第頁中考物理總復習《擋位類計算》專項測試題（附答案）在學習焦耳定律以后,會遇到很多運用焦耳定律解決發(fā)熱體的擋位問題,例如電熱毯、電熱水器、電飯鍋、電暖器等。多擋位的實質是利用多開關控制接入電路中電阻的大小,從而改變用電器電功率來實現對擋位的控制。家庭電路中電源電壓U=220V,根據P=U2R知R總越大,P實越小,擋位越低;R總越小,P高溫擋:在相同時間內放出的熱量最多,熱功率最大,電阻R高最小;中溫擋:在相同時間內放出的熱量低于高溫擋,熱功率低于高溫擋,電阻R中大于高溫擋;低溫擋:在相同時間內放出的熱量最少,熱功率最小,電阻R低最大。【方法引領】類型兩擋位三擋位電路圖(短路式)(并聯式)(單刀雙擲開關式)低溫擋閉合S,兩電阻串聯P低=U閉合S,只有R2接入電路,P低=US1斷開,S2接b,R1、R2串聯,P低=U中溫擋—只閉合S1,S2接b,只有R1接入電路,P中=U高溫擋閉合S、S0,只有R1接入電路,P高=US、S0均閉合,R1、R2并聯P高=U2RS1閉合,S2接a,R1、R2并聯P高=U2R原理利用開關控制局部短路的方式改變接入電路的電阻阻值大小,從而實現不同擋位的切換利用串并聯電路電阻關系改變接入電路的電阻阻值大小,從而實現不同擋位的切換利用單刀雙擲開關控制電路的通斷,改變接入電路的電阻大小,從而實現不同擋位的切換注意:并聯電路中求解總功率時,可以采用兩種方法:方法一:求出總電阻,然后再求解總功率(此方法計算量大,不推薦);方法二:根據公式P=U2R1【微點撥】(1)電阻的求解由單獨接入一個電阻的擋位對應的功率進行求解;(2)串并聯電路中,W總=W1+W2,P總=P1+P2【典題示范】【典例1】(2025·陜西中考)如圖甲所示是小明家的蒸汽拖把。使用時,電熱絲加熱水,產生高溫蒸汽從拖把頭噴出,能高效清潔地面的同時殺滅地面上的細菌。該電熱拖把的簡化加熱電路如圖乙所示,有高低兩個擋位,已知電熱絲R2的阻值為33Ω,低擋位的功率為550W。(1)低擋位正常加熱時電路中的電流為多大?(2)電熱絲R1的阻值為多少?(3)已知拖把水箱內水的質量為0.55kg,假設電熱絲放出的熱量全部被水吸收,將水箱中的水從20℃加熱到100℃需要多長時間?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](4)若想縮短高擋位加熱水的時間,且不改變低擋位功率,在現有元器件不變的前提下,可以對電路進行的改進是。

【典例2】(2025·湖北模擬)圖甲是一款多功能電煮鍋,圖乙為該電煮鍋簡化電路圖;其中開關S2可以斷開、接A或接B,R1和R2都是用于加熱的純電阻,電煮鍋的部分參數如表所示(R1和R2的電阻值不隨溫度變化而變化)。求:項目額定電壓/V低溫擋功率/W中溫擋功率/W高溫擋功率/W參數22055011002200(1)電煮鍋處于中溫擋正常工作時,電路中的電流大小。(2)R1、R2的阻值。(3)在某次用電高峰期,利用高溫擋將質量為3kg的湯汁由20℃加熱至100℃,所用時間600s,已知電煮鍋的熱效率為80%,湯汁的比熱容為c湯=4×103J/(kg·℃),此次工作高溫擋的實際功率。1.(2023·廣西中考)如圖是簡易榨汁杯的電路原理圖,工作站有榨汁、加熱、保溫三擋。當閉合開關時,榨汁杯處于榨汁擋;只閉合開關S2時,榨汁杯處于擋。

2.(2022·北部灣中考)善于觀察的小明發(fā)現,家中的即熱式水龍頭使用時冬季水溫偏低,夏季水溫偏高,還發(fā)現水龍頭標有“220V2200W”。于是他增加兩個相同的發(fā)熱電阻R、兩個指示燈(電阻不計)設計了如圖所示的電路進行改進,其中R0為改進前水龍頭發(fā)熱電阻。開關S1可以只與c相連或同時與a、b相連,使其具有兩擋工作狀態(tài),且冬季與夏季水龍頭工作的總電流之比為4∶1。求:(1)電阻R0的阻值;(2)改進前,若水龍頭的熱效率為90%,正常加熱100s提供的熱量;(3)改進后,冬季使用時水龍頭工作的總電功率。3.(2020·河池中考)某品牌家用電熱水器的簡化電路如圖所示,熱水器有快加熱、慢加熱和保溫三個工作狀態(tài)。熱水器內裝有40kg的水,慢加熱額定功率為1210W,保溫額定功率為605W,R1、R2均為加熱電阻(溫度對電阻的影響忽略不計)。[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]求:(1)熱水器把水從20℃加熱到70℃時,水吸收的熱量是多少J?(2)開關S1閉合,S2接b點時,電熱水器處于慢加熱工作狀態(tài),電阻R1的阻值是多少Ω?(3)電熱水器在快加熱工作狀態(tài)下正常工作,要產生2.42×106J的熱量,需要多少秒?參考答案在學習焦耳定律以后,會遇到很多運用焦耳定律解決發(fā)熱體的擋位問題,例如電熱毯、電熱水器、電飯鍋、電暖器等。多擋位的實質是利用多開關控制接入電路中電阻的大小,從而改變用電器電功率來實現對擋位的控制。家庭電路中電源電壓U=220V,根據P=U2R知R總越大,P實越小,擋位越低;R總越小,P高溫擋:在相同時間內放出的熱量最多,熱功率最大,電阻R高最小;中溫擋:在相同時間內放出的熱量低于高溫擋,熱功率低于高溫擋,電阻R中大于高溫擋;低溫擋:在相同時間內放出的熱量最少,熱功率最小,電阻R低最大?！痉椒ㄒI】類型兩擋位三擋位電路圖(短路式)(并聯式)(單刀雙擲開關式)低溫擋閉合S,兩電阻串聯P低=U閉合S,只有R2接入電路,P低=US1斷開,S2接b,R1、R2串聯,P低=U中溫擋—只閉合S1,S2接b,只有R1接入電路,P中=U高溫擋閉合S、S0,只有R1接入電路,P高=US、S0均閉合,R1、R2并聯P高=U2RS1閉合,S2接a,R1、R2并聯P高=U2R原理利用開關控制局部短路的方式改變接入電路的電阻阻值大小,從而實現不同擋位的切換利用串并聯電路電阻關系改變接入電路的電阻阻值大小,從而實現不同擋位的切換利用單刀雙擲開關控制電路的通斷,改變接入電路的電阻大小,從而實現不同擋位的切換注意:并聯電路中求解總功率時,可以采用兩種方法:方法一:求出總電阻,然后再求解總功率(此方法計算量大,不推薦);方法二:根據公式P=U2R1【微點撥】(1)電阻的求解由單獨接入一個電阻的擋位對應的功率進行求解;(2)串并聯電路中,W總=W1+W2,P總=P1+P2【典題示范】【典例1】(2025·陜西中考)如圖甲所示是小明家的蒸汽拖把。使用時,電熱絲加熱水,產生高溫蒸汽從拖把頭噴出,能高效清潔地面的同時殺滅地面上的細菌。該電熱拖把的簡化加熱電路如圖乙所示,有高低兩個擋位,已知電熱絲R2的阻值為33Ω,低擋位的功率為550W。(1)低擋位正常加熱時電路中的電流為多大?(2)電熱絲R1的阻值為多少?(3)已知拖把水箱內水的質量為0.55kg,假設電熱絲放出的熱量全部被水吸收,將水箱中的水從20℃加熱到100℃需要多長時間?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](4)若想縮短高擋位加熱水的時間,且不改變低擋位功率,在現有元器件不變的前提下,可以對電路進行的改進是將電熱絲R1與R2互換位置。

【解析】(4)比較R1和R2的阻值R1=55Ω,R2=33Ω,若想縮短高擋位加熱水的時間,則減少高擋位時接入的電阻,又因為不能改變低擋位功率,則總電阻不能變,故可將電熱絲R1與R2互換位置。答案:由圖可知,當開關擲于2時,電熱絲R1、R2串聯,根據串聯電路的電阻特點可知,此時電路中的總電阻最大,由P=U2R可知,電路中的總功率最小,拖把處于低擋位;當開關擲于1時,電路為只有R1的簡單電路,電路中的總電阻最小,由P=(1)由P=UI可得,低擋位加熱時電路中的電流:I低=P低U=(2)低擋位加熱時電路中的總電阻:R總=UI低=電熱絲R1的阻值R1=R總-R2=88Ω-33Ω=55Ω;(3)將水加熱到100℃需要吸收的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.55kg×(100℃-20℃)=1.848×105J由P=UI和I=UR可得,高擋位的加熱功率P高=U2R電熱絲放出的熱量全部被水吸收,需要電熱絲放出的熱量W放=Q吸=1.848×105J由P=Wt可得,需要加熱的時間t時=W放P(4)將電熱絲R1與R2互換位置【典例2】(2025·湖北模擬)圖甲是一款多功能電煮鍋,圖乙為該電煮鍋簡化電路圖;其中開關S2可以斷開、接A或接B,R1和R2都是用于加熱的純電阻,電煮鍋的部分參數如表所示(R1和R2的電阻值不隨溫度變化而變化)。求:項目額定電壓/V低溫擋功率/W中溫擋功率/W高溫擋功率/W參數22055011002200(1)電煮鍋處于中溫擋正常工作時,電路中的電流大小。(2)R1、R2的阻值。(3)在某次用電高峰期,利用高溫擋將質量為3kg的湯汁由20℃加熱至100℃,所用時間600s,已知電煮鍋的熱效率為80%,湯汁的比熱容為c湯=4×103J/(kg·℃),此次工作高溫擋的實際功率。解:(1)由表中數據可知,電煮鍋處于中溫擋正常工作時的電功率為1100W由P=UI可得,電路中的電流大小為:I中=P中U額(2)由題圖乙可知,當只閉合S1時,電路中只有R1工作,為中溫擋則R1的阻值為R1=U額I中當開關S1斷開,S2接A時,R1和R2串聯,為低溫擋,電功率為550W由P=UI=U2R可得,電路中的總電阻為R串=U額所以R2的阻值為R2=R串-R1=88Ω-44Ω=44Ω;(3)湯汁吸收的熱量為:Q吸=c湯mΔt=4×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=9.6×105J消耗的電能為:W=Q吸η=9.此次高溫擋的實際功率:P高=Wt=11.(2023·廣西中考)如圖是簡易榨汁杯的電路原理圖,工作站有榨汁、加熱、保溫三擋。當閉合開關S1時,榨汁杯處于榨汁擋;只閉合開關S2時,榨汁杯處于保溫擋。

2.(2022·北部灣中考)善于觀察的小明發(fā)現,家中的即熱式水龍頭使用時冬季水溫偏低,夏季水溫偏高,還發(fā)現水龍頭標有“220V2200W”。于是他增加兩個相同的發(fā)熱電阻R、兩個指示燈(電阻不計)設計了如圖所示的電路進行改進,其中R0為改進前水龍頭發(fā)熱電阻。開關S1可以只與c相連或同時與a、b相連,使其具有兩擋工作狀態(tài),且冬季與夏季水龍頭工作的總電流之比為4∶1。求:(1)電阻R0的阻值;(2)改進前,若水龍頭的熱效率為90%,正常加熱100s提供的熱量;(3)改進后,冬季使用時水龍頭工作的總電功率。解:(1)R0的電阻為:R0=U額2P(2)改進前,由于水龍頭的熱效率為90%,根據P=Wt得正常加熱100s提供的熱量,Q=Wη=Ptη=2200W×100s×90%=1.98×105(3)由電路圖可知,將開關S1與a、b相連時工作的電路元件,R與R0并聯,電源的電壓一定時,根據P=UI=U2R可知,電路的總電阻最小時,電路的總功率最大,水龍頭處于高溫狀態(tài),用于冬季;將開關S1與c相連時,R與R0串聯,總電阻較大,總功率較小,水龍頭處于低溫狀態(tài),用于夏季;水龍頭分別處于冬季與夏季時工作的總電流之比為4∶1,根據P=UI,電源電壓不變,則總電功率之比也為4P高溫∶P低溫=U2R+U2解得:R=R0=22Ω。高溫擋時的電功率P高溫=U2R+U2R03.(2020·河池中考)某品牌家用電熱水器的簡化電路如圖所示,熱水器有快加熱、慢加熱和保溫三個工作狀態(tài)。熱水器內裝有40kg的水,慢加熱額定功率為1210W,保溫額定功率為605W,R1、R2均為加熱電阻(溫度對電阻的影響忽略不計)。[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]求:(1)熱水器把水從20℃加熱到70℃時,水吸收的熱量是多少J?(2)開關S1閉合,S2接b點時,電熱水器處于慢加熱工作狀態(tài),電阻R1的阻值是多少Ω?(3)電熱水器在快加熱工作狀態(tài)下正常工作,要產生2.42×106J的熱量,需要多少秒?解:(1)水需要吸收的熱量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×106J;(2)開關S1閉合、S2接b時,電路為R1的簡