家用电器多挡位计算（讲义）-2025年中考物理一轮复习（解析版）

主题三电与磁

微专题6家用电器多挡位计算（6/0分）（解析版）

目录

考点突破•考法探究

2

考点一家用电器多挡位计算........................................2

题型精研•考向洞悉

6

题型一多挡位电功率、电热计算....................................6

题型二多挡位加热效率计算........................................9

考点突破•考法探究

考点一家用电器多挡位计算

考点聚焦

一、家用电器多挡位

有些家用电器利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，用来加热物体。有时需要不同的加热功率,

因此大多数电器都设置的不同的加热挡位。

1.明确家用电器的额定电压为家庭电路电压，即用电器用不同挡位加热时，总电压不变，

2.电路中总电阻大小变化，加热功率不同。通常情况，挡位分为高温挡、中温挡、低温挡（或加热挡、

保温挡），对应的功率大小为之〉绛〉桑（招啪＞展温）。

3.通常会涉及加热效率，其中总能量为消耗的电能%=2/,有效利用的能量为水吸收的热量

%=cmkt,贝U加热效率为〃=去乂100%=9^x100%。

二、常见多挡位电路

1/2

分析挡位问题时，由于电源电压不变，因此一般用P=J进行分析更方便。

R

1.串联短路型

Uz

高温挡：闭合开关，、S,Ri短路，只有R2接入电路，电路的电功率为%=——。

2&

U-

低温挡：闭合开关S”断开开关S2,R和R2串联，电路的电功率为々氐=.+尺。

2.并联型

u2u-

高温挡：闭合开关Si、S2,Ri和R2并联，电路的电功率为餐=-二+工-。

R\R2

u2

低温挡：闭合开关，，断开开关S2,只有Ri接入电路，电路的电功率为《氐=——o

高温挡：闭合开关，，开关S?接1时，R和R,并联，电路的电功率为展=——+—。

R\R?

u2

中温挡：闭合开关S”开关S?接2时，R?短路，只有Ri在电路中，电路的电功率为1=—。

&

U2

低温挡：断开开关Si,开关S2接2时，K和Rz串联，电路的电功率为等=.+.。

针对训练

1.（2024•黑龙江绥化•中考真题）一款电热水龙头的简化电路如图甲所示，表格是它铭牌上的参数。电源

电压恒定不变，与和“为发热电阻，当开关S、S1均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是Jo

电阻凡和&的阻值之比是

额定电压220V

高温挡2200W

额定功率

低温挡440W

甲

【答案】44000104

2

【详解】［1］由图甲知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路的总电阻较小，据尸=幺U知,

电路的总功率较大，是高温挡；开关S闭合，S1断开时，电路中只有比工作，电路的电阻较大，据P==

R

知，电路的总功率较小，是低温挡。两个开关都闭合时，通电20s,电热水龙头产生的热量

Q=与舒=2200Wx20s=44000J

⑵比的阻值

U2(220V)2

。

心=440W=110

高温挡时，R消耗的电功率

Pi=PX-B-P〃广2200W-440W=1760WR/的阻值

U2(220V)2

=27.5Q

片一1760W

所以必和心的阻值之比

K:凡=27.50:1100=1:4

2.（2024•山东潍坊•中考真题）中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图，电源电压

U=220V,R。、&、&是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，N=20.5Q,国=840。，S为电源

开关，通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率与口热=800W,“加热”效率

〃=80%。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作，其工作过程是首先将水“加热”

至100。（2,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”（“煮茶加热”时间如表格所示），最后自动

进入“保温”状态。将0.8L、初温为2（TC的水装入煮茶机，水的比热容c=4.2xl03j/（kg「C）,水的密度

p=1.0xl03kg/m3o

茶品低浓度“煮茶加热''时间中浓度“煮茶加热''时间高浓度“煮茶加热''时间

乌龙茶2min5minlOmin

红茶Imin2min5min

黑茶2min5min7min

(1)求将水“加热”至100。©过程中水吸收的热量;

⑵求煮茶机的“保温”功率；

(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至10(FC、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,

求这个过程煮茶机消耗的电能。

【答案】(1)2.688X105J

(2)55W

(3)5.859X105J

【详解】(1)将水“加热”至ioo°c过程中水吸收的热量为

Q吸加=CQ水彩△r=4.2xl03j/(kg・°C)xl.0xl03kg/m3x0.8xl(y3m3x(i00oc-20°C)=2.688xl05j

(2)由题意可知

U-

K+&

则定值电阻&的阻值为

U2(220V)2

纥=----R.=--------』--20.5Q=60.5Q-20.5Q=40Q

马热800W

煮茶机的“保温”功率为

U2(220V)2

%沪=------=—.....-=55W

保加&+舄840Q+40Q

(3)将水“加热”至100%：过程中消耗的电能为

5

w=^=2.688xlOJ=336x1()5j

r)80%

将水“加热”至100℃过程需要的时间为

W3.36X105J-

t=-----=--------------=420s=7min

扁热800W

由表格可知，若用户选择“红茶高浓度煮茶”，“煮茶加热”时间为5min,则保温时间为

"保温=15min-7min-5min=3min

煮茶机经过将水“加热”至100℃、“煮茶加热”和“保温”状态，共工作15min,这个过程煮茶机消耗的电能为

%%热+%温=与热£加热+心温，保温=800WX(7X60s+5*60s)+55WX3X60s=5.859X1()5J

题型精研•考向洞悉

题型一多挡位电功率、电热计算

1.（24-25九年级上•吉林四平•阶段练习）如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，图乙是其内部简

化电路图。当开关S］、s?都闭合时处于挡。若N=50O,&=2500,则高温挡和低温挡的功率之比

为峪：片氐=.

甲

【答案】高温

【详解】［1］分析电路，当开关S1、S2都闭合时，只有小工作，为高温挡。

⑵当开关Si、S2都闭合时，只有小工作，为高温档，则高温挡功率为

2=S=(220V)2=9680

eK50Q

当只有开关Si闭合时，处与处串联，为低温档，则电路总电阻为

R总=N+&=50Q+250Q=300Q

低温档总功率为

cu2（220V）2484、、，

//ft=—=-----------=—w

低R总300。3

则高温挡与低温挡功率之比为

484

幅：片氐=968W:—W=6:l

2.（2024•四川成都•中考真题）小张想设计一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图

如图所示，电源电压为220V,小、及是电热丝，开关S接触相邻的两个触点。她准备了三根电热丝,Ri=242Q,

另外两根电热丝的阻值分别是121。和242。，比应该选取阻值为Q的电热丝。开关S接触“1”、“2”

两个触点时，通电Imin,电流产生的热量是Jo

10

【答案】⑵1.2x104

【详解】［1］由电路图可知，开关s接触3、4两个触点时，电路为此的简单电路；开关S接触2、3两个触

点时，处与处并联；开关S接触1、2两个触点时，电路为七的简单电路；因并联电路中总电阻小于任何

TT2

一个分电阻，由尸=匕可知，开关S接触2、3两个触点时，为高温挡；由于电加热器有“低温”、“中温”

R

和“高温”三个挡位，所以处与艮的阻值应该不同，所以&应该选取阻值为121。。

［2］开关S接触“1”、“2”两个触点时，电路为丛的简单电路，通电Imin,电流产生的热量

（220V）2

X60S=1.2X104J

242c

3.(24-25九年级上•广东江门•期中)下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，K和4均为

电热丝。

(1)电烤箱在高温挡工作时的电流;

(2)电路中飞的阻值;

(3)电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的4的阻值。

【答案】⑴5A

⑵44c

(3)66Q

【详解】(1)根据P=〃可得，电烤箱在高温挡工作时的电流为

r一塔温挡一1100W_

同血扫u220V

TJ2

(2)根据串并联电路的电阻规律可知，只有开关Si闭合时，两电阻串联，电路的总电阻最大，由P二可

R

知，电路的总电功率最小，电烤箱处于低温挡；当两开关同时闭合时，电路为小的简单电路，电路总电阻

TJ2TJ2

最小，由尸可知，电路的总电功率最大，电烤箱处于高温挡。由尸可得，电路中用的阻值为

RR

炉_(220V)4c

此=

/温挡noow

TJ2

(3)电烤箱在低温挡正常工作时，由可得，电路中总阻值为

R

U2(220V)2

=110。

%=«+4=p

勺氐温挡440W

所以，电路中的&的阻值为

鸟=110d44Q=66Q

4.(24-25九年级上•北京•期中)某品牌4L容量智能电饭锅的简化电路图如图所示，Ri、心是加热电阻,

煮饭时把电饭锅接入220V电源。已知电饭锅处于加热状态时的电功率为1100W；处于保温状态时通过，

R/的电流为1A。忽略温度对电阻的影响，电源两端电压不变。请你：

(1)画出电饭锅处于加热状态时的等效电路图；

(2)加热状态时通过Ri的电流；

⑶加热电阻尺2的阻值；

(4)电饭锅处于保温状态时加热电阻比消耗的电功率。

【答案】(1)见解析

(2)5A

(3)176Q

(4)176W

【详解】(1)只闭合Si时，两电阻串联，两开关同时闭合时，及短路，电路为小的简单电路，因串联电

阻大于其中任一电阻，故两开关同时闭合时电路的电阻小，根据尸==可知，此时电路的功率大，为加热

状态，等效电路图如下:

(2)已知电饭锅处于加热状态时的电功率为1100W,根据电功率公式求得加热状态时通过通过4的电流

为

U220V

(3)当开关Si闭合，S2断开时,电路处于保温状态，两电阻串联，此时电路中总电阻

u220V

&=一=---------=220Q

总I】1A

在(2)中，由欧姆定律可知

„U220V

5=*44Q

根据串联电阻的规律，因此

R2=R,^7?7=22OQ-44Q=176Q

(4)电饭锅处于保温状态时加热电阻&消耗的电功率

尸2=//处=(1A)2x176Q=176W

题型二多挡位加热效率计算

5.(2024•甘肃定西•模拟预测)如图甲所示，这是小明家新买的一台电热足浴桶，其简化电路如图乙所示。

当水温达到设定温度时，温控开关S可自动切换至保温状态，处、心是发热电阻，足浴桶的主要参数如下

表。请完成以下问题：

额定电压最大水量加热功率保温功率

220V5L1000W220W

(1)电热足浴桶在保温状态时，电路中的电流为多少?

(2)发热电阻尺2的阻值是多少？

(3)将初温为20口的水加至最高水位线，电热足浴桶正常加热可使水温升高到40口，已知电热足浴桶的加热

效率为87.5%,则加热时间是多少秒?[水的比热容为4.2xl03j/(kg.口)，水的密度为lxl03kg/m3]

【答案】(1)1A

(2)171.6Q

(3)480s

【详解】(1)电热足浴桶在保温状态时，功率为尸索=220W,电压为U=220V,所以电路中的电流为

,220W,

/=*=--------=1AA

U220V

(2)当S接。时，处单独接入电路，为加热挡；挡S接6时，处与尺2串联，为保温挡。加热时，丛的阻

值为

U2(220V)

R.=—=-------=48.4Q

与1000W

保温时，R与尺2的总电阻为

U-(220V)

尺+凡=—-----=220Q

展220W

所以及的阻值为

尺2=220。-48.40=171.60

(3)水加至最高水位线时，水的质量为

m=pr=1x1o3kg/m3x5x10-3m3=5kg将初温为20□的水加至最高水位线，电热足浴桶正常加热可使水温升高

到40口，水吸收的热量为

Q«=c次m«—/o)=4.2x103J/(kg'n)x5kgx(40n-20n)=4.2xl05J

足浴桶放出的热量为

^=t=^=4-8xl05J

加热时间为

。放4.8X105J/S

t==------------=480s

心1000W

6.(24-25九年级上•云南保山•期中)如图甲所示为某款电热水壶，它的简化电路原理图如图乙所示，额定

电压为220V,S为感温开关，1、2是开关连接的触点，R□和R□为加热电阻，且阻值保持不变，已知电热

水壶加热档的额定功率为H00W,电热水壶保温档正常工作时的电流为0.5A。某次将1kg初温为12□的水

加热到100□正常工作加热了7min。求:

甲

⑴加热档正常工作时的电流;

(2)电阻C□的阻值;

(3)电热水壶加热水的效率。

【答案】(1)5A

(2)3960

(3)80%

【详解】(1)加热档正常工作时的电流

P1100W—

=——=---------=5A

U220V

故加热档工作时候电流为5A。

(2)当开关接2触点时，电热水壶处于保温档，此时电阻R1和此串联，用电器的总电阻为为

U220V

&=一=-------=4400

总I0.5A

电阻用的阻值为

cUu--(220V)2

K=------=------------=440

B口热iioow

电阻凡的阻值为

R2=R&-K=440Q-44Q=3960

故电阻及的阻值为396Qo

(3)加热档正常工作7min消耗的电能为

W=Pr=1100Wx60sx7=4.62xl05J

水吸收的热量为

Q=cmAt=4.2x103J/(kg•℃)x1kgx(100℃-12℃)=3.696x105J

电热水壶加热水的效率：

3696xl5j

7=—xlOO%=-Qxl00%=80%

W4.62X105J

故电热水壶加热水的效率为80%。

7.(24-25九年级上•山西临汾•阶段练习)如图甲所示的电水壶有加热和保温两种功能，图乙是其内部电路

的简图，电源电压为220V,&、&均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。

电水壶加热功率为880W,保温功率为44W,若电水壶的加热效率为80%,求：

甲乙

（1）加热电阻用的阻值;

⑵把1.1kg的水从20℃加热到100℃所需要的时间。

【答案】（1）1045。

（2）525s

【详解】（1）由图乙知，旋钮开关接1时，两个电阻串联在电路中，电路的总电阻较大，据户=匕知,

R

电路总功率较小，处于保温功能；开关接2时，电路中只有上工作，电路中的电阻较小，据P=一知,

R

总功率较大，处于加热功能。加热功能时，电阻及的阻值

(220V)2

&=匕=550

居口热880W

保温功能时，电路的总电阻

U-(220V)2

处的阻值

厢=44W=1100£1

片=R一6=110