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中考物理二轮复习高分突破压轴培优专题15 电学中的档位问题（含解析）
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这是一份中考物理二轮复习高分突破压轴培优专题15 电学中的档位问题（含解析），共21页。
一、单选题
1．如图所示是某加热器的电路图，电源电压为 220V，R1、R2 均为发热电阻丝。通过开关S1 和 S2 的通断组合，可得到不同加热档位。其中加热档功率为4840W，保温档功率为 400W。下列说法正确的是（ ）
A．开关 S1、S2 都闭合时，加热器处于保温档
B．发热电阻丝的阻值大小关系为 R1C．处于加热档时，R1的功率为 400W
D．保温 5min，加热器需消耗 2000J 的电能
【答案】B
【详解】A．开关 S1、S2都闭合时，两个电阻丝并联在电路中，此时电路中的电阻最小，根据 SKIPIF 1 < 0 知，此时电路消耗的电功率最大，那么加热器处于加热档，故A错误；
B．由题意知，当开关S1闭合、S2断开时，加热器处于保温档，此时电路是只有R2工作的简单电路，则
SKIPIF 1 < 0
加热器处于加热档时，电路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
根据并联电路的电阻特点 SKIPIF 1 < 0 得
R1故B正确；
C．加热器处于加热档时，其总功率为4840W，那么电阻R1的功率
P1=P加热-P保温=4840W-400W=4440W
故C错误；
D．保温5min，加热器消耗的电能
W=P保温t=400W×5×60s=12000J
故D错误。
故选B。
2．一款养生壶的有关参数如表所示，图甲为其简化电路图， SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为阻值不变的电热丝。养生壶正常工作时，分别用低档位和高档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为 SKIPIF 1 < 0 。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S断开 SKIPIF 1 < 0 时，养生壶处于高档位
B．电热丝 SKIPIF 1 < 0 的阻值为242Ω
C．使用低档位烧水时的加热效率为70%
D．使用低档位烧水时的加热效率高于高档位
【答案】C
【详解】A．结合电路图，由 SKIPIF 1 < 0 可知，当S、S1闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路的电阻最小，功率最大；只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，此时为低温档，故A错误；
B．由表格数据和题意，R1正常工作时的功率为
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 可得，R1的电阻值为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
CD．由图像可知，将2kg的水从50℃加热到60℃，低温挡的加热时间为10min，消耗的电能为
W低=P低t低=200W×10×60s=1.2×105J
低档位加热整个过程，水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(60℃-50℃)=8.4×104J
低档位烧水时的加热效率为
SKIPIF 1 < 0
由图像可知，将2kg的水从50℃加热到70℃，高温挡的加热时间为6min，消耗的电能为
W高=P高t高=500W×6×60s=1.8×105J
高档位加热整个过程，水吸收的热量为
SKIPIF 1 < 0
高档位烧水时的加热效率为
SKIPIF 1 < 0
故C正确，D错误。
故选C。
3．如图所示是某同学设计的四档位（高温、中温、次中温、低温）电热水壶的电路图，R1和R2是两根阻值不同的电热丝（R1＜R2），S1、S2为档位开关（S1为单刀双掷开关）．当电热水壶处于高温档时，下列档位开关操作正确的是
A．S1接a、S2断开B．S1接b、S2闭合
C．S1接b、S2断开D．S1接a、S2闭合
【答案】D
【详解】试题分析：根据题意，处于高温档时，总功率应最大，由公式P=U2/R知，电源电压不变，此时总电阻最小，所以应使两电阻并联；S1接a、S2断开，电路中只有R1，A不符合题意；S1接b、S2闭合，电路中只有R2，B不符合题意；S1接b、S2断开，两电阻串联，C不符合题意；S1接a、S2闭合，两电阻并联，D符合题意，故选D．
考点：电功率与电压、电流的关系
4．如图所示是加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关通断组合，可得到不同加热档位．该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W．则下列判断正确的是
A．该加热器只有两个加热档位
B．加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3
C．加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为2∶1
D．该加热器的最小电功率是8W
【答案】C
【详解】A．由电路图知道，R1与R2并联连接，且均有一个开关单独控制，这样电加热器能有三个加热档位，即R1单独工作、R2单独工作、R1 和R2同时工作，故A错误；
B．由电路图知道，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，由于并联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的发热功率是：
P2 =P-P1 =12W-8W=4W，
又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 SKIPIF 1 < 0 知道，两个发热电阻的阻值之比是：
SKIPIF 1 < 0 ；
故B错误；
C．由于并联电路两端的电压相等，根据P=UI知道， 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比是：
SKIPIF 1 < 0 ，故C正确；
D．由于P1 =8W，P2 =4W，所以，当只有R2工作时，该加热器的电功率最小，即最小电功率是4W，故D错误．
5．小阳在科技月制作了一个双档位电热器模型，为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将各电表接入电路中，电路如图所示，电源两端电压不变，R1=30Ω。当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U2，已知U1：U2=3：8；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1；R3的最小功率为0.9W。则下列说法正确的是（ ）
A．电热器模型最高挡位时电流表的示数是1.4A
B．电阻R2的阻值60Ω
C．电热器模型最低挡位的功率是2.4W
D．电源两端的电压12V
【答案】A
【详解】当开关S闭合，S1、S2断开时，三个电阻串联，电压表测量电阻R1两端电压，电压表示数为U1；当S、S1、S2都闭合时，三个电阻并联，电压表测量电源电压，电压表示数为U2；则R3的最小功率发生在电阻串联状态下，即
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
已知U1：U2=3：8，则
SKIPIF 1 < 0
R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1，则
SKIPIF 1 < 0
则可知
SKIPIF 1 < 0
根据串联电流相同，即
SKIPIF 1 < 0
代入数据
SKIPIF 1 < 0
则可得
SKIPIF 1 < 0
根据
SKIPIF 1 < 0
代入数据
SKIPIF 1 < 0
则电源电压为
SKIPIF 1 < 0
电热器模型最高挡位时三个电阻并联，电流表测量通过R1与R2的电流之和，其示数为
SKIPIF 1 < 0
电热器模型最低挡位时三个电阻串联，此时功率为
SKIPIF 1 < 0
故A正确，B、C、D错误。
故选A。
二、多选题
6．如图是科技兴趣小组制作的多档位微型电加热器的电路图，正常工作输入电压36 V，加热部分内部有两根电阻丝，通过按下不同档位按钮，改变电阻丝的连接方式(如下表)，从而实现四档加热功率．下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为12 Ω，R2的阻值为8Ω
B．分别按下1档和3档，电流之差为8 A
C．按下2档电路消耗的总功率为108 W
D．按下4档电路消耗的总功率为432 W
【答案】AC
【详解】A．由电路图可知，只连接b、d，电阻R1、R2串联，电路的加热功率P=72W，由 SKIPIF 1 < 0 可得， SKIPIF 1 < 0 ，R1的阻值为12Ω，则R2=R总-R1=18Ω-12Ω=6Ω．故A正确．
B．按下1档时，电流 SKIPIF 1 < 0 ，按下3档时，电流 SKIPIF 1 < 0 ，所以分别按下1档和3档，电流差为4A，故B错误．
C．按下2档时，只有R1连在电路中，所以电路消耗的总功率 SKIPIF 1 < 0 ，故C正确．
D．按下4档时，电阻R1、R2并联，电路的总电阻 SKIPIF 1 < 0 ，所以R总=4Ω，此时电路的总功率 SKIPIF 1 < 0 ，故D错误．
答案为AC．
7．如图甲所示的电暖气，有低、中、高三挡，已知发热元件R1＞R2，以下说法正确的是（ ）
乙：
A．使用“低温挡”只需要闭合S2
B．闭合S1、S2时，通过R1、干路的电流之比为5︰9
C．电阻R1的大小为55Ω、R2的大小为44Ω
D．家里只有电暖气在中温挡正常工作6分钟，电能表转盘转动110圈
【答案】CD
【详解】A．由丙电路图可知，只闭合S1时电路为R1的简单电路，只闭合S2时电路为R2的简单电路，闭合S1、S2时R1与R2并联，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且 SKIPIF 1 < 0 ，所以，只闭合S1时电路的总电阻最大，闭合S1、S2时电路的总电阻最小，电源的电压一定时，由 SKIPIF 1 < 0 可知，闭合S1、S2时电路的总功率最大，电暖气处于高温挡，同理可知，只闭合S1时电暖气处于低温挡，只闭合S2时电暖气处于中温挡，故A错误；
B．只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电暖气处于低温挡，由 SKIPIF 1 < 0 可得，此时电路中的电流
SKIPIF 1 < 0
闭合S1、S2时，R1与R2并联，电暖气处于高温挡，此时干路的电流
SKIPIF 1 < 0
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，闭合S1、S2时，通过R1、干路的电流之比
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电暖气处于低温挡，由 SKIPIF 1 < 0 可得，电阻R1的阻值
SKIPIF 1 < 0
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电暖气处于中温挡，电阻R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．家里只有电暖气在中温挡正常工作6分钟，由 SKIPIF 1 < 0 可得，消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
因1000r/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1000r，所以，电能表转盘转动的圈数
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选CD。
8．如图所示是小强家的电暖气的铭牌，该电暖气有高温和低温两个档位。若电暖气始终在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（ ）
A．电暖气在高温档时，消耗的电能较多
B．电暖气在高温档时，电路中的电流是5A
C．电暖气在低温档时，接入电路的总电阻为484Ω
D．电暖气在低温档时，每小时消耗的电能为1100kW·h
【答案】BC
【详解】A．高温挡的功率较大，但通电时间不确定，由W=Pt可知，消耗的电能不一定多，故A错误；
B．由P=UI可知，高温挡时的电流为
SKIPIF 1 < 0
故B正确；
C．由 SKIPIF 1 < 0 可知，当电暖气在低温挡时接入电路的总电阻为
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．当电暖气在低温挡时每小时消耗的电能为
W=P高t=0.1W×1h=0.1kW·h
故D错误。
故选BC。
9．某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（ ）
A．使用“低温档”只需要闭合S2
B．使用“高温档”要闭合S1、S2
C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D．中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【详解】AB．根据 SKIPIF 1 < 0 可知，当电压一定时，R越大，P越小，为低温挡，R越小，P越大，为高温挡。由电路图可知，S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电阻最小，功率最大，为高温挡；由于R1＞R2，所以只闭合S1时，电阻最大，功率最小，为低温挡；只闭合S2时，为中温挡，故A错误，B正确；
C．当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．中温挡正常工作，R2接入电路，1分钟产生的热量为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选BD。
10．小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器具有多档功率。当只S1闭合时，测得功率为200W；当只S2闭合时，测得功率为100W；此电热器最大发热功率为800W，则（ ）
A．当只S3闭合时，电热器功率为500W
B．此电热器共有六档不同的功率
C．电阻R1、R2、R3的阻值之比为5∶10∶2
D．正确使用此电热器，在连续用电1min内可能耗电24000J
【答案】AC
【解析】(1)由电路图可知，三个发热电阻并联，由并联电路特点可以求出各电阻的功率，求出只有S3闭合时的功率；
(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式，其发热功率不同；
(3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值；
(4)由电功公式 SKIPIF 1 < 0 分析电热器消耗的电能。
【详解】A．三个开关都闭合时，三个发热体并联，功率等于三个功率之和，最大为800W，所以当只S3闭合时，电热器功率为
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S1闭合；只S2闭合；只S3闭合；只S1、S2闭合；只S1、S3闭合；S2、S3闭合；只S1、S2、S3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B错误；
C．由 SKIPIF 1 < 0 可得，三个发热电阻的阻值之比
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．只S1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S1、S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S2、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S1、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选AC。
三、填空题
11．小明家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位，其简化电路如图所示。若电热丝 SKIPIF 1 < 0 的阻值是44Ω，则该电热水器在“加热”档位工作时，通过它的电流是 A，此时的电功率是 W。
【答案】 5 1100
【详解】[1][2]旋转手柄带动开关处于加热挡时，电路为 SKIPIF 1 < 0 的简单电路，通过它的电流为
SKIPIF 1 < 0
此时的电功率为
SKIPIF 1 < 0
12．如图所示为一款电蒸锅，连接电蒸锅的插头中间的插脚比较长，它与电蒸锅的 相连。当将该电蒸锅接入电路时，它和房间里的照明灯泡的连接方式是 。若电蒸锅的档位由高温档调为低温档，则灯泡的亮度将 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
【答案】 金属外壳 并联 不变
【详解】[1]连接电蒸锅的插头中间的插脚比较长，是为了更早的连接地线，防止电蒸锅的金属外壳漏电，引发安全事故。因此连接电蒸锅的插头中间的插脚与电蒸锅的金属外壳相连。
[2][3]在家庭电路中各家用电器独立工作、互不影响。因此该电蒸锅和房间里的照明灯泡的连接方式是并联。若电蒸锅的档位由高温档调为低温档，对灯泡没有影响，因此灯泡的亮度将不变。
13．某工厂开发研制了一种高、中、低三挡家用电火锅，发热体由两个阻值相同的电热丝组成，如图所示。当使用中挡时，发热功率为800W，那么当使用高挡时发热功率为 W。当开关S1断开，S2接b时，电火锅可实现 档位工作。
【答案】 1600 低
【详解】[1]由 SKIPIF 1 < 0 可知，在电压U一定时，电路总电阻越大，电功率越小，当两电阻并联时，总电阻最小，电火锅功率最大，处于高温挡，只有一个电阻接入电路时，电火锅处于中温挡，并联接入电路的两个电阻，两端电压都等于电源电压，由 SKIPIF 1 < 0 可知，与中挡进行比较（单独一个电阻接入电路），每个电阻两端的电压、每个电阻阻值均相等，每个电阻的发热功率均相等，则使用高挡时总发热功率为
P总=2×800W=1600W
[2]当开关S1断开，S2接b时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由 SKIPIF 1 < 0 可知电路的总功率最小，处于低档位工作。
14．如图是两挡电饭锅内部加热部分的简化电路图，R1，R2均为发热电阻，将开关S分别置于1或2位置时，电饭锅处于不同的挡位。已知高温挡功率为1000W，R2的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电路中的电流大小为 A，当开关S置于1位置时，电饭锅处于 挡（选填“高温”或“低温”），在该档位正常工作5 min产生的热量是 J。
【答案】 2 高温 3×105
【详解】[1]由图可知，当开关S置于2时，只有R2工作，电路中的电流为
SKIPIF 1 < 0
[2]当开关S置于1时，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由 SKIPIF 1 < 0 可知，电路消耗的功率最大，电饭锅处于高温挡。
[3]该挡位下正常工作5min产生的热量
Q=W=P高t=1000W×5×60s=3×105J
15．如图是一种电加热器的原理图，它有高温挡和保温挡两个档位，图中电热丝R1的阻值为484Ω，加热器处于高温挡时的功率是保温时的11倍。开关S断开时加热器的功率为 W；当它处于高温挡时，其总电阻为 Ω；若家中仅有这一个用电器在通电工作并处于保温状态，则1min内电能表（电能表常数为3000r/kW·h）转盘转 圈。
【答案】 100 44 5
【详解】[1]由电路图可知，开关S断开时，电路为 R1的简单电路，此时电路中的电阻最大（大于
两个电阻并联时的总电阻），由 SKIPIF 1 < 0 可知，此时电路的总功率最小，电饭锅处于保温挡，保温档的功率
SKIPIF 1 < 0
[2]开关S闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，电饭锅处于高温档，因电路中总功率等于各用电器功率之和，且高温时的功率是保温时的11倍， 开关S闭合时，加热器处于高温档时的功率
SKIPIF 1 < 0
当它处于高温档时，其总电阻为
SKIPIF 1 < 0
[3]若家中仅有这一个用电器在通电工作并处于保温状态，则1min内消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
1min内电能表（电能表常数为3000r/kW·h）转盘转过的圈数
SKIPIF 1 < 0
四、计算题
16．如图所示为某品牌电热水器的简化电路，R1和R2均为电阻不变的电热丝，且R1＞R2，单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通。合理控制开关，该电热水器的额定功率有100W、150W和其它两种更大额定功率的四个档位（为了方便计算，本题数据进行了处理）。
（1）请画出额定功率最小的简化电路；
（2）求R2的电阻；
（3）求该电热水器以最大功率正常工作10min消耗的电能。
【答案】（1）见解析；（2）300Ω；（3）2.7×105J
【详解】解：（1）由 SKIPIF 1 < 0 可知，由于电源电压一定，电路中的总电阻最大，电热水器的总功率最小，当S1断开，S3闭合，S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，总功率最小，电路图如图所示：
（2）由于R1> R2，当开关S3断开、S1闭合，S2接a时, 只有R2工作；
当开关S1、S3闭合，S2接a时， R1、R2并联，电路中的总电阻最小，则电路中的总功率最大。
当开关S1、S3闭合，S2接b时，只有 R1工作，此时电热水器的额定功率为150W；
R1的阻值
SKIPIF 1 < 0
当S1断开，S3闭合，S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，总功率最小，此时电热水器的额定功率为100W；电路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（3）当开关S1、S3闭合，S2接a时， R1、R2并联，电路中的总电阻最小，则电路中的总功率最大。R2的功率
SKIPIF 1 < 0
电热水器的最大功率
SKIPIF 1 < 0
该电热水器以最大功率正常工作10min 消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
答：（1）见解析；
（2）R2的电阻为300Ω；
（3）该电热水器以最大功率正常工作10min消耗的电能为2.7×105J。
17．物理实验活动中，兴趣小组同学们设计制作了一个电加热器，其电路原理如图所示，电加热器有加热，保温两档，R1，R2均为电热丝，当开关S闭合，S1断开时，电加热器处于保温档，此时正常工作电流是2A，当开关S、S1都闭合时，电加热器处于加热档，此时正常工作电流为10A，该电加热器在加热档位正常工作10min，可以使6kg初温为20℃的水升高到50℃，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），回答下面问题：
（1）电热丝R2的阻值多大？
（2）加热档正常工作10min电流做多少功？
（3）上述过程中水吸收的热量是多少？
（4）电加热器加热档的效率多大？
【答案】（1）110Ω；（2）1320000J；（3）756000J；（4）57.3%
【详解】解：（1）当开关S闭合，S1断开时，电路为只有R2的串联电路，电加热器处于保温档，此时正常工作电流是2A，则电热丝R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（2）电加热器处于加热档，正常工作电流为10A，则加热档正常工作10min电流做功
W=UIt=220V×10A×600s=1320000J
（3）6kg初温为20℃的水升高到50℃，则水吸收的热量
Q吸=cm(t2－t1)=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(50℃－20℃)=756000J
（4）电加热器加热档的效率
SKIPIF 1 < 0
答：（1）电热丝R2的阻值为110Ω；
（2）加热档正常工作10min电流做功1320000J；
（3）上述过程中水吸收的热量是756000J；
（4）电加热器加热档的效率57.3%。
18．如图甲是一个电饼铛，可实现烙、煎、烤等多种功能，功率多档位可调。一种档位调节电路如图乙所示，两根发热电阻丝并联，其中R0 = 40Ω，R1 = 121Ω。另一种档位调节电路如图丙所示，滑动变阻器R的最大阻值为444Ω。技术追求无止境，现在工程师们用半导体材料制成“可控硅”元件，使加热电阻上的电压可调到任意值，从而实现功率调节，如图丁所示。求：
（1）乙电路的最大功率？
（2）丙电路的总功率可调范围？
（3）在丁图中，当R0的实际功率为1000W时，加在R0两端的电压为多大？对乙电路和丙电路的设计，请分别指出一个缺点。
【答案】（1）1610W；（2）100W-1210W；（3）200V，分析见解析
【详解】解：（1）电源电压不变，当电路中电阻并联时，电阻最小时，电功率最大，电阻并联时，总电阻为
SKIPIF 1 < 0
根据功率公式 SKIPIF 1 < 0 得功率为
SKIPIF 1 < 0
（2）由题意可知滑动变阻器的变化范围为0-444Ω，故电路中的总电阻的变化范围为40Ω-484Ω，故电功率最大值为
SKIPIF 1 < 0
电功率最小值为
SKIPIF 1 < 0
故电功率的变化范围为100W-1210W。
（3）当R0的实际功率为1000W时，根据电功率公式 SKIPIF 1 < 0 可知
SKIPIF 1 < 0
对于乙电路设计，能够控制的功率只有3个档位，分别是中高低档，对于丙电路的设计虽然使电功率的变化范围更大，但是能够控制的电功率的最大值过小。
答：（1）乙电路的最大功率为 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）丙电路的总功率可调范围为100W-1210W；
（3）在丁图中，当R0的实际功率为1000W时，加在R0两端的电压为200V；缺点详见解析。
19．小明家里新购的空气炸锅有高、中、低温三个档位，说明书上标有简化电路如图，定值发热电阻R1和R2，并且R1小于R₂，R1=40 SKIPIF 1 < 0 ，低温档功率440W，求：
（1）定值电阻R₂的阻值；
（2）高温档的功率；
（3）已知电路电压220V，插座上标有额定电流6A。使用该插座给空气炸锅供电，在不改变低温档功率及档位结构的前提下，从安全用电和加热快速的角度考虑，我们可以对空气炸锅的电路进行再设计，详细说出你的设计方案。
【答案】（1）110Ω；（2）1650W；（3）见详解
【详解】解：（1）由公式 SKIPIF 1 < 0 可知，当电路中电阻最大时空气炸锅处于低温挡，电阻最小时空气炸锅处于高温挡，由串并联电路中电阻的特点结合题意可知，R并＜R1＜R2，因此，当只闭合开关S2时，电路处于低温挡，此时电路中只接入R2，已知低温挡功率为440W，故定值电阻R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（2）当R1和R2并联时，电路处于高温挡，此时R1的功率
SKIPIF 1 < 0
则高温档的功率
P高=P1+P2=P1+P低=1210W+440W=1650W
（3）该插座允许接入用电器的最大电功率
SKIPIF 1 < 0
若将该空气炸锅以高温挡接入该插座会发生安全事故，在不改变低温挡功率及挡位结构的前提下应降低高温挡的功率，则应该给发热电阻R1所在的支路串联一个电阻R3，改装后R1所在支路的最大功率
P＇=Pmax-P低=1320W-440W=880W
R1所在支路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
则应该串联的电阻
R3=R总-R1=55Ω-40Ω=15Ω
即给R1所在支路串联一个阻值为15Ω的发热电阻R3，或将R1更换为55Ω的发热电阻R4。
答：（1）定值电阻R₂的阻值为110Ω；
（2）高温档的功率为1650W；
（3）见详解。
20．随着“围炉煮茶”的走红，小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器，表中是它的部分参数，图乙是它的加热电路的原理图，只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能，小西找来了定值电阻R1和R2，将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路，使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求：
（1）R0在中温挡的功率；
（2）R2的阻值；
（3）若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作，且煮茶器处于低温挡工作状态，求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
【答案】（1）704W；（2）33Ω；（3）300r
【详解】解：（1）由于电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作，由表格可知，煮茶器的中温挡功率
SKIPIF 1 < 0
（2）由于只有R0是加热电阻，则高温挡时，R0的阻值
SKIPIF 1 < 0
断开S1，中温挡时
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
由串联分压，电阻与电压成正比可得
SKIPIF 1 < 0
解得
R1=44Ω
断开S1、S2，在低温挡
P低=25%P高
解得
SKIPIF 1 < 0
解得
R0∶（R1+R2）=1∶1
解得
R2=33Ω
（3）实际电压为200V的电路中，煮茶器处于低温挡工作状态，工作11min内，电能表转过的圈数为n，则电路中消耗电能
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
解得
n=300r
答：（1）R0在中温挡的功率为704W；
（2）R2的阻值为33Ω；
（3）电能表在11min内转过的圈数为300圈。额定电压/V
档位
额定功率/W
220
低
200
高
500
品牌
☆
型号
HY2215-11E
额定电压
220V
档位
3挡
额定功率
低温800W
中温1100W
高温1980W
电暖气 型号
额定电压220V 额定频率50Hz
额定功率
高温档
1100W
低温档
100W
品牌
型号
HY2215-11E
额定电压
220V
档位
3挡
额定功率
低温880W
中温1100W
高温1980W
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
一、单选题
1．如图所示是某加热器的电路图，电源电压为 220V，R1、R2 均为发热电阻丝。通过开关S1 和 S2 的通断组合，可得到不同加热档位。其中加热档功率为4840W，保温档功率为 400W。下列说法正确的是（ ）
A．开关 S1、S2 都闭合时，加热器处于保温档
B．发热电阻丝的阻值大小关系为 R1
D．保温 5min，加热器需消耗 2000J 的电能
【答案】B
【详解】A．开关 S1、S2都闭合时，两个电阻丝并联在电路中，此时电路中的电阻最小，根据 SKIPIF 1 < 0 知，此时电路消耗的电功率最大，那么加热器处于加热档，故A错误；
B．由题意知，当开关S1闭合、S2断开时，加热器处于保温档，此时电路是只有R2工作的简单电路，则
SKIPIF 1 < 0
加热器处于加热档时，电路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
根据并联电路的电阻特点 SKIPIF 1 < 0 得
R1
C．加热器处于加热档时，其总功率为4840W，那么电阻R1的功率
P1=P加热-P保温=4840W-400W=4440W
故C错误；
D．保温5min，加热器消耗的电能
W=P保温t=400W×5×60s=12000J
故D错误。
故选B。
2．一款养生壶的有关参数如表所示，图甲为其简化电路图， SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为阻值不变的电热丝。养生壶正常工作时，分别用低档位和高档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为 SKIPIF 1 < 0 。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S断开 SKIPIF 1 < 0 时，养生壶处于高档位
B．电热丝 SKIPIF 1 < 0 的阻值为242Ω
C．使用低档位烧水时的加热效率为70%
D．使用低档位烧水时的加热效率高于高档位
【答案】C
【详解】A．结合电路图，由 SKIPIF 1 < 0 可知，当S、S1闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路的电阻最小，功率最大；只闭合开关S时，电路为R2的简单电路，此时为低温档，故A错误；
B．由表格数据和题意，R1正常工作时的功率为
SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 可得，R1的电阻值为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
CD．由图像可知，将2kg的水从50℃加热到60℃，低温挡的加热时间为10min，消耗的电能为
W低=P低t低=200W×10×60s=1.2×105J
低档位加热整个过程，水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(60℃-50℃)=8.4×104J
低档位烧水时的加热效率为
SKIPIF 1 < 0
由图像可知，将2kg的水从50℃加热到70℃，高温挡的加热时间为6min，消耗的电能为
W高=P高t高=500W×6×60s=1.8×105J
高档位加热整个过程，水吸收的热量为
SKIPIF 1 < 0
高档位烧水时的加热效率为
SKIPIF 1 < 0
故C正确，D错误。
故选C。
3．如图所示是某同学设计的四档位（高温、中温、次中温、低温）电热水壶的电路图，R1和R2是两根阻值不同的电热丝（R1＜R2），S1、S2为档位开关（S1为单刀双掷开关）．当电热水壶处于高温档时，下列档位开关操作正确的是
A．S1接a、S2断开B．S1接b、S2闭合
C．S1接b、S2断开D．S1接a、S2闭合
【答案】D
【详解】试题分析：根据题意，处于高温档时，总功率应最大，由公式P=U2/R知，电源电压不变，此时总电阻最小，所以应使两电阻并联；S1接a、S2断开，电路中只有R1，A不符合题意；S1接b、S2闭合，电路中只有R2，B不符合题意；S1接b、S2断开，两电阻串联，C不符合题意；S1接a、S2闭合，两电阻并联，D符合题意，故选D．
考点：电功率与电压、电流的关系
4．如图所示是加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关通断组合，可得到不同加热档位．该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W．则下列判断正确的是
A．该加热器只有两个加热档位
B．加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3
C．加热器功率最大时，R1与R2的电流之比为2∶1
D．该加热器的最小电功率是8W
【答案】C
【详解】A．由电路图知道，R1与R2并联连接，且均有一个开关单独控制，这样电加热器能有三个加热档位，即R1单独工作、R2单独工作、R1 和R2同时工作，故A错误；
B．由电路图知道，开关S1、S2均闭合时，R1与R2并联，由于并联电路中总功率等于各用电器功率之和，所以，R2的发热功率是：
P2 =P-P1 =12W-8W=4W，
又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由 SKIPIF 1 < 0 知道，两个发热电阻的阻值之比是：
SKIPIF 1 < 0 ；
故B错误；
C．由于并联电路两端的电压相等，根据P=UI知道， 加热器功率最大时，R1与R2的电流之比是：
SKIPIF 1 < 0 ，故C正确；
D．由于P1 =8W，P2 =4W，所以，当只有R2工作时，该加热器的电功率最小，即最小电功率是4W，故D错误．
5．小阳在科技月制作了一个双档位电热器模型，为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他将各电表接入电路中，电路如图所示，电源两端电压不变，R1=30Ω。当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为U1，当S、S1、S2都闭合时，电压表示数为U2，已知U1：U2=3：8；两种状态时，R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1；R3的最小功率为0.9W。则下列说法正确的是（ ）
A．电热器模型最高挡位时电流表的示数是1.4A
B．电阻R2的阻值60Ω
C．电热器模型最低挡位的功率是2.4W
D．电源两端的电压12V
【答案】A
【详解】当开关S闭合，S1、S2断开时，三个电阻串联，电压表测量电阻R1两端电压，电压表示数为U1；当S、S1、S2都闭合时，三个电阻并联，电压表测量电源电压，电压表示数为U2；则R3的最小功率发生在电阻串联状态下，即
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
已知U1：U2=3：8，则
SKIPIF 1 < 0
R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为4：1，则
SKIPIF 1 < 0
则可知
SKIPIF 1 < 0
根据串联电流相同，即
SKIPIF 1 < 0
代入数据
SKIPIF 1 < 0
则可得
SKIPIF 1 < 0
根据
SKIPIF 1 < 0
代入数据
SKIPIF 1 < 0
则电源电压为
SKIPIF 1 < 0
电热器模型最高挡位时三个电阻并联，电流表测量通过R1与R2的电流之和，其示数为
SKIPIF 1 < 0
电热器模型最低挡位时三个电阻串联，此时功率为
SKIPIF 1 < 0
故A正确，B、C、D错误。
故选A。
二、多选题
6．如图是科技兴趣小组制作的多档位微型电加热器的电路图，正常工作输入电压36 V，加热部分内部有两根电阻丝，通过按下不同档位按钮，改变电阻丝的连接方式(如下表)，从而实现四档加热功率．下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为12 Ω，R2的阻值为8Ω
B．分别按下1档和3档，电流之差为8 A
C．按下2档电路消耗的总功率为108 W
D．按下4档电路消耗的总功率为432 W
【答案】AC
【详解】A．由电路图可知，只连接b、d，电阻R1、R2串联，电路的加热功率P=72W，由 SKIPIF 1 < 0 可得， SKIPIF 1 < 0 ，R1的阻值为12Ω，则R2=R总-R1=18Ω-12Ω=6Ω．故A正确．
B．按下1档时，电流 SKIPIF 1 < 0 ，按下3档时，电流 SKIPIF 1 < 0 ，所以分别按下1档和3档，电流差为4A，故B错误．
C．按下2档时，只有R1连在电路中，所以电路消耗的总功率 SKIPIF 1 < 0 ，故C正确．
D．按下4档时，电阻R1、R2并联，电路的总电阻 SKIPIF 1 < 0 ，所以R总=4Ω，此时电路的总功率 SKIPIF 1 < 0 ，故D错误．
答案为AC．
7．如图甲所示的电暖气，有低、中、高三挡，已知发热元件R1＞R2，以下说法正确的是（ ）
乙：
A．使用“低温挡”只需要闭合S2
B．闭合S1、S2时，通过R1、干路的电流之比为5︰9
C．电阻R1的大小为55Ω、R2的大小为44Ω
D．家里只有电暖气在中温挡正常工作6分钟，电能表转盘转动110圈
【答案】CD
【详解】A．由丙电路图可知，只闭合S1时电路为R1的简单电路，只闭合S2时电路为R2的简单电路，闭合S1、S2时R1与R2并联，因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且 SKIPIF 1 < 0 ，所以，只闭合S1时电路的总电阻最大，闭合S1、S2时电路的总电阻最小，电源的电压一定时，由 SKIPIF 1 < 0 可知，闭合S1、S2时电路的总功率最大，电暖气处于高温挡，同理可知，只闭合S1时电暖气处于低温挡，只闭合S2时电暖气处于中温挡，故A错误；
B．只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电暖气处于低温挡，由 SKIPIF 1 < 0 可得，此时电路中的电流
SKIPIF 1 < 0
闭合S1、S2时，R1与R2并联，电暖气处于高温挡，此时干路的电流
SKIPIF 1 < 0
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，闭合S1、S2时，通过R1、干路的电流之比
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电暖气处于低温挡，由 SKIPIF 1 < 0 可得，电阻R1的阻值
SKIPIF 1 < 0
只闭合S2时，电路为R2的简单电路，电暖气处于中温挡，电阻R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．家里只有电暖气在中温挡正常工作6分钟，由 SKIPIF 1 < 0 可得，消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
因1000r/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1000r，所以，电能表转盘转动的圈数
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选CD。
8．如图所示是小强家的电暖气的铭牌，该电暖气有高温和低温两个档位。若电暖气始终在额定电压下工作，则下列说法中正确的是（ ）
A．电暖气在高温档时，消耗的电能较多
B．电暖气在高温档时，电路中的电流是5A
C．电暖气在低温档时，接入电路的总电阻为484Ω
D．电暖气在低温档时，每小时消耗的电能为1100kW·h
【答案】BC
【详解】A．高温挡的功率较大，但通电时间不确定，由W=Pt可知，消耗的电能不一定多，故A错误；
B．由P=UI可知，高温挡时的电流为
SKIPIF 1 < 0
故B正确；
C．由 SKIPIF 1 < 0 可知，当电暖气在低温挡时接入电路的总电阻为
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．当电暖气在低温挡时每小时消耗的电能为
W=P高t=0.1W×1h=0.1kW·h
故D错误。
故选BC。
9．某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下说法正确的是（ ）
A．使用“低温档”只需要闭合S2
B．使用“高温档”要闭合S1、S2
C．闭合S1、S2时，通过R1、R2的电流之比为5:4
D．中温档正常工作1分钟，产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【详解】AB．根据 SKIPIF 1 < 0 可知，当电压一定时，R越大，P越小，为低温挡，R越小，P越大，为高温挡。由电路图可知，S1、S2同时闭合时，R1、R2并联，电阻最小，功率最大，为高温挡；由于R1＞R2，所以只闭合S1时，电阻最大，功率最小，为低温挡；只闭合S2时，为中温挡，故A错误，B正确；
C．当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．中温挡正常工作，R2接入电路，1分钟产生的热量为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选BD。
10．小明设计了一个多档位电加热器，电路如图所示，其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其消耗的电功率可忽略不计。小明设想通过开关的组合，使电加热器具有多档功率。当只S1闭合时，测得功率为200W；当只S2闭合时，测得功率为100W；此电热器最大发热功率为800W，则（ ）
A．当只S3闭合时，电热器功率为500W
B．此电热器共有六档不同的功率
C．电阻R1、R2、R3的阻值之比为5∶10∶2
D．正确使用此电热器，在连续用电1min内可能耗电24000J
【答案】AC
【解析】(1)由电路图可知，三个发热电阻并联，由并联电路特点可以求出各电阻的功率，求出只有S3闭合时的功率；
(2)三个开关的通断组合成不同的连接方式，其发热功率不同；
(3)由电功率的变形公式求出三个发热电阻的比值；
(4)由电功公式 SKIPIF 1 < 0 分析电热器消耗的电能。
【详解】A．三个开关都闭合时，三个发热体并联，功率等于三个功率之和，最大为800W，所以当只S3闭合时，电热器功率为
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．三个开关的通断组合成的连接方式有：只S1闭合；只S2闭合；只S3闭合；只S1、S2闭合；只S1、S3闭合；S2、S3闭合；只S1、S2、S3都闭合；共七种组合方式，即为七个档位，故B错误；
C．由 SKIPIF 1 < 0 可得，三个发热电阻的阻值之比
SKIPIF 1 < 0
故C正确；
D．只S1闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S1、S2闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S2、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
只S1、S3闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
开关全部闭合时，工作1分钟，该电加热器消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选AC。
三、填空题
11．小明家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位，其简化电路如图所示。若电热丝 SKIPIF 1 < 0 的阻值是44Ω，则该电热水器在“加热”档位工作时，通过它的电流是 A，此时的电功率是 W。
【答案】 5 1100
【详解】[1][2]旋转手柄带动开关处于加热挡时，电路为 SKIPIF 1 < 0 的简单电路，通过它的电流为
SKIPIF 1 < 0
此时的电功率为
SKIPIF 1 < 0
12．如图所示为一款电蒸锅，连接电蒸锅的插头中间的插脚比较长，它与电蒸锅的 相连。当将该电蒸锅接入电路时，它和房间里的照明灯泡的连接方式是 。若电蒸锅的档位由高温档调为低温档，则灯泡的亮度将 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
【答案】 金属外壳 并联 不变
【详解】[1]连接电蒸锅的插头中间的插脚比较长，是为了更早的连接地线，防止电蒸锅的金属外壳漏电，引发安全事故。因此连接电蒸锅的插头中间的插脚与电蒸锅的金属外壳相连。
[2][3]在家庭电路中各家用电器独立工作、互不影响。因此该电蒸锅和房间里的照明灯泡的连接方式是并联。若电蒸锅的档位由高温档调为低温档，对灯泡没有影响，因此灯泡的亮度将不变。
13．某工厂开发研制了一种高、中、低三挡家用电火锅，发热体由两个阻值相同的电热丝组成，如图所示。当使用中挡时，发热功率为800W，那么当使用高挡时发热功率为 W。当开关S1断开，S2接b时，电火锅可实现 档位工作。
【答案】 1600 低
【详解】[1]由 SKIPIF 1 < 0 可知，在电压U一定时，电路总电阻越大，电功率越小，当两电阻并联时，总电阻最小，电火锅功率最大，处于高温挡，只有一个电阻接入电路时，电火锅处于中温挡，并联接入电路的两个电阻，两端电压都等于电源电压，由 SKIPIF 1 < 0 可知，与中挡进行比较（单独一个电阻接入电路），每个电阻两端的电压、每个电阻阻值均相等，每个电阻的发热功率均相等，则使用高挡时总发热功率为
P总=2×800W=1600W
[2]当开关S1断开，S2接b时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由 SKIPIF 1 < 0 可知电路的总功率最小，处于低档位工作。
14．如图是两挡电饭锅内部加热部分的简化电路图，R1，R2均为发热电阻，将开关S分别置于1或2位置时，电饭锅处于不同的挡位。已知高温挡功率为1000W，R2的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电路中的电流大小为 A，当开关S置于1位置时，电饭锅处于 挡（选填“高温”或“低温”），在该档位正常工作5 min产生的热量是 J。
【答案】 2 高温 3×105
【详解】[1]由图可知，当开关S置于2时，只有R2工作，电路中的电流为
SKIPIF 1 < 0
[2]当开关S置于1时，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由 SKIPIF 1 < 0 可知，电路消耗的功率最大，电饭锅处于高温挡。
[3]该挡位下正常工作5min产生的热量
Q=W=P高t=1000W×5×60s=3×105J
15．如图是一种电加热器的原理图，它有高温挡和保温挡两个档位，图中电热丝R1的阻值为484Ω，加热器处于高温挡时的功率是保温时的11倍。开关S断开时加热器的功率为 W；当它处于高温挡时，其总电阻为 Ω；若家中仅有这一个用电器在通电工作并处于保温状态，则1min内电能表（电能表常数为3000r/kW·h）转盘转 圈。
【答案】 100 44 5
【详解】[1]由电路图可知，开关S断开时，电路为 R1的简单电路，此时电路中的电阻最大（大于
两个电阻并联时的总电阻），由 SKIPIF 1 < 0 可知，此时电路的总功率最小，电饭锅处于保温挡，保温档的功率
SKIPIF 1 < 0
[2]开关S闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，电路的总功率最大，电饭锅处于高温档，因电路中总功率等于各用电器功率之和，且高温时的功率是保温时的11倍， 开关S闭合时，加热器处于高温档时的功率
SKIPIF 1 < 0
当它处于高温档时，其总电阻为
SKIPIF 1 < 0
[3]若家中仅有这一个用电器在通电工作并处于保温状态，则1min内消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
1min内电能表（电能表常数为3000r/kW·h）转盘转过的圈数
SKIPIF 1 < 0
四、计算题
16．如图所示为某品牌电热水器的简化电路，R1和R2均为电阻不变的电热丝，且R1＞R2，单刀双掷开关S2可分别与触点a、b接通。合理控制开关，该电热水器的额定功率有100W、150W和其它两种更大额定功率的四个档位（为了方便计算，本题数据进行了处理）。
（1）请画出额定功率最小的简化电路；
（2）求R2的电阻；
（3）求该电热水器以最大功率正常工作10min消耗的电能。
【答案】（1）见解析；（2）300Ω；（3）2.7×105J
【详解】解：（1）由 SKIPIF 1 < 0 可知，由于电源电压一定，电路中的总电阻最大，电热水器的总功率最小，当S1断开，S3闭合，S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，总功率最小，电路图如图所示：
（2）由于R1> R2，当开关S3断开、S1闭合，S2接a时, 只有R2工作；
当开关S1、S3闭合，S2接a时， R1、R2并联，电路中的总电阻最小，则电路中的总功率最大。
当开关S1、S3闭合，S2接b时，只有 R1工作，此时电热水器的额定功率为150W；
R1的阻值
SKIPIF 1 < 0
当S1断开，S3闭合，S2接b时，R1与R2串联，总电阻最大，总功率最小，此时电热水器的额定功率为100W；电路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（3）当开关S1、S3闭合，S2接a时， R1、R2并联，电路中的总电阻最小，则电路中的总功率最大。R2的功率
SKIPIF 1 < 0
电热水器的最大功率
SKIPIF 1 < 0
该电热水器以最大功率正常工作10min 消耗的电能
SKIPIF 1 < 0
答：（1）见解析；
（2）R2的电阻为300Ω；
（3）该电热水器以最大功率正常工作10min消耗的电能为2.7×105J。
17．物理实验活动中，兴趣小组同学们设计制作了一个电加热器，其电路原理如图所示，电加热器有加热，保温两档，R1，R2均为电热丝，当开关S闭合，S1断开时，电加热器处于保温档，此时正常工作电流是2A，当开关S、S1都闭合时，电加热器处于加热档，此时正常工作电流为10A，该电加热器在加热档位正常工作10min，可以使6kg初温为20℃的水升高到50℃，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），回答下面问题：
（1）电热丝R2的阻值多大？
（2）加热档正常工作10min电流做多少功？
（3）上述过程中水吸收的热量是多少？
（4）电加热器加热档的效率多大？
【答案】（1）110Ω；（2）1320000J；（3）756000J；（4）57.3%
【详解】解：（1）当开关S闭合，S1断开时，电路为只有R2的串联电路，电加热器处于保温档，此时正常工作电流是2A，则电热丝R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（2）电加热器处于加热档，正常工作电流为10A，则加热档正常工作10min电流做功
W=UIt=220V×10A×600s=1320000J
（3）6kg初温为20℃的水升高到50℃，则水吸收的热量
Q吸=cm(t2－t1)=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×(50℃－20℃)=756000J
（4）电加热器加热档的效率
SKIPIF 1 < 0
答：（1）电热丝R2的阻值为110Ω；
（2）加热档正常工作10min电流做功1320000J；
（3）上述过程中水吸收的热量是756000J；
（4）电加热器加热档的效率57.3%。
18．如图甲是一个电饼铛，可实现烙、煎、烤等多种功能，功率多档位可调。一种档位调节电路如图乙所示，两根发热电阻丝并联，其中R0 = 40Ω，R1 = 121Ω。另一种档位调节电路如图丙所示，滑动变阻器R的最大阻值为444Ω。技术追求无止境，现在工程师们用半导体材料制成“可控硅”元件，使加热电阻上的电压可调到任意值，从而实现功率调节，如图丁所示。求：
（1）乙电路的最大功率？
（2）丙电路的总功率可调范围？
（3）在丁图中，当R0的实际功率为1000W时，加在R0两端的电压为多大？对乙电路和丙电路的设计，请分别指出一个缺点。
【答案】（1）1610W；（2）100W-1210W；（3）200V，分析见解析
【详解】解：（1）电源电压不变，当电路中电阻并联时，电阻最小时，电功率最大，电阻并联时，总电阻为
SKIPIF 1 < 0
根据功率公式 SKIPIF 1 < 0 得功率为
SKIPIF 1 < 0
（2）由题意可知滑动变阻器的变化范围为0-444Ω，故电路中的总电阻的变化范围为40Ω-484Ω，故电功率最大值为
SKIPIF 1 < 0
电功率最小值为
SKIPIF 1 < 0
故电功率的变化范围为100W-1210W。
（3）当R0的实际功率为1000W时，根据电功率公式 SKIPIF 1 < 0 可知
SKIPIF 1 < 0
对于乙电路设计，能够控制的功率只有3个档位，分别是中高低档，对于丙电路的设计虽然使电功率的变化范围更大，但是能够控制的电功率的最大值过小。
答：（1）乙电路的最大功率为 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）丙电路的总功率可调范围为100W-1210W；
（3）在丁图中，当R0的实际功率为1000W时，加在R0两端的电压为200V；缺点详见解析。
19．小明家里新购的空气炸锅有高、中、低温三个档位，说明书上标有简化电路如图，定值发热电阻R1和R2，并且R1小于R₂，R1=40 SKIPIF 1 < 0 ，低温档功率440W，求：
（1）定值电阻R₂的阻值；
（2）高温档的功率；
（3）已知电路电压220V，插座上标有额定电流6A。使用该插座给空气炸锅供电，在不改变低温档功率及档位结构的前提下，从安全用电和加热快速的角度考虑，我们可以对空气炸锅的电路进行再设计，详细说出你的设计方案。
【答案】（1）110Ω；（2）1650W；（3）见详解
【详解】解：（1）由公式 SKIPIF 1 < 0 可知，当电路中电阻最大时空气炸锅处于低温挡，电阻最小时空气炸锅处于高温挡，由串并联电路中电阻的特点结合题意可知，R并＜R1＜R2，因此，当只闭合开关S2时，电路处于低温挡，此时电路中只接入R2，已知低温挡功率为440W，故定值电阻R2的阻值
SKIPIF 1 < 0
（2）当R1和R2并联时，电路处于高温挡，此时R1的功率
SKIPIF 1 < 0
则高温档的功率
P高=P1+P2=P1+P低=1210W+440W=1650W
（3）该插座允许接入用电器的最大电功率
SKIPIF 1 < 0
若将该空气炸锅以高温挡接入该插座会发生安全事故，在不改变低温挡功率及挡位结构的前提下应降低高温挡的功率，则应该给发热电阻R1所在的支路串联一个电阻R3，改装后R1所在支路的最大功率
P＇=Pmax-P低=1320W-440W=880W
R1所在支路的总电阻
SKIPIF 1 < 0
则应该串联的电阻
R3=R总-R1=55Ω-40Ω=15Ω
即给R1所在支路串联一个阻值为15Ω的发热电阻R3，或将R1更换为55Ω的发热电阻R4。
答：（1）定值电阻R₂的阻值为110Ω；
（2）高温档的功率为1650W；
（3）见详解。
20．随着“围炉煮茶”的走红，小西准备用家里的煮茶器与朋友共同品茶。图甲是小西家里的煮茶器，表中是它的部分参数，图乙是它的加热电路的原理图，只有R0是加热电阻。为了实现多档位加热和保温功能，小西找来了定值电阻R1和R2，将煮茶器的加热电路改造成图丙所示电路，使电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作。求：
（1）R0在中温挡的功率；
（2）R2的阻值；
（3）若在实际电压为200V的电路中只有煮茶器一个用电器工作，且煮茶器处于低温挡工作状态，求图丁所示的电能表在11min内转过的圈数。
【答案】（1）704W；（2）33Ω；（3）300r
【详解】解：（1）由于电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%在高、中、低三挡工作，由表格可知，煮茶器的中温挡功率
SKIPIF 1 < 0
（2）由于只有R0是加热电阻，则高温挡时，R0的阻值
SKIPIF 1 < 0
断开S1，中温挡时
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
由串联分压，电阻与电压成正比可得
SKIPIF 1 < 0
解得
R1=44Ω
断开S1、S2，在低温挡
P低=25%P高
解得
SKIPIF 1 < 0
解得
R0∶（R1+R2）=1∶1
解得
R2=33Ω
（3）实际电压为200V的电路中，煮茶器处于低温挡工作状态，工作11min内，电能表转过的圈数为n，则电路中消耗电能
SKIPIF 1 < 0
即
SKIPIF 1 < 0
解得
n=300r
答：（1）R0在中温挡的功率为704W；
（2）R2的阻值为33Ω；
（3）电能表在11min内转过的圈数为300圈。额定电压/V
档位
额定功率/W
220
低
200
高
500
品牌
☆
型号
HY2215-11E
额定电压
220V
档位
3挡
额定功率
低温800W
中温1100W
高温1980W
电暖气 型号
额定电压220V 额定频率50Hz
额定功率
高温档
1100W
低温档
100W
品牌
型号
HY2215-11E
额定电压
220V
档位
3挡
额定功率
低温880W
中温1100W
高温1980W
容积/L
1.5
额定电压/V
220
额定功率/W
1100
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