（单刀双掷开关）闭合S,只有r2接入电路,S断开，S2接b, R、R2串联,闭合S,两电阻串联，P低=害R低 R + R只闭合S,断开S2，只有R厂U 2接入电路，P =-中 R1闭合S、S0，只有比接入电路,S、S0均闭合，比、R2并联,S闭合,s2接a，R、R2并联,厂U 2U 2P =+ 高 R R1 2厂U 2U 2P 二 +高RR1 2利用开关控制局部短路的方式改变利用串并联电路电阻关系改利用单刀双掷开关控制电路的接入电路的电阻阻值大小，从而实现变接入电路的电阻阻值大小,通断，改变接入电路的电阻大不同档位的切换。从而实现不同档位的切换。小，从而实现不同档位的切换。专题 31 多档位问题 知识点剖析 物理知识源于生活，又服务于生活，在学习焦耳定律以后，会遇到运用焦耳定律解决电 热毯、电热水器、电饭锅、电暖气等发热体的档位问题，也会遇到电吹风、豆浆机等既发热 又做功的用电器的档位问题。多档位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现U2对档位的控制。家庭电路中电源电压UF20V根据Pr知R总越大，P实越小档位越 低；R越小，P越大，档位越高。总实高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻R最小； 高中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻R高于高温档;中低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻R低最大。 S220 _（并联式）注意：并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法：方法一：求出总电阻，然后再求解总功率(此方法计算量大，不推荐)；U2 U 2 方法二：根据公式P二 + 求解较为方便。R R12 考点分析第一类考查：纯电阻电路中，对多档位的识别，对应档位的电流大小、放出热量、热功率、 电阻阻值等的计算；第二类考查：电热综合计算。纯电阻电路中，结合热学知识对比热容、温度变化量、加热物 质质量、热效率等的计算； 第三类考查(拓展考查)：非纯电阻电路中，电流通过电动机做功、电动机做机械功、电动 机线圈产生热量的计算，机械效率的计算。 技巧点拨1.电阻的求解由单独接入一个电阻的档位对应的功率进行求解；2.串并联电路中，W二W + W , P二P + P。总 1 2 总 1 2 例题赏析例1.如图所示是XX型“220V 1000W”电饭煲的原理图。它有高温和保温两档，通过单刀双 掷开关S进行调节，R0为电热丝。当开关S接高温档时，电路的功率为1000W；当开关S接 保温档时，电路的总功率为22W。求：1)电饭煲在高温档时，开关 S 应与哪个触点连接？3)2)电热丝R0和R的阻值分别为多大？当电饭煲在保温档时，实际电流多大？保温5 min,电热丝R0消耗的电能是多少?【解答】解：由P書可知，在电压u 定时，电阻R越小，电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路为R0的简单电路，电路电阻最小，此时电饭煲功率最大，电饭煲在高温档；(2)电饭煲在高温挡时，电路为R0的简单电路,电热丝R0的阻值:R尸 二=48.40；0喀温iooo(3)由P=UI可得，当电饭煲在保温时实际电流：I=0.1A,U 220V保温5min,电热丝R0消耗的电能：W0=l2R0t=(0.1A) 2x48.4Qx5x60s=145.2J。答：(1)电饭煲在高温档时，开关 S 应与 2 触点连接；(2) 电热丝R0的阻值为48.40；(3) 当电饭煲在保温时，实际电流为0.1A；保温5min,电热丝R0消耗的电能为145.2J。 例2如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不 同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻 不变的电热丝，S是自动控制开关，将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min 内, 它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示.求：(1) 510 min,电饭煲的功率；(2) 1530 min,电饭煲产生的总热量；(3) 电热丝R1和R2的阻值分别为多少？+4(1R、 5 10 15 20 25 30【解答】(1)由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的 功率较大；只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小； 由图乙可知，工作 30min 中，功率 P =660W 时的时间 t2 = 30min - 15min= 15min=900s,总2功率 P1=440W 时的时间 t1 = 15min = 900s,由Q=W=Pt可得，030min内电饭煲产生的总热量：Q=Q1+Q2=W1+W =P1t1+P t2=440Wx900s+660Wx900s=9.9x105j；1 2 1 总 11 总2(2) S和S1均闭合，R1和R2并联；由丙可知P =660W，电路中的总电流：I =112总总 口迪=3A220V(3)电饭煲自动控制开关S1第一次自动断开前为最大功率，电路的总电阻为:r_ 护 _(220巧，_毙实际电压为198V时的实际功率为:答：(1)0-30mi n,电饭煲产生的总热量为9.9x105j；(2) S和S1均闭合，电路中的总电流为3A；(3) 当实际电压为198V时，该电饭煲自动控制开关S1第一次自动断开前的实际功率为 534.6W。例 3.小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表.电吹风在额定电压下工作，请解答如问题：1) 电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？2) 电热丝工作时的电阻是多大？(3)电吹风内电动机的电阻是1Q,电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？机械效率为多少？热凤温度50-75 ?额定功率珠凤时：99OW冷风时；im W额左电压220 V质量0.5陀【解答】(1)当吹冷风时，只有电动机工作，其功率P = 110W,由P=UI可得，通过电动机的电流：I产二F5A；1 U 220V(2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电动机与电热丝并联，总功率P =1210W，则电热丝的电功率P2=P-P = 1210W- 110W=1100W, 由P=%可得，电热丝的电阻值：(3) t=5min = 300s，则电吹风吹冷风5min产生的热量(电流通过电动机产生的热量)：Q1 = I12R1t=(0.5A) 2xlQx300s=75J。答：(1)电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是 0.5A；(2) 电热丝工作时的电阻是44Q；(3) 电吹风内电动机的电阻是10,电吹风吹冷风5min产生的热量是75J。 电热综合计算例 4.如图所示的某应急灯和它的铭牌，两个灯泡是并联，当外部电路停电时应急灯亮，这时 电池电压为6 V,额定功率为2X103W。臬消防应急灯充电时问纟勺2D小时电池6 2mAh额定功率2 x 3 W(1) 通过两灯的总电流是多少A? 2 min所消耗的电能是多少？(2) 如果2 min内消耗的电能全部转化为内能，能否使20 C、1 kg的水温度上升到30 C?【解答】(1)由P=UI可得，通过两灯的总电流：I= =1A；U 6V(2) 由P= 可得，2min所消耗的电能：tW=Pt=2x3Wx2x60s = 720J；(3) 1kg水从20C升高到30C需要的热量：Q 吸=cm (t-t0)=4.2x103j/ (kgC) x1kgx (30C-20C)=4.2x104j720J, 所以，不能。