多档位电热器的计算

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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。

专题15：多挡位电热的计算

巩固练习
1.某电热锅有高温、低温两挡，其工作原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，已知该电热锅的高温挡功率为1100W，低温热挡功率为 200W。当S1闭合，S2断开时，电热锅处于_低__温___(选填高温或低温) 挡，R2的阻值为__1_9_8__Ω。
2. (2017·中考) 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 121 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 4.2×105 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
3. 如图是具有高温、低温两挡的电饭盒的简化电路图，R1 、R2均是发热电阻，电饭盒的部分参数如下表。
（1）R2的阻值是多少？ 198Ω （2）若电饭盒在高温挡工作10min，可以使2kg 的饭菜温度升高60℃，求该电饭盒的加热效率？ [饭菜的比热容取3.3×103J/(kg·℃)] 60%
Байду номын сангаас
4. 如图所示是某家用养生壶内部电路简图，
6. 某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示，已知R1=44 Ω，R2=2156 Ω。
(1)开关S置于__2__(填“1”或“2”)挡时是
高温烧煮挡，它的功率是多大？
(2)保温焖饭时电路中电流是多少？10 min产生的热量是多少？
7. 小华家中有一个足浴盆，其部分铭牌信息如图甲所示，图乙为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时，足浴盆的挡位不同。求：R1和R2的阻值各为多少欧?
R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可

中考物理专题多挡位电热器电功率的计算(1)

专题18 多挡位电热器电功率的计算【母题来源1】2019年四川绵阳卷【母题原题】某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。

小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。

已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。

【母题来源2】2019年四川南充卷【母题原题】如图是电热饮水机电路原理图，已知R1=100 Ω，R2=20 Ω，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于___________状态（填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。

【母题来源3】2019年湘西土家族苗族自治州卷【母题原题】下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝，且电阻阻值相同，高温档位功率为1 100 W，低温档位功率为440 W，家庭电路电压U=220 V，求：（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度；（2）电路中R 1的阻值；（3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。

【母题来源4】2019年山东临沂卷【母题原题】图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两档加热功能，低温档功率为5 500 W ，内部等效电路如图乙所示，R 1和R 2是两个电热丝。

某次小明用高温档淋浴时，水的初温是20 ℃，淋浴头的出水温度为40 ℃，淋浴20 min 共用水100 L 。

假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收[()34210J kg c ./=⨯⋅水℃]，求：（1）电热丝R 1的阻值。

（2）该热水器高温档功率。

【母题来源5】2019年重庆B 卷【母题原题】特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。

中考物理总复习课件教材系统复习专题5 多挡位用电器电热计算

(1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)发热电阻 R1 的阻值是多少？
解：(1)只闭合 S1时为低温挡，电功率为 440 W，由 P＝UI 可得，电路中的电流：I＝PU低＝424200 WV＝2 A.
U (2)只闭合 S1 时，R1与 R2 串联，电烤箱处于低温挡，由 I＝R可得，电路的总电阻： R＝UI＝2220AV＝110 Ω，所以，电阻 R1 的阻值： R1＝R－R2＝110 Ω－70 Ω＝40 Ω.
(3)高温挡时应该闭合的开关是 SS11、、S2S，2高温挡的电功率是多少？ (4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致．于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压．傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在 30 s 内电能表的转盘转了 25 转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ (不考虑电阻值随温度的变化)
(3)由题知，系统处于保温状态时，开关 S2 应是断开的，R1、R2 串联，两电阻 R1与 R2 的电功率之比为 1∶3，由 P＝I2R 可得，两个电热丝的功率之比： PP12＝II22RR12＝RR12＝13，则 R1＝13R2＝13×30 Ω＝10 Ω.
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，系统处于保温状态时，
U2 （220 V）2 (3)高温挡时，应闭合开关 S1、S2，则高温挡的电功率：P 高＝R1＝ 40 Ω ＝1 210 W.
(4) 电能表的表盘转 25 转，电流通过电烤箱做的电功： W ＝
3
000
kW·h＝3×104
J，
解：(1)由 P＝UI 可得，洗衣机脱水时正常工作的电流：I1＝PU脱水＝424200 WV＝ 2 A；

多挡位用电器电热的计算

[多挡位用电器电热的计算]专题概述电路中开关的断开与闭合会导致电路局部电阻被短接或电路的连接方式改变 ,电路发生改变时 ,电路中的总电阻会变化 ,在电源电压不变的条件下 ,消耗的电功率(或电能)会变化。

多挡位用电器的高挡位电功率大 ,低挡位电功率小 ,通常情况下通过开关的开闭来改变电路的总电阻 ,从而实现高、中、低挡位间的转换。

多挡位用电器电热的计算：首先根据开关的断开与闭合确认电路的连接情况(连接方式、接入电路的电阻),其次理清电路中I、U、R的关系 ,最后根据条件 ,选择适当的公式运算。

►类型一串联型1．如图Z－8－1所示,电阻R1>R2 ,电源电压均为U ,在相同时间内,图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲,图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙,图丙电路中电阻产生的总热量为Q 丙,图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁,那么()图Z－8－1A．Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B．Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C．Q丁>Q乙>Q甲>Q丙D．Q甲>Q丙>Q乙>Q丁2．某中学为解决同学们的饮水问题,购置了一批台式饮水机,其铭牌如下表所示,如图Z－8－2所示是饮水机的电路图,S是用感温材料制成的温控开关,R1是电阻,R2是供加热用的电阻丝。

图Z－8－2(1)分析电路图可知,当S接通时,饮水机处于________状态,当S断开时处于________状态。

(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)正常工作时该饮水机将热水罐中0.6 kg、18 ℃的水加热到93 ℃,用时6 min ,那么热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]3．PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高。

PTC有人为设定的一个温度点,当PTC的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大。

2023年中考物理三轮冲刺多挡位电热器综合计算(含答案)

2023年中考物理三轮冲刺多挡位电热器综合计算3．具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实4．如图甲所示是一款电加热煮茶壶。

图乙为其工作原理图，R、R均为加热电阻丝，额定5．表格中是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R和R为阻值不变的7．如图甲所示为某品牌的家用卷发棒，使用它可轻松做出不同发型，深受时尚女性喜爱，8．如图甲是某型号的电暖气，图乙是其内部的电路简化图，表格中列出了有关参数。

当只9．某中学为了学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。

其中一个餐台的部分简化电路如10．如图甲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11．如图甲所示是加热功率为1000W的养生壶，图乙是其简化电路图，S是温度控制开关，12．打造成渝地区双城经济圈，新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，如图13．如图为理综胜同学购买的备战中考电热养生壶，有低温、中温、高温三个挡位，可以满14．如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅。

该锅可实现汤锅、烧烤同时进行，15．小洲家买了一个三挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，R、R参考答案1．（1）2A；（2）70Ω；（3）1.5kW·h2．（1）0.1A；（2）6.6×103J；（3）121Ω3．（1）100V；（2）100W；（3）30s4．（1）1100W；（2）1A；（3）400s5．（1）55Ω；（2）8.4×104J；（3）79.5%；（4）高温挡方式更节能6．（1）1.1A；（2）1.35Ω；（3）3.0375Ω，1.0125Ω7．（1）0.4A；（2）17.6W；（3）3960Ω8．（1）73.3Ω，3A；（2）2.09kW·h9．（1）9.1A；（2）96.8Ω；（3）83.3%10．（1）4.62×105J；（2）700s11．（1）200W；（2）242Ω；（3）103S12．（1）0.6A；（2）200J；（3）5W13．（1）1A；（2）110Ω；（3）2kg14．（1）44Ω；（2）484W；（3）36W15．（1）100Ω；（2）968W；（3）1200圈。

沪科版九年级物理知识点精讲：多挡位电热器电热的计算

多挡位电热器电热的计算安徽杨飞有关电功率和电热的计算题是初中物理的难点之一。

这类试题的综合性较强，难度较大。

试题常以生活中常用的多挡位家用电器(如电饭锅、电饮水机、电饼铛等)为素材，考查有关物理量的计算。

一、两挡电热器两挡电热器分为两种情况，即两个电阻串联和两个电阻并联。

1.两个电阻串联时，电源电压保持不变，根据2UPR可知，两个电阻串联时，电路的电阻最大，电热器处于低温挡（即发热功率较小）；当一个电阻被短路，电路中只有一个电阻工作时，电路的电阻较小，电热器处于高温挡（即发热功率较大）。

例1 （2016南京）某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图1所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。

已知R1=44Ω，R2=2156Ω。

（1）开关S置于______（选填“1”或“2”）挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大？（2）保温焖饭时电路中的电流是多大？10min产生的热量是多少？（3）若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算体说明改进措施。

解析（1）开关置于2挡时，电阻R 2短路，电路中只有R 1，电路的电阻最小，故功率最大，为高温烧煮挡，此时的功率为221220=110044U V P W R ==Ω高（）；（2）开关置于1挡时，两电阻串联，电路电阻最大，为保温焖饭挡，电路电流122200.1442156U VI A R R ===+Ω+Ω；10min 产生的热量Q=I 2Rt=(0.1A)2×(44Ω+2156Ω) ×10×60s=1.32×104J ；（3）保温功率P 保=UI=220V×0.1A=22W ，保温焖饭挡的功率提升10%后的功率：P 保′=P 保（1+10%）=22W×110%=24.2W ，由2U P R=得，此时电路的电阻为22//220=200024.2U V R W P ==Ω保（），为了保证高温挡功率不变，所以应该改变R 2的阻值，R 2′=R ﹣R 1=2000Ω-44Ω=1956Ω，即把R 2换成阻值为1956Ω的电阻。

中考电热器多档位问题解析オ

中考电热器多档位问题解析オ物理知识源于生活，又服务于生活.所以中考中经常遇到联系生活的题目，如多档位用电器是如何工作的？在人教版九年级物理中焦耳定律一节的学习之后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电饭锅、电热水器、电暖气有几个档位的问题，学生学到此不知如何下手，因此，有必要介绍一下这类问题的解题思路：首先清楚高档位电功率最大，中档位次之，低档位电功率最低.第二因为是家庭电路一般情况认为电压是恒定的220 V.因为电压恒定所以我们用到的电功率公式是P=U2/R当U2一定时R越小P越大.这样就找到问题的答案了.[TP4CW05.TIF，Y#][HTH]例1[HTK]小红设计了一个多档位电热水器，其工作电路如图1所示，R1R2是两根电热丝，改变触点1、2、3、4间的连接方式可形成高温、中温、低温等不同档位.试说明哪种连接是高档？哪种是中档？哪种是低档？[HTH]解析[HT]当2与4连接时R1与R2组成串联，电路中电阻最大，根据P=U2/R ，U一定时，R越大，P最小，所以是低档位.当1与2连接时，只有R1接入，此时电阻比2与4连接时小，根据P=U2/R可知P较大，所以是中档.当1与2连接，3与4连接时，R1与R2并联，电阻最小，根据P=U2/R ，P最大，所以是高档.除上述题型外还有利用短路形成电热器的档位问题的.[TP4CW06.TIF，Y#][HTH]例2[HTK]内部电路如图2所示，R1是加热电阻，阻值为48.4 Ω，R2是限流电阻，阻值为484 Ω，煮饭时，接通电源220 V，问：（1）开关S处于什么状态时电饭锅处在加热状态；（2）饭熟后S处于什么状态时电饭锅位于保温状态；（3）求保温与加热两种状态电饭锅消耗的电功率之比是多少？[HTH]解析[HT]（1）当S闭合时R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻最小，U一定，根据P=U2/R可知电功率最大，所以处于加热状态.（2）当S断开时短路线去掉R2与R1串联，电路中电阻最大，U一定，根据P=U2/R可知电功率最小.所以处于保温状态.（3）加热时电功率P保=U2/48.4保温时P热=[SX（]U2[]48.4+484[SX）]，所以两次的功率之比为11∶1.总之，多档位问题中除了会用P=U2/R分析电热器处于什么档位外，还会在已知用电器额定电压、额定功率的题中运用P=U2/R求电阻，如2008年中考最后一道大题就是多档位电热毯问题仍然用到P=U2/R.[HTH]例3[HTK]某电热毯只有一个挡位，使用不方便.小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯.已知原电热毯的额定电压为220 V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220 V 25 W”灯泡串联在家庭电路中（如图1所示），电压表的示数为176 V.（电源电压恒为220 V，不考虑温度对电阻阻值的影响）求：（1）原电热毯的额定功率多大？（2）为了使改造后的电热毯（如图3所示）在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝？（保留一位小数）（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10 min，R0消耗多少电能？[TP4CW07.TIF，BP#][HJ0.9mm][HTH]分析[HT]（1）因小灯泡的额定电压，额定功率已知，所以根据P=U2/R得R=U2/P，小灯泡的电阻RL=[SX（]U2[]PL[SX）]=[SX（]2202[]25[SX）]=1936 （Ω）.电热毯电阻R0的电压U0=220 V-176 V=44 V，根据串联电路电压之比等于电阻之比，所以R0=（[SX（]U0[]UL[SX）]）RL=（[SX（]44 V[]176 V[SX）]）×1936 Ω=484 Ω，所以电热毯的额定功率P额=[SX（]U2额[]R0[SX）]=[SX （]（220 V）2[]484 Ω[SX）]=100 W.（2）改造后的电热毯在低档位时，开关处于断开状态，R0与Rx串联，总电阻是R0与Rx的和，所以电阻最大，电功率最小，据题意可知：总发热功率P=[SX（]3[]5[SX）]P额=[SX（]3[]5[SX）]×100 W=60 W，电路的总电阻R总=[SX（]U2[]P[SX）]=[SX（]（220 V）2[]60W[SX）]=806.7 Ω，电热丝的电阻Rx=R总-R0=806.7 Ω-484 Ω=322.7 Ω.（3）改造后的电热毯在低档位时，R0消耗的电能W0[WB]=P0T=I2R0T=（[SX（]P[]U[SX）]）2R0T[DW]=（[SX（]60 W[]220 V[SX）]）2 ×484 Ω×10×60 s=21600 J.[HTH]例4[HTK]图5所示是家用饮水机的工作原理图，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，[TP4CW08.TIF，Y#]已知电阻R0=55 Ω，R=2365 Ω.（1）当开关S处于“2”档时，通过电阻R和R0的电流各是多大？（2）当开关S分别处于“1”档或“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.[HTH]解析[HT]（1）当开关S处于“2”档时，R被短路，通过电阻R的电流为零.通过电阻R0的电流I=[SX （]U[]R0[SX）]=[SX（]220 V[]55 Ω[SX）]=4 A.（2）当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率P1=[SX（]U2[]R0+R[SX）]=[SX（]（220 V）2[]2365 Ω+55 Ω[SX）]=20 W，当开关S处于“2”档时，饮水机的总功率P2=[SX（]U2[]R0[SX）]=[SX（]（220 V）2[]55 Ω[SX）]=880 W.（3）当开关S处于“1”档时，饮水机处于保温状态.理由是当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率远小于开关S处于“2”档时，饮水机的总功率.。

电热综合计算多档位问题九年级物理

短路式
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.

多档位问题与电热综合

多档位问题与电热综合计算多档位的实质是在电压不变时，利用多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。

常见的档位：高温档、中温档、低温档；加热档、保温档。

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。

高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻高R 最小；中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻中R 高于高温档；低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻低R 最大。

电路图如下：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 +=低中温档只闭合S 1，断开S 2，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、R 2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。

方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）；方法二：根据公式2212R U R U P +=求解较为方便。

1. 如图是一台电热饮水机的电路简图。

其额定电压为220V，具有加热和保温两种功能，对应的功率分别是400W和40W，下列说法正确的是（）第1题第2题A．均闭合时，饮水机处于加热状态B．阻值为121ΩC．阻值为1210ΩD．高温档加热1h，耗电0.35kw·h，此时饮水机处于正常工作状态2．如图所示是某加热器的电路图，电源电压为220V，R1、R2均为发热电阻丝。

专题12多档位电热的计算

专题12 多档位电热的计算多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用，涉及到电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点，更侧重电功率、电热计算的考查。

通过多挡位电热器的考查，能很好的考查学生对电路结构的认识，同时更能考查对电功率和电热的计算能力。

一、多挡位电热器挡位判断：多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。

电热器电路是纯电阻电路，一般接在家庭电路，电压为220V，是个常量，依据2UPR=可知：①当电路中电阻最大，电功率最小，为低挡位（保温挡）工作；②当电路中电阻最小，电功率最大，为高挡位（加热挡）工作；③当电阻介于最大电阻和最小电阻之间时，为中挡位（中温挡）工作。

例题1（2021山东德州）如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开，S2接a时，电火锅为______挡；当S1闭合，S2接b时，电火锅为______挡；当只有______（选填“R1”或“R2”）接入电路时，电火锅为______挡。

【答案】低温高温 R2中温。

【详解】由图乙可知，当S1断开，S2接a端时，R1和R2串联，此时电路的总电阻最大，由2UPR=可知，此时总功率最小，则该电火锅选用低温档工作；由图乙可知，当S1闭合，S2接b端时，考点透视迷津点拨与点对点讲R1和R2并联，此时电路的总电阻最小，由2UPR=可知，此时总功率最大，则该电火锅选用高温档工作；由图乙可知，当S1断开，S2接b端时，只有R2接入电路中，此时电路的总电阻介于高温挡和低温挡的电阻之间，由2UPR=可知，此时总功率不大不小，则此时电火锅为中温档。

【点拨】通常家用多挡电热器是通过改变开关状态，改变工作电路结构，从而改变用电器消耗的电功率，实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。

高温挡（加热挡）——通过开关的转换，实现电路的并联，并联支路越多，电阻越小，功率越大，温度越高；低温挡（保温挡）——通过开关的转换，实现电路的串联，串联电阻越多，电阻越大，功率越小，温度越低；中温挡——通过开关的转换，使电路中的电阻介于最大值和最小值之间，功率介于最大功率和最小功率之间。

初中物理专题复习多档位家电的计算

S1断开、 S2接b端：
a S2 b
P1

u2 R1
u2 R2
P2

u2 R1
P3

u2 R1 R2
因为 P1＞P2＞P3 所以 P1是高温档功率， P2是中温档功率， P3是低温档功率
温馨提示
家庭电路的电压是220v 家用电器的额定电压是220v
小玲研究了市场上销售的家庭饮用水机的内部电路图，发现电路主要有两种，并且都有保温和加热两种工作状态，如图中甲、乙所示，若两种饮水机在220V电压下正常工作，加热时每个电路消耗的总功率均为500W，保温时每个电路消耗的总功率为50W，试问： ①当闭合甲图中的开关S1，断开乙图中的开关S2时，甲、乙两电路分别处于什么工作状态？ ②甲图饮水机处于保温状态，5min内消耗的电能是多少？ ③乙图饮水机中电阻R4的阻值是多少？
多档位家电的计算
一.什么是多档位家用电器？
在使用中有高温档、低温档两档,或有加热档、保温档两档，或有高、中、低三档的家用电器。
二.日常生活中的多档小家电有：
三.多档位的实质
电热器往往需要设计不同的档位,切换电热器的开关就能改变电热器的档位，其实质是改变电热器的电功率。
四.用电器的档位改变电功率的原理
①分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S，电饭锅_____(选填“能”或“不能”)煮熟饭。
②当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？
③当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大?
2.如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图，它有高、中、低三个档位，已知R1=120Ω ，R2=240Ω 。求：
①R1的阻值是多大？ ②低温档时，电路中的电流是多大？ ③高温档时，通电10min，R1消耗的电能是多少？

专训2：多挡位电热器的计算

专训2：多挡位电热器的计算名师点金：由公式P＝U2R可知，电热器的电阻越小，其功率越大，挡位越高。

(1)对于并联电路来说，接入的电阻个数越多，挡位越高。

对于串联电路来说，接入的电阻个数越多，挡位越低。

(2)电热器的总功率等于每个电阻丝的功率之和。

并联型多挡位1．【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S0。

该饮水机的部分参数已知：额定电压为220 V，加热时的总功率为880 W，保温时的功率为40 W，R1、R2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S0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R1、R2的阻值为多少？(3)傍晚用电高峰期，若实际电压只有200 V时，饮水机加热的实际总功率是多大？(第1题图)2．【中考·泰安】如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，下表是其部分参数。

接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。

当锅内混合物质温度达到102 ℃时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。

现将质量为2.0 kg，初温为36 ℃的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作20 min。

假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容为c＝4.0×103 J/(kg·℃)。

求：(1)R1、R2的阻值。

(2)电压力锅加热多少s后开始保压？(3)电压力锅最后2 min内消耗的电能。

(第2题图)串联型多挡位3．【中考·重庆A】小明家的电饭锅的额定电压为220 V，“煮饭”时额定功率为1 210 W，简化电路如图甲所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态的功率之比为1∶16，求：(1)正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少安？(2)电阻R1的阻值为多少欧？(3)某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能表(如图乙所示)指示灯每闪烁4次所用的时间为48 s。

多挡位电热器的计算

为____4_.2_×__1_0_5__J．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
类型二：并联型多挡位电热器
①只闭合S1，电路中只接入了 R2，R总= R2
并联式
结论：并联电路中有两个电阻时是高温档
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
类型三：单刀双掷或多掷开关型多挡位电热器
①断开S1 、S2接b，R1与 R2串联，R总=R1+R2 ②闭合S1、S2接b, R2被短路，电路中只接入了 R1，R总= R1
单刀双掷开关
课堂练习
如图甲所示，电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热，电路图如图乙所示，R1、R2是电热丝，当S1断开， S2接a时，电火锅为____低____挡；
当当电只火S1有锅闭为_合__，_R__中2S___2_接_(选_b挡时填。，“R电1”或火“锅R2为”)接__入_高_电__路挡时；，
由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；由图乙可知，低温挡时的电流是6 A，低温挡工作时的功率:P低＝UI低＝220 V×6 A＝1320 W。
(2)由图乙可知，低温挡时电路为 R1 的简单电路，低温挡时的电流是 6 A，通过 R1 的电流是 6 A，高温挡时的总电流是 10 A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知，通过 R1 的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过 R2 的电流:I2＝I－I1＝10 A －6 A＝4 A，电热丝 R2 的阻值:R2＝UI2＝2240AV＝55 Ω。
复习回顾
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
基本公式推导公式
电功
W=UIt
电功率 P=UI
焦耳定律
适用条件

中考物理常见题型—有关多档位电热器的计算

初中物理中考常见题型有关多档位电热器的计算【知识积累】1、考点解读：中考中有关多档位电热器的问题一般涉及两个电阻和多个开关，通过开关的闭合、断开或者其他方式改变电阻的连接方式，使电路在电源电压不变的情况下，改变电路总功率。

当电路的总功率最大时，电热器处于高温挡；当电路的总功率较大时，电热器处于中温挡；当电路的总功率最小时，电热器处于低温挡。

电路的总功率要利用公式P=RU 2来分析，即在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电路的总功率越大，用电器的档位越高。

2、串联型：串联型的两档位电热器往往采用短路式电路，短路开关断开时两个电阻串联，电路中的电阻最大，根据P=RU 2可知，此时电路总功率最小，电热器处于低温挡；短路开关闭合时，只有一个电阻接入电路，电路中的电阻最小，根据P=RU 2可知，此时电路总功率最大，电热器处于高温挡。

3、并联型：并联型的两档位电热器往往采用单一支路开关式电路，当支路开关闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据公式P=RU 2可得，在电源电压U 一定的情况下，电路的总功率最大，则电热器处于高温挡；当支路开关断开时，只有另一条支路上的电阻接入电路，电路中的总电阻最大，根据P=RU 2可得，电路的总功率最小，此时电热器处于低温挡。

【典型习题】1、某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路图如图甲所示，定值电阻R 1的U ﹣I 图像如图乙所示。

已知U ＝220V 、R 2＝525.8Ω、c 水＝4.2×103J/（kg•℃）、ρ水＝1.0×103kg/m 3。

（1）求定值电阻R 1的阻值；（2）当S1闭合、S2断开时，电热水壶处于______挡位，求电热水壶此挡位的功率______；（3）已知电热水壶加热效率为80%，将1.5L水从20℃加热到100℃，求水吸收的热量和加热所需时间。

2、如图所示是速热型电热水龙头的电路简图，R1、R2为电热丝，通过操作开关，可以提供温水和热水，相应参数如表。

多挡位家庭电路计算全解

多挡位家用电器相关计算1.每天，学校食堂利用电热蒸饭柜（如图甲所示）给我们提供香喷喷的米饭，已知电热蒸饭柜的额定电压为220 V，它有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1的电阻为45 Ω，加热时电热蒸饭柜的功率为4 840 W，求：[c 米＝4×103 J/（kg·℃）]饭（1）R2 的电阻；（2）该电热蒸饭柜保温时的电功率；（3）若电热蒸饭柜的热效率为 70%，现将一托盘内盛放的 5.5 kg 米饭从 23 ℃加热到100 ℃，求加热时间．2.如图甲是电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”．图乙是它的电路原理图，R1、 R2 为电热丝，通过旋转手柄带动开关 S 接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换．已知开关置于热水挡时，电路中的电流是 15 A，开关置于温水挡时，电路中的电流是10 A（不考虑温度对电阻丝的影响）．请通过计算回答下列问题：（1）当开关置于位置 2 时，水龙头放出的水是．（2）电热水龙头的开关置于热水挡时电功率是多大？电热丝 R2 的阻值是多大？（3）电热水龙头使用温水挡时，正常工作 60 s，消耗多少电能？如果没有热量损失，可以让 1 kg 的水温度升高多少？3.小明家买回一台新型快热型电热水壶，其工作电路如图甲所示．S 为温控开关，R1 为电热管，R0 为保温电阻，下表为该电热水壶的相关数据．电热水壶通电后保持加热状态，当壶内水烧开时，其温控开关 S 自动断开，电热水壶处于保温状态．某次利用该电热水壶加热一满壶初温为 20 ℃的水，经过9 min 温控开关自动断开．不考虑电阻随温度的变化，当地气压为一标压．求额定电压 220 V 额定最大储水水量1.5 kg加热功率 1 100 W保温功率44 W额定电压 220 V额定功率加热 1 100 W保温 20 W电源频率 50 Hz（1）小明观察到该款电热水壶的插头如图乙所示，其中有一个脚稍长些，请你简述这么设计的目的．（2）当用该电热水壶加热时，流过电热管 R 1 的电流是多少？（3）要使电热水壶满足保温功率，保温电阻 R 0 的阻值应取多大？（4）电热水壶的效率是多少（结果保留一位小数）?2.有一种老式电饭锅，其铭牌如下表所示．其工作原理如图所示，A 为密闭锅体，R 1、R 2 分别是主加热器和保温加热器，L 是用来指示电饭锅保温状态的发光二极管（电阻忽略不计），S 1 为电源开关．闭合开关 S 1 后，电路通过 R 1 对电饭锅加热，当锅内水温达到 105 ℃时，锅体向下移动，压力开关 S 2 与触点 a 断开，与 b 点接通，电路通过 R 2 对电饭锅保温．求：（1）电饭锅正常加热工作时，通过加热电阻 R 1 的电流是多大？（2）电饭锅进入保温状态时，家庭电路电压发生变化，降为 198 V ，此时保温电阻 R 2 消耗的实际电功率是多大？（3）用该老式电饭锅对 2 kg 、20 ℃ 的水正常加热到 69.5 ℃，电饭锅加热的时间是多少？已知消耗的电能有90% 被用来给水加热，水的比热容c＝4.2×103 J/ （kg·℃）．3.图甲是一家用电暖器，有“低温”“中温”“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S 是自我保护开关，电暖器跌倒时，S 自动断开，切断电源，保证安全.闭合S1为“低温”挡.请完成下列问题.××牌电暖器额定电压220 V额定功率低温挡550 W 中温挡 1 100 W 高温挡频率50 Hz（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？（3）若房间内空气质量为60 kg，空气温度为10 ℃，设定空气的比热容为1.1×103 J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20 分钟，放出热量的50%被房间内空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？。