中考物理高頻考點(diǎn)詳解：多擋家用電器相關(guān)計(jì)算問(wèn)題

中考物理高頻考點(diǎn)詳解：多擋家用

電器相關(guān)計(jì)算問(wèn)題

考點(diǎn)掃描☆名師點(diǎn)撥

考點(diǎn)解析：

計(jì)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(jì)算題以

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

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

知識(shí)分析和解決問(wèn)題過(guò)程中的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。解答計(jì)算題應(yīng)該首

先明確它的特點(diǎn)，避免盲目和無(wú)從下手的尷尬，同時(shí)明確題目涉及的物

理現(xiàn)象和物理知識(shí)，明確要解決的問(wèn)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(jì)算。

計(jì)算題常以填空題、選擇題和計(jì)算過(guò)程題型出現(xiàn)。尤其是計(jì)算過(guò)程題是

考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和計(jì)算能力的題型，要求較高，分值較高，

并要求有計(jì)算過(guò)程和步驟，每一步驟都有相應(yīng)分值。計(jì)算題在中考題中

常被列為壓軸題目。

多檔位電器有關(guān)計(jì)算主要提現(xiàn)在當(dāng)檔位轉(zhuǎn)換時(shí)，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(duì)應(yīng)；二、注意檔位變化時(shí)，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(jì)算題的計(jì)算一般都能很好得到解答。多檔家用電器相

關(guān)計(jì)算一般分為以下幾個(gè)類(lèi)型：

1.單元件轉(zhuǎn)換計(jì)算問(wèn)題

單元件轉(zhuǎn)化法適用于檔位開(kāi)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，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(jì)算

時(shí)以新接入電路元件為工作電器，按照有關(guān)規(guī)律計(jì)算即可。

2.多元件轉(zhuǎn)換計(jì)算問(wèn)題

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

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

律進(jìn)行計(jì)算即可。

3.無(wú)級(jí)變化計(jì)算問(wèn)題

無(wú)級(jí)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(dòng)變

阻器的動(dòng)端變化來(lái)改變電路電阻，達(dá)到控制電路工作的目的。此類(lèi)考題

出現(xiàn)較少，但計(jì)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：?jiǎn)卧D(zhuǎn)換計(jì)算問(wèn)題

【典例1］某校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)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(gè)供熱電阻絲,SI、S2是溫

控開(kāi)關(guān)，工作過(guò)程如下：當(dāng)氣溫低于25（時(shí)，SI、S2都閉合；當(dāng)氣溫

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

電功率為20W（忽略溫度對(duì)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(shí)，電路工作1.5h消耗電能是多少千瓦時(shí)？

【解析】開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)，工作元件是R1與R2串聯(lián)，開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí),

工作元件是Rio（1）由題意可知，S2斷開(kāi)時(shí)，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(shí)，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(jì)算問(wèn)題

【典例2］小明家安裝了電熱水龍頭如甲圖，其簡(jiǎn)化電路如乙圖，RL

R2為電熱絲通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕可使扇形開(kāi)關(guān)S同時(shí)接觸兩個(gè)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(guò)程

中，水龍頭的功率隨時(shí)間的變化關(guān)系如丙圖所示。

甲乙丙

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)同時(shí)接觸3、4觸點(diǎn)時(shí)，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(shí)的電阻大小。

(3)求該次使用過(guò)程中水龍頭消耗的總電能。

【解析】(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置3、4觸點(diǎn)時(shí)時(shí)，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(shí)功率最大，故放出的是熱水。

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

從圖丙中可以看出，此時(shí)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(shí)的電阻為55。；(3)該

次使用過(guò)程中水龍頭消耗的總電能是

3.52xl04Jo

高頻考點(diǎn)三：無(wú)級(jí)變化計(jì)算問(wèn)題

【典例3］老式臺(tái)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(jì)，與燈泡串聯(lián)的亮度調(diào)節(jié)器實(shí)際上就是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)

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(kāi)關(guān)）。貝！J:

（1）此臺(tái)燈工作時(shí)燈泡電阻是多大？

（2）若滑動(dòng)交阻器接入電路的電阻R=6。時(shí)，燈泡的實(shí)際電功率是多

少？

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

率之比是9:4.那么滑動(dòng)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(tái)燈工作時(shí)燈泡的電阻；（2）滑動(dòng)交阻器接入電路的電阻R=6

。時(shí)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(dòng)變阻器的滑片P分別滑至中點(diǎn)b

和最低點(diǎn)c時(shí)，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(shí)電流與電阻成反比得出等式即可求出滑動(dòng)變阻器的最大阻

值。

【答案】(1)由

可得，此臺(tái)燈工作時(shí)燈泡的電阻：

I

(2)滑動(dòng)交阻器接入電路的電阻R=6。時(shí)，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(dòng)變阻器的滑片P分別滑至中點(diǎn)b和最低點(diǎn)c時(shí)，燈泡電功

率之比：

，解得：

因電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比，所以,

解得：R滑=12Q。

答：（1）此臺(tái)燈工作時(shí)燈泡電阻是6。；（2）若滑動(dòng)交阻器接入電路

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

電阻值是

12QO

考點(diǎn)過(guò)關(guān)☆專(zhuān)項(xiàng)突破

類(lèi)型一：?jiǎn)卧D(zhuǎn)換計(jì)算問(wèn)題

1?下表示某型號(hào)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(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，工作元件是R1和R2串聯(lián)，S閉合時(shí)，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(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路中的電阻最小，電

功率最大即為高溫檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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(shí)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)間；

(3)只閉合S、S2時(shí)，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(shí)間：

(3)由電路圖可知，閉合S、SI、S2時(shí)，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(shí)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(shí)，電路為R2的簡(jiǎn)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(shí)，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(mén)冷飲展示冰柜，該冰柜的玻璃

門(mén)采用的是防霧玻璃，玻璃夾層中有電熱絲用來(lái)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(dòng)壓縮機(jī)連接的簡(jiǎn)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(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流為多少？

(2)冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻為多少？

(3)該冰柜的玻璃門(mén)的質(zhì)量是5kg,若不計(jì)熱量損失，電熱絲正常工

作使門(mén)玻璃升高20V需要多長(zhǎng)時(shí)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(dòng)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(kāi)X

二

三

?

一------/-

?

一

二a

?

上電腦號(hào)

-WMV------------<5—

卬L

【解析】(1)由P=UI可得，冰柜的電動(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流:

O

(2)由

可得，冰柜正常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻：

O

(3)門(mén)玻璃升高20V吸收的熱量：

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

不計(jì)熱量損失，則W=Q吸=8.4xlO4J,由

可得，電熱絲正常工作使門(mén)玻璃升高20（需要的時(shí)間:

答：（1）冰柜的電動(dòng)壓縮機(jī)正常工作時(shí)的電流為0.5A;（2）冰柜正

常工作時(shí)防霧電熱絲的電阻為484Q;（3）電熱絲正常工作使門(mén)玻璃

升高20℃需要840s時(shí)間。

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

"保溫"兩種功能，對(duì)應(yīng)功率分別為400W和40Wo當(dāng)開(kāi)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(kāi)關(guān)SI、S2均閉合時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)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(jiàn)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(qǐng)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(duì)桌面的壓強(qiáng)有多大？(g=9.8N/kg)

(2)使用高溫檔時(shí)，通過(guò)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(jì)30min，低溫檔工作累計(jì)

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(duì)桌面的壓力：

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

電熨斗對(duì)桌面的壓強(qiáng)：

I

(2)由P=UI可得，使用高溫檔時(shí)通過(guò)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(duì)桌面的壓強(qiáng)為1200Pa；(2)使用高溫檔時(shí)，通過(guò)

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(lái)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(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電熱毯處于檔；

(2)電熱毯在低溫檔下工作1小時(shí)所消耗的電能；

(3)電阻R0的阻值。

O220VP

【解析】(1)由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)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(shí)所消耗的電能：

W=P低溫t=25Wx3600s=9xl04J。

(3)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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(shí)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(shí)所消耗的電能為9

x104J;(3)電阻R0的阻值為1452QO

類(lèi)型二：多元件轉(zhuǎn)換計(jì)算問(wèn)題

1.小軍家里有一款高、低溫兩檔電烤爐，他查看使用說(shuō)明書(shū)，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(kāi)關(guān)，根據(jù)上述信息，解答下列問(wèn)題：

(1)在高溫檔正常工作時(shí)，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(qǐng)

你用計(jì)算結(jié)果回答)。

【解析】(1)由P=UI可得，在高溫檔正常工作時(shí)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(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)SI、S2閉合時(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)額定功

率為1210W,簡(jiǎn)化電路如圖乙所示，S1為溫控開(kāi)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(guò)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(shí)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(guò)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(kāi)關(guān)S置于（選填T或"2"）時(shí)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(shí)應(yīng)把加熱電阻短路，故開(kāi)關(guān)S

應(yīng)與1閉合。

（2）根據(jù)電熱關(guān)系可計(jì)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(shí)，電阻越大，電功率越小，

在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越小，故開(kāi)關(guān)S置于2時(shí)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(jì)了模擬日光和自動(dòng)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(gè)電熱絲

（不考慮溫度對(duì)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(shí)候，只開(kāi)啟該系統(tǒng)的保溫功能并連續(xù)工作

10h,此時(shí)R1與R2的電功率之比為1:3,晚上溫度較低的時(shí)候，需

開(kāi)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(qǐng)解答下列問(wèn)題：

Ri

L-------220VJ

(1)晚上工作時(shí)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(shí)，系統(tǒng)處于保溫狀態(tài)，燈泡不工

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

??；

由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過(guò)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(shí)兩開(kāi)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(shí)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(shí)電熱絲的總功率:

由題可知白天和晚上系統(tǒng)的工作時(shí)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(shí)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(jiǎn)化電路如圖甲所示，R1和R2均為定值電熱絲，S、S1為

自動(dòng)開(kāi)關(guān)，煮飯時(shí)，把電飯鍋接入220V電路中，電路中總電流隨時(shí)間

變化的圖象如圖乙所示。求：

V/A

乙

(1)電飯鍋工作時(shí)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(kāi)，這時(shí)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(shí)，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(kāi)關(guān)s閉合、S1斷開(kāi)時(shí)電路為R1的簡(jiǎn)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(shí)，通過(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路，則R1的阻

值：

電路中的電流始終為1A時(shí)，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(shí)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(kāi)，這時(shí)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(jiǎn)化等效電路如圖所示，此時(shí)處于空檔位置。閉

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

工作，洗衣機(jī)處于加熱狀態(tài)；旋至2檔時(shí)R2和電動(dòng)機(jī)同時(shí)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(dòng)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(guò)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(shí)，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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。防電墻通過(guò)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(guò)計(jì)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(shí)，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(shí)，電熱絲R2與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，

則電熱絲R2和電動(dòng)機(jī)的總功率：P總=P2+P電動(dòng)

=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(shí)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(guò)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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(jiǎn)圖(RLR2為電熱絲,S為雙觸點(diǎn)自動(dòng)開(kāi)關(guān))o

求：

(1)調(diào)奶器處于保溫狀態(tài)時(shí)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(shí)間為32s，則調(diào)

好的奶粉的比熱容是多少(不計(jì)熱損失)？

型號(hào)：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(shí)的工作電流:

1=

P保溫I

~0.07Ao

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

于保溫狀態(tài)；［來(lái)當(dāng)接"3"時(shí)，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(jì)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(shí)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(hào)的電熱爐，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，通過(guò)控制檔位開(kāi)

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(jì)溫度對(duì)RLR2阻值的影響。

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，求通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流;

(2心開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi),Sa與觸點(diǎn)2接通時(shí)，電熱爐對(duì)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(kāi)關(guān)Sb閉合時(shí)，電熱爐的電功率總比Sb斷開(kāi)時(shí)大，請(qǐng)比較

RLR2阻值的大小關(guān)系，并寫(xiě)出分析過(guò)程。

【解析】(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)

單的電路，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，通過(guò)開(kāi)關(guān)Sa的電流：Ia=

=5A。

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)2接通時(shí)，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(kāi)關(guān)Sb閉合，當(dāng)Sa接2時(shí)電路為R2簡(jiǎn)單電路，當(dāng)Sa接1

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

最小，即Pb閉小二

u2

無(wú)

若開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，當(dāng)Sa接1時(shí)電路為R1簡(jiǎn)單電路，當(dāng)Sa接2時(shí)R1

與R2串聯(lián),則當(dāng)Sa接1時(shí)

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(kāi)關(guān)Sb閉合時(shí)，電熱爐的電功率總比Sb斷開(kāi)時(shí)大,所以，Pb閉

?。綪b斷大,即

u2

R2

u2

R7

，則

RI>R2O

答：(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)，Sa與觸點(diǎn)1接通時(shí)，通過(guò)開(kāi)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(guò)程

如解答所示。

類(lèi)型三：無(wú)級(jí)變化計(jì)算問(wèn)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(dòng)變阻器，圖乙是

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

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

影響。問(wèn)：

(1)電源電壓U是多少？

甲乙

(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是12。時(shí)，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(shí)，燈兩端電壓之比是3:2,則

滑動(dòng)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(dòng)變阻器的滑片P在a點(diǎn)時(shí)，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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(jiǎn)可得：R=2RL=2X48Q=96Q。

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

是12Q時(shí)，燈L消耗的實(shí)際功率是1.92W;(3)滑動(dòng)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(kāi)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(guò)R1產(chǎn)生的熱量為J；再

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

阻值為。。

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

流表測(cè)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(guò)R1產(chǎn)生的熱量Q=I2Rlt=(0.3A)2x20Qxl0s=18J;

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

路互不影響，所以通過(guò)R1的電流不變，所以R2通過(guò)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(shí)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(gè)最大阻值為70。的滑動(dòng)變阻器，電阻

的額定電流為7A(不計(jì)溫度對(duì)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(shí)，

的示數(shù)為

I

的示數(shù)為

;當(dāng)

的阻值為

時(shí)，

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(gè)如圖乙所示

的電路，在

和

中任選兩個(gè)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(gè)電阻的功率之差如果超過(guò)200W，電路外的檢測(cè)裝置

將自動(dòng)報(bào)警，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算和推導(dǎo)，判斷哪些電路始終不會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)裝置

報(bào)警，哪些電路會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)裝置報(bào)警，并計(jì)算報(bào)警時(shí)

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(shí)，

①

②

當(dāng)

時(shí)，

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(shí)，

/

/

所以

,故此時(shí)不會(huì)報(bào)警。

②當(dāng)

和

接入電路時(shí)，

的額定電壓為35V,故

分壓必須大于或等于25V,故

當(dāng)

時(shí)，

I

增大,I減小，

減小，故

減小，

只要考慮

時(shí)，

,不會(huì)報(bào)警。

當(dāng)

時(shí)，

，化簡(jiǎn)得

,無(wú)解，故不會(huì)報(bào)警；所以

和

接入時(shí)不會(huì)報(bào)警。

③當(dāng)

和

接入電路時(shí)，

上電流不超過(guò)7A,而

=10。,U=60V,

故

上電流不會(huì)超過(guò)額定值，當(dāng)

時(shí)，

化簡(jiǎn)得

,所以

或

（舍去）

當(dāng)

時(shí)，

，化簡(jiǎn)得

所以當(dāng)

時(shí)，報(bào)警，當(dāng)

時(shí)，不報(bào)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(jì)算報(bào)警時(shí)

的取值范圍

,不報(bào)警。

4.如圖甲所示的電路，在滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從B向A滑動(dòng)的過(guò)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(wèn)：

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4K―1

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AR：B

一

甲

Q)滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？

(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，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(cè)R2兩端的電壓,

電流表測(cè)電路中的電流。

(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，由

圖2可知，I2=0.2A,U2=14V,由

可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值：

(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，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(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，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(shí)，電路消耗電功率最小，則：P最小=UI2=18Vx

0.2A=3.6Wo

【答案】(1)滑動(dòng)變阻器的最大阻值是70。；(2)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，

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(jì)一個(gè)測(cè)量某種型

號(hào)小燈泡I-U圖象的電路如圖甲，電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器最大

電阻30Qo

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

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，滑片離a端

工

3

處時(shí)，電流表A2的示數(shù)0.2A,求此時(shí)小燈泡的電阻；

(3)在開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)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(duì)應(yīng)的電路中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值大小和

滑動(dòng)變阻器消耗的功率。

【解析】(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)SI,S2均閉合，滑片處于a端時(shí)，電路為滑動(dòng)

變阻器最大阻值的簡(jiǎn)單電路，電流表A1測(cè)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(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，滑片離a端1/3處時(shí)，燈泡與變阻器

串聯(lián)，電流表A2測(cè)電路中的電流，電路中的總電阻：R總

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