中考物理高頻考點(diǎn)詳解：多擋家用電器相關(guān)計算問題

中考物理高頻考點(diǎn)詳解：多擋家用

電器相關(guān)計算問題

考點(diǎn)掃描☆名師點(diǎn)撥

考點(diǎn)解析：

計算題是物理中考的主要內(nèi)容，在中考試卷中占有很大比例。計算題以

考查學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力為主，它既能反

映學(xué)生對基本知識的理解掌握水平，同時又能體現(xiàn)學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)

知識分析和解決問題過程中的情感、態(tài)度與價值觀。解答計算題應(yīng)該首

先明確它的特點(diǎn)，避免盲目和無從下手的尷尬，同時明確題目涉及的物

理現(xiàn)象和物理知識，明確要解決的問題是什么，找準(zhǔn)關(guān)系，有的放矢的

按要求進(jìn)行合理的計算。

計算題常以填空題、選擇題和計算過程題型出現(xiàn)。尤其是計算過程題是

考查學(xué)生分析問題、解決問題和計算能力的題型，要求較高，分值較高，

并要求有計算過程和步驟，每一步驟都有相應(yīng)分值。計算題在中考題中

常被列為壓軸題目。

多檔位電器有關(guān)計算主要提現(xiàn)在當(dāng)檔位轉(zhuǎn)換時，加入電路中的元件發(fā)生

了變化，工作狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生變化。一、功率、電能、電熱等相關(guān)物理

量都應(yīng)與新檔位電路相對應(yīng)；二、注意檔位變化時，電器元件是如何加

入電路的，串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中物理量變化規(guī)律等；三、抓住這些要

點(diǎn)，有關(guān)多檔位計算題的計算一般都能很好得到解答。多檔家用電器相

關(guān)計算一般分為以下幾個類型：

1.單元件轉(zhuǎn)換計算問題

單元件轉(zhuǎn)化法適用于檔位開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，只是工作元件發(fā)生了變化，

電路工作元件仍是單元件。電路電源不變，變化的只是工作元件，計算

時以新接入電路元件為工作電器，按照有關(guān)規(guī)律計算即可。

2.多元件轉(zhuǎn)換計算問題

多元件轉(zhuǎn)換法是在檔位變換時，加在電路中的電器元件在兩個或以上；

檔位轉(zhuǎn)換后電路存在串聯(lián)或者并聯(lián)形式，計算時利用串并聯(lián)電路計算規(guī)

律進(jìn)行計算即可。

3.無級變化計算問題

無級變化檔位調(diào)節(jié)是連續(xù)變化電路物理量的題型，應(yīng)用較多的是滑動變

阻器的動端變化來改變電路電阻，達(dá)到控制電路工作的目的。此類考題

出現(xiàn)較少，但計算方法和前面基本上相同。

考點(diǎn)剖析☆聚焦高頻

高頻考點(diǎn)一：單元件轉(zhuǎn)換計算問題

【典例1］某校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了一個智能供暖器，電路如題圖所示，電

源兩端的電壓U為220V,R1和R2是兩個供熱電阻絲,SI、S2是溫

控開關(guān)，工作過程如下：當(dāng)氣溫低于25（時，SI、S2都閉合；當(dāng)氣溫

等于或高于25（時，S2斷開，此時電流表的示數(shù)為IA,電阻絲R1的

電功率為20W（忽略溫度對電阻絲的影響），求：

Q）電阻絲R2的阻值是多少？

（2）當(dāng)氣溫低于25（時，電路工作1.5h消耗電能是多少千瓦時？

【解析】開關(guān)S2閉合時，工作元件是R1與R2串聯(lián)，開關(guān)S2閉合時,

工作元件是Rio（1）由題意可知，S2斷開時，電流表的示數(shù)為IA,

電阻絲R1的電功率為20W，故R1為：

故，電阻RLR2的總電阻為:

所以電阻R2為:

（2）當(dāng)氣溫低于25。（：時，電路功率：

電路工作1.5h消耗電能是：

故答案是：（1）電阻絲R2的阻值是20。；（2）電路工作1.5h消耗

電能是

1.21kWho

高頻考點(diǎn)二：多元件轉(zhuǎn)換計算問題

【典例2］小明家安裝了電熱水龍頭如甲圖，其簡化電路如乙圖，RL

R2為電熱絲通過調(diào)節(jié)旋鈕可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰的觸點(diǎn)，

從而實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水檔之間的切換。某次使用電熱水龍頭的過程

中，水龍頭的功率隨時間的變化關(guān)系如丙圖所示。

甲乙丙

(1)當(dāng)開關(guān)同時接觸3、4觸點(diǎn)時，水龍頭放出的是(選填"冷水"、

"溫水"或"熱水")。

(2)求電熱絲R1工作時的電阻大小。

(3)求該次使用過程中水龍頭消耗的總電能。

【解析】(1)當(dāng)開關(guān)處于位置3、4觸點(diǎn)時時，電阻R1和R2并聯(lián)接

入電路，電路電阻最變小，由公式

可知,此時功率最大，故放出的是熱水。

(2)由圖乙，當(dāng)開關(guān)與觸點(diǎn)3接觸時，只有一只電阻R1接入電路，

從圖丙中可以看出，此時的溫水功率P溫水=880W,由

可知，

(3)由圖象可知，該水龍頭前10s處于溫水功率，后10s處于熱水功

率，消耗的電能：

【答案】(1)熱水；(2)電熱絲R1工作時的電阻為55。；(3)該

次使用過程中水龍頭消耗的總電能是

3.52xl04Jo

高頻考點(diǎn)三：無級變化計算問題

【典例3］老式臺燈亮度調(diào)節(jié)器電路原理圖如圖所示，已知電源供電電

壓U=3V保持不變，燈泡L標(biāo)有"3V、1.5W，字樣，且燈泡電阻的變化

忽略不計，與燈泡串聯(lián)的亮度調(diào)節(jié)器實(shí)際上就是一個滑動變阻器，滑動

變阻器的晶氐點(diǎn)c下端陰影段為絕緣材料（相當(dāng)斷路開關(guān)）。貝！J:

（1）此臺燈工作時燈泡電阻是多大？

（2）若滑動交阻器接入電路的電阻R=6。時，燈泡的實(shí)際電功率是多

少？

（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片P分別滑至中點(diǎn)b和晶氐點(diǎn)c時，燈泡電功

率之比是9:4.那么滑動變阻器最大電阻值（即ac段導(dǎo)體電阻）是多

少？

中Kb?

I~~||||-----------------

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)

求出此臺燈工作時燈泡的電阻；（2）滑動交阻器接入電路的電阻R=6

。時根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=UI=I2R

求出燈泡的實(shí)際電功率；（3）當(dāng)滑動變阻器的滑片P分別滑至中點(diǎn)b

和最低點(diǎn)c時，根據(jù)P=I2R求出兩種情況下電路中的電流之比，根據(jù)

電壓一定時電流與電阻成反比得出等式即可求出滑動變阻器的最大阻

值。

【答案】(1)由

可得，此臺燈工作時燈泡的電阻：

I

(2)滑動交阻器接入電路的電阻R=6。時，因串聯(lián)電路中總電阻等于

各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

,燈泡的實(shí)際電功率：

PL'=I2RL=(0.25A)2x6Q=1.5W;

(3)當(dāng)滑動變阻器的滑片P分別滑至中點(diǎn)b和最低點(diǎn)c時，燈泡電功

率之比：

，解得：

因電壓一定時，電流與電阻成反比，所以,

解得：R滑=12Q。

答：（1）此臺燈工作時燈泡電阻是6。；（2）若滑動交阻器接入電路

的電阻R=6。時，燈泡的實(shí)際電功率是1.5W;（3）滑動變阻器最大

電阻值是

12QO

考點(diǎn)過關(guān)☆專項突破

類型一：單元件轉(zhuǎn)換計算問題

1?下表示某型號電烤箱銘牌部分參數(shù)，其內(nèi)部電路圖如圖所示，R1和

R2均為電阻絲，電烤箱在低溫檔正常工作0.5h所消耗的電能是

的阻值是

kW?h,R2Qo

1處|1*額定電瓜220V.

高溫檔“1100W.

額定功率.

低溫檔.440W<

【解析】開關(guān)S閉合時，工作元件是R1和R2串聯(lián)，S閉合時，工作

元件是（）已知低溫檔的功率，利用

Rlo1

可求得正常工作0.5h所消耗的電能；（2）根據(jù)

可知，當(dāng)開關(guān)閉合時，電路為R1的簡單電路，電路中的電阻最小，電

功率最大即為高溫檔；當(dāng)開關(guān)斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路的電阻最大,

電功率最小即為低溫檔；根據(jù)

求出保溫時電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出R2的阻值。

解答：(1)由

可得，電烤箱在低溫檔正常工作0.5h所消耗的電能：

W=P彳氐溫t=0.44kWx0.5h=0.22kW?h;

(2)當(dāng)開關(guān)斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路的電阻最大，電功率最小即為

低溫檔，

電路中的總電阻：

當(dāng)開關(guān)閉合時，電路為R1的簡單電路，電路中的電阻最小，電功率最

大即為高溫檔：

/

根據(jù)電阻的串聯(lián)可得：R2=R-Rl=llOQ-440=66。。

【答案】0.22.66O

2.有一種掛式電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖所示，該熱水器設(shè)有高、中、

低三檔，已知電熱絲R1=55Q,高檔加熱功率為1100W,電熱轉(zhuǎn)化效

率為80%,水的比熱容為4.2xlO3J/kg?℃)。求：

(1)將2kg水從20℃力口熱至!]75℃需要吸收多少熱量;

(2)用高檔將2kg水從20℃力口熱至I」75℃需要多少時間；

(3)只閉合S、S2時，電熱水器的電功率是多少。

SiRx

--------o220V?-------1

【解析】(1)水吸收的熱量：

Q吸=cm(t-10)=4.2xlO3J/(kg?℃)x2kgx(75℃-20℃)=4.62

xlO5J;

(2)由

x100%可得，消耗的電能：

由

可得，需要的加熱時間：

(3)由電路圖可知，閉合S、SI、S2時，R1與R2并聯(lián)，電路的總電

阻最小，電路的總功率最大，熱水器處于高檔，此時電熱絲R1的功率

因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以電熱絲R2的功率P2=P

M-Pl=H00W-880W=220W;只閉合S、S2時，電路為R2的簡單

電路，因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，電熱水器的電

功率為220W。

答：(1)將2kg水從20℃力口熱至?。?5℃需要吸收4.62xlO5J的熱量;

(2)用高檔將2kg水從20℃力口熱至IJ75℃需要525s;(3)只閉合S、

S2時，電熱水器的電功率是220Wo

3.如圖甲所示是一款超市用的透明玻璃門冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃

門采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來加熱玻璃，可以有效防

止水蒸氣凝結(jié)在玻璃上，電熱絲與冰柜中的電動壓縮機(jī)連接的簡化電路

如圖乙所示，其相關(guān)參數(shù)如表所示。求：

(1)冰柜的電動壓縮機(jī)正常工作時的電流為多少？

(2)冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻為多少？

(3)該冰柜的玻璃門的質(zhì)量是5kg,若不計熱量損失，電熱絲正常工

作使門玻璃升高20V需要多長時間？【玻璃的比熱容為0.84X103J/

(kg-℃)】

冰柜總質(zhì)量160kg額定電壓220V

電動壓縮機(jī)的額定功率110W防霧電熱絲的額定功率100W

圈與

，q?2?0V>

二

二n

二

三上由R2花開X

二

三

?

一------/-

?

一

二a

?

上電腦號

-WMV------------<5—

卬L

【解析】(1)由P=UI可得，冰柜的電動壓縮機(jī)正常工作時的電流:

O

(2)由

可得，冰柜正常工作時防霧電熱絲的電阻：

O

(3)門玻璃升高20V吸收的熱量：

Q吸=crrW=0.84xl03J/(kg-℃)x5kgx20℃=8.4xl04J;

不計熱量損失，則W=Q吸=8.4xlO4J,由

可得，電熱絲正常工作使門玻璃升高20（需要的時間:

答：（1）冰柜的電動壓縮機(jī)正常工作時的電流為0.5A;（2）冰柜正

常工作時防霧電熱絲的電阻為484Q;（3）電熱絲正常工作使門玻璃

升高20℃需要840s時間。

4.圖為一電熱飲水機(jī)的電路簡圖，其額定電壓為220V，具有“加熱"、

"保溫"兩種功能，對應(yīng)功率分別為400W和40Wo當(dāng)開關(guān)SI、S2

均閉合，飲水機(jī)處于（選填"保溫"或"加熱"）狀態(tài)，R1的組

值為。；用飲水機(jī)給2kg的水加熱，當(dāng)水溫升高50℃,水吸收的

熱量為Jo[c水=4.2x103〃（kg?℃）]

【解析】（1）當(dāng)開關(guān)SI、S2均閉合時，電路為R1的簡單電路,電路

的總電阻最小，

由

可知，電路的總功率最大，飲水機(jī)處于加熱檔，則R1的阻值：

O

(2)水吸收的熱量：Q吸=crrPt=4.2xlO3J/(kg?℃)x2kgx50℃

=4.2x105，

故答案為：加熱；121;4.2x105。

5.在家庭實(shí)驗(yàn)室，小聰學(xué)習(xí)使用電熨斗，如圖為一款有高溫、低溫兩檔

的家用電熨斗，部分參數(shù)見下表。

額定電壓220V

高溫檔額定功率1500W

低溫檔額定功率500W

整體質(zhì)量1.2kg

請回答：

Q)電熨斗平放在水平桌面上，它與桌面的接觸面積為9.8xl0-3m2,

則電熨斗對桌面的壓強(qiáng)有多大？(g=9.8N/kg)

(2)使用高溫檔時，通過電熨斗的電流是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))

⑶電燙斗在一次使用中，高溫檔工作累計30min，低溫檔工作累計

15min,求此次使用中一共消耗多少電能？

【解析】(1)電熨斗平放在水平桌面上，對桌面的壓力：

F=G=mg=1.2kgx9.8N/kg=11.76N,

電熨斗對桌面的壓強(qiáng)：

I

(2)由P=UI可得，使用高溫檔時通過電熨斗的電流：

(3)由

可得，此次使用中一共消耗的電能：

W=W高+W低=P高t高+P低t低=1500Wx30x60s+500Wxl5x

60s=3.15x106，

答：(1)電熨斗對桌面的壓強(qiáng)為1200Pa；(2)使用高溫檔時，通過

電熨斗的電流是6.8A;(3)此次使用中一共消耗3.15X106J的電能。

6.冬天，人們常用電熱毯來取暖.如圖所示,是某品牌電熱毯的等效電

路，有高溫檔和低溫檔，低溫檔電功率為25W,已知電阻R=484Q。

求：

(1)開關(guān)S閉合時電熱毯處于檔；

(2)電熱毯在低溫檔下工作1小時所消耗的電能；

(3)電阻R0的阻值。

O220VP

【解析】(1)由電路圖可知，開關(guān)S閉合時，電路為R的簡單電路,

電路中的總電阻最小，由

可知，電路中的總功率最大，電熱毯處于高溫檔。

(2)由

可得，電熱毯在低溫檔下工作1小時所消耗的電能：

W=P低溫t=25Wx3600s=9xl04J。

(3)開關(guān)斷開時，R與RO串聯(lián)，電路中的總電阻最大，電路的總功率

最小，電熱毯處于低溫檔，此時電路的總電阻：

因電路總電阻等于各分電阻之和，所以電阻R0的阻值：RO=R總-

R=1936Q-484Q=1452QO

答：(1)高溫；(2)電熱毯在低溫檔下工作1小時所消耗的電能為9

x104J;(3)電阻R0的阻值為1452QO

類型二：多元件轉(zhuǎn)換計算問題

1.小軍家里有一款高、低溫兩檔電烤爐，他查看使用說明書，收集到一

些信息如下：額定電壓220V，低溫檔電功率880W,高溫檔電功率

1980W,電路原理圖如圖所示,RI,R2代表兩根電熱絲，S2為溫控

開關(guān)，根據(jù)上述信息，解答下列問題：

(1)在高溫檔正常工作時，電路的總電流多大？

(2)在低溫檔正常工作1.5h消耗多少度電能？電熱絲R1的電阻多

大？

(3)若電熱絲R2燒毀了，要使電路恢復(fù)正常工作，小軍用兩根"220V

550W"的相同電熱絲替代R2，你認(rèn)為小軍的做法能否滿足要求(請

你用計算結(jié)果回答)。

【解析】(1)由P=UI可得，在高溫檔正常工作時電路的總電流:

(2)由

可得，在低溫檔正常工作1.5h消耗的電能：

W=P低溫t=880xl0-3kWxl.5h=1.32kW?h=1.32度；

由電路圖可知，開關(guān)S1閉合、S2斷開時，電路為R1的簡單電路，電

路中的總電阻最大，

由

可知，電路中的總功率最小，電烤箱處于低溫檔，則電熱絲R1的電阻：

O

(3)由電路圖可知，開關(guān)SI、S2閉合時，R1與R2并聯(lián)，電路中的

總電阻最小，電路的總功率最大，電烤箱處于高溫檔，因電路中總功率

等于各用電器功率之和，

所以,R2的電功率：P2=P高溫-P低溫=1980W-880W=1100W,

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，R2的阻值：

一根“220V550W"電熱絲的電阻：

因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，兩根"220V

550W"電熱絲并聯(lián)時的總電阻：

因R2=R并，所以，用兩根"220V550W"的相同電熱絲替代R2,能

使電路恢復(fù)正常工作。

答：(1)在高溫檔正常工作時，電路的總電流為9A;(2)在低溫檔

正常工作1.5h消耗1.32度電能，電熱絲R1的電阻為55。；(3)用

兩根"220V550W"的相同電熱絲替代R2,能使電路恢復(fù)正常工作。

2.小明家的電飯鍋如圖甲所示，額定電壓為220V，"煮飯"時額定功

率為1210W,簡化電路如圖乙所示，S1為溫控開關(guān)，發(fā)熱電阻R1與

R2的阻值不隨溫度變化，電阻R2在“保溫"狀態(tài)與"煮飯”狀態(tài)的功

率之比為1:16,求：

(1)正常"煮飯”狀態(tài)，通過電飯鍋的電流為多少安？

(2)電阻R1的阻值為多少歐？

(3)某天傍晚，小明關(guān)閉家里其他用電器，只讓"保溫"狀態(tài)的電飯

鍋工作，發(fā)現(xiàn)自家電能表(如圖丙所示)指示燈每閃爍4次所用的時間

為則兩端的實(shí)際電壓為多少伏？

48soR2

【解析】(1)由P=ui可得，當(dāng)電飯鍋處于煮飯狀態(tài)I=P/U=1210W

-220V=5.5Ao

(2)電阻R2在"保溫"狀態(tài)與"煮飯”狀態(tài)的功率之比為1:16,

即，

即，所以R1=3R2

,所以Rl=3R2=120Qo

(3)閃4次所消耗的電能：。

3.6X106/4

W=------------x4=1.2x1047

1200s

,=250Wxl60Q,所以U=200V。

【答案】(1)正常"煮飯”狀態(tài)，通過電飯鍋的電流為5.5A;(2))

電阻R1的阻值為120。;(3)則R2兩端的實(shí)際電壓為200Vo

3.某款迷你電飯煲有加熱或保溫兩檔。其電路如圖所示。已知Rl=88

。，R2=2112QO開關(guān)S置于（選填T或"2"）時是保溫檔，保

溫lOmin產(chǎn)生的熱量是Jo

【解析】（1）兩電阻是串聯(lián)，當(dāng)保溫時應(yīng)把加熱電阻短路，故開關(guān)S

應(yīng)與1閉合。

（2）根據(jù)電熱關(guān)系可計算保溫所產(chǎn)生的熱量。

由P=U2/R可知：當(dāng)電壓U=220V不變時，電阻越大，電功率越小，

在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越小，故開關(guān)S置于2時是保溫檔，則

t=10min=600s,產(chǎn)生的熱量是：

【答案】2,13200Jo

4.某生態(tài)園設(shè)計了模擬日光和自動調(diào)溫系燒，實(shí)現(xiàn)照明、保溫和加熱的

功能，其原理如圖所示，電源電壓恒為220V,R1和R2是兩個電熱絲

（不考慮溫度對電阻的影響），R2=30Q,L是標(biāo)有"220V160W”的

照明燈泡，白天有日光的時候，只開啟該系統(tǒng)的保溫功能并連續(xù)工作

10h,此時R1與R2的電功率之比為1:3,晚上溫度較低的時候，需

開啟加熱和照明功能。燈泡正常發(fā)光此狀態(tài)下系統(tǒng)也需連續(xù)工作lOh,

q沼氣=1.8xlO7J/m3，請解答下列問題：

Ri

L-------220VJ

(1)晚上工作時電路的總功率是多大？

(2)若一天中工作的20h內(nèi)電熱絲放出的熱量完全由該生態(tài)園自產(chǎn)的

沼氣提供，其熱效率為50%,則每天需要完全燃燒多少m3的沼氣？

【解析】(1)由題知，白天有日光時，系統(tǒng)處于保溫狀態(tài)，燈泡不工

作，此時兩開關(guān)應(yīng)斷開，兩電阻RLR2串聯(lián)，總電阻最大，總功率最

小；

由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過兩電阻的電流相等，且R1與R2的電功

率之比為1:3,由P=I2R可得：

,由題知R2=30。，所以Rl=10Q;晚上系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)，且燈泡

正常工作，由電路圖可知，此時兩開關(guān)應(yīng)都閉合，燈泡L與R1并聯(lián)；

由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，此時U=U1=22OV,且燈泡正常工作，所以

R1的功率：

,所以晚上工作電路的總功率：P總=P額

+Pl'=160W+4840W=5000W;

(2)由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和

可得，白天系統(tǒng)在保溫狀態(tài)時電熱絲的總功率:

由題可知白天和晚上系統(tǒng)的工作時間相同，則一天內(nèi)電熱絲放出的熱量:

Q=W=Pl't+P保溫t=(Pl'+P保溫)t=xl0x3600s=2.178xl08J,

由沼氣燃燒的熱效率為50%可得：50%(5放=、，

由Q放=4丫可得需要燃燒沼氣的體積：

【答案】(1)晚上工作時電路的總功率是5000W;(2)每天需要完

全燃燒24.2m3的沼氣。

5.某電飯鍋簡化電路如圖甲所示，R1和R2均為定值電熱絲，S、S1為

自動開關(guān)，煮飯時，把電飯鍋接入220V電路中，電路中總電流隨時間

變化的圖象如圖乙所示。求：

V/A

乙

(1)電飯鍋工作時的最大功率和最小功率;

(2)電熱絲R2的阻值；

(3)若電壓降低，S1斷開，這時電路中的電流始終為1A,lOmin內(nèi)

電飯鍋產(chǎn)生的熱量。

【解析】(1)由電路圖可知，當(dāng)S和S1都閉合時，電阻R1與R2并

聯(lián)，電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流I大=3A,則

電飯鍋的最大功率：

P大=UI±=220Vx3A=660W;

當(dāng)開關(guān)s閉合、S1斷開時電路為R1的簡單電路電路中的電流最小，

由圖乙可知，電路中的最小電流I小=2A,則電飯鍋的最小功率：

P小=UI/J\=220Vx2A=440W;

(2)因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，電阻R1與R2

并聯(lián)時，通過R1的電流為2A,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電

流之和，所以，通過電熱絲R2的電流：

I2=I±-I/J\=3A-2A=1A,由

可得，電熱絲R2的阻值：

(3)當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時,電路為R1的簡單電路，則R1的阻

值：

電路中的電流始終為1A時，lOmin內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量：

Q=I2Rlt=(1A)2xHOQx10x60s=6.6x104Jo

答：(1)電飯鍋工作時的最大功率為660W，最小功率為440W;(2)

電熱絲R2的阻值為220Q;(3)若電壓降低，S1斷開，這時電路中

的電流始終為1A,lOmin內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量為6.6x104，

6.某品牌智能滾筒洗衣機(jī)具有洗凈度高、不傷衣物、可設(shè)定洗滌溫度、

方便安全等優(yōu)點(diǎn)。其簡化等效電路如圖所示，此時處于空檔位置。閉

合開關(guān)S,旋鈕繞P轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)檔位轉(zhuǎn)換，旋至1檔時RLR2同時

工作，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)；旋至2檔時R2和電動機(jī)同時工作，洗

衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)。R1和R2均為電熱絲，其阻值不受溫度影響，

Rl=22。，主要參緲口下表。(C水=4.2x103J/(kg?℃))

**牌御能滾筒洗衣機(jī)1

額定電壓

加熱功率O/innw

設(shè)定溫度范闈.30℃-90℃

電動機(jī)功率.

防電墻電阻.ixin6o

(1)洗衣機(jī)內(nèi)注入10kg的水，在額定電壓下連續(xù)加熱1050秒，水

溫由2CTC上升到50℃,此過程中的加熱效率是多少？

(2)R2阻值是多少?

(3)洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)時，干路電流是多少？

(4)防電墻技術(shù)的應(yīng)用是洗衣機(jī)未來發(fā)展的趨勢。防電墻通過在洗衣

機(jī)內(nèi)部形成永久性電阻保證人的安全。異常漏電情況下，電流依次經(jīng)防

電墻和人體流入大地，若人體的最大電阻為1x105。,人體的安全電

壓不高于36V,通過計算判斷防電墻技術(shù)能否保證人的安全。

【解析】(1)水吸收的熱量：

Q吸=c水m水(t-10)=4.2xIO3J/(kg?℃)x10kgx(50℃-20℃)

=1.26xlO6J,

洗衣機(jī)加熱消耗的電能：W=Pt=2400Wxl050s=2.52xl06J,

洗衣機(jī)加熱的效率：

xl00%=

xl00%=50%o

(2)由電路圖可知，當(dāng)旋鈕旋至1檔時，電熱絲R1與R2并聯(lián)，洗衣

機(jī)處于加熱狀態(tài)，

由

得，電熱絲R1的加熱功率：Pl=

=2200W,

電熱絲R2的加熱功率：P2=P-Pl=2400W-2200W=200W,

則電熱絲R2的阻值：R2=

U2

(220V)2

200W

242QO

(3)洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)時，電熱絲R2與電動機(jī)并聯(lián)，

則電熱絲R2和電動機(jī)的總功率：P總=P2+P電動

=200W+240W=440W,

保溫洗滌的干路電流：1=

得Pal

=2AO

(4)防電墻與人的電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知，電路總電

阻：

R=RO+R人=1x1060+1x1050=1.1x106。

串聯(lián)電路中的電流：10=

U

R

220V

1.1X1Q6Q

=2x10-4A,

由歐姆定律得，此時人體的電壓：U人=I0R人=2x10-4AX1X105Q

=20V,

因?yàn)閁人小于36V,所以防電墻技術(shù)能保證人的安全。

答：(1)此過程中的加熱效率是50%;(2)R2阻值是242Q;(3)

洗衣機(jī)處于保溫洗滌狀態(tài)時，干路電流是2A;(4)防電墻技術(shù)能保證

人的安全。

7.如圖甲是一種恒溫調(diào)奶器，可以自動調(diào)試好加水的奶粉，然后加熱到

最適合寶寶飲用的溫度40℃,還可以自動保溫，特別適合夜間使用。

圖乙

是機(jī)器的參數(shù)表及電路簡圖(RLR2為電熱絲,S為雙觸點(diǎn)自動開關(guān))o

求：

(1)調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流(結(jié)果保留兩位小數(shù))？

(2)電阻R2的阻值？

(3)若把200g調(diào)好的奶粉從20℃力口熱至I」4(TC所用時間為32s，則調(diào)

好的奶粉的比熱容是多少(不計熱損失)？

型號：HY101M電源：220V50HZ

加熱功率：500W保溫功率：16W

【解析】(I)由p=ui可得，調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流:

1=

P保溫I

~0.07Ao

(2)由題意可知，當(dāng)S接"2"時，電路為R1的簡單電路，調(diào)奶器處

于保溫狀態(tài)；［來當(dāng)接"3"時，電路為RLR2并聯(lián)，奶器處于加熱狀

態(tài)，因電路中的總功率等于各用電器功率之和，所以，R2的電功率:

P2=P加熱-P保溫=500W-16W=484W,

由P=

界

可得，電阻R2的阻值：R2=

u2

P?

(220V)2

484Q

=100Qo

(3)?P=

此

t

可得，調(diào)奶器消耗的電能：W=P力口熱t(yī)'=500Wx32s=16000J,

不計熱損失，調(diào)好奶粉吸收的熱量：Q吸=川=16000)，

由Q吸=(:^1(t-tO)可得，調(diào)好奶粉的比熱容：

c=

1600J

0.2kgX(40r-2010)1

=4xlO3J/(kg?℃).

答：(1)調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時的工作電流為0.07A;(2)電阻R2

的阻值為100。；(3)調(diào)好的奶粉的比熱容是4x103〃(kg.℃)。

8.如圖甲是某型號的電熱爐，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡圖，通過控制檔位開

關(guān)Sa、Sb可以獲得四檔加熱功率，已知電阻絲R1的阻值為44。，不

計溫度對RLR2阻值的影響。

(1)當(dāng)開關(guān)Sb斷開，Sa與觸點(diǎn)1接通時，求通過開關(guān)Sa的電流;

(2心開關(guān)Sb斷開,Sa與觸點(diǎn)2接通時，電熱爐對1kg水加熱7min,

水溫升高30℃,求電熱絲R2的阻值(已知消耗的電能有75%被水吸

收,水的比熱容為4.2x103〃(k-℃))

(3)若開關(guān)Sb閉合時，電熱爐的電功率總比Sb斷開時大，請比較

RLR2阻值的大小關(guān)系，并寫出分析過程。

【解析】(1)當(dāng)開關(guān)Sb斷開，Sa與觸點(diǎn)1接通時，電路為R1的簡

單的電路，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，通過開關(guān)Sa的電流：Ia=

=5A。

(2)當(dāng)開關(guān)Sb斷開，Sa與觸點(diǎn)2接通時，R1與R2串聯(lián)，水吸收的

熱量：

Q吸=cm△t=4.2x：103J/(kg?℃)xlkgx30℃=1.26xl05J,

由。=

M

irl

x100%可得，消耗的電能：w=

Q吸|

1.26X1()5j

75%

=1.68xlO5J,

由W=UIt=

用

t可得，電路的總電阻：R二

(220V)2x7X60s

1.68X105J

=1210,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電熱絲R2的阻值：

R2=R-R1=121Q-44Q=77QO

(3)若開關(guān)Sb閉合，當(dāng)Sa接2時電路為R2簡單電路，當(dāng)Sa接1

時R1與R2并聯(lián)，則當(dāng)Sa接2時電路中的總電阻最大，電路的總功率

最小，即Pb閉小二

u2

無

若開關(guān)Sb斷開，當(dāng)Sa接1時電路為R1簡單電路，當(dāng)Sa接2時R1

與R2串聯(lián),則當(dāng)Sa接1時

電路的總電阻最小，電路的總功率最大，即Pb斷大二

u2

Ri

,因開關(guān)Sb閉合時，電熱爐的電功率總比Sb斷開時大,所以，Pb閉

小＞Pb斷大,即

u2

R2

u2

R7

，則

RI>R2O

答：(1)當(dāng)開關(guān)Sb斷開，Sa與觸點(diǎn)1接通時，通過開關(guān)Sa的電流

為5A;(2)電熱絲R2的阻值為77。；(3)R1大于R2,分析過程

如解答所示。

類型三：無級變化計算問題

1.圖甲是智能懷舊燈，與燈串聯(lián)的調(diào)光旋鈕實(shí)質(zhì)是滑動變阻器，圖乙是

簡化的電路原理圖。燈L標(biāo)有"12V3W"字樣，當(dāng)滑動變阻器的滑片

P在a點(diǎn)時，燈L正常發(fā)光，電源電壓不變，不考慮溫度對燈絲電阻的

影響。問：

(1)電源電壓U是多少？

甲乙

(2)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻是12。時，燈L消耗的實(shí)際功率

是多少？

(3)當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)b和最右端c時，燈兩端電壓之比是3:2,則

滑動變阻器的最大值是多少？

【解析】(1)根據(jù)電路圖可知，當(dāng)滑動變阻器的滑片P在a點(diǎn)時，電

路為燈L的基本電路;因?yàn)闊襞菡０l(fā)光所以電源電壓U=U額=12V。

(2)SP=

U2

~R

可得燈絲的阻值：RL二

臉

P額

(12V)2

3W

=480；

由圖乙可知，燈L與滑動變阻器串聯(lián)，所以電路中的電流：1=

U

12V

12Q+48Q

=0.2A；

燈泡的實(shí)際功率：P=I2RL=(0.2A)2x48Q=1.92Wo

(3)當(dāng)滑片P在中點(diǎn)b點(diǎn)時，燈兩端電壓：Ub=IbRL=

U

RL+Rb

xRL=

U

RL4R

xRL;

當(dāng)滑片在最右端C點(diǎn)時，燈兩端電壓：Uc=IcRL=

U

VR

xRL;

依題意可知，Ub:Uc=3:2,即:

U

RL4R

xRL：

U

VR

xRL=3:2,

化簡可得：R=2RL=2X48Q=96Q。

答：(：1)電源電壓U是：L2V;(2)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻

是12Q時，燈L消耗的實(shí)際功率是1.92W;(3)滑動變阻器的最大阻

值是96QO

2.如圖，電源電壓恒定不變，Rl=20Q，閉合開關(guān)S、S1,電流表示數(shù)

為0.3A,則電源電壓為V,10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為J；再

閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)為0.6A,則此時變阻器R2的

阻值為。。

【解析】(1)由圖知，閉合開關(guān)S、S1,電路為R1的簡單電路，電

流表測電路中電流，由歐姆定律可得電源電壓:U=IRl=0.3Ax200=6V;

10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量Q=I2Rlt=(0.3A)2x20Qxl0s=18J;

(2)再閉合開關(guān)S2,兩電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，并聯(lián)電路各支

路互不影響，所以通過R1的電流不變，所以R2通過的電流：12=1'-

I=0.6A-0.3A=0.3A,

由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得此時變阻器R2的阻值：R2=

U

以

6V

03A

=200.

故答案為：、、

61820o

3.如圖甲所示，已知電源電壓為60V且保持不變，電阻

標(biāo)有"35V、245W”的字樣,

是一個最大阻值為70。的滑動變阻器，電阻

的額定電流為7A(不計溫度對電阻的影響)，求：

(1)

的阻值；

(2)

正常工作100s消耗的電能；

(3)閉合S,當(dāng)

的阻值為

時，

的示數(shù)為

I

的示數(shù)為

;當(dāng)

的阻值為

時，

的是為

的示數(shù)為

;已知

I

I

,求

的阻值；

(4)在電路安全的前提下，小天同學(xué)用以上器材組成一個如圖乙所示

的電路，在

和

中任選兩個電阻分別連入電路的"AB"和"CD"處，組成不同的電路，

在同一電路中兩個電阻的功率之差如果超過200W，電路外的檢測裝置

將自動報警，請通過計算和推導(dǎo)，判斷哪些電路始終不會導(dǎo)致檢測裝置

報警，哪些電路會導(dǎo)致檢測裝置報警，并計算報警時

的取值范圍。

【解析】(1)已知

電阻的額定電壓

,額定功率

I

由

,有

O

(2)由電功率川=「口有

O

(3)當(dāng)

時，

①

②

當(dāng)

時，

③，

④

由

,即③/①,有

⑤

由

,即④/②,有

⑥

由

,即①/②，有

⑦，解得

由⑤/⑥有

⑧

由⑦/⑧可得

,將

代入⑤，得

=100

(4)①取

和

接入電路時，

/

/

所以

,故此時不會報警。

②當(dāng)

和

接入電路時，

的額定電壓為35V,故

分壓必須大于或等于25V,故

當(dāng)

時，

I

增大,I減小，

減小，故

減小，

只要考慮

時，

,不會報警。

當(dāng)

時，

，化簡得

,無解，故不會報警；所以

和

接入時不會報警。

③當(dāng)

和

接入電路時，

上電流不超過7A,而

=10。,U=60V,

故

上電流不會超過額定值，當(dāng)

時，

化簡得

,所以

或

（舍去）

當(dāng)

時，

，化簡得

所以當(dāng)

時，報警，當(dāng)

時，不報警。

【答案】(1)

的阻值5Q;(2)

正常工作100s消耗的電能2.45X104J;(3)

的阻值10Q;(4)計算報警時

的取值范圍

,不報警。

4.如圖甲所示的電路，在滑動變阻器R2的滑片P從B向A滑動的過程中,

電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。試問：

W1\

4K―1

^~T1

AR：B

一

甲

Q)滑動變阻器的最大阻值是多少？

(2)開關(guān)S閉合時，該電路的最小電功率是多少？

【解析】由電路圖可以知道,R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓,

電流表測電路中的電流。

(1)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由

圖2可知，I2=0.2A,U2=14V,由

可知滑動變阻器的最大阻值：

(2)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由

圖乙可知Il=0.9A,由

可知電源的電壓：U=IlRl=0.9AxRl①

當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分

電壓之和，所以,電源的電壓：U=I2Rl+U2=0.2AxRl+

14V--------------------②

因電源的電壓不變，解①②可得：Rl=20。；U=18V;由于當(dāng)電路中

的電流最小時，電路消耗電功率最小，則：P最小=UI2=18Vx

0.2A=3.6Wo

【答案】(1)滑動變阻器的最大阻值是70。；(2)開關(guān)S閉合時，

該電路的最小電功率是3.6WO

5.小燈泡作為中學(xué)最常使用的電學(xué)元件之一，通常認(rèn)為其電阻不隨溫度

而發(fā)生變化，但在實(shí)際應(yīng)用中其電阻并非定值，現(xiàn)設(shè)計一個測量某種型

號小燈泡I-U圖象的電路如圖甲，電源電壓恒為6V,滑動變阻器最大

電阻30Qo

(1)當(dāng)開關(guān)SI,S2均閉合，滑片處于a端時，求電流表A1的示數(shù);

(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端

工

3

處時，電流表A2的示數(shù)0.2A,求此時小燈泡的電阻；

(3)在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，某同學(xué)描繪出小燈泡I-U圖

象如圖乙，求圖中C點(diǎn)對應(yīng)的電路中滑動變阻器接入電路的阻值大小和

滑動變阻器消耗的功率。

【解析】(1)當(dāng)開關(guān)SI,S2均閉合，滑片處于a端時，電路為滑動

變阻器最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，由歐姆定律

可得，電流表A1的示數(shù)：I1=U/R=6V/300=0.2A。

(2)當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端1/3處時，燈泡與變阻器

串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，電路中的總電阻：R總

=U/I2=6V/0.2A=30Q，此時變阻器接入電路中的電阻：R'=(1-