1、電熱器電路高低擋位的判斷電熱器電路中根據電阻的不同組合，可以實現幾個不同功率工作狀態的切換。每一個工作狀態稱為一個擋位。因此，擋位根據電功率的高低來區分的，功率越高，單位時間發熱越多，被加熱物體溫度就越高，擋位就越高。功率、擋位的對應關系如下表。功率擋位命名高功率高溫擋、加熱擋中功率中溫擋低功率低溫擋、保溫擋對于兩個電阻R1、R2(R1＞R2)組成的電路，可以有四種工作狀態：R1單獨工作(圖甲)，R2單獨工作(圖乙)，R1、R2串聯工作(圖丙)，R1、R2并聯工作(圖丁)（1）電阻總電阻的判斷因為串聯電路總電阻大于其中任何一個電阻，并聯電路總電阻小于其中任何一個支路電阻，所以。（2）電路總功率的判斷①用公式判斷，電源電壓一定時，電路總電阻越小，功率越大，擋位越高。②用公式P=UI判斷，電源電壓一定時，電路總電阻越小，總電流越大，功率越大，擋位越高。（3）擋位的判斷①R1、R2并聯工作(圖丁)電阻最小，功率最大，所以是高溫擋；②R2單獨工作(圖乙)電阻比并聯電阻大，功率稍小，所以是中高溫擋；③R1單獨工作(圖甲)電阻比R2單獨工作電阻大，功率更小，所以中低溫擋；④R1、R2串聯工作(圖丙)電阻最大，功率最小，所以是低溫擋。注意：以上擋位的命名是根據四種情況都存在而言的。而對于給定的電路，可能存在上述情況中兩到三種，比如某電路存在①②③三種情況，那么②就叫中溫擋，③就叫低溫擋；另一電路存在②③④三種情況，②就叫高溫擋，③就叫中溫擋；還有一電路只存在③④兩種情況，③就叫高溫擋，④就叫低溫擋了。所以具體的擋位命名需根據題目信息確定，只需根據功率的高低排序和題目中擋位對應起來就行了。2、常見的高低溫擋電路舉例電路圖（短路式）（并聯式）（單刀雙擲開關）低溫檔閉合S，兩電阻串聯，閉合S，只有R2接入電路，S1斷開，S2接b，R1、R2串聯，中溫檔只閉合S1，斷開S2，只有R1接入電路，高溫檔閉合S、S0，只有R1接入電路，S、S0均閉合，R1、R2并聯，S1閉合，S2接a，R1、R2并聯，原理利用開關控制局部短路的方式改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現不同檔位的切換。利用串并聯電路電阻關系改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現不同檔位的切換。利用單刀雙擲開關控制電路的通斷，改變接入電路的電阻大小，從而實現不同檔位的切換。注意：并聯電路中求解總功率時，可以采用兩種方法：方法一：求出總電阻，然后再求解總功率（此方法計算量大，不推薦）；方法二：根據公式求解較為方便。技巧點撥①電阻的求解由單獨接入一個電阻的檔位對應的功率進行求解；②串并聯電路中，，。1、如圖所示是張強同學家新買的一臺電熱鍋其內部簡化電路圖，該鍋有高、中、低三個擋位的發熱功率。開關S1可分別與觸點a、b接觸，已知發熱電阻R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，電源電壓220V保持不變。請分析和解答以下問題：（1）當開關S1置于b端、S2斷開時，電熱鍋處于什么擋位？（2）電熱鍋在中擋位工作時，消耗的電功率是多少？（3）電熱鍋在高擋位工作時，加熱5min，消耗的電能為多少？【答案】（1）低擋位；（2）1000W；（3）4.5×105J【解析】(1)由圖知道，當開關S1置于b端、S2斷開時，兩電阻串聯，電路中的總電阻最大，電流最小，由P=UI知道，電功率最小，即電烤箱處于低檔位；(2)由圖知道，當開關S1置于b端，S2閉合時，電路為R1的簡單電路，此時電烤箱處于中檔位；由知道，消耗的電功率是：；(3)當開關S1置于a端，S2閉合時，兩電阻并聯，電路中的總電阻最小，由知道，此時電功率最大，電烤箱處于高檔位；由于并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，兩電阻消耗的電功率分別為：；，此時電烤箱消耗的電功率是：P高=P1+P2=1000W+500W=1500W；由知道，對食物加熱5min，消耗的電能是：W=P高t=1500W×5×60s=4.5×105J。答：(1)當開關S1置于b端、S2斷開時，電熱鍋處于低溫擋位；(2)電熱鍋在中擋位工作時，消耗的電功率是1000W；(3)電熱鍋在高擋位工作時，加熱5min，消耗的電能為4.5×105J。2、如圖是某公司一款高智能汽車的后視鏡及電路原理圖，該智能后視鏡有三個擋位，分別控制防霧、除雨露、除冰霜功能，該公司介紹防霧、除雨露、除冰霜依次需要后視鏡提供更高的熱量。車主只需通過轉動旋鈕開關就可讓其工作。已知車載電源電壓為100V，圖中R1、R2、R3均為電熱絲，其中R1＝100Ω、R2＝200Ω、R3＝300Ω且電阻值均不受溫度的影響，請你綜合應用所學知識解答下列問題：（1）要除冰霜應將旋鈕調到圖中擋，要防霧應將旋鈕調到圖中擋（選填“1”“2”或“3”）（2）當車主開啟除冰霜功能時，該電路的總功率為多少W？（3）當車主開啟防霧功能時，電路中總電流是多少A？（4）當車主開啟防霧功能時，電熱絲R1在60s內消耗的電能是多少J？【答案】3

1

50W

0.25A

375J【解析】（1）由題知，防霧、除雨露、除冰霜依次需要后視鏡提供更高的熱量，所以各擋的功率關系為P防霧?P除雨露?P除冰霜；由圖知，旋鈕接1時，R1與R3串聯；旋鈕接2時，只有R3接入電路中；旋鈕接3時，只有R2接入電路中，由題知，電阻的關系為R1?R2?R3；電源電壓一定，由可知，旋鈕接1時電阻最大，功率最??；旋鈕接2時，功率較大；旋鈕接3時，功率最大；所以，旋鈕開關1擋是防霧，旋鈕開關2擋是除雨露，旋鈕開關3擋是除冰霜。（2）由（1）知，開啟除冰霜功能時，只有R2接入電路中，由可得，電路的總功率（3）由（1）知，開啟防霧功能時R1與R3串聯，由串聯電路電阻特點可得，此時電路的總電阻R總＝R1+R3＝100Ω+300Ω＝400Ω由歐姆定律可得，電路中的電流（4）電熱絲R1在60s內消耗的電能為W＝I總2R1t＝（0.25A）2×100Ω×60s＝375J。3、如圖為某品牌多功能電飯煲的簡化電路原理圖，電飯煲的額定電壓是220V，R2=88Ω，R3=176Ω，旋轉開關置于o和a時為關閉狀態，分別置于a和b、b和c、c和d，能實現低、中、高三個加熱擋位的轉換。低溫擋的電功率與高溫擋電功率之比為1：6，不計溫度對電阻的影響。（1）開關置于時，電飯煲處于中溫擋。（2）求電飯煲處于中溫擋時，在額定電壓下持續工作12min消耗的電能是多少？（3）求電阻R1的阻值。【答案】b和c接線柱

3.96×105J

88Ω【解析】（1）旋鈕開關置于a和b接線柱，R2和R3串聯的電路，總電阻最大，根據可知總功率最小，為低溫擋；旋鈕開關置于b和c接線柱，R3被短路，電路為R2的簡單電路，總電阻較小，根據可知總功率較大，為中溫擋；旋鈕開關置于c和d接線柱，為R1、R2的并聯電路，總電阻最小，根據可知總功率最大，為高溫擋。所以當開關置于b和c接線柱時，電飯煲處于中溫擋。（2）電飯煲處于中溫擋時，只有R2接入電路,在額定電壓下持續工作12min消耗的電能（3）當開關置于a和b接線柱時，電飯煲處于低溫擋，R2和R3串聯接入電路，則低溫檔的功率為當開關置于c和d接線柱時，電飯煲處于高溫擋，R2和R3并聯接入電路,則高溫檔的功率為又因為低溫擋的電功率與高溫擋電功率之比為1∶6，即P高=6P低，則解得：R1=88Ω。答：（1）開關置于b和c接線柱時，電飯煲處于中溫擋；（2）在額定電壓下持續工作12min消耗的電能為3.96×105J；（3）電阻R1的阻值為88Ω。4、題圖甲是用某款3D打印第進行立體繪畫時的場景，打印筆通電后，筆內電阻絲發熱使筆內繪畫材料熔化；加熱電路簡化后如圖所示，電源電壓恒為6V，R1和R2為發熱電阻絲，只閉合S1時低溫擋工作，S1、S2都閉合時高溫擋工作，高溫擋和低溫擋的功率比為4∶3，R1=4Ω，忽略電阻絲阻值隨溫度變化，求（1）低溫檔工作時，通過R1的電流；（2）低溫擋的功率；（3）R2的電阻值?！敬鸢浮浚?）1.5A；（2）9W；（3）12Ω【解析】（1）由題意可知，電源電壓恒為6V，只閉合S1時，電路中只有R1一個用電器，則R1兩端電壓為6V，R1=4Ω，根據歐姆定律可得（2）只閉合S1時低溫擋工作，電壓為6V，則低溫檔的電功率為（3）S1、S2都閉合時高溫擋工作，R1和R2并聯，高溫擋和低溫擋的功率比為4∶3，即則高溫檔的功率為電路并聯，總功率等于各支路功率之和，即則R2的電功率為根據可得，R2的電阻值為答：（1）低溫擋工作時，通過R1的電流為1.5A；（2）低溫擋的功率為9W；（3）R2的電阻值為12Ω。5、某電熱取暖器的簡化電路如圖所示，R1、R2為發熱電阻。取暖器工作時，通過開關S1和S2實現低溫、高溫的擋位控制。已知高溫擋功率為1320W，R1=55Ω。求：（1）取暖器工作時通過R1的電流；（2）取暖器處于低溫擋時，工作1min產生的熱量；（3）R2的阻值?！敬鸢浮浚?）4A；（2）52800J；（3）110Ω【解析】（1）由電路圖知，兩個開關都閉合時，兩個電阻并聯在電路中，電路中的總電阻較小，據知，電路中的總電功率較大，處于高溫擋；S1閉合、S2斷開時，電路中只有R1工作，電路中的電阻較大，據知，電路中的總電功率較小，處于低溫擋。此時通過R1的電流（2）電熱取暖器處于低溫擋時，功率P低溫=UI1=220V×4A=880W工作1min產生的熱量Q=P低溫t=880W×60s=52800J（3）高溫擋工作，R2消耗的功率P2=P高溫P低溫=1320W880W=440W所以R2的阻值答：（1）取暖器工作時通過R1的電流為4A；（2）取暖器處于低溫擋時，工作1min產生的熱量為52800J；（3）R2的阻值為110Ω。6、商業街移動攤位使用可顯示電費的新型插座（如圖甲所示）計費，某攤位使用空氣炸鍋（如圖乙所示）烹制食物，如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路圖，其額定電壓為220V，定值電阻和為發熱體，其中。開關S1、S2、S3的通斷可實現高、中、低三個檔位的調節（S1、S2不會同時閉合），只閉合S3時為中溫檔，額定功率為440W。求：（1）的電阻；（2）高溫檔正常工作100s，電流通過產生的電熱；（3）只有空氣炸鍋單獨工作，表盤示數使用前后如圖甲、丁所示，通過表盤顯示的數據估算該空氣炸鍋消耗的電功率（已知商用電費單價為0.75元/kW·h）?！敬鸢浮浚?）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W【解析】（1）當開關S1、S3閉合、S2斷開時，兩電阻并聯，總電阻最小，根據可知，此時總功率最大，為高溫擋；只閉合S3時，電路為R2的簡單電路，總電阻較小，根據可知，此時總功率較大，為中溫檔；當開關S1、S3斷開、S2閉合時，兩電阻串聯，總電阻最大，根據可知此時總功率最小，為低溫擋。則R2的電阻（2）高溫擋時R1功率為電流通過R1產生的電熱Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J（3）空氣炸鍋消耗的電能空氣炸鍋工作的時間t=9∶259∶10=15min=0.25h空氣炸鍋的電功率。答：（1）R2的電阻為110Ω；（2）高溫檔正常工作100s，電流通過R1產生的電熱為1.21×105J；（3）空氣炸鍋消耗的電功率為320W。7、圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2是阻值不變的加熱電阻，R1=50Ω，S為溫控開關，1、2是開關連接的觸點。某次煮飯時，只將電飯鍋接入220V的電路中，在加熱狀態下工作了一段時間后，開關S自動切換到保溫狀態。在保溫狀態下，電能表（如圖乙）的轉盤在1min內轉動了5r。求：（1）保溫狀態下該電飯鍋的發熱功率。（2）R2阻值的大小。（3）用電高峰時，該電飯鍋在加熱狀態下，14min內將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰（1個標準大氣壓），若不計熱損失，電飯鍋的實際電壓。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】（1）100W；（2）434Ω；（3）200V【解析】（1）3000r/(kW·h)表示電路中每消耗1kW·h的電能，電能表的轉盤轉3000轉，在保溫狀態下，電能表（如圖乙）的轉盤在1min內轉動了5r，電飯鍋消耗的電能為保溫功率為（2）由圖甲可知，當開關S與觸點1連接時，電路中只有R1，電路中電阻較?。划旈_關S與觸點2連接時，電路中R1、R2串聯，電路中電阻較大；電源電壓一定，由可知，當開關S與觸點1連接時，電路電功率較大、電飯鍋處于加熱狀態；當開關S與觸點2連接時，電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態；由可得保溫時電路總電阻為R2的阻值為R2=R串R1=484Ω50Ω=434Ω（3）標準大氣壓下水的沸點為100℃，電飯鍋將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰時，水吸收的熱量Q吸=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃20℃)=6.72×105J不計熱量損失，則W=Q吸，則電飯鍋的實際加熱功率為根據可得，加熱狀態下的實際電壓為。答：（1）保溫狀態下該電飯鍋的發熱功率為100W；（2）R2阻值的大小為434Ω；（3）電飯鍋的實際電壓為200V。8、小強媽媽買了一個新的電飯煲，小強從說明書中得知下表中的信息，工作電路圖如圖甲所示，S1為溫控開關，加熱電阻R1和R2的阻值不隨溫度變化。求：（1）電阻R1的阻值；（2）電飯煲在“保溫”狀態下正常工作時，加熱電阻R?的電功率；（3）某周末的晚飯時，小強想利用自家電能表（如圖乙）測量電飯鍋的實際功率。于是他關閉了家中其它所有用電器，只讓電飯煲在“蒸煮”狀態下工作，觀察到電能表的轉盤在1min內轉了50轉。求電飯鍋的實際功率和實際電壓。額定電壓220V額定蒸煮功率1210W額定保溫功率88W頻率50Hz容積5L【答案】（1）40Ω；（2）6.4W；（3）1000W，200V【解析】（1）由電路圖知，只閉合S2時兩電阻串聯，電路中電阻較大，總功率較小，為保溫狀態，當兩開關都閉合時，只有R1接入電路中，電阻較小，總功率較大，為蒸煮狀態，由表中數據知，額定蒸煮功率為1210W，由可得，R1的阻值（2）由表中數據可知，額定保溫功率為88W，此時兩電阻串聯，由P＝UI可得，在“保溫”狀態下正常工作時的電流加熱電阻R1的電功率為P1＝I2R1＝（0.4A）2×40Ω＝6.4W（3）“3000revs/（kW?h）”表示電路中每消耗1kW?h電能，電能表的轉盤轉過3000圈，只讓電飯煲在“蒸煮”狀態下工作，轉盤在1min內轉了50轉，電飯煲消耗的電能為電飯煲在“蒸煮”狀態下的實際功率為實際電壓為答：（1）電阻R1的阻值為40Ω；（2）電飯煲在“保溫”狀態下正常工作時，加熱電阻R?的電功率為6.4W；（3）電飯鍋的實際功率為1000W，實際電壓為200V。9、小科設計了一款高、中、低三個擋位的迷你多功能電鍋，其部分設計參數如圖甲所示，簡化電路如圖乙所示，、、為電熱絲，其中。電鍋在高溫擋、中溫擋工作時，開關均處于閉合狀態；在低溫擋工作時，開關、均處于斷開狀態，閉合開關S，移動滑片，可調節低溫擋的功率。額定電壓30V高溫擋功率150W中溫擋功率？W低溫擋功率范圍20w50W甲（1）求電鍋在高溫擋正常工作時的電流；（2）求電鍋中溫擋功率；（3）現有、、三種規格，為了達到小科設計的低溫擋功率范圍，請通過計算說明他選擇的哪一種?！敬鸢浮浚?）5A；（2）90W；（3）滑動變阻器選擇的規格為“”【解析】解：（1）電鍋在高溫擋時的功率P高=150W，則電鍋在高溫擋正常工作時的電流為（2）由題可知，電鍋在高溫擋時開關均處于閉合狀態，根據可知，R1與R2并聯。則通過R1的電流為則通過R2的電流為則R2的阻值為根據題意可知，電鍋中溫擋時電流僅有R2，則功率為（3）由題可知，低溫擋時R0和R2串聯，當低溫擋功率最小為20W時，電路最大總電阻為則滑動變阻器的阻值為當低溫的功率最大為50W時，電路最小總電阻為則滑動變阻器的阻值為則滑動變阻器需要的電阻范圍是又因為功率最大時通過的電流為。10、如圖甲所示為小科同學家的電中藥壺，有“猛火”和“文火”兩個擋位，工作電路簡化為圖乙所示，其中S'為擋位開關，R1、R2為發熱電阻（假定工作時電阻不變），A、B為阻值可忽略不計的指示燈。當電中藥壺處于猛火擋時，紅燈亮；處于文火擋時，綠燈亮。已知電中藥壺額定電壓為220V，猛火擋的額定功率為2420W，R2的阻值為180Ω。

（1）判斷A燈是（選填“紅燈”或“綠燈”），你的判斷依據是什么？。（2）求電中藥壺“文火”擋的額定功率？（3）某天用電高峰時，小科用電中藥壺幫奶奶熬藥，為了計算家里電路的實際電壓，她關了家里其它用電器，只將電中藥壺調到猛火擋上，電中藥壺工作1min，電能表（如圖丙所示）的電能表表盤轉了100轉，由此她計算出家庭電路的實際電壓是多少？【答案】（1）紅燈見解析（2）242W（3）200V【解析】（1）由電路圖可知，當開關S閉合，S'打至觸點N時，電路為R1和指示燈A的串聯電路，此時電路中阻值較小，由可知，此時電路功率較大，則電中藥壺處于猛火擋，此時紅燈亮，故A燈是紅燈。（2）由題意可知，猛火擋的額定功率為2420W，由可得，電阻R1的阻值為當開關S閉合，S'打至觸點M時，電路為兩電阻和指示燈B的串聯，此時電路中阻值較大，功率較小，電中藥壺處于文火擋，故電中藥壺文火擋的額定功率為（3）由電能表表盤上的信息可知，電中藥壺消耗的電能為故電中藥壺的實際功率為由可得，電中藥壺的實際電壓為。11、適當足浴有利于身體健康。小科家中有一個電熱足浴盆，其部分銘牌信息如表所示，圖甲為該電熱足浴盆的工作電路，R1、R2均為電熱絲，當開關S接a、b觸點時，可以切換該電熱浴足盆的工作擋位。求：型號B18﹣A2額定電壓220V額定加熱功率968W額定保溫功率80W（1）該電熱足浴盆的額定加熱電流為多大？（2）電熱絲R1、R2的阻值各為多少？（3）在用電高峰，小科關閉家中其它所有用電器，只讓該電熱足浴盆通電，使其處于加熱狀態工作了1.5min，如圖乙所示的電能表轉盤轉動了50轉，則該電熱足浴盆加熱的實際功率為多少？【答案】（1）4.4A；（2）555Ω和50Ω；（3）800W【解析】（1）由表中數據知，浴足盆的額定加熱功率968W，由P＝UI可得，額定加熱電流（2）由電路圖知，S接b時只有R2接入電路中，電路中電阻較小，電源電壓一定，由可知，此時電路的功率較大，為加熱狀態；S接a時兩電阻串聯，電路中電阻較大，功率較小，為保溫狀態。由歐姆定律可得R2的阻值保溫狀態下，由串聯電路的特點和可得總電阻則（3）由圖乙可知，電能表上標有，表示每消耗的電能，電能表的表盤就轉過2500r，則表盤轉過50轉時，浴足盆消耗的電能此時浴足盆加熱的實際電功率答：（1）額定加熱電流為4.4A；（2）R1和R2的阻值分別為555Ω和50Ω；（3）在用電高峰期，浴足盆加熱的實際電功率為800W。12、如圖所示為某電烤箱的銘牌，圖中虛線內是電烤箱內部的簡化電路圖。R1和R2均為電熱絲，求：XX牌電烤箱額定電壓220V額定功率高溫擋1100W低溫擋440W（1）在低溫擋正常工作時，電路中的電流；（2）在高溫擋正常工作10min，電路消耗的電能；（3）若只將高溫擋功率提高到1210W，請通過計算，說明如何改變電阻?！敬鸢浮浚?）2A；（2）6.6×105J；（3）見解析【詳解】解：（1）在低溫擋正常工作時，由P=UI可得，電路中的電流為（2）在高溫擋正常工作10min，由可得，電路消耗的電能為W=P高溫t=1100W×10×60s=6.6×105J（3）只將高溫擋功率提高到1210W時，低溫擋的功率不變，由可知，低溫擋時電路中的總電阻改造后高溫擋電路的電阻因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，則改造后R2的阻值R2′=RR1′=110Ω40Ω=70Ω所以，若只將高溫擋功率提高到1210W，需將R1更換為40Ω，R2更換為70Ω。答：（1）在低溫擋正常工作時，電路中的電流為2A；（2）在高溫擋正常工作10min，電路消耗的電能為6.6×105J；（3）若只將高溫擋功率提高到1210W，R1更換為40Ω，R2更換為70Ω。13、如圖所示是小明家的多功能燉鍋簡化電路圖。R1、R2是兩個電熱絲，S2是單刀雙擲開關。通過S1和S2的斷開、閉合的組合，實現高、中、低三擋加熱。燉鍋的相關參數見表格。求：電源電壓（V）低溫擋功率（W）中溫擋功率（W）高溫擋功率（W）容積（L）22027555011001（1）燉鍋處于高溫擋工作時，電路中的電流為多少？（2）R2的阻值多大？（3）某次用電高峰時，小明和他爸爸合作，測得插座兩孔之間的實際電壓只有198V，那么該燉鍋在高溫擋下工作的實際功率是多少？【答案】（1）5A；（2）88Ω；（3）891W【解析】（1）燉鍋處于高溫擋工作時，電路中的電功率為1100W，電路中的電壓為220V；由公式得此時電路中的電流為（2）由公式知，電壓一定時，電功率與電路電阻阻值成反比。由電路圖知當兩電阻并聯時電路總電阻最小，當兩電阻串聯時電路總電阻最大，只有R1接在電路中時電路電阻阻值居中，所以此時處于中溫擋。由公式得R1的阻值為低溫擋是R1與R2串聯接在電路中，由公式得R1與R2串聯后的電阻為由串聯電路的電阻關系知，R2的電阻為（3）由題意分析知，高溫擋時R1與R2并聯接入電路。由公式得所以。答：（1）