PAGE1專題14：電功率綜合計算題專題突破（培優(yōu)）內(nèi)容提要內(nèi)容提要專題專題一：多狀態(tài)電路中求極值和范圍問題專題剖析專題剖析1、電路安全的原則為：照顧最弱者串聯(lián)電路中的電流不能超過電路中所有用電器和電表的最小額定電流。并聯(lián)電路中的電壓不能超過電路中所有用電器和電表的最小額定電壓。2、根據(jù)歐姆定律電路總電阻最大時，總電流最小，總功率最小；電路總電阻最小時，總電流最大，總功率最大；3、電壓電流分配規(guī)律串聯(lián)分壓，最大電阻分最多電壓；并聯(lián)分流，電阻最大分最小電流。復雜多狀態(tài)電路的處理方法①判斷電路的串并聯(lián)→②判斷電表功能→③畫出每個狀態(tài)的等效電路圖→④分析每個狀態(tài)列出方程專題演練專題演練題型一：分析電路中的極值問題1．（23-24九年級上·河北保定·期末）如圖所示，圖甲是燈泡L和電阻的電流隨電壓變化圖像，將它們按圖乙所示接入電路中，滑動變阻器上標有“100Ω，1A”字樣，電流表量程0～0.6A或0～3A，電源電壓恒定。只閉合開關(guān)，滑動變阻器五分之二連入電路時，燈泡恰能正常發(fā)光，電流表讀數(shù)為0.5A。（1）求燈泡L正常發(fā)光時的電阻和額定功率；（2）求電源電壓；（3）將燈泡L換為定值電阻，在保證電路安全工作的情況下，任意改變開關(guān)、的狀態(tài)和滑動變阻器滑片P的位置以及電流表的量程，求電路總功率最大值和最小值的比值。【答案】（1）20Ω，5W；（2）30V；（3）【詳解】解：（1）由圖乙可知，只閉合開關(guān)，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，由于此時電流表讀數(shù)為0.5A，則流過燈泡的電流也為0.5A。則根據(jù)圖甲可知，燈泡L正常發(fā)光時的電壓為10V，則燈泡L正常發(fā)光時的電阻為則燈泡L的額定功率為（2）滑動變阻器五分之二連入電路時，此時滑動變阻器接入電路的阻值為此時電流表讀數(shù)為0.5A，則此時滑動變阻器兩端的電壓為則電源電壓為（3）根據(jù)圖甲可得，電阻的阻值為根據(jù)可知，要使電路的總功率最大，則需要使電路中的總電阻最小。即當滑動變阻器滑片P移到b端，開關(guān)、同時閉合時，此時滑動變阻器接入電路的阻值為0，電阻與并聯(lián)，此時電路中的總電阻最小為同理，要使電路的總功率最小，則需要使電路中的總電阻最大。即當滑動變阻器滑片P移到a端，開關(guān)斷開、閉合時，此時滑動變阻器接入電路的阻值為100Ω，滑動變阻器與電阻串聯(lián)，此時電路中的總電阻最大為所以電路總功率最大值和最小值的比值為答：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電阻和額定功率分別為20Ω和5W；（2）電源電壓30V；（3）電路總功率最大值和最小值的比值為。2.（23-24九年級上·重慶大渡口·期末）如圖所示，電源電壓保持不變，滑動變阻器R標有“30；1A”，定值電阻R0的阻值為10，小燈泡L標有“6V；3.6W”（設(shè)電阻保持不變），電流表的量程為0~3A，電壓表量程為0~15V，當S閉合，S1、S2斷開，滑片P移到R的中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光。求：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）開關(guān)S、S1、S2都閉合時，通過電流表的最小電流；（3）在保證電路安全的前提下，電路消耗總功率的最大值與最小值之比。【答案】（1）10Ω；（2）2A；（3）20∶3【詳解】解：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻（2）當開關(guān)S閉合，S1、S2斷開時，滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)在電路中，滑片置于R的中點，即接入電路的阻值為最大阻值的一半時，小燈泡正常發(fā)光，則變阻器接入電路的阻值電路中的電流變阻器兩端的電壓U1=I1R1=0.6A×15Ω=9V據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點知，電源電壓U=UL+U1=6V+9V=15V三個開關(guān)都閉合時，變阻器與R0并聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓，電流表測干路的電流，當變阻器接入電路的阻值最大時，通過變阻器支路的電流最小為通過R0支路的電流此時干路的電流最小為I小=IR+I0=0.5A+1.5A=2A所以通過電流表的最小電流為2A。（3）當電路中變阻器與R0并聯(lián)連接，小燈泡不工作時，電路中的總阻值最小，電路中的電流最大，而變阻器允許通過的最大電流為1A，此時干路電流最大為I大=I大滑+I0=1A+1.5A=2.5A電路消耗的最大功率P大=UI大=15V×2.5A=37.5W當變阻器接入電路的阻值最大，且與小燈泡串聯(lián)連接時，電路中的總電阻最大，通過電路的電流最小，此時電路的總阻值R大=RL+R=10Ω+30Ω=40Ω電路消耗的最小總功率最大功率與最小功率之比P大∶P小=37.5W∶5.625W=20∶3答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω；（2）通過電流表的最小電流為2A；（3）電路消耗總功率的最大值與最小值之比為20∶3。題型二：電路安全與范圍問題3．（23-24九年級上·河北廊坊·期末）如圖所示，電源電壓12V，且保持不變，，小燈泡L上標有“6V3W”字樣，燈絲電阻保持不變，滑動變阻器最大阻值為30Ω。求：（1）小燈泡正常工作時的電流和電阻；（2）閉合開關(guān)S、、，滑動變阻器滑片調(diào)到中點位置，求此時電流表示數(shù)；（3）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)、，在保證電路安全的情況下，求電路消耗的電功率范圍。【答案】（1）0.5A；12Ω；（2）1.4A；（3）2.88W~6W【詳解】解：（1）小燈泡L上標有“6V3W”字樣，由P=UI可知，燈泡正常工作時的電流由知，燈泡正常工作時的電阻（2）閉合開關(guān)S、S1、S2，燈泡L被短路，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，由于在并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓是相等的，所以通過R1的電流滑動變阻器R2最大阻值為30Ω，則滑動變阻器滑片調(diào)到中點位置時阻值為15Ω，通過R2的電流因為并聯(lián)電路中的總電流是各支線電流的和，所以電流表示數(shù)為（3）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2，燈泡L與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A，所以，安全使用的情況下，電路中的最大電流I大=0.5A，則電路的最大功率P大=UI大=12V×0.5A=6W由知，當電阻最大時，電路的電流最小；因為串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，所以滑動變阻器接入電路阻值最大時，電路的總阻值最大R大=R1+R2大=20Ω+30Ω=50Ω此時電路的電流最小為則電路的最小功率P小=UI小=12V×0.24A=2.88W所以電路消耗的電功率范圍為2.88W~6W。答：（1）小燈泡正常工作時的電流為0.5A，電阻為12Ω；（2）閉合開關(guān)S、S1、S2，滑動變阻器滑片調(diào)到中點位置，此時電流表示數(shù)為1.4A；（3）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2，在保證電路安全的情況下，電路消耗的電功率范圍為2.88W~6W。4．（23-24九年級上·重慶豐都·期末）如圖所示，電源電壓保持不變，R1=10Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“？Ω1A”。電流表選擇“0~3A”量程，電壓表選擇“0~15V”量程。只閉合S1，斷開S2、S3時，電流表的示數(shù)為1.8A。只閉合S2，斷開S1、S3時，電流表的示數(shù)為0.6A。只閉合S3，斷開S1、S2時，調(diào)節(jié)滑動變阻器可使電流表的示數(shù)最小為0.2A，求：（1）電源電壓；（2）只閉合S2，斷開S1、S3時，R3的電功率；（3）開關(guān)S1、S2、S3全部閉合并去掉電壓表，為保護電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍。【答案】（1）18V；（2）7.2W；（3）【詳解】解：（1）只閉合S1，斷開S2、S3時，電路中只有R1工作，所以R1兩端的電壓為電源電壓（2）只閉合S2，斷開S1、S3時，R1與R3串聯(lián)，電路中的總電阻為R3的阻值為R3的電功率為（3）只閉合S3，斷開S1、S2時，此時滑動變阻器與定值電阻R3串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動變阻器可使電流表的示數(shù)最小為0.2A，此時電路的總電阻所以滑動變阻器的最大阻值為開關(guān)S1、S2、S3全部閉合，滑動變阻器與R1并聯(lián)工作，此時通過R1的電流為此時通過滑動變阻器的最大電流為所以為保證電路安全，滑動變阻器允許通過的最大電流為，此時的阻值最小為所以滑動變阻器的阻值范圍為。答：（1）電源電壓18V；（2）只閉合S2，斷開S1、S3時，R3的電功率7.2W；（3）開關(guān)S1、S2、S3全部閉合并去掉電壓表，為保護電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍。5．（23-24九年級上·重慶南川·期末）如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻，滑動變阻器的最大阻值大于，電壓表量程為，小燈泡L的銘牌上標有“”字樣，當開關(guān)和都閉合，滑片P滑到a端時，小燈泡L恰好正常發(fā)光（燈絲電阻不隨溫度變化）。求：（1）小燈泡L正常發(fā)光時，燈絲的電阻；（2）只閉合和，移動滑片P，在電路安全的情況下，通過的最小電流；（3）閉合，任意調(diào)整和滑片P的位置，在保證電路接通并且安全的情況下，整個電路的最大功率與最小功率之差。【答案】（1）10Ω；（2）0.15A；（3）4.5W【詳解】解：（1）小燈泡L正常發(fā)光時，燈絲電阻（2）當開關(guān)S1、S2和S3都閉合，滑片P滑到a端時，變阻器接入電路的阻值為0，電路中R2和小燈泡并聯(lián)連接，電流表測干路的電流，此時小燈泡L恰好正常發(fā)光，可知：電源電壓只閉合S1和S3時，滑動變阻器與電阻R2串聯(lián)在電路中，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測干路的電流，通過R2的電流為R1兩端電壓為電壓表的量程為0~3V，為保證電路安全，滿足≤，即解得。因此，當時，通過R2的電流最小為（3）由分析知，當S1、S2和S3都閉合，滑片P滑到a端時，電路總電阻最小，此時電路的功率最大只閉合S1和S3，當時，電路總電阻最大，此時電路的功率最小因此，電路的最大功率與最小功率之差答：（1）小燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻為10Ω；（2）在電路安全的情況下，通過的最小電流為0.15A；（3）整個電路的最大功率與最小功率之差為4.5W。6．（23-24九年級上·湖南長沙·期末）如圖所示，電源電壓U=18V恒定不變，燈L的規(guī)格為“24V，48W”且工作時電阻保持不變，滑動變阻器R的規(guī)格為“50Ω，1A”，電壓表的量程為0~15V，電流表的量程為0~3A。在電路安全的前提下，操作如下：當閉合開關(guān)S1、S2、S3，滑片移動到最左端時，燈泡消耗的電功率為P1；當只閉合開關(guān)S1時，移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為R，電壓表示數(shù)為U1，電流表示數(shù)為I1，再移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為2R，電壓表示數(shù)為U2，電流表示數(shù)為I2。已知：I1∶I2=10∶9，U1∶U2=20∶21。求；（1）燈泡的電阻；（2）燈泡功率P1；（3）電阻R1；（4）通過開關(guān)的通斷和滑動變阻器滑片的移動，在確保電路安全的前提下，求整個電路正常工作時的最小電功率。【答案】（1）12Ω；（2）27W；（3）20Ω；（4）4.5W【詳解】解：（1）燈泡電阻（2）當閉合開關(guān)S1、S2、S3，滑片移動到最左端時，R1被短路，燈泡L與滑動變阻器R2的最大阻值并聯(lián)，由并聯(lián)電路的電壓特點可知，此時燈泡L兩端的電壓則燈泡功率（3）當只閉合開關(guān)S1時，R1、R2、燈泡L串聯(lián)，電壓表測R1、R2兩端的總電壓，電流表測電路的電流，由串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律可知由①②可得（4）由P=UI可知，當電源電壓一定時，電路中的電流最小時，電路的電功率最小，由歐姆定律可知，此時電路中的電阻最大，由串并聯(lián)電路的電阻特點可知，當R1、R2、燈泡L串聯(lián)時電路中的電阻最大，由串聯(lián)電路的分壓原理可知當電壓表示數(shù)最大時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，此時電路中的總電阻最大，因為電壓表的量程為0~15V，所以電壓表的最大示數(shù)為15V，由串聯(lián)電路的電壓特點可知，燈泡兩端的電壓通過燈泡電流此時串聯(lián)電路電流R1、R2接入電路總電阻此時滑動變阻器接入電路阻值整個電路正常工作時的最小電功率答：（1）燈泡的電阻為12Ω；（2）燈泡功率P1為27W；（3）電阻R1為20Ω；（4）整個電路正常工作時的最小電功率為4.5W。專題專題二：多擋位加熱器專題剖析專題剖析多擋問題的本質(zhì)多擋位的本質(zhì)是利用多開關(guān)控制接入電路中的電阻的大小，從而改變用電器電功率來實現(xiàn)對擋位的控制。由于家庭電路中電源電壓U=220V不變，由P=U2R知，R總越大，P實2、兩種擋位變換電路電路圖低溫擋只閉合S，兩電阻串聯(lián)，P只閉合S，電路中只有R2，P高溫擋閉合S、S0，電路中只有R1，P閉合S、S1，兩電阻并聯(lián)，P即P注意：R1、R2兩個電阻最多可以實現(xiàn)四個擋位的變化。專題演練專題演練題型一：并聯(lián)電路中的多擋問題（23-24九年級上·安徽亳州·期末）圖所示為一款電飯煲的銘牌，其簡化電路如圖所示，其中為電熱絲，使該電飯煲在加熱擋工作，200s可以將2kg的粥從20℃加熱到50℃，該電飯煲本次加熱的效率為80%，求：（1）加熱擋工作200s消耗的電能；（2）電飯煲中粥的比熱容；（3）的電阻大小。【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】解：（1）消耗的電能為（2）粥吸收的熱量為粥的比熱容為（3）電路中加熱擋并聯(lián)，保溫擋只有有電流通過，故答：（1）加熱擋工作200s消耗的電能為2.64×105J；（2）電飯煲中粥的比熱容為3520J/(kg?℃)；（3）R2的電阻大小為55Ω。2．（23-24九年級上·上海·期末）電飯煲是我國家電產(chǎn)品中的優(yōu)秀代表之一，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，某年我國電飯煲出口金額約為進口金額的14倍，中國制造深受全球市場認可。某電飯煲有“快煮”“精煮”“保溫”三種基本模式；圖為該電飯煲的基本原理簡化電路圖，額定電壓U0=220V；當S1置于a、S2置于d時處于“快煮”模式，電飯煲的額定功率P1=1210W；當S1置于a、S2斷開時處于“精煮”模式，電飯煲的額定功率P2=484W；當S1置于b、S2置于c時，處于“保溫”模式。求：(1)R1的阻值；(2)小明采用“精煮”模式將飯煮熟用時t=50min，求該電飯煲一次精煮過程消耗的電能E；(3)該電飯煲保溫模式下的額定功率P3。【答案】(1)100Ω(2)1.452×106J(3)290.4W【詳解】（1）由題知，當置于、斷開時，電阻斷路，電路中只有電阻R1工作，電飯煲處于“精煮”模式，電阻R1的阻值為（2）電飯煲在“精煮”模式下，工作消耗的電能為（3）由題知，當電飯煲處于“快煮”模式時，電阻和并聯(lián)，且同時工作，根據(jù)并聯(lián)電路的電功率關(guān)系得，在“快煮”模式下，電阻的功率為電阻的阻值為當置于、置于時，電阻和串聯(lián)，處于“保溫”模式，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律得，此時電路中的總電阻為則電飯煲保溫模式下的額定功率為題型二：串聯(lián)電路中的多擋問題3.（23-24九年級上·四川樂山·期末）如圖甲所示，小亮家新買入一個電飯煲，他查閱使用說明書發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部簡化電路如圖乙所示，下表為其銘牌，和均為電熱絲。求：（1）電飯煲在高溫擋正常加熱工作時的電流；（2）電路中的阻值；（3）電飯煲在低溫擋正常工作，產(chǎn)生的熱量。【答案】（1）5A；（2）；（3）【詳解】解：（1）高溫擋工作時的電流為（2）當開關(guān)、閉合時，電飯煲處于高溫擋，電路中只有在工作，則（3）當只有開關(guān)閉合時，電飯煲處于低溫擋，、串聯(lián)，電路總電阻為大小為電路中電流為電流通過產(chǎn)生的熱量為答：（1）電飯煲在高溫擋正常加熱工作時的電流為1A；（2）電路中R1的阻值為44Ω；（3）電飯煲在低溫擋正常工作1min，R2產(chǎn)生的熱量為15840J。4．（23-24九年級上·安徽阜陽·期末）如圖甲所示是一款機械式迷你雙控溫暖風機，其內(nèi)部加熱部分簡化電路如圖乙所示，R1和R2是加熱電阻，該暖風機高溫檔的加熱功率為2200W，低溫檔的加熱功率是高溫檔的。求：（1）加熱電阻R2是多少？（2）低溫檔時通電10min電路中加熱電阻消耗的總電能是多少？（3）不改變原電路已有的元件位置，想在原電路中再加接一個電阻，只降低低溫檔的功率，若使低溫檔功率變?yōu)樵瓉淼模埬慊卮鹫f明電阻連接的位置以及阻值大小。【答案】（1）66Ω；（2）3.3×105J；（3）串聯(lián)接在R2的支路上，22Ω【詳解】解：（1）由可知，電壓一定時，電阻越小，電功率越大；當S接觸2時，電阻較小，是高溫檔，可得當S接觸1時，總電阻較大，是低溫檔，低溫檔的加熱功率是高溫檔的，則可得（2）低溫檔時通電10min電路中加熱電阻消耗的總電能（3）由題意可知，要使低溫檔功率降低，總電阻要變大，必需把該電阻串聯(lián)接在電路中，又由于只降低低溫擋功率，所以電阻只能串聯(lián)接在的支路上；由題意可得則加接電阻的阻值答：（1）加熱電阻R2是66Ω；（2）低溫檔時通電10min電路中加熱電阻消耗的總電能是3.3×105J；（3）加入的電阻應(yīng)串聯(lián)接在R2的支路上，其阻值為22Ω。題型三：含電動機的擋位問題5.（2023秋?惠城區(qū)校級期末）小惠家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖，主要技術(shù)參數(shù)如下表，電吹風在額定電壓下工作，求：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多少？（2）電吹風內(nèi)電動機的電阻是44Ω，電吹風吹冷風5min產(chǎn)生的熱量是多少？（3）電熱絲工作時的電阻是多少？【解答】解：（1）當吹冷風時，只有電動機工作，P冷＝110W，由P＝UI可得通過電動機的電流：I=P（2）電吹風吹冷風工作時間：t＝5min＝300s，則電吹風吹冷風5min產(chǎn)生的熱量（電流通過電動機產(chǎn)生的熱量）：Q＝I2R1t＝（0.5A）2×44Ω×300s＝3300J；（3）當電吹風吹熱風時，電動機和電熱絲同時工作，電動機與電熱絲并聯(lián)，電熱絲R的電功率：PR＝P熱﹣P冷＝990W﹣110W＝880W，電熱絲R2的電阻值：R=U答：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是0.5A；（2）電吹風內(nèi)電動機的電阻是44Ω，電吹風吹冷風5min產(chǎn)生的熱量是3300J；（3）電熱絲工作時的電阻是55Ω。6．（23-24九年級上·山東青島·期末）小夏家的理發(fā)店買了一個大功率的電吹風，其簡化電路如圖乙所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。電吹風在額定電壓下工作，請幫助小夏同學解答如下問題：型號T821額定功率熱風時：1800W冷風時：220W額定電壓220V頻率50Hz（1）正常工作時電熱絲的電阻是多大？（保留一位小數(shù)）（2）電吹風內(nèi)電動機的線圈電阻是1Ω，電吹風工作1min線圈產(chǎn)生的熱量是多少？（3）一天，小夏斷開店中其它用電器，只用電吹風吹熱風時，發(fā)現(xiàn)店中的電能表（如圖丙所示）1min內(nèi)轉(zhuǎn)了80圈，求電吹風此時的實際功率是多少？【答案】（1）30.6Ω；（2）60J；（3）1600W【詳解】解：（1）由參數(shù)表知，電吹風吹熱風時的電功率為1800W，冷風時的電功率為220W。由圖乙知，開關(guān)C觸點和B觸點接觸時，吹冷風，只有電動機工作，開關(guān)CD觸點分別和AB觸點接觸時，電熱絲和電動機同時工作，吹熱風。正常工作時電熱絲的電功率P1=P熱-P冷=1800W-220W=1580W電熱絲的電阻（2）吹冷風時，通過電動機的電流電吹風工作1min線圈產(chǎn)生的熱量（3）由圖丙知，每消耗1kW?h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000r，則1min內(nèi)電吹風消耗的電能電吹風的實際功率答：（1）正常工作時電熱絲的電阻是30.6Ω；（2）電吹風工作1min線圈產(chǎn)生的熱量是60J；（3）電吹風此時的實際功率是1600W。題型四：結(jié)合圖像分析擋位問題7．（23-24九年級上·安徽合肥·期末）某款電熱飲水機具有“加熱”和“保溫”兩擋，額定電壓為220V。如圖甲是其電路原理圖，電源電壓恒為220V，S0為溫控開關(guān)，R1、R2為定值的電熱絲。某次飲水機內(nèi)盛有2kg的水在額定電壓下工作的電功率P與通電時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示，且該過程中水溫升高了高了15℃。[]，求：（1）飲水機處于“加熱”擋階段消耗的電能；（2）電熱絲R1的阻值；（3）利用該電熱飲水機在上述加熱水的過程中的工作效率為多大?（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)并用百分數(shù)表示）【答案】（1）；（2）1100Ω；（3）86.78%【詳解】解：（1）由圖甲知，開關(guān)S閉合，S1斷開時，電路中只有R1工作，電路中的電阻較大，據(jù)知，電路的電功率較小，是保溫擋；兩個開關(guān)都閉合時，兩個電阻并聯(lián)在電路中，電路的總電阻較小，據(jù)知，電路的總功率較大，是加熱擋。由圖乙知，加熱擋的電功率為484W，加熱時間為5min，加熱擋階段消耗的電能（2）由圖乙知，保溫擋時，電功率為44W，則R1的阻值（3）整個加熱水的過程，水吸收的熱量電熱飲水機的工作效率答：（1）飲水機處于“加熱”擋階段消耗的電能為；（2）電熱絲R1的阻值為1100Ω；（3）利用該電熱飲水機在上述加熱水的過程中的工作效率為86.78%。8．（23-24九年級上·福建漳州·期末）小明家新購買了一臺電火鍋，如圖甲所示，其部分技術(shù)參數(shù)如表，內(nèi)部電路的工作原理簡圖如圖乙所示，R1、R2均為阻值不變的加熱電阻，通過開關(guān)S、S1、S2的通斷可實現(xiàn)三個擋位功能的切換，其中S2是能分別與a、b兩擲點相連的單刀雙擲開關(guān)。小明測得電火鍋正常工作時，鍋內(nèi)4kg的水的溫度隨時間變化的圖像如圖丙所示。額定電壓220V高溫擋1100W低溫擋880W保溫擋×××W（1）用高溫檔加熱時，6min消耗的電能；（2）請通過計算說明電火鍋是高溫擋還是低溫擋加熱更節(jié)約電能；（3）求電火鍋正常工作時，保溫擋的電功率。【答案】（1）3.96×105J；（2）高溫擋更節(jié)能；（3）176W。【詳解】解：（1）由圖乙可知，用高溫擋把質(zhì)量為4kg、初溫為50℃的水加熱到70℃，所用時間為t1=6min=360s消耗的電能為W1=P高t1=1100W×360s=3.96×105J（2）由圖丙可知，若改用低溫擋，所用時間為t2=10min=600s消耗的電能為W2=P低t2=880W×600s=5.28×105J顯然W1＜W2，故使用高溫擋更節(jié)能。（3）由可知，在電壓不變時，電阻越小，電功率越大；在圖甲中，當閉合S、S1時，只有電阻R1工作，為低溫擋，R1的電阻為當閉合S、S1，S2接a，電阻R1和R2并聯(lián)，為高溫擋，則電阻R2的電功率為P2=P高﹣P低=1100W﹣880W=220W所以R2的電阻為當S閉合，S1斷開，S2接b，電阻R1和R2串聯(lián)，電火鍋處于保溫擋；因串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，所以電火鍋正常工作時保溫擋的電功率為答：（1）用高溫檔加熱時，6min消耗的電能為3.96×105J；（2）高溫擋更節(jié)約電能；（3）保溫擋的電功率為176W。類型三：類型三：電熱綜合計算專題剖析專題剖析綜合點1：熱學1、熱傳遞吸熱：Q吸＝cmΔt2、電熱器的加熱效率：η=綜合點2：電能表的相關(guān)計算由電能表轉(zhuǎn)數(shù)n和每消耗1kW·h電能的轉(zhuǎn)數(shù)N，計算消耗的電能W，即W（2）根據(jù)消耗的電能W和時間t，計算用電器的功率P，即P=綜合點3：電功、電功率和電熱的綜合計算（1）公式物理量純電阻電路非純電阻電路電功（電能）WW電功率PP電熱QQ（2）關(guān)于銘牌①用電器銘牌或說明書，一般會給出額定電壓、額定功率等條件，可總結(jié)計算得出額定電流I=P額②額定情況與實際情況的聯(lián)系是電阻不變，可根據(jù)P實特別注意：利用電能表計算得出的電功率一般為實際功率。專題演練專題演練題型一：結(jié)合電能表計算實際功率和實際電壓1．（23-24九年級上·河北石家莊·期末）某電熱水壺具有加熱和保溫的功能，其銘牌和工作電路如圖所示，虛線框內(nèi)的加熱部位由定值電阻R0和R1（最大阻值為840的可變電阻）構(gòu)成；可以將滑片滑在滑阻一端到另一端之間的任意位置，通過調(diào)節(jié)R1可改變電熱水壺的功率，進而調(diào)控水的溫度。(1)R0的阻值為多少？(2)在保溫狀態(tài)下，電熱水壺每秒向外散失的熱量Q跟電熱水壺表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關(guān)系如圖丙所示（壺內(nèi)水溫跟壺表面溫度一致），當R1=510時，在溫度為20℃的房間使用，該電熱水壺將水溫保持在多少？（該熱水壺處于額定電壓）(3)將該電熱水以最大功率的狀態(tài)接入電路，關(guān)閉其他用電器，發(fā)現(xiàn)標有“3000imp/kW·h”的電能表在1分鐘內(nèi)，小燈閃爍50次，求實際電壓為多少？【答案】(1)；(2)；(3)【詳解】（1）由乙圖可知，定值電阻R0和滑動變阻器R1串聯(lián)，由知，當滑動變阻器連入電路的阻值最小時，電路中總電阻最小為R0時，電熱水壺的功率最大為1210W，R0的阻值為（2）當R1=510時，由知，此時電熱水壺的功率為由知，在保溫狀態(tài)下，電熱水壺每秒向外散失的熱量Q為。由丙圖可知，此時電熱水壺表面溫度與環(huán)境溫度的溫差為，室溫為20℃，則電熱水壺將水溫保持在（3）標有“3000imp/kW·h”的電能表在1分鐘內(nèi)，小燈閃爍50次，則電流經(jīng)過該電熱水壺做的功為由知，該電熱水壺的實際功率為該電熱水以最大功率的狀態(tài)接入電路時，滑動變阻器R1接入電路的阻值為0，電路的總電阻為R0，由知，實際電壓為2．（23-24九年級上·湖南張家界·期末）圖甲是小明家電熱水壺內(nèi)部的簡化電路圖，其中R1為加熱管，R2為限流電阻，只有加熱管放出的熱量能被水吸收。S1是溫控開關(guān)（也叫防干燒開關(guān)），S、S2是手動開關(guān)，調(diào)節(jié)S、S2可以使電熱水壺分別處于加熱和保溫狀態(tài)，下表是該電熱水壺的銘牌。（1）加熱水壺處于加熱狀態(tài)時，手動開關(guān)S、S2應(yīng)處于什么狀態(tài)？正常工作時，通過加熱管R1的電流為多少？（2）電熱水壺正常工作，在1標準大氣壓下，將一滿壺初溫為20℃的水燒開，水需要吸收多少熱量？[c水=4.2×103J/（kg?℃）]（3）水燒開后，讓電熱水壺處于保溫狀態(tài)，若R2=165Ω，則電熱水壺的保溫功率為多少？（4）小明發(fā)現(xiàn)在晚上用電高峰時燒開一壺水比白天用時長，晚上他進行了測量，關(guān)掉家里其他電器，僅電熱水壺工作，他觀察到家里電能表（如圖乙）1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)，則晚上燒水時電熱水壺的實際功率為多少？【答案】（1）閉合；4A；（2）5.04×105J；（3）55W；（4）800W【詳解】解：（1）由電路圖可知，當S1、S、S2都閉合時，R2短路，電路只有R1工作；當開關(guān)S、S1閉合、S2斷開時，兩電阻串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律可知，串聯(lián)的總電阻大于R1的電阻，根據(jù)可知，電源電壓不變，當電路只有R1工作時電流大，根據(jù)可知，此時R1的功率大，為加熱狀態(tài)，即手動開關(guān)S、S2都閉合時，電熱水壺處于加熱狀態(tài)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，電熱水壺的額定加熱功率為880W，由可知，正常工作時，通過加熱管R1的電流為（2）由表中數(shù)據(jù)知，一滿壺水的體積為1.5L，根據(jù)可知，其質(zhì)量為在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，將一滿壺初溫為20℃的水燒開，水需要吸收的熱量（3）由歐姆定律，根據(jù)（1）知，加熱管電阻當開S、S1閉合、S2斷開時，兩電阻串聯(lián)，電路處于保溫狀態(tài)，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律，此時電路的電阻由歐姆定律，此時電路中的電流因為只有加熱管放出的熱量能被水吸收，則電熱水壺的保溫功率就是保溫時R1的功率（4）如圖乙電能表上標有，表示電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)3000圈消耗1千瓦時的電能，則轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)消耗的電能為1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40轉(zhuǎn)，晚上燒水時電熱水壺的實際功率為答：（1）加熱水壺處于加熱狀態(tài)時，手動開關(guān)S、S2應(yīng)處于閉合狀態(tài)，正常工作時，通過加熱管R1的電流為4A；（2）電熱水壺正常工作，在1標準大氣壓下，將一滿壺初溫為20℃的水燒開，水需要吸收的熱量為5.04×105J；（3）水燒開后，讓電熱水壺處于保溫狀態(tài)，電熱水壺的保溫功率為55W；（4）晚上燒水時電熱水壺的實際功率為800W。題型二：結(jié)合熱傳遞與熱效率的計算3.（23-24九年級上·山東濱州·期末）養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的烹飲容器，采用新型電加熱材料，通電后產(chǎn)生熱量把壺內(nèi)的水加熱。如圖所示是某款養(yǎng)生壺及其銘牌。求：（1）養(yǎng)生壺正常工作時的電阻；（2）若該壺在220V電壓加熱效率為91%，將1kg水從20℃加熱到85℃，需要多長時間；[]（3）用電高峰期，家中只有液晶電視機和養(yǎng)生壺工作時，養(yǎng)生壺將1kg水從20℃加熱到85℃，實際用時363s，通過電能表測得此過程共耗電J，此時養(yǎng)生壺兩端的電壓和通過液晶電視機的電流多大。（設(shè)養(yǎng)生壺的電阻和加熱效率不變）【答案】（1）48.4Ω；（2）300s；（3）200V，1A【詳解】解：（1）由銘牌表知，養(yǎng)生壺正常工作時的電阻（2）水從20攝氏度加熱到85攝氏度