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1、文库精品 文库精品 专题十二多档位电器相关计算题解答技巧 计算题是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分 析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应 用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目 和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有 的放矢的按要求进行合理的计算。 计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题 和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计
2、算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在 中考题中常被列为压轴题目。 计算题的特点是： (1) 结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度。它要求学生 用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。 (2) 知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象 之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。 (3) 应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物 理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一
3、些实际操作的认识水平。 多档位电器有关计算主要提现在当档位转换时，加入电路中的元件发生了变化，工作状态也相应发生 变化。一、功率、电能、电热等相关物理量都应与新档位电路相对应；二、注意档位变化时，电器元件是 如何加入电路的，串联还是并联，电路中物理量变化规律等；三、抓住这些要点，有关多档位计算题的计 算一般都能很好得到解答。 技巧一：单元件转化法 单元件转化法适用于档位开关进行转换时，只是工作元件发生了变化，电路工作元件仍是单元件。电 路电源不变，变化的只是工作元件，计算时以新接入电路元件为工作电器，按照有关规律计算即可。 【例题展示】 例题 1（广东） 某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路
4、如题图所示，电源两端的电压U为 220V， R1和 R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25时， S1、S2都闭合；当气温 等于或高于25时， S2断开，此时电流表的示数为lA ， 电阻丝 R1的电功率为20W(忽略温度对电阻丝的影响) ， 文库精品 文库精品 求： (1) 电阻丝 R2的阻值是多少 ? (2) 当气温低于25时，电路工作1.5h 消耗电能是多少千瓦时? 【解析】开关S2闭合时，工作元件是R1与 R2串联，开关S2闭合时，工作元件是R1。 （1）由题意可知， S2断开时，电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W，故 R1为：20 )1( 2
5、0 22 2 1 A W I P R。 故，电阻R1、R2的总电阻为：220 1 220 A V I U R 总 总 总 ， 所以电阻R2为：20020220- 12RRR总 ； （2）当气温低于25时，电路功率：kWW V R U P42.22420 20 )220( 22 ， 电路工作1.5h消耗电能是：hkWhkWPW21.15.042.2t 故，答案是： （1）电阻丝R2的阻值是20； （2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW h。 【答案】（1）电阻丝 R2的阻值是20； （2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kWh。 【跟踪训练】 1.（?无锡） 下表示某型号电烤箱铭牌部分参
6、数，其内部电路图如图所示，R1和 R2均为电阻丝，电烤箱 在低温档正常工作0.5h 所消耗的电能是kW ?h，R2的阻值是。 额定电压220V 额定功率 高温档1100W 低温档440W 2.（?遵义） 有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝 R1=55，高档加热功率为1100W ，电热转化效率为80% ，水的比热容为4.2 10 3J/kg ?） 。求： 文库精品 文库精品 （1）将 2kg 水从 20加热到75需要吸收多少热量； （2）用高档将2kg 水从 20加热到75需要多少时间； （3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。 3.（?齐齐哈
7、尔） 如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾 玻璃，玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压 缩机连接的简化电路如图乙所示，其相关参数如表所示。求： （1）冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？ （2）冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？ （3）该冰柜的玻璃门的质量是5kg，若不计热量损失，电热丝正常工作使门玻璃升高20需要多长时 间？【玻璃的比热容为0.84 10 3J/ （kg?）】 冰柜总质量 160kg 额定电压 220V 电动压缩机的额定功率 110W 防雾电热丝的额定功率 100W 4.（?河南）
8、 图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热” 、 “保温”两种功能，对 应功率分别为400W和 40W 。当开关S1、S2均闭合，饮水机处于（选填“保温”或“加热”）状态， R1的 组值为；用饮水机给2kg 的水加热，当水温升高50，水吸收的热量为J。c水=4.2 10 3J/ （kg?） 5.（?哈尔滨） 在家庭实验室，小聪学习使用电熨斗，如图为一款有高温、低温两档的家用电熨斗，部 分参数见下表。 文库精品 文库精品 请回答： (1) 电熨斗平放在水平桌面上，它与桌面的接触面积为9.8 10 -3m2 ，则电熨斗对桌面的压强有多大？(g 9.8N/kg) (2) 使用高温
9、档时，通过电熨斗的电流是多少？（结果保留一位小数） (3) 电烫斗在一次使用中，高温档工作累计30min，低温档工作累计15min，求此次使用中一共消耗多 少电能？ 6.（?宿迁） 冬天，人们常用电热毯来取暖如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温档和低温 档，低温档电功率为25W ，已知电阻R=484。求： （1）开关S闭合时电热毯处于档； （2）电热毯在低温档下工作1 小时所消耗的电能； （3）电阻R0的阻值。 7. （?盐城） 在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和 R2均为电阻丝， S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220V电源，在30min 内，电路
10、总功率随时间变化的图像如图乙 所示，求： （1）05min 内通过 R1的电流； （2）30min 内电路消耗的电能； （3）1015min 内 R1的电功率。 8.（?镇江） 图是某电饭锅内部电加热器原理电路，它有烧煮和保温两档，开关S断开时，电饭锅处于 档，已知R1=484，烧煮时的功率是保温时的11 倍，则 R2= ，该电饭煲烧煮，保温各1h 可使电能 表的指示灯闪烁次。 文库精品 文库精品 9.（?重庆） 如图 1 所示为某电烤箱的铭牌，高温档额定功率模糊不清。图2 虚线内所示是电烤箱内部 的简化电路图。R1和R2均为电热丝，R2=72.6 。电烤箱开关接1 时是低温档，接2 时是高温
11、档。求： 图 1 图 2 (1) 电烤箱在低温档正常工作10min 电流做的功； (2)R1的阻值； (3) 在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温档工作，发现标有“3000imp/kWh”的电能表的 指示灯闪烁81 次共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压。 10. （?陕西） 如图 1 所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为220V，高温挡 和低温挡功率分别为2200W和 1000W ，简化电路如图2 所示。 （1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与相连，当开关S1闭合、 S2断开时， 电加热器处于温挡。 （2）请计算电阻丝R1的阻值和通过电
12、阻丝R2的电流（结果保留一位小数）。 （3）在额定电压下，使用高温挡工作3 小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？ 技巧二：多元件转化法 多元件转换法是在档位变换时，加在电路中的电器元件在两个或以上；档位转换后电路存在串联或者 并联形式，计算时利用串并联电路计算规律进行计算即可。 【例题展示】 文库精品 文库精品 例题 2（深圳） 小明家安装了电热水龙头如甲图，其简化电路如乙图，R1、R2为电热丝，通过调节旋 钮可使扇形开关S 同时接触两个相邻的触点，从而实现冷水、温水、热水档之间的切换。某次使用电热水 龙头的过程中，水龙头的功率随时间的变化关系如丙图所示。 （1）当开关同时接触3、 4 触点时
13、，水龙头放出的是（选填“冷水” 、 “温水”或“热水” ） 。 （2）求电热丝R1工作时的电阻大小。 （3）求该次使用过程中水龙头消耗的总电能。 【解析】 （1） 当开关处于位置3、 4 触点时时，电阻 R1和 R2并联接入电路， 电路电阻最变小， 由公式 R U P 2 可知 ,此时功率最大，故放出的是热水。 （2）由图乙，当开关与触点3 接触时，只有一只电阻R1接入电路，从图丙中可以看出，此时的温水功 率 P温水=880W，由 R U P 2 可知，55 880 220 22 1 W V P U R ）（ 温 。 （ 3） 由 图 象 可 知 ， 该 水 龙 头 前10s 处 于 温 水
14、功 率 ， 后10s 处 于 热 水 功 率 ， 消 耗 的 电 能 ： JsWsWtPtPW 4 21 1052.310880102640 温热 。 答案： （1）热水； （2）电热丝 R1工作时的电阻为55； （3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是3.52 104J。 【答案】（1）热水；（ 2）电热丝 R1工作时的电阻为55； （3）该次使用过程中水龙头消耗的总电能是 3.52104J。 【跟踪训练】 1.（?广元） 小军家里有一款高、低温两档电烤炉，他查看使用说明书，收集到一些信息如下：额定电 压 220V，低温档电功率880W ，高温档电功率1980W ，电路原理图如图所示，R1，
15、R2代表两根电热丝，S2为温 控开关，根据上述信息，解答下列问题： （1）在高温档正常工作时，电路的总电流多大？ （2）在低温档正常工作1.5h 消耗多少度电能？电热丝R1的电阻多大？ （3）若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复正常工作，小军用两根“220V 550W”的相同电热丝替代R2， 文库精品 文库精品 你认为小军的做法能否满足要求（请你用计算结果回答）。 2. （?重庆） 小明家的电饭锅如图甲所示，额定电压为220V， “煮饭”时额定功率为1210W ，简化电路 如图乙所示，S1为温控开关，发热电阻R1与 R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状 态的功率之比为1：16
16、，求： （1）正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少安？ （2）电阻 R1的阻值为多少欧？ （3）某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能表（如图 丙所示）指示灯每闪烁4 次所用的时间为48s。则 R2两端的实际电压为多少伏？ 3.（?成都） 某款迷你电饭煲有加热或保温两档。其电路如图所示。已知 R1=88， R2=2112。开关 S 置于（选填“ 1”或“ 2” ）时是保温档，保温 10min 产生的热量是J。 4.（?威海） 某生态园设计了模拟日光和自动调温系烧，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所 示，电源电压恒为220V，R1和 R2是两个电热丝 （不考虑温度对电阻的影响），R2=30，L 是标有“220V 160W ” 的照明灯泡， 白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时 R1与 R2的电功率之比为1： 3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能。灯泡正常发光此状态下系统也需连续工作10h，q沼气=1.8 10 7J/m3，请解答下列问题：
