2024年中考物理复习辅导《电功率高低温档题型总结》

电功率高低温挡题型总结一、简单多挡问题例1.（基础必过）学校教学楼有一个额定电压为220V的电热水器，如图是其简化了的工作电路图。已知电阻R1=22Ω，R2=220Ω，电源电压保持220V不变，利用开关S1、S2闭合与断开，可实际电热水器的加热和保温功能。求：（1）开关S1闭合、S2断开，电热水器处于________（选填“保温”或“加热“）状态。（2）电热水器处于保温状态时的功率是多少瓦？（3）电热水器处于加热状态时，经过5min电流消耗的电能是多少焦？解析：（1）开关S1闭合、S2断开时，R1、R2的串联电路，电路中的电阻较大，根据可知，电热水器的功率较小，处于保温状态。（2）由得，电热水器处于保温状态时的功率为：（3）开关S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻较小，根据可知，电热水器的功率较大，处于加热状态，经过5min电流产生的热量为：例2.（基础必过）某型号的电饭锅有两挡，其原理如图所示，电阻R1=44Ω。当开关S闭合时，电饭锅处于高温挡。当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温挡，焖饭、保温时电饭锅的总功率为高温功率的0.02倍。求：（1）高温挡的功率；（2）焖饭、保温时电路中的电流；（3）电阻R2的阻值。解析：（1）当开关S闭合时，电路为R1的简单电路，电饭锅处于高温挡，则高温挡的功率：（2）当开关S断开时，R1与R2串联，电饭锅处于焖饭、保温挡，由题意可知，保温挡的功率：P保温=0.02P高温=0.02×1100W=22W由P=UI可得，电路中的电流：（3）由可得，保温时电路中的总电阻：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2=R总－R1=2200Ω－44Ω=2156Ω例３.（易错必练）某电熨斗的简化电路如图所示，R1、R2为电热丝且阻值保持不变。R1的电阻是55Ω，电源电压是220V。只闭合S1为低温挡；只闭合S2为中温挡；S1、S2都闭合为高温挡，高温挡的电功率是1980W。（1）在高温挡工作时，电路中的总电流是多少？（2）在低温挡工作时，R1的电阻是多少？（3）在中温挡工作时，R2的电阻是多少？解析：（1）高温挡时，R1、R2并联，根据P=UI可知，电路中的总电流：（2）低温挡时，只有R1工作，则R1的功率：（3）中温挡时，只有R2工作；因R1的阻值不变、其电压不变，所以R1在低温挡和高温挡时的功率相同，且高温挡时的总功率等于各电阻消耗功率之和，则中温挡的功率（R2的功率）：P2=P高温－P1=1980W－880W=1100W则R2的电阻：例4.（常考必会）图示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图。R1、R2为电热丝，其中R2=242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。（1）电热丝是利用电流的_______效应工作的。分析电路图，闭合S1，当S2________时，电熨斗处于高温挡。（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W。求：通过电路的电流是多大？R1的电阻是多大？通电3min产生的热量是多少？分析：（1）电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应；电源电压一定，由。可知，电路电阻越小，功率越大，功率大，电熨斗处于高温挡，根据电路图分析电路结构，判断高温挡时，开关S2的状态；（2）已知电熨斗的功率，由功率的变形公式。可求出通过电路的电流，然后由欧姆定律可求出R1的电阻，由W=Pt求出电熨斗3min产生的热量。解析：（1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热热效应工作的；由电路图知，闭合S1，当S2断开时，只有电阻R1接入电路，此时电路阻值最大，由。可知此时电路功率最小，电熨斗处于低温档；由电路图可知，闭合S1，当S2闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压U一定，由可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡；（2）通过电路的电流所以，R1的电阻通电t=3min=180s，产生的热量Q=Pt=1100W×180s=1.98×105J二、多掷开关问题例5.（常考必会）小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220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。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5h，消耗多少度电？（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？解析：（1）（2）中温挡加热5h，消耗的电能：E电=W=P中t=0.044kW×5h=0.22kW·h=0.22度（3）低温挡时，S1断开、S2接b，R1和R2串联，中温挡时，S1闭合、S2接b，R1接入电路，R2被短路，R2=R低总－R１=2200Ω－1100Ω=1100Ω高温挡时，S1闭合、S2接a，R1和R2并联，高温档加热的额定功率：例6.（易错必练）表为某电烤箱铭牌的部分参数（其中高温挡的额定功率模糊不清），其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝（电阻不随温度变化），求该电烤箱：额定电压220V额定功率低温挡440W中温挡1100W高温挡（1）在低温挡正常工作时的电流。（2）中温挡正确工作5min消耗的电能。（3）在高温挡正常工作时的额定功率。（计算结果保留一位小数）解析：（1）由分析电路在高温档正常工作时开关的闭合情况。（2）由分别求出R1和R2的阻值，再由求出R1和R2并联时的总功率，即为电烤箱在高温档的额定功率。由可知，当U一定，电阻越小，功率越大，因此，当R1和R2串联时，电阻最大，电路处于低温档，当R1和R2并联时，电阻最小，电路处于高温档，只有R1能单独工作，电路处于中温档位，故该电烤箱在高温档正常工作时开关的闭合情况是S2接a，S1闭合。在中温档正常工作时功率为1100W，则在低温档正常工作时的电流：低温档时，两电阻串联：则R2=110Ω－44Ω=66Ω高温挡时，两电阻并联，此时电烤箱的额定功率是：三、旋转开关问题例7.（基础必过）下表是小明和妈妈制作美食时使用的电烤箱铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部简化电路，R1和R2均为电热丝，R2=60.5Ω。求：×××牌电烤箱额定电压220V额定功率高温挡×××W低温挡400W（1）电烤箱在低温挡正常工作15min电流做的功。（2）R1的阻值。（3）电烤箱高温挡功率是多少瓦？解析：（1）电烤箱在低温挡正常工作时间t＝15min＝900s，由可得，电烤箱在低温挡正常工作15min电流做的功：W＝P低t＝400W×900s＝3.6×105J（2）由图可知，开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由可知总功率最小，电烤箱处于低温挡。此时电路的总电阻：R1的阻值：R1＝R－R2＝121Ω－60.5Ω＝60.5Ω（3）开关接2时，只用R1工作，为高温挡，例8.（常考必会）如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2=55Ω，温水挡的电功率是2.2kW。试回答或求解下列问题：（1）扇形开关S同时接触2、3两个触点时，流出的水为_________（选填“冷水”、“温水”或“热水”）。（2）R1的阻值是多少？（3）出热水时的总功率是多少kW?解析：（1）当开关同时接触1、2两个触点时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据可知，此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关同时接触2、3两个触点时，电阻R1、R2并联接入电路，电路总电阻最变小，根据可知，此时功率最大，所以此时放出的是热水。（2）由（1）可知温水档时只有R1接入电路，且温水功率为2.2kW，即2200W，故可得R1的阻值是：（3）S旋到热水档时，电阻R1、R2并联接入电路，R1的功率不变为2200W，R2的功率为：出热水时的总功率为：P热水=P1+P2=P温水+P2=2200W+880W=3080W=3.08kW例9.（挑战）如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱装水最多0.3kg，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法，其中电热丝R1=56Ω，R2=44Ω。（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________（填物态变化名称）成小水珠，放出热量，将衣服熨平。（2）如果选择甲电路，电路中最电流为________A；如果选择乙电路，电路中最大电流为________A。由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A，故设计师最终选择了甲电路。（计算结果保留一位小数）（3）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。（4）若将水箱中0.22kg的水从25℃加热到100℃，挂烫机至少要加热多长时间？【水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）】解析：（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速，由气态变成液态，是液化现象；水蒸气液化时，要放出大量的热，从而将衣服熨平。（2）如果选择甲电路，当开关旋至1、2之间时，电路中只有电阻R2工作，此时的电路中的电流最大，电流：如果选择乙电路，当开关旋至1、2之间时，R1、R2并联，电路中电流最大，电流：（3）挂烫机大功率挡工作时，电路中电流为5A，此时功率：P1=UI大=220V×5A=1100W挂烫机小功率挡工作时，R1、R2串联，此时功率：（4）水吸收的热量：Q=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.22kg×（100℃－25℃）=6.93×104J由得，所需时间四、多挡图像问题例10.（基础必过）早餐喝豆浆有利于身体健康。如图1为王波同学家的某型号多功能打浆机及铭牌，其主要结构：中间部位是一个电动机带动的刀头，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆球形状的电热管，负责对流体加热煮沸。如图2所示为打浆机正常制作一次豆过程中电热管和电动机交替工作时，电功率随时间变化的Pt图像。求：（1）电热管正常工作的电流。（2）电热管正常工作时的电阻。（3）豆浆机正常制作一次豆浆，消耗的总电能。分析：（1）电热管正常工作的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；（2）根据求出电热管正常工作时的电阻值；（3）由图2可知，加热时间和电动机工作的时间，根据W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能。解答：①由P=UI可得，豆浆机正常加热时的电流：②由可得，电热管正常工作时的电阻：③由图2可知，加热时间t1=12min=720s，电动机工作时间t2=3min=180s由可得，豆浆机正常制作一次豆浆消耗的总电能：W=W1+W2=P1t1+P2t2=1000W×720s+180W×180s=7.524×105J例11.（常考必会）如图1所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，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）额定电压220V高挡发热功率400W水箱容积3L适用面积20~40m2（1）加湿器需在高挡加热，开关S应旋转至触点_________（选填“1、2”“2、3”或“3、4”）位置。（2）电阻R1的阻值.（3）加湿器处于低挡位置时的发热功率。（4）如图2所示是某次使用加湿器工作30min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。解析：（1）由图1知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R1接入电路，电源电压一定，由可知，接“2、3”时电阻最大，为低挡，接3、4”时电阻最小，为高挡。（2）由图2知，高挡功率：P高=400W，由可得R1的阻值：（3）由题知，R2=3R1，低挡发热功率：（4）由图2知，工作30min时，其中高挡10min，低挡20min，所以加湿器消耗的总电能：W=W高+W低=P高t高+P低t低=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×105J例12.（易错必练）某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，开关S接不同位置使电饭锅分别处于加热和保温两种状态.某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流随时间变化的图像如图乙。求：（1）该电饭锅的加热功率。（2）保温时电路中R2的电阻。（3）该电饭锅此次工作30分钟共消耗的电能.解析：（1）开关S接1时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻较小，电饭锅处于加热状态（1分），由题图乙可知，此时电路中的电流：I1=4A由P=UI可得，该电饭锅的加热功率：P加热=UI1=220V×4A=880W（2）根据可得，R1的电阻：开关S接2时，两电阻串联，为保温状态，此时电路中的电流：I2=1A由可得，电路的总电阻：根据串联电路的电阻规律可知，电阻R2的阻值：R2=R－R1=220Ω－55Ω=165Ω（3）由W=UIt可得，电饭锅此次工作30min共消耗的电能：W=W1+W2=UI1t1+UI2t2=220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s=7.92×105J五、多挡与电能表问题例13.（基础必过）小峻家中有一个浴足盆，其部分铭牌信息如表格所示，图甲为浴足盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，浴足盆的挡位不同。求：型号MLJY01额定电压220V额定加热功率880W额定保温功率100W（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1min，电电能表（如图乙所示）的圆盘转了30转。则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦？解析.（1）由题图甲知，浴足盆的额定加热功率为880W，由P=UI可得，额定加热电流：（2）由题图乙知，开关S接b触点时，只有电热丝R2接入电路中，电路中电阻较小，电源电压一定，由可知，此时电路的总功率较大，为加热状态；开关S接a触点时，两电热丝串联，电路中电阻较大，总功率较小，为保温状态。由欧姆定律可得，电热丝R2的阻值保温状态下，由串联电路的电阻特点知总电阻：则R1=R总－R2=484Ω－55Ω=429Ω（3）由题图丙可知，电能表上标有3000r/（kW·h）字样，表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘就转过3000r，则转盘转过30转时，浴足盆消耗的电能：浴足盆加热的实际电功率：例14.（常考必会）张强妈妈买了一个新的电饭煲，张强从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲所示，S1为温控开关，加热电阳R1和R2的阻值不随温度变化。求：额定电压220V额定蒸煮功率1210W额定保温功率88W频率50Hz容积5L（1）电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流。（2）电阻R2的阻值。（3）某周末的晚饭时，张强想利用自家电能表（如图乙）测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转。求家庭电路的实际电压。解析：（1）由电路图知，只闭合S2时两电阻串联，电路中电阻较大，根据知功率较小，为保温状态；由表中数据可知，保温功率为88W，由P=UI可得，在“保温”状态下正常工作时的电流：由可得两电阻串联的总电阻：（2）由电路图知，当两开关都闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为蒸煮状态，由表中数据知，蒸煮状态时功率为1210W，由可得，R1的电阻：所以电阻R2的阻值：R2=R－R1=550Ω－40Ω=510Ω（3）“3000revs/kW·h”表示每消耗1kW·h电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，转盘在1min内转了50转，消耗的电能为：电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为：根据电饭煲电阻不变，结合可得：解得实际电压为：例15.（常考必会）小明家的电饭锅如图甲，额定电压为220V，“煮饭”时额定功率1210W，简化电路如图乙，S1为温控开关，发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为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（如图丙）指示灯每闪烁4次所用的时间为48s，则R2两端的实际电压为多少伏?解析