2024年中考物理复习：电学档位问题 初三物理.pdf

档位问题专项讲解核心思路：多档位的实质是利用多开关控制电路中的电阻大小从而改变用电器的电功率 以实现对档位的控制家庭电路中电源U=220v,根 据P=?可 知R越 大，P越 小，档位越低；R越 小，P越 大，档位越 高！电路图 短 路 式）r-(ZZ)-&s.&S 220(并 联 式)-8、4 220 V*-（单刀双掷开关 式）低温挡只 闭 合S,两电 阻 串 联，=U2 若a 十以 若只 有R i发 热，则 尸n=（晟）段只 闭 合s,只 有R 2接入 电 路，尸 林=-U-2段S,断 开，与 接b,R R,串 联，尸值=中温挡S,闭 合，5接6,只 有R i接入电 路，尸+=后高温挡闭 合S、S o,只有R接 入 电路，尸*=氐S、4均 闭合，R i、R?并 联，F*=tr.trRy RtS,闭 合，工 接a,R i、Rz 并 联，p =上+交尸 肉 R,十R?一：串联短路式双档位问题：【例题一】某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温炳饭两个挡位，其原理如图所示,Ri和 R2为加热电阻，且 Ri：R2=9：1,下列说法正确的是()Ri R i T 1 1-2-o 22OVA.当S 接 1时，Ri和 R2并联接入B.当S 接 2 时，电饭锅处于高温挡C.电饭锅高温挡和保温挡的电功率之比为10：1D.若将电路中Ri、R2位置对调，高温挡功率增大【答案】C【解析】由图可知，当S 接 1 时，加热电阻Ri被短路，电路为R2的简单电TT2路，故 A 错误；设电源电压为U,由P=UI=*可得，当S 接 1 时，电路消耗2 2的功率:Pl=口 1,当S接2 时,R1和R2串联，此时电路消耗的电功率:P2=，区 2立+区2比较可知P i P 2,所以S 接 1 时，电饭锅处于高温挡，当S 接 2 时，电饭锅处U2于保温挡，故 B 错误；电饭锅高温挡和保温挡的电功率之比为：-pL,=R2=P2 IRl+R2虫 型，因为Ri：R2=9：1,即RI=9R2,所以 1=季里=也，故C 正确；区 2 2 区 2 1若将电路中Ri、R2位置对调，开关接1 时 R2被短路，电路为R i的简单电路，TT2此时为高温挡，则对调后高温挡消耗的功率：Plz=以，且对调前高温挡消耗RiTT2的功率：P1=U _,由题知R1R2,所以 P 1,即对调后高温挡功率减小,R2故 D 错误。

故选C专项训练1:如图是电热饮水机电路原理图，已知R i =100Q,R 2=2 0 Q,当开关SI、S 2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_ _ _ _ _ _ _ _o一o220Vo_%_I【答案】加热；1：6【解析】（1）当开关S i、S 2都闭合时电路为R 2的简单电路，当S 1闭合、S 2断开时R i与R 2串联，两电阻串联时总电阻最大，所以当开关S,S i都闭合时，电路中的电阻最小，由TT2P=U-可知，电路中的总功率最大，饮水机处于加热状态；（2）饮水机处于加热状态时，电路为R 2的简单电路，则电路的功率：P加 热饮水机处于保温状态时，R i与R 2串联，电路的功率为：P保 温=所以饮水机的保温功率与加热功率之比：二 工P 保温 R1+R2 100Q+20Q专项训|练二：如图是某种电砂锅的工作电路图，S是温控开关，当 S闭合时，电砂锅处于（填“加热”或“保温”）状态；电砂锅加热时的功率为1 1 0 0 W,保温时功率为 55W,则电阻尼为 Q.:多电阻并联式双档位问题:【例题二】如图所示为某电烤箱的内部简化电路，Ri和R2均为电热丝，正常工作时，电烤箱有高温与低温两个挡位。

当开关S i闭合、S2断开时，电烤箱处于（选 填“高温”或“低温”）挡；某些物质在很低的温度时，电阻就变成了 0,这就是超导现象，此电烤箱的电阻丝 （选填“能”或“不能”）采用超导材料答案】低温；不能【解析】（1）由电路图可知，当开关S i闭合、S2断开时，电路为R i的简单电路，当开关Si、S2闭合时，Ri与R2并联，根据电阻的并联特点可知：S i闭合、TI2S2断开时电路中的电阻最大（大于并联时的总电阻），由P=治-可知，此时电路的总功率最小，电烤箱处于保温挡；（2）超导体的电阻为零，有电流通过时不会发热，电烤箱是利用电流的热效应工作的，所以电烤箱的电阻丝不能采用超导材料专项训练一：如图甲所示是一款加热坐垫，内部电源电压恒为6V简化电路如图乙所示，Ri、R2均为电热丝，坐垫有睡眠、保温、加热三挡，功率分别为4W、10W、16Wo下列分析正确的是（）A.闭 合 Si、断开S 2,坐垫处于睡眠挡，此时电路中的电流是L25AB.闭合Si、S 2,温控开关从a 点拨到b 点，通过R2的电流变大C.闭合Si、S 2,温控开关连接a 点时，R2的功率为12WD.闭 合 Si、S2,温控开关连接b 点时，坐垫的功率是16W【答案】C【解析】由图乙可知，闭合S1、断开S2时，电路为R i的简单电路，由 P=UI可知，睡眠挡时电路中的电流：I睡眠=型 1=图 心 0.67人，故 A 错误；U 6V由图乙可知，闭合Si、S2时，Ri、R2并联，温控开关从a 点拨到b 点时R2接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，通过R2电流的变小，故B 错误；由并联电路的特点可知，闭合Si、S 2,温控开关连接a 点时，R i两端的电压与TT2睡眠挡时电压相等，由P=UI=U-可知，止 匕 时 R1的电功率P1=P睡眠=4 W,闭合RTT2SI、S 2,温控开关连接a 点时，R2所在支路的电阻最小，由 P=U I=可知，R2所在支路的电功率最大，电路总的电功率最大，加热坐垫为加热挡，此时电路的总功率P加热=1 6 W,则R2的功率：P2=P 加 热-Pi=16W-4W=12W,故 C 正确；n2闭合SI、S 2,温控开关连接b 点时，R2所在支路的电阻最大，由P=U I=1-可知，R2所在支路的电功率最小，加热坐垫为保温挡，由题意可知，此时坐垫的功率是10W,故D 错误。

故选C专项训练二:电饭锅是家中常用的用电器，下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R和兄都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响).(1)电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？(2)电阻兄的阻值是多少？(3)一天，小宇断开家中其他用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“2 2 0V 1 0(2 0 A)3 0 0 0 r/k W -h”的电能表5 m i n内转了 2 0 0 圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？220 V额定电压2 2 0 V.频率“5 0 HZP额定功率.加热8 8 0 W,保温，4 4 WP三：单刀双掷式多档位问题:如图甲的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品牌养生壶简化电路图p 水=LOX 103kg/m3,c水=4.2X l()3j/(kg ),g 取 lON/kg由题中所给信息回答以下问题:项目参数电源电压(V)220低温挡功率(W)275中温挡功率(W)550高温挡功率(W)1100容 积(L)1(1)养生壶为高温挡，开关的状态是2)Ri=Q3)养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流大小为 Ao(4)使用高温挡将初温是25的一壶水(1 L)加热到95,用时5m in,此次烧水的效率为【答案】(1)Si 闭合，S2拨到 B；(2)88；(3)1.25；(4)89.1%【解析】：(1)当S i闭合，S2拨到B 时，Ri、R2并联；当Si断开，S2拨到A时，Ri、R2串联；当 S i闭合，S2拨到A 时，电路为R i的简单电路；因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，2由 P=U I=*可知，Ri、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，养生壶为高温挡；Ri、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，养生壶为低温挡；路为R i的简单电路时，养生壶为中温挡；因此养生壶为高温挡，开关的状态是：S i闭合，S2拨到B；n2(2)因为中温挡时，电路为R i的简单电路，所以，由 P=U I=*可知，R i的阻 直 =R L 缶=*=由(3)由P=UI可知，养生壶处于低温挡工作时，电路中的电流：I 低 温=号遢=275L=1.25A;220V(4)由P=I 可 知，养生壶高温挡加热消耗的电能：W=PS fit=1100WX5X60st=3.3X1O5J,由 p=e 可知，水的质量为：m=p 水 V=1.0X103kg/m3xiXl(r3m3=lkg；水吸收的热量：Q 吸=J x 100%W 3.3X 10bJ89.1%o专项训练一:如图甲所示是额定电压为220V的家用智能电热马桶盖，其电路图如图乙所示,Ri和 R2是两个电阻器(电热丝)，开关S2可接a 或b,通过开关Si和 S2的不同接法组合，可实现“高、中、低”三温挡调节加热功能(如表)，求：便座加热甲 乙S1断开断开闭合闭合S2接 b接 a接 a接 b功率Po=OPi=22WP2=44WP3(1)R i的阻值;(2)R2的阻值;(3)高温挡功率P3；(4)马桶圈材料的比热容c=0.44X103j/(kg ),当马桶盖功率为高温挡功率时，质量为300g的马桶圈升温10时所用的时间。

不计热量损失)【解析】(1)由图乙可知，当 S i闭合、S2接 a 时，只有Ri工作，表格数TT2TJ2据可知，此时电路中的功率P2=44W,由P=1L可知，R i的阻值：Ri=W-=R P2(220V)244W=U00Q；(2)由图乙可知，当 Si断开、S2接 a 时，Ri、R2串联；根据表格数据可知，此时的功率：Pi=22W,由=卫1可知，Ri、R2的串联总电阻：R=f=-(220V )1=2200Q,R Pl 22V根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2=R-R1=220011-11000=11000；(3)由图乙可知，当S i闭合、S2接 b 时，Ri、R2并联，根据并联电路的电阻特TT2点可知，此时电路中的总电阻最小，由 P=*可知，电路中的总功率最大，马桶盖处于高温挡;R2的 电 功 率 足 啜;察 2=44W,高温挡功率:P3=P2+P2，=44W+44W=88W；(4)马桶圈吸收的热量：(=cmAt=0.44X103j/(kg )X3OOXl(y3kgXio=1320J,不计热量损失，马桶盖消耗的电能：W=Q 吸=1320J,由P=M可知，马桶盖高t温挡工作的时间：t=4=1 2 L=i5 s。

P3 88W答：(1)R i的阻值为1100Q；(2)R2 的阻值 1100ft；(3)高温挡功率P3为 88W；(4)当马桶盖功率为高温挡功率时，质量为300g的马桶圈升温10时所用的时间为15so专项训练二：小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化电路图，开关 S1可分别与触点a、6 接触.(已知：七=48.4 Q,兄=96.8 Q,且电源电压保持不变)(1)当开关&置 于 6 端、S,断开时，此电路的连接方式是 联.当 开 关 8 置 于 6 端、&闭合时，此电路消耗的电功率是 W.(3)电烤箱在高挡位正常工作100 s 消耗的电能是 J.课后作业:1.自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为心、R2,请根据说明书提供的信息计算:饮水机参数热水温度：90 热胆容积：2L额定功率：1 000W保温功率：40 W额定电压：220 V频率：50 Hz(1)开关Si断开时，饮 水 机 处 于(填“加热”或“保温”)状态2)电热丝舟的阻值2.某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温炳饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)，已知Ri=4 4 d R2=2 156 QO(1)开关S置于(填“1”或2”)挡时是高温烧煮挡，它的功率是多大？(2)保温娴饭时电路中电流是多少？10 m in产生的热量是多少？(3)若只要求保温炯饭挡。