熱檔的額定功率為1100W，電熱水壺保溫檔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)加熱檔正常工作時的電流；(2)電阻R?的阻值;(3)電熱水壺加熱水的效率。7．（24-25九年級上·山西臨汾·階段練習(xí)）如圖甲所示的電水壺有加熱和保溫兩種功能，圖乙是其內(nèi)部電路的簡圖，電源電壓為，、均為加熱電阻，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕開關(guān)可以實現(xiàn)加熱和保溫兩種功能的切換。電水壺加熱功率為，保溫功率為，若電水壺的加熱效率為，求：(1)加熱電阻的阻值；(2)把的水從加熱到所需要的時間。8．（24-25九年級上·廣西柳州·階段練習(xí)）如圖甲所示是3D打印筆，3D打印筆通過加熱，擠出熱熔的塑膠，然后在空氣中迅速冷卻，最后同化成穩(wěn)定的形狀。此打印筆有快、慢兩擋，其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，R1、R2是相同的發(fā)熱電阻，單個發(fā)熱電阻的阻