2026年中考物理一轮复习重难专项九 多挡位用电器的相关计算课件

【核心母题】

【新考向·传统文化】(2024·潍坊)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，R0、R1、R2是阻值不变的电热丝，用于“加热”或“保温”，R1=20.5Ω，R2=840Ω，S为电源开关，通过温控开关S1可实现“加热”和“保温”状态的切换，煮茶机的“加热”功率P加热=800W，“加热”效率η=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℃，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20℃的水装入煮茶机，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，水的密度ρ=1.0×103kg/m3。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2min5min10min红茶1min2min5min黑茶2min5min7min(1)求将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量；(2)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100℃、“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。【解题模板】【规范解答】解：(1)0.8L水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.8×10-3m3=0.8kg，将水“加热”至100℃过程中水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×(100℃-20℃)=2.688×105J。

“煮茶加热”过程消耗的电能：W2=P加热t2=800W×5×60s=2.4×105J，“保温”3min消耗的电能：W3=P保温t3=55W×3×60s=9.9×103J，这个过程煮茶机消耗的电能：W总=W1+W2+W3=3.36×105J+2.4×105J+9.9×103J=5.859×105J。【变式1】

串联式用电器(2025·烟台)图甲为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变。求：(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22r，该电饭锅的保温功率；(2)电阻R1、R2的阻值；(3)小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%⩽η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时700s，已知c水=4.2×103

J/(kg·℃)，请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。

【变式2】

并联式用电器(2022·东营)在综合实践活动中，兴趣小组设计了一款双挡位电加热器，利用产生的蒸汽加湿或消毒。电加热器工作时，高挡先将水箱内的水加热到100℃，低挡维持水沸腾确保蒸汽不断产生。图甲是其内部简化电路，S1和S均为自动控制开关，当水温达到100℃时S1自动断开，当水的质量低于0.2kg时S自动断开。R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关，电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量为2.2L，水的初温为20℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3](1)求低挡工作时电加热器的电功率。(2)求R1的电阻。(3)求电加热器高挡位工作的加热效率。

【变式3】

单刀双掷开关式用电器(2022·潍坊)如图是一款自动炖煮机的简化电路图，R1、R2是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压为220V，加热效率为75%，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入5kg的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计)，记录有关信息如表格所示。水的比热容

c=4.2×103J/(kg·℃)，求：(1)0～14min水吸收的热量。(2)炖煮机高温挡时的功率。(3)炖煮机24～29min消耗的电能。指示灯状态工作时间水温变化高温灯亮0～14min34℃升至100℃中温灯亮14～24min100℃保持不变低温灯亮24～29min100℃保持不变

【变式4】

旋钮开关式用电器(2023·东营)小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同。(1)电暖器低温挡工作时，开关应处于

(选填“1”“2”或“3”)位置。

(2)已知中温挡额定功率为1000W，求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。(3)使用高温挡正常工作5min，导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能有84%被导热油吸收，求导热油的比热容。(4)根据所学的电学知识，请你提出一条安全使用电暖器的建议。

【变式5】

单电阻加热式用电器(2022·鞍山)学校科技小组的同学们在老师的指导下设计了一台简易饮水机，其简化的电路图如图甲所示。它有“加热”和“保温”两挡，其中R1为发热电阻，R2为定值电阻。如表是该饮水机的相关技术参数。图乙是实验室电能表的示意图。已知饮水机在保温挡和加热挡工作时，发热电阻R1的电功率之比为1∶121。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，不考虑温度对电阻的影响]求：(1)储水罐注满水时，水温升高50℃，需要吸的热量；(2)电阻R1和R2的阻值；(3)在测试时将其他用电器都关闭，只将饮水机置于加热挡工作，发现电能表的转盘在3min内转了50r，则此时实验室电路的实际电压。额定电压220V加热挡额定功率605W额定频率50Hz储水罐容积0.8L

【变式6】

间歇工作类用电器(2025·德州平原二模)小宏新买的电饭锅如图甲所示，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，开关S是自动控制开关，开关S向上与触点a、b接通，向下仅与触点c接通。煮饭过程中，通过开关S不断改变电路接通方式，从而使饭得到最佳的口感和营养；如图丙为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间的变化图像。求：(1)电热丝R2的阻值；(2)电饭锅在这次煮饭的过程中消耗的电能；(3)在傍晚用电高峰期，家中只接该电饭锅，闭合开关S使其开始工作11min(由于热量原因，该过程中S始终与触点a、b接通)，电能表(表盘如图丁所示)的转盘转了300