2016届中考物理压轴题总复习学案训练17多档位电热器的计算资料

训练17  多档位电热器的计算

☆命题特点规律

    “多档位电热器的计算”是电学中的实际应用问题，涉及到欧姆定律、串并联电路的电流、电压、电阻特点及实际功率的计算。通常是通过开关的不同组合来设置档位。

☆命题趋势分析

1．热点预测：以身边的家用电器为背景，结合热量、电功率的计算，考查电路图的识别能力和综合运算能力，题型多为填空题或计算题，成为中考的拉分题。

2．趋势分析：考查内容与生活中的实际问题结合比较紧密，从图片、铭牌中提取有用信息，综合应用计算公式（及变形公式）分析解决具体问题。

【真题直击】

1．（多选）如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝．不同的连接方式其发热功率不同．下列说法不正确的是（　　）

	A．	甲的发热功率与丙的发热功率相等
	B．	丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
	C．	丙的发热功率是乙的发热功率的2倍
	D．	丁的发热功率是乙的发热功率的4倍

2．图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝．图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上．当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W．

（1）电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为　　　　　　A．（结果保留两位小数）

（2）开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为　　　　　　W、　　　　　　W．

（3）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？

3．如图是小明设计的某调温电热器工作原理的甲、乙两个方案，其中电阻R1、R2、R3、R4 均为发热电阻．

（1）甲方案中，开关SS1均闭合，电热器处于高温档；乙方案中，开关开关SS1均闭合，电热器处于　　　档．

（2）甲、乙两种方案中高温档的功率相同，低温档的功率也相同，则电阻R1　　  　R3．（选填“＞”、“＜”或“=”）

（3）甲方案中，高温档功率是低温档功率的10倍，若把R2换成R2′，结果低温档功率变为原来的一半，则R2′=　　　　　　R1．

4．学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表．

额定电压	220V
加热功率	1100W
保温功率	44W
最大容积	3L

（1）R1、R2中哪个是加热电阻？要使电饭锅加热，开关S闭合还是断开？

（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？

（3）电路中电阻R1、R2的阻值各是多大？保温时，R1、R2产生的电热之比是多少？

5．图甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图乙所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V．电路的工作原理是：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档．正常工作时高温挡的电功率为1980W．（电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化）

（1）电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大？

（2）若电热丝R2的电阻为44Ω，则电热丝R1的电阻为多少？

（3）若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复正常工作，小楠设计了这样一个方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2．请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价．

6．电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．下表是某同学设计的电热加 湿器部分参数，其发热电路如图所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．

额定电压	220V
额定最大发热功率	400W
水箱容积	4L
适用面积	40～60m2

（1）若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c水=4.2×103J/（ kg•℃），结果保留两位小数）

（2）加湿器在低档时的发热功率；

（3）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．

7．小芸爸爸在商店选中一款速热式电热水器，小芸阅读说明书后知道该电热水器的额定功率是4400W．额定电压是220V，工作电路图如图所示（图中R是给水加热的电阻），小芸向爸爸指出该电热水器夏天4400W的额定功率过大，浪费电能，冬天4400W的额定功率过小，不能满足人对热水的需要．两人交流讨论后根据自家的实际情况，从节约、低碳、环保的角度，提出了以下选购要求：①该电热水器额定电压是220V；②夏天额定功率是2200W，春、秋两季额定功率是4400W，冬季额定功率是6600W．求：

（1）如图所示，该电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能？

（2）如图所示，该电热水器正常工作时，电路中电流强度是多大？

（3）请你用两个加热电阻R1，R2和两个开关S1，S2设计出符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图（画在答题卡的指定位置），并计算出加热电阻R1和R2的阻值各是多大？

8．如图1是某热水器的电路原理图．烧水时，按下温控开关S和a、b接触，红色指示灯亮，加热档工作，电热管的功率是880W．当水温升到设定温度t1时，温控开关接触点断开，电热管停止加热．当水温下降到设定温度t2时，S自动上升与接触点c接通，黄色指示灯亮，保温档工作，电热管的功率是220W．当水温上升到设定温度t1时，温控开关触点断开，电热管停止加热．如此不断往复使水温保持在设定的温度范围内，（指示灯电阻很小，计算时可忽略不计）

（1）试分析R2在电路中所起的作用．

（2）求R1的大小．

（3）图2是该热水器工作时温度随时间变化的图象，求30min内电热管消耗的电能．

【模拟训练】

9．某电热器的工作原理如图所示，它有加热和保温两个工作状态．电源两端电压不变，电阻丝R1=3R2．当开关S1接b点，S2断开时，电路的总功率为P1；当开关S1接a点，S2闭合时，电路的总功率为P2，则（　　）

	A．	S1接b点，S2断开时为加热状态，P1：P2=3：1
	B．	S1接b点，S2断开时为保温状态，P1：P2=3：16
	C．	S1接a点，S2闭合时为加热状态，P1：P2=1：3
	D．	S1接a点，S2闭合时为保温状态，P1：P2=16：3

10．小明同学为实验室设计了一个多档位电加热器，其工作原理如图所示，其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯其所消耗的电功率可忽略不计．小明设想通过开关的组合，使电加热器能有多档功率．当只S1闭合时，测得功率为200W；当只有S2闭合时，测得功率为100W；小明设计此电热器最大发热功率为800W，则当只有S3断开时，功率为　　　　　　W，三个发热电阻的阻值之比为　　　　　　，在最高温工作10分钟，该电加热器消耗的电能为　　　　　　J．

11．小明家新购置一个电饭锅，其铭牌如下表所示，表格中的额定功率均是指电路的总功率，电路原理简图如图所示，图中的S1是电源开关，S2是加热、保温转换开关．小明在一次煮饭的过程中，同时闭合开关S1和S2，通电15min后，开关S2弹起断开，电饭锅进入焖饭保温工作状态，再经过10min后，锅内米饭完全煮熟，开关S1断开．试计算：

电饭锅铭牌数据
额定功率	加热	1100W
	保温	275W
电  源	220V    50Hz

（1）在这次煮饭的全过程中，电饭锅消耗了多少电能？

（2）R1和R2的阻值分别是多大？

12．王奶奶用的电热毯标有“220V 80W”，只有一个挡位，使用不方便．小明想将它改造成有两个挡位的电热毯：A．髙档位时，电热毯正常在“220V 80W”下工作；B．低档位时，电热毯只在一个较小的功率下工作．求：

（1）这个电热毯正常工作时的电阻R0；

（2）若每晚用2.5h，则每天消耗的电能是多少kW•h；

（3）为了使改造后的电热毯在低温挡位时，电热丝R0的发热功率为原电热毯额定功率的25%，则需一个阻值R多大的电阻？

（4）请你帮助小明设计电路（在如图的方框中画出你设计的那部分电路图）

13．家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A为自动温度开关，当水的温度达到设定温度时自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路．S是热水器的功率选择开关，可选择高、低两档加热功率，R1、R2都是发热电阻器．主要的技术指标如表

额定电压（V）	220	发热电阻类型	电热管
输入功率一档（W）	2200	输入功率二档（W）	1210
温度范围（℃）	20﹣78	容积（L）	20

（1）把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是多少？

（2）当热水器在高档正常工作时，电路中的电流是多少？

（3）当热水器在低档正常工作时，电热管R2在5min内消耗的电能是多少？

14．小华设计了一个三个档位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（图中用变阻器表示），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作，其中档位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；档位Ⅲ功率为最大值且不可调节．

（1）说明此电路处于最大电功率档时，需要闭合的开关．

（2）为使此电火锅能在电压不足的山区使用，小华按以下要求进行设计：当电压200V，最大功率1000W；只闭合开关S1时电路处于档位Ⅰ，功率可从100W调节到400W，请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3．

（3）只闭合开关S2时，电路处于档位Ⅰ、Ⅱ，请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围．

【创新强化】

15．如图所示为一可保温电热水壶的电路示意图，烧水时，开关S2处于　　　　　　状态．若电热水壶烧水时消耗的功率为1000W，则电阻R=　　　　　　Ω．如果保温状态下电热水壶消耗的功率是烧水时的，则R2消耗的功率为　　　　　　W．

16．物理兴趣小组想利用实验室中的器材，学习制作调光灯，图是他们设计的电路图，若电源电压为20V，灯泡电阻R0=20Ω，当开关从触点0转到1及从触点1转到2时，通过灯泡电流的改变量均为0.2A．

（1）求R1的电阻值．

（2）开关转到触点2时，灯泡实际消耗的功率是多少？

17．如图所示，是一种煲汤用的电热锅工作原理图，调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间，其中R1=605Ω，R2=96.8Ω，电热锅的部分参数如下表所示．

容积	4L
额定电压	220V
加热额定功率	500W
保温额定功率	80W

（1）电热锅处于保温档正常工作时，锅内的水温度始终不变，则该电热锅的散热功率是多少？

（2）电热锅处于高温档（切换开关接“1”）正常工作，在标准大气压下高温加热2kg的水，10min内消耗多少电能？设散热功率不变，水的初温为75℃，则加热10min后水的最终温度是多少？

18．某电热毯只有一个挡位，使用不方便．小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯．已知原电热毯的额定电压为220V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220V 25W”灯泡串联在家庭电路中（如图1所示），电压表的示数为176V．（电源电压恒为220V，不考虑温度对电阻阻值的影响）

求：（1）原电热毯的额定功率多大？

（2）为了使改造后的电热毯（如图2所示）在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝？（保留一位小数）

（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10min，R0消耗多少电能？