专题十二 多档位电器相关计算题解答技巧
计算题是物理中考的主要内容，在中考试卷中占有很大比例。计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理知识，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算。
计算题常以填空题、选择题和计算过程题型出现。尤其是计算过程题是考查学生分析问题、解决问题和计算能力的题型，要求较高，分值较高，并要求有计算过程和步骤，每一步骤都有相应分值。计算题在中考题中常被列为压轴题目。
计算题的特点是：
(1)结果合理性：这类题能反映学生对自然界或生产、生活中若干事物的观察和关心程度。它要求学生用生活实践，社会活动的基本经验对题目的计算结果进行判断，留取合理的，舍弃不合理的。
(2)知识综合性：这类题往往是把几个或几种物理过程及物理现象放在一起，利用各个过程或各种现象之间的相切点，解答要解决的问题。它反映学生学习知识的综合能力和分析解决问题的能力。
(3)应用性：这类题是把物理知识浸透到社会实际操作和应用到生活体验中，它能够反映学生对所学物理知识的理解和情感，同时也能反映学生对自己生活中的一些实际操作的认识水平。
多档位电器有关计算主要提现在当档位转换时，加入电路中的元件发生了变化，工作状态也相应发生变化。一、功率、电能、电热等相关物理量都应与新档位电路相对应；二、注意档位变化时，电器元件是如何加入电路的，串联还是并联，电路中物理量变化规律等；三、抓住这些要点，有关多档位计算题的计算一般都能很好得到解答。
技巧一：单元件转化法
单元件转化法适用于档位开关进行转换时，只是工作元件发生了变化，电路工作元件仍是单元件。电路电源不变，变化的只是工作元件，计算时以新接入电路元件为工作电器，按照有关规律计算即可。
【例题展示】
例题1（2017·广东）某校实验小组设计了一个智能供暖器，电路如题图所示，电源两端的电压U为220V，R1和R2是两个供热电阻丝，S1、S2是温控开关，工作过程如下：当气温低于25℃时，S1、S2都闭合；当气温等于或高于25℃时，S2断开，此时电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W(忽略温度对电阻丝
的影响)，求：
(1)电阻丝R2的阻值是多少?
(2)当气温低于25℃时，电路工作1.5h消耗电能是多少千瓦时?
【解析】开关S2闭合时，工作元件是R1与R2串联，开关S2闭合时，工作元件是R1。（1）由题意可知，S2断开时，电流表的示数为lA，电阻丝R1的电功率为20W，故R1为：R1?故，电阻R1、R2的总电阻为：R总?U总I总?220V?220?， 1AP2I2?20W(1A)2?20?。
所以电阻R2为：R2?R总-R1?220??20??200?；
U2(220V)2??2420W?2.42kW， （2）当气温低于25℃时，电路功率：P?R20?电路工作1.5h消耗电能是：W?Pt?2.42kW?0.5h?1.21kW?h
故，答案是：（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。 【答案】（1）电阻丝R2的阻值是20Ω；（2）电路工作1.5h消耗电能是1.21kW·h。 【跟踪训练】
1.（2017?无锡）下表示某型号电烤箱铭牌部分参数，其内部电路图如图所示，R1和R2均为电阻丝，电烤箱在低温档正常工作0.5h所消耗的电能是 kW?h，R2的阻值是 Ω。
额定电压 220V 高温档 额定功率 低温档 1100W 440W 2.（2017?遵义）有一种挂式电热水器内部简化电路如图所示，该热水器设有高、中、低三档，已知电热丝R1=55Ω，高档加热功率为1100W，电热转化效率为80%，水的比热容为4.2×103J/kg?℃）。求：
（1）将2kg水从20℃加热到75℃需要吸收多少热量； （2）用高档将2kg水从20℃加热到75℃需要多少时间； （3）只闭合S、S2时，电热水器的电功率是多少。
3.（2017?齐齐哈尔）如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门冷饮展示冰柜，该冰柜的玻璃门采用的是防雾玻璃，玻璃夹层中有电热丝用来加热玻璃，可以有效防止水蒸气凝结在玻璃上，电热丝与冰柜中的电动压缩机连接的简化电路如图乙所示，其相关参数如表所示。求：
（1）冰柜的电动压缩机正常工作时的电流为多少？ （2）冰柜正常工作时防雾电热丝的电阻为多少？
（3）该冰柜的玻璃门的质量是5kg，若不计热量损失，电热丝正常工作使门玻璃升高20℃需要多长时间？【玻璃的比热容为0.84×103J/（kg?℃）】
冰柜总质量 电动压缩机的额定功率 160kg 110W 额定电压 防雾电热丝的额定功率 220V 100W
4.（2017?河南）图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W。当开关S1、S2均闭合，饮水机处于 （选填“保温”或“加热”）状态，R1的组值为 Ω；用饮水机给2kg的水加热，当水温升高50℃，水吸收的热量为 J。[c水=4.2×10J/（kg?℃）]
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5.（2017?哈尔滨）在家庭实验室，小聪学习使用电熨斗，如图为一款有高温、低温两档的家用电熨斗，部分参数见下表。
请回答：
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(1)电熨斗平放在水平桌面上，它与桌面的接触面积为9.8×10m，则电熨斗对桌面的压强有多大？(g＝9.8N/kg)
(2)使用高温档时，通过电熨斗的电流是多少？（结果保留一位小数）
(3)电烫斗在一次使用中，高温档工作累计30min，低温档工作累计15min，求此次使用中一共消耗多少电能？
6.（2017?宿迁）冬天，人们常用电热毯来取暖．如图所示，是某品牌电热毯的等效电路，有高温档和低温档，低温档电功率为25W，已知电阻R=484Ω。求：
（1）开关S闭合时电热毯处于 档；
（2）电热毯在低温档下工作1小时所消耗的电能； （3）电阻R0的阻值。
7.（2017?盐城）在综合实践活动中，小峰设计了一种煮饭电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝 ，S1是自动控制开关，煮饭时，将该电路接入220V电源，在30min内，电路总功率随时间变化的图像如图乙所示，求：
（1）0～5min内通过R1的电流； （2）30min内电路消耗的电能； （3）10～15min内R1的电功率。
8.（2017?镇江）图是某电饭锅内部电加热器原理电路，它有烧煮和保温两档，开关S断开时，电饭锅处于 档，已知R1=484Ω，烧煮时的功率是保温时的11倍，则R2= Ω，该电饭煲烧煮，保温各1h