6 多档位计算题型（解析版）

1、中考第三轮复习计算题之六一一多档位计算题型1、如图是家用电饭煲的原理图，它有加热、保温的功能，虚线框内为电饭煲的加热、保温 装置。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮；当到达一定温度时，温 控开关S自动跳接到c,使电饭煲处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“6V, 1. 5W”、 绿灯标有“12V, 3W”的字样，发热电阻R的额定电压为220V,额定功率为605肌 电饭煲工 作时两灯均正常发光，求：(1)电阻R和R2的阻值是多少？(2)假设电饭煲在加热状态时的加热效率是84%,那么加热状态下5min能使3kg的水温度升高 多少。C?(3)某次将该电饭煲插在智能插座(能显示时

2、钟和消耗电能)上煮饭，煮饭结束时智能插 座显示的信息如下图，那么本次煮饭电饭煲在保温状态下工作的时间是多少min?【答案】(1) 856 Q, 752 Q； (2) 12. 1； (3) 12min【解析】解：(1)加热时，按下温控开关S与a、b接触时，电阻R与R和红灯串联后再并时针：11:42电量：0.341 KW h联。通过红灯的电流为/红=L = -=0 25A电阻R1两端的电压为Ul220V-6V=214V红6VU 214V电阻Ri的阻值为耳=皆=万_=856。温控开关s自动跳接到c,使电饭煲处于保温状态,r3 W电阻R与R2和绿灯串联。通过绿灯的电流为/绿=尸=而=。25人绿灯的电阻

3、为U 绿 1ZV门 U 220V 为 & =-/J 心 /绿 0.25A门 U 220V 为 & =-/J 心 /绿 0.25A% 鲁=48。由尸二幺可得，电阻R的电阻为h=41 =(22V)=8OC电路的总电阻 /绿 0 25ARp 605W二880。根据串联电路的总电阻等于各个电阻之和，所以R2的电阻为R2二R总-R 绿-R=880 Q -80 Q -48 Q =752 Q(2)加热状态下，加热电阻工作5min消耗的电能为归Pt=605WX5X60s=181500J由片区xlOO%可得Q吸=nW=181500J)电源220V容积1. 5L高温挡功率500W低温挡功率100W预约功率10W

4、TOC o 1-5 h z 低温-)；预约1：1111Al, I I A 111Ali 111.0246810 fh乙(1)预约过程中消耗的电能是多少kWh?(2) Ri的阻值是多少Q?(3)假设此电中药壶的高温挡加热效率为84%,将L5L水从20c加热至100,需要多长时间？【解析】解：(1)由图乙可知，预约过程中所用的时间：t = 8h,由表格数据可知，预约消 耗的电功率：P预约=10W=0.01k肌 预约过程中消耗的电能：W产P预约t = 0. 01kWX8h = 0. 08kW h(2)由图乙可知，当开关S、Si闭合时，R与R2并联，电路总电阻较小，由P=UI=U卫=Rtj2皆可知总功

5、率较大，为高温状态，P高= 500W；当开关S闭合、Si断开时，电路只有R2工作，总电阻较大，由P = UI=U旦=匕可知总功率较小，为低温状态，P低=100W； R的功率为R RPi = P高-P低= 500W-100W=400W,由P=U1可知，Ri的阻值：旦=止=皿产;RP1 400V；(3)水的体积：V=l. 5L=L 5X lO-rn3；由 P =g可知，水的质量：m= P 水V=l. OX 101kg/m3 X1.5X10-3m3=1.5kg；水吸收的热量：Q 吸=c 水田(t - to) =4.2X10/ (kg) XI. 5kg X (100 -20) =5. 04X 105J

6、；由 n =驯可知，消耗的电能：W 电=5 04X 105jW 电T 84%= 6X105J；由 P = H可知，需要的时间：6乂 10，= i200s。tP 高 50 0W答： 预约过程中消耗的电能是0.08kWh；(2) R1的阻值是121 Q；(3)需要的时间为1200so的总电能为0. 341KW的设此过程中加热时间为t加热，保温时间为t保温，可得t=t加热+t保温消耗的总电能为W-P加t加热+P保t保温联立，代入数值可得t加热=0. 5ht保温=0. 2h=12min答：(1)电阻Ri和R2的阻值分别是856 Q, 752 Q；(2)加热状态下5min能使3kg的水温度升高12. 1

7、；(3)本次煮饭电饭煲在保温状态下工作的时间是12min。2、图甲为某热水器的原理图：电路中R、R2为加热电阻；虚线框为调温模块，R：s、R为调 温电阻不参与加热；当通过电磁铁L (阻值忽略不计)的电流klOmA时，衔铁开关S2将保 持闭合，1210mA时电磁铁L将吸引衔铁开关S2断开，实现“快热模式”和“恒温模式”的 档位转换。热水器正常工作时相关参数如下表，求：产品型号20-16最大容积50L额定电压220V快热功率2200W恒温功率200W(1)电阻R的阻值；(2)当储水罐装满水，热水器正常工作时，“快热模式”使水升温20需要35niin,求该热 水器的热效率 (czK=4.2xlO3J

8、/(kg.),结果保存两位小数)；(3)调温模块中滑动变阻器R3规格为“4000 Q 2A”；热敏电阻Rt可即时感知储水箱中水温， 其阻值随温度的变化图像如图乙所示。通过上下移动滑片P的位置，可以设定“恒温模式” 中的恒定温度。当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是多少？220Vs2甲乙【答案】(1) 242Q； (2) 90.91%； (3) 1060【解析】解：(1)根据题意，当S2断开时，只有加热电阻R1接入，为恒温功率；当S2闭合2时，加热电阻R与R2并联接入，为快热功率，由功率的计算公式一二可得R的阻值为Ru2 _(220V)2 200W二 242Q(2)根据题意，水吸收的热量为Q

9、及二 0加水/ = 4.2xl03J/(kg)x50 xlQ-3m3xl.0 xl 03kg/m3 x 20=4.2 xlO6J“快热模式35min消耗的电能为W = /热1=2200Wx35x60s = 4.62x106J那么该热水器的热效率=那么该热水器的热效率=曳 xl00% = W4 2 x (I，TX100% x 90.91 %4.62x106JU _ 2200V 7- 10 x10-3 A(3)根据题意，恒温功率下通过L的电流不超过10mA,那么L所在支路的总电阻为 =22000Q当滑动变阻器接入最小阻值时，即为。时% =/?总=22()()()Q = 22kC根据图乙可知温度为1

10、0o当滑动变阻器接入的最大电阻R3 = 4000Q 时，热敏电阻 R 的阻值为 % = R总 一 & = 22000。 4000。= 18000。= 18kQ根据图乙可知此时的温度为60,即当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是1060。答：(1)电阻R的阻值为2420； (2)该热水器的热效率为90.91%；(3)当热水器正常工作时，恒定温度可调节范围是10、60。3、空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐。如图 甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻：为=50。，R2 = 2000 o额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路，单刀双掷开

11、关可以在a、b两点切换，空气炸 锅有高、中、低三个档位。(1)低温档正常工作时，求K两端电压。(2)高温档正常工作时，求电路中消耗的总功率。(3)假设用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20,炸熟至少需要到达170,求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。c茗条取3.0 x103 j/(kg)(4)假设用电高峰期是电压为200V使用空气炸锅高温档完成以上烹制，求烹制一次薯条需要的时间。的时间。【答案】(1) 44V；【解析解：(1)由图知道,开关S1闭合,开关S接b端，R1、R2并联，总电阻最小,由尸=U2U2R知道，此时处于高温挡；开关Si闭合，开关S接a端时一电路中只有R2连入电路，电路总

12、If电阻适中，由尸= j知道，此时处于中温挡；S闭合接a端，Si断开，Ri、R2串联，总电 R阻最大，此时处于低温档，由串联电路电压的特点知道，与两端电压U、= K U =x 220VM4V用 + &50Q+200Q(2)高温挡正常工作时，开关，闭合，开关S接b端，R、R2并联，那么Ri、R2消耗的功率分别是/=(22V)、968Wj、(220V)2= 242W电路中消耗的总功率1 R 50。- &200QP = PP2 = 968W+242W= 1210W(3)薯条质量 m=200g=0. 2kg 薯条吸收的热量 Q 吸=cm(t-10) =3. OX 103J/(kg) XO. 2kgX

13、(170-20)=9. OXIOJ(4)用电高峰期是电压为200V使用空气炸锅高温档完成以上烹制时，R、R2消耗的功率八口,U12 (200V)2, U2 (200V)2分另 I是 P =L = 800W P =L = 200W1 凡 50。 R2 200。wW 9 0 x 104 T电路中消耗的总功率由 =%知道，加热时间/ = = = ；：八八：=90stp1000W答：(1)低温档正常工作时，尺两端电压是44V；(2)高温档正常工作时，电路中消耗的总功率1210W；(3) 一次炸熟200g薯条需要吸收的热量9.0X101；(4)烹制一次薯条需要的时间是90s。4、如图甲是一款可调温果汁加

14、热鼎，图乙是其简化电路图。R、R2均为加热电阻，当开关 接1时，加热鼎处于保温挡，保温功率为275W。当开关接2时，加热鼎处于可调温挡，可 调功率范围为275W-H00W。果汁比热容取4.0义10/ (kg*)求：(1)加热鼎最大功率时电路中的电流。(2)滑动变阻器R1的最大阻值。(3)不计热量损失，加热鼎用最大功率对1kg果汁加热2min,果汁升高的温度。甲【解析】解：(1)由于果汁加热鼎的最大功率是1100队加热鼎最大功率时，电路中的电流二P 最大 _1100W最大 5220V二P 最大 _1100W最大 5220V= 5A；(2)根据功率公式P=UI=q-可知，由于电压一定，当电阻最大时

15、，功率最小，当电阻最小时，功率最大，所以滑动变阻器R的阻值最大时，加热鼎功率最小；当滑动变阻器R1的 阻值最小时，加热鼎的功率最大；当滑动变阻器R接入电路中的阻值为零时，加热鼎的功率最大，电路中只有R2,电流最大为5A, R2的阻值为= t =必= 44Q；当滑动变 2 I最大 5A阻器R的阻值最大时，加热鼎的功率最小，此时Ri、R2串联，电路中的总电阻(220V)2=176Q；所以滑动变阻器r的最大阻值r1=r-R2=176Q -44Q=132Q；275W(3)加热鼎用最大功率对1kg果汁加热2min,消耗的电能W最大=P最大t = n00WX120s = 1.32 X105J,由于不计热量

16、损失，果汁吸收的热量嬴及=最大=1.32)【解析】(1)由P二UI可得，调奶器处于保温状态时的工作电流1=殳 = &l-0.07A U 220V(2)由题意可知，当S接“1、2”时，电路为R1的简单电路，调奶器处于保温状态；当接 “2、3”时，电路为R、R2并联，奶器处于加热状态，因电路中的总功率等于各用电器功率 之和，所以，R2的电功率P2=P加热-P保温=500W - 16忙484WTj2 (220V)2由P= J可得，电阻R2的阻值R2=-=100QRP2 484WW(3)由2=可得，调奶器消耗的电能归P加热=500WX32s=16000J t不计热损失，调好奶粉吸收的热量Q吸=W=16

17、000J由Q吸=cm (t-to)可得，调好奶粉的比热容%_1600Jc= 0.2kgx(40C-20) =4X1 J/(kg，C)7、小科家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头(翻开几秒钟就能流出热水)接 入家中电能表3000r/ (kW*h).如下图。电水壶的规格为“220V 1210W,电水龙头的 规格为“220V2420W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110r,用时T20s。在电 路中单独使用电水龙头洗漱时，用了 270so导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。 求：小明家T 220V电水壶电水花(1)电水壶和电水龙头的电阻;(2)导线的电阻;(3)在洗漱时，导线

18、上产生的热量。【解析】(1)电水壶的规格为“220V 1210W,电水龙头的规格为“220V 2420W”,电水壶的电阻为：心=.=鬻/ = 4肛电水龙头的电阻为：R水龙头二电水龙头的电阻为：R水龙头二水龙头之(2201/)2P水龙头2420W200；答：电水壶和电水龙头的电阻分别为40。和20。；(2)当电路中单独使电电用电水壶烧水时，消耗的电能为：W = -xlkW-/i = -kW - h, kJ J VzO U此时电路的总功率为：P父=：=此时电水壶和导线的总电阻为：R-kW-/i 300120 .fl 3600U2=1.1W = U00W；(2207)2总一P 实一1100W由于导线

19、与电水壶串联接入电路中，那么导线的电阻为：R线二R总-R壶二44 Q-40 Q=4 Q ；答：导线的电阻为4Q；(3)电水龙头和导线的总电阻为：仁二1线+1水龙头二20。+4。=24。；2义 4Dx 270s = 90750/。此时通过导线的电流：5冷篝*4那么导线上产生的热量为：Q =12R线t = (%)8、小科家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲。Ri、R2为发热电阻,且R2=3R” S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热，高挡为大功率加热)，其高挡功率为440W。甲(1)P/W高档低档102

20、0 30 min乙求高挡工作时,电路中的电流;(2)求加湿器处于低挡时的电功率;(3)加湿器的P-t关系如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少?【答案】(1)加湿器的高挡功率为440W, 由P=UI可知，高挡工作时，电路中的电流/ =流/ =p高挡u4401y220V二24；(2)由电路图可知，当旋转开关接3、4触点时，电路为Ri的简单电路,此时电路的总电阻最小，由P = UI =可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大， RI2(2201/12加湿器处于高挡。R的阻值：&=厂=扁六=110。，因R2=3R”所以R2的阻值： 局挡R2=3R1=3X110Q=330Q,旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联