1、1中考物理试题电学压轴题之多档位问题1、图 l6 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 16 乙所示，R 1、R 2为电热丝，其额定电压均为 220V。电路的工作原理是：当 S，闭合，S 2 断开时，电熨斗处于低温档；当 S1、S 2 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?R 1 的电阻为多少?(3)若电热丝 R2 烧毁了，要使电路恢复(2)若电热丝 R2 的电阻为 44，则电热丝正常工作，小楠设计了这样一个方案：来源:学+ 科+网小楠方案：
2、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。（1）电熨斗工作时，电流流过电阻产生热量，对水加热，使水汽化为蒸汽，因此电热丝是利用电流的热效应工作的；由电路图知，当闭合 S1、S 2 闭合时，两电阻丝并联，电路电阻最小，电源电压 U 一定，由 P= 可知此时电路功率最大，电熨斗处于高温挡；U2R由 P=UI 可得，1800W=220 VI，所以在高温档状态下电路中的总电流 I=9A（2）由电路图知：当 S1 闭合，S 2 断开时，电阻 R1 和 R2 组成的是一个并联电路；U=U1=U2=220VI2= = =5AU2R2 220V44I1=
3、 I- I2=9A -5A =4 AR1= = =55U1I1220V4 A（3）小楠方案：用一根都是“220V 550W”的电热丝的电阻为 R3R3= = =88U2P3 （ 220V） 2550W用两根的电热丝 R3 并联后总电阻是 44，其总功率为 1100W，正常工作时符合要求。但当其中一根的电热丝烧坏，电路仍能工作，但 P3=550W1100W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案。2、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
4、示，R 1、R 2 为阻值相同的发热电阻，1、2、3、 4 为触点，S2为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。(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 x103J/( kg)，结果保留两位小数）额定电压 220V额定最大发热功 率 400W水箱容积 4L适用面积 4060m 2(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。1） 不计热损失，有：Q 1= Q2 P1t= cm(t2t 1)400W360s=4.2103J/（kg
5、）m (100-20) m =0.21kg（2）电热加湿器在高档时， R2被短路，电路中只有 R1 ，故有 P1=UI1=2RU电热加湿器在低档时， R1和 R2串联，总电阻 R=2R1，有 P2= UI2= 1则 =0.5，P 2=0.5 P1=0.5400W=200W12（3）可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可3、图 16 所示是一种电热水龙头，图 17 是它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关 S 同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知 R1、R 2 是电热丝，R2=55 ，温水档的电功率是 2.2kw。试回答或 求解下列问题：（1）S 旋到_ _位置时，水龙头流
6、出温水； S 旋到_ _位置时，水龙头流出热水。 （ 选 填“1”、 “2”或 “3”）（2）电热丝 R1 的阻值是多大？（3）S 旋到热 水 档 时 ， 电 路 中 的 总 电 流 是 多 大 ？答案：（1）2 、 3 （2）22 欧（3）14A解析：（1）当开关处于位置 2 时，只有电阻 R1接入电路，电路电阻最大，根据 P= 可知：此时功率最小，可见此时放出的是温水；当开关处于位置 3 时，电阻 R1和 R2并联接入电路，电路电阻最变小，根据 P= 可知：此时功率最小，所以此时放出的是热水；（2）P=UI= 可知，温水功率 P 温水 =2.2kW=2200W，R 1=22；图 16 图
7、173（3）S 旋到热水档时，电阻 R1和 R2并联接入电路，根据欧姆定律得：I 1= = =10A，I2= = =4A，所以，I=I 1+I2=10A+4A=14A4、某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示如图是电水壶的电路图，R 为加热器，当温度较低时，温控开关 S 处于闭合状态，加热器加热当水沸腾后，会自动断开进入保温状态从而实现了自动温度开关控制若加热器电阻阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为 1 标准大气压则：额定电压 220V额定功率 4400W水壶装水质量 10kg频率 50Hz（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶 2
8、3的水在标准大气压下烧开需要多长时间？水的比热容 C=4.2103J/（kg）（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是 1A，此时电阻 R0的电功率是多少？解答： （1）由 P= 可得，加热电阻的阻值：R= = =11；（2）标准大气压下水的沸点是 100，水吸收的热量：Q 吸 =cm（tt 0）=4.210 3J/（kg）10kg（10023）=3.23410 6J，电水壶产生的热量全部被水吸收，W=Q 吸 =3.234106J，W=Pt，加热时间：t= = =735s；（3）当 S 断开时，R 与 R0串联，处于保温状态，由欧姆定律可得，R 两端的电压：UR=IR=1A11=11V
9、，串联电路中总电压等于各分电压之和，R 0的电压：U0=UU R=220V11V=209V，此时电阻 R0的电功率：4P0=U0I=209V1A=209W答：（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是 11；（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶 23的水在标准大气压下烧开需要 735s；（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是 1A，此时电阻 R0的电功率是209W5、如图所示是家用饮水机的工作原理电路，其中 S 是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，已知电阻 R0=55，R=2365.（1）当开关 S 处于“2” 挡时，通过电阻 R
10、和 R0 的电流强度各为多大？（2）当开关 S 分别处于“1” 挡和 “2”挡时，饮水机的总功率各是多少？ 来源:（3）请判断当开关 S 处于“1”挡时，饮水 机处 于加热状态还是保温状态？简述理由。（1）当开关 S 处于“2”挡时，R 被短路，I R=0 I 0=U/R0=220V/55=4A （2）当开关 S 处于“1” 挡时，R 与 R0 串联，饮水机的总功率P1=U2/（R 0+R）=（220V） 2/（2365+55 ）=20W 当开关 S 处于“2”挡时，只有 R0 工作，饮水机的总功率P2=U2/R0=（220V ） 2/55=880W （3）当开关 S 处于“1”挡时，饮水机处
11、于保温状态 当开关 S 处于“1”挡时，饮水机的总功率远远小于开关 S 处于“2”挡时的总功率。6、电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R 1 为加热电阻， R2 为保温电阻，S 1 为电源开关，S 2 为压力开关。加热时 S2 与触点 a 接通，R 1 工作；保温时 S2 与触点 b 接通， R2 工作。电压力锅的其他参数见铭牌。(1)当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度_100( 选填“”、“”或 “”) 。(2)计算保温电阻 R2 正常工作时的阻值。（3）图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示_
12、，并列式计算它的大小。(1) 电压力锅的铭牌额定电压 220 伏加热功率 1000 瓦保温功率 100 瓦气压设定值 175 千帕5(2) 保温时 S2 与触点 b 接通，R 2 工作；R 2U 2/P 保温 (220 伏) 2/100 瓦484 欧姆 (3)电压力锅加热 10 分钟消耗的电能( 或电功) WPt 1000 瓦600 秒610 5 焦 7、 （2013 绥化）某种电热水器，其电路图如下，R 1 为发热板，R 2 为保温电阻，S l 是温控开关。当电热水器处于加热状态时水被加热，达到设定温度时，S 1 自动断开，热水器处于保温状态时，已知电阻 R1=50，R 2=450。求：（1
13、）热水器内装有质量为 2kg 的水，当水的温度从 20升高到 40对，这些水吸收的热量是多少？（2）当电热器处于加热状态时，电路中的电流是多大？（3）当热水器处于保温状态时，R 1 的电功率为多少？Q 吸 =cm（tt 0）=4.210 3J/（kg ）2kg（4020 ）=1.6810 5J 热水器加热时，只有 R1 工作，电路的电流：I 加热 =U/R1=220V/50=4.4A当热水器处于保温状态时，R 1 与 R2 串联，电路的电流：I 保温 =U/（R 1+R2）=220V/500=0.44AR1 的电功率 P1=I 保温 2R1=(0.44A)250=9.68W答案：(1)1.68
14、10 5J (2)4.4A (3)9.68W8、 （2013 柳州）学习了电学知识后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画如电饭锅的电路原理图如图 l6 所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表。(1)R1、R 2 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、R 2 的阻值各是多大? 保温时，R 1、R 2 产生的电热之比是多少?解：（1）当开关 S 闭合时， R2 被短路，电路的总电阻最小，根据 P=U2/R，这时功率最大，这时电饭锅处于加热状态，R 1 为加热电阻。（2）电饭锅正常加热时，电路的电流：I 加热 =P
15、 加热 /U=1100W/220V=5A(3)电饭锅正常加热时，只有 R1 工作，R 1=U2/P 加热 =(220V)2/1100W=44电饭锅保温时，R 1 与 R2 串联，R 总 =U2/P 保温 =(220V)2/44W=1100R2=R 总 R 1=110044=10566电饭锅保温时，R 1 与 R2 串联，I 1=I2=I它们产生电热之比Q1:Q2=W1:W2=I12R1t:I22R2t=R1:R2=44：1056=11:2649、 （2013 苏州）某型号的家用电饭煲有两挡，其原理如图所示 “1”挡是保温焖饭， “2”挡是高温烧煮若已知电阻 R0=44，R=2156，求：(1)
16、当开关 S 置于“1”挡时，电路中的电流 I1 和 R0 两端的电压 U0；(2)当开关 S 置于“2”挡时，电饭煲高温烧煮的功率 P答案：(1)0.1A 4.4V (2)1100W解：(1)当开关 S 置于“1”挡时，R 与 R0 串联电流 I1=U/(R+R0)=220V/(2156+44)=0.1AR0 两端的电压:U 0=I1R0=0.1A44=4.4V(2)当开关 S 置于“2”挡时,电路中只有 R0 工作电饭煲高温烧煮的功率：P=U 2/R0=（220V） 2/44=1100W10、 （2013 龙东）学校为班级新买的饮水机的电路图如图所示，铭牌如表示数S 是手动开关，S 1 是温
17、控开关，当 S 闭合后，热水箱内的水温低于 60时 S1 就自动闭合，水温高于 90时 S1 就自动断开，因此这台饮水机有 “加热”和“保温”两档功率，在“ 加热”时，流过电阻 R2 的电流为 A，R 1 的电阻值为 水桶容积 20L热水箱水量 1L额定电压 220V加热功率 484W保温功 率 44W解：温控开关 S1 断开，处于保温状态，这时只有 R2 工作，通过 R2 的电流 I2=P 保温 /U=44W/220V=0.2A而不管饮水机处于加热还是保温状态，R 2 都工作，其两端电压不变，所以通过 R2 的电流不变，仍然是 0.2A。根据欧姆定律可计算 R2 的阻值，R 2=U/I2=220V/0.2A=1100当温控开关 S1 闭合时，处于加热状态，这时 R1 和 R2 并联，R 总 =U2/P 加热 =(220V)2/484W=1007根据并联电路电阻的关系，1/R 总 =1/R1+1/R21/100=1/R1+1/1100 可解得 R1=110说明：本题还有其它解法，本题虽是一道填空题，但难度不小，网上有一种解析版答案和过程是错误的。
