1、微专题五 电学计算 栏 目 导 航 玩转重庆玩转重庆10年中考真题年中考真题 重难点突破重难点突破 第四节 多挡位家用电器类计算 玩转重庆玩转重庆10年中考真题年中考真题 类类 型型 1 两挡位相关计算(A卷10年3考) 1. (2017重庆B卷19题8分)如图甲所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不 清图乙虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图R1和R2均为电热丝，R272.6 .电烤箱开关接1时是低温挡，接2时是高温挡求： 牌电烤箱 额定电压 220 V 额定 功率 高温挡 W 低温挡 400 W 甲 乙 第1题图 (1)电烤箱在低温正常工作10 min电流做的功； (2)R1的阻值； (
2、3)在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3 000 imp/kWh”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2 min，求此时家庭电路两端的实际 电压. 解：(1)WP低温t400 W600 s2.4105 J (2)低温挡时R1与R2串联，总电阻R总 121 R1R总R2121 72.6 48.4 (3)此过程中电烤箱消耗的电能为W 3.6106 J9.72104 J 此时电烤箱的实际功率P 810 W 电路两端的实际电压为U 2 2 220V = 400W U P 低温 81 3000 4 9.72 10 J = 120s W t 1 = 810W48.4=198 VPR
3、 2. (2019重庆B卷20题8分)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失某发电 站输送的电功率为1.1105 kW，输电电压为1 100 kV，经变压器降至220 V供家 庭用户使用小明家中有一个标有“220 V 2 200 W”的即热式水龙头，其电阻为R0， 他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水 温较高，于是他增加两个相同的发热电阻 R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电 路，如图所示，开关S1可以同时与a、b相连， 或只与c相连，使其有高温和低温两挡求： 第2题图 (1)通过特高压输电线的电流； (2)改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量； (3)改装后，水龙头
4、正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为41，请计算出高 温挡时的电功率 解：(1)通过特高压输电线的电流：I 100 A (2)改装前1 min消耗的电能：WPt2 200 W60 s1.32105 J 由 100%得，提供的热量为：QW90%1.32105 J1.188105 J 8 6 1.1 10 W = 1.1 10 V P U Q W (3)R0的电阻为：R0 22 当S1接a、b时，R与R0并联，处于高温挡高温挡时的功率为：P高温 当S1接c时，R与R0串联，处于低温挡低温挡时的功率为：P低温 因为P高P低41 把U220 V，R022 代入解得：R22 高温挡时的电功率为：P高温
5、2 200 W2 200 W4 400 W 2 2 220V = 2200W U P 额22 0 + UU RR 2 0 + U R R 22 22 0 220V220V +=+ 2222 UU RR 3. (2018重庆A卷19题8分)小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如图甲所 示，图乙为浴足盆的工作电路，R1R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴 足盆的挡位不同求： 第3题图 (1)额定加热电流； (2)R1和R2的阻值各为多少欧？ (3)在用电高峰期，小峻关闭家中其他用电器，只让浴足盆通电，使其处于加 热状态1 min，电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际电 功
6、率为多少瓦？ 解：(1)额定加热电流I加 4 A 880W = 220V P U 加 额 (2)当S接b时，仅R2接入电路，电路中的总电阻最小，由P 可知，此时电 功率最大，处于加热状态，则阻值R2 55 当S接a时， R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P ，此时电功率最小， 处于保温状态，则电路中的总电阻R 484 故R1的阻值R1RR2484 55 429 (3)电能表的圆盘转30转消耗的电能 W 0.01 kW h0.013.6106 J3.6104 J 故浴足盆加热的实际电功率P 600 W 2 U R 2 2 220V = 880W U P 额 加2 U R 2 2 220V =
7、 100W U P 额 保 30r = 3000r/ kW h n N 3.6 104J = 60s W t 4. (2019重庆A卷8题3分)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现功能切换如图所示是模拟加热原理图， 其中测试电源的电压为10 V，四段电 热丝电阻均为10 ，防雾、除露、化 霜所需加热功率依次增大下列说法 正确的是( ) 类类 型型 2 三挡位相关计算(B卷7年4考) 第4题图 A. 开关旋至“1”挡，开启化霜功能 B. 开启防雾功能，电路总电阻为5 C. 化霜与防雾电路的总功率之差为15 W D. 从防雾到除露，电路总电流变化为1 A
8、 【答案】C 变 式 训 练变 式 训 练 5. 当开关旋至“1”挡，将开启_功能，此时电路的总电阻为_， 电路中的总电流为_A，电路的总功率为_W，若在该挡工作10 min，消耗的电能为_J. 6. 当开关旋至“2”挡，将开启_功能，此时电路的总电阻为_， 电路中的总电流为_A，电路的总功率为_W，若在该挡工作10 min，消耗的电能为_J. 7. 当开关旋至“3”挡，将开启_功能，此时电路的总电阻为_， 电路中的总电流为_A，电路的总功率为_W，若在该挡工作10 min，消耗的电能为_J. 防雾 20 0.5 5 3 000 除露 10 1 10 6 000 化霜 5 2 20 1.210
9、4 8. (2018重庆B卷20题8分)某品牌电热水器有慢加热、快加热和保温三个工作状 态，铭牌上的部分参数如图甲所示，其中快加热功率参数模糊不清，它能够把 水加热到的最高温度为75 .简化电路如图乙所示，R1、R2均为加热电阻(温度 对电阻的影响忽略不计)，若电热水器中已装满质量为40 kg、温度为25 的 水请完成下列问题：已知水的比热容c4.2103 J/(kg ) 额定电压 220 V 保温功率 605 W 慢加热功率 1 210 W 快加热功率 甲 乙 第8题图 (1)用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量 (2)开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，求R1的
10、阻值 (3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最 高温度，用快加热比用慢加热节约多少秒？(结果保留整数) 解：(1)水吸收的热量： Qcmt4.2103 J/(kg )40 kg(75 25 )8.4106 J (2)当开关S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路为仅有R1的简单电路，则R1的阻值： R1 40 2 2 220V = 1210W U P 慢 (3)当开关S1断开，S2接b时，R1与R2串联，此时电路处于保温状态，此时电路的 总电阻：R 80 ，则R2的阻值：R2RR180 40 40 ； 当开关S1闭合，S2接a时，R1与R2并联，此时电路处于快加
11、热状态，此时电路的 总电阻：R 20 ， 此时电路的总功率：P快 2 420 W 加热电阻产生的热量：W电 1107 J 用快加热需要的时间：t快 4 132 s， 2 2 220V = 605W U P 保 12 12 4040 = +40+40 R R RR 2 2 220V 20 U R 6 8.4 10 J 84% Q 7 1 10 J = 2420W W P 电 快 用慢加热需要的时间：t慢 8 264 s， 故用快加热比用慢加热节约的时间： tt慢t快8 264 s4 132 s4 132 s 7 1 10 J = 1210W W P 电 慢 9. (2016重庆B卷19题8分)小
12、亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他 查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电 压为220 V，低温挡、中温挡的额定功率分别为22 W和44 W利用所学的电学 知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热 丝，单刀双掷开关S2可接a或b.当它接入家庭电路中正常工作时： (1)低温挡加热的电流多大？ (2)中温挡加热5 h，消耗多少度电？ (3)高温挡加热的额定功率是多少瓦？ 第9题图 (1)低温挡的工作电流：I低 0.1 A (2)中温挡加热5 h，消耗电能E电WP中t0.044 kW5 h0.22 kW h0.22度 (3)低温
13、挡时，S1断开、S2接b，R1和R2串联， R低温R1R2 2 200 中温挡时，S1闭合、S2接b，R1接入电路，R中温R1 1 100 R2R低温R12 200 1 100 1 100 高温挡时，S1闭合、S2接a，R1和R2并联：R高温 550 高温挡的额定功率：P高 88 W 22W = 220V P U 低 2 2 220V = 22W U P 低 2 2 220V = 44W U P 中 12 12 11001100 = +1100+1100 R R RR 2 2 220V = 550 U R 高温 重难点突破重难点突破 类型1 两挡位家用电器类(A卷10年3考) 例1 某型号电饭
14、锅有“高温挡”和“低温挡”两个挡位，其原理如图所示，若已知 电阻R044 ，R2 156 . 例1题图 (1)当开关处于1位置时，电阻_(选填“R0”“R”或“R0与R”)连入电路，电饭 锅处于_(选填“高温”或“低温”)挡，此时电路中的电流为_A，电饭 锅的功率为_W，电饭锅在这一状态下工作10 min消耗的电能为 _J. (2)当开关处于2位置时，电阻_(选填“R0”或“R”)被短路，电饭锅处于 _(选填“高温”或“低温”)挡，此时电路中的电流为_A，电饭锅的 功率为_W，电饭锅在这一状态下工作10 min消耗的电能为_J. R0与R 低温 0.1 22 1.32104 R 高温 5 1
15、100 6.6105 例2 如图所示为某饮水机的简化电路图，该热水器有加热和保温两个挡位，已 知该热水器的加热功率为1 100 W，加热丝R2的阻值为440 . (1)开关S、S1都闭合时： 饮水机处于_(选填“加热”或“保温”)状态； 干路中的电流为_A，通过R2的电流为 _A，通过R1的电流为_A； 例2题图 加热 5 0.5 4.5 电阻R1的阻值为_，电路总电阻为_； 加热丝R1的功率为_W，加热丝R2的功率为_W，该状态下工作60 s 消耗的电能为_J. (2)只闭合开关S时，电路处于_(选填“加热”或“保温”) 状态，该状态下工作5 min消耗的电能为_J. 440 9 44 99
16、0 110 6.6104 保温 3.3104 例3 (2019临沂)图甲是小明家安装的即热式热水器，其具有高、低温两挡加 热功能，低温挡功率为5 500 W，内部等效电路如图乙所示，R1和R2是两个电 热丝某次小明用高温挡淋浴时，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c水4.2103 J/(kg )，求： (1)电热丝R1的阻值 (2)该热水器高温挡功率 例3题图 解：(1)由P 得，电热丝R1的阻值为： R1 8.8 (2)水的质量为m水V1.0103 kg/m3100103 m3100 kg 水吸收的热
17、量：Q吸c水m(tt0)4.2103 J/(kg )100 kg(40 20 ) 8.4106 J 因为电热丝产生的热量被水全部吸收，所以Q放Q吸8.4106 J 热水器高温挡功率为： P高温 7 000 W 2 U R U2 P 低温 （220 V）2 5 500 W Q 放 t 8.410 6 J 2060 s 类型2 三挡位家用电器类(B卷7年4考) 例4 某品牌新款电饭锅可以实现“高温”、“中温”、“低温”三挡加热，电路原理 图如图所示，已知电阻R144 ，R22 156 . 例4题图 (1)断开开关S1，开关S2接b时，电饭锅处于_(选填“高温”“中温”或“低 温”)挡，接入电路的电
18、阻为_，此状态下电路中的电流为_A， 电路消耗的功率为_W，1 s内消耗的电能为_J. (2)闭合开关S1，开关S2接b时，此时电阻_(选填“R1”或“R2”)被短路，电 饭锅处于_(选填“高温”“中温”或“低温”)挡，此状态下接入电路的电阻 为_，电路中的电流为_A，电路消耗的功率为_W，5 s内 消耗的电能为_J. (3)闭合开关S1，开关S2接a时，此时电阻R1与R2_(选填“串联”或“并联”)， 电饭锅处于_(选填“高温”“中温”或“低温”)挡，电路中的电流为 _A，电路消耗的功率为_W，1 s内消耗的电能为_J. 低温 2 200 0.1 22 22 R2 中温 44 5 1 100
19、 5 500 并联 高温 5.1 1 122.4 1 122.4 例5 (2019巴蜀一诊)如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖图乙 为其简化的电路原理图，已知电阻R1R2，铭牌见下表在电暖器跌倒时，跌 倒开关S自动断开，切断电源，保证安全电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低 温挡”三个挡位，解答下列问题： 例5题图 电暖器 额定电压 220 V 额定 功率 低温挡 550 W 中温挡 高温挡 1 650 W 频率 50 Hz (1)在高温挡时，电暖气正常工作时的电流为多少？ (2)R1的电阻是多少？ (3)在用电高峰时，家庭电路中往往电压偏低，使用的电器功率变低，若用电 高峰时家庭电路
20、中实际电压为198 V，则中温挡的实际功率为多少？ 解：(1)根据PUI可得高温挡时正常工作的电流： I 7.5 A (2)闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路，由P 可得， “低温”挡正常工作时的电阻：R1 88 P 高 U 1 650 W 220 V 2 U R U2 P 低 （220 V）2 550 W (3)闭合S1为“低温”挡，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”挡，高温挡 为S1、S2同时闭合，R1、R2并联 P中温P高温P低温1 650 W550 W1 100 W R2的阻值为：R2 44 当电路实际电压为198 V，中温挡的实际功率为： P中实 891 W 2 2 220
21、V = 1100W U P 中 2 2 198V = 44 U R 实 2 方方 法法 指指 导导 解决家用电器的多挡位问题：多挡位的实质是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挡位的控制家庭电路中电源电压U 220 V，根据P 知，R总 越大，P实 越小，挡位越低；R总越小，P实 越大，挡 位越高. 2 U R 电路图 (短路式) (并联式) (单刀双掷开关) 低温挡 闭合S，两电阻串联 P低 闭合S，只有R2接入电路 ，P低 S1断开，S2接b，R1、 R2串联，P低 若只有R1发热，则 P低 中温挡 / / 只闭合S1，只有R1接 入电路P中 高温挡 闭合S、S0，只有R1接入 电路，P高 S、S0 均闭合，R1、R2并 联，P高 S1闭合，S2接a，R1、 R2并联，P高 2 12 + U RR 2 1 12 + U R RR 2 12 + U RR 2 2 U R 2 1 U R 2 1 U R 22 12 UU RR 22 12 UU RR
