九年级多档位用电器工作状态及功率
15.4专题多挡位问题的分析及计算
苏科版九年级下册第十五章《电功和电热》 15.4专题 多挡位问题的分析及计算【知识梳理】1.电热器电路高低挡位的判断电热器电路中根据电阻的不同组合,可以实现几个不同功率工作状态的切换。
每一个工作状态称为一个挡位。
因此,挡位根据电功率的高低来区分的,功率越高,单位时间发热越多,被加热物体温度就越高,挡位就越高。
功率、挡位的对应关系如下表。
1212R 1单独工作(图甲),R 2单独工作(图乙),R 1、R 2串联工作(图丙),R 1、R 2并联工作(图丁) (1)电阻总电阻的判断因为串联电路总电阻大于其中任何一个电阻,并联电路总电阻小于其中任何一个支路电阻,所以12R R R R 并串>>>。
(2)电路总功率的判断①用公式2U P R判断,电源电压一定时,电路总电阻越小,功率越大,挡位越高。
②用公式P =UI 判断,电源电压一定时,电路总电阻越小,总电流越大,功率越大,挡位越高。
(3)挡位的判断①R 1、R 2并联工作(图丁)电阻最小,功率最大,所以是高温挡; ②R 2单独工作(图乙)电阻比并联电阻大,功率稍小,所以是中高温挡; ③R 1单独工作(图甲)电阻比R 2单独工作电阻大,功率更小,所以中低温挡; ④R 1、R 2串联工作(图丙)电阻最大,功率最小,所以是低温挡。
注意:以上挡位的命名是根据四种情况都存在而言的。
而对于给定的电路,可能存在上述情况中两到三种,比如某电路存在①②③三种情况,那么②就叫中温挡,③就叫低温挡;另一电路存在②③④三种情况,②就叫高温挡,③就叫中温挡;还有一电路只存在③④两种情况,③就叫高温挡,④就叫低温挡了。
所以具体的挡位命名需根据题目信息确定,只需根据功率的高低排序和题目中挡位对应起来就行了。
2.常见的高低温挡电路举例(1)串联电路(R1>R2)121212作时通过自身的电流不相同,计算时不要张冠李戴。
(2)并联电路(R1>R2)挡位开关组合电路状态12121212在哪个挡位工作,通过自身的电流都不变。
【精品】人教版初三物理第十一讲多档位问题
多档位题:判断依据:P=U 2/R(电路总功率) 当P →大时为高档位(加热档);当P →小时为低温档(保温档)1、电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关Se 自动控制),从说明书上收集到如下数据及图12所示的电路原理图(1)请分析说明温控开关S1断开时,饮水机处于哪种工作状态? (2)求电R1的阻值。
⑶求电热饮水机在加热状态下的工作电流。
2.如图是一台电烤箱电路的示意图,R 0、R 均是发热电阻丝, S 是控温开关。
XX 牌电烤箱额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 440W 电源频率 50HZ⑴电烤箱在高温档正常工作15分所消耗的电能; (2)电烤箱在低温档正常工作时,R 的电阻式多少?(3)假设在用电高峰时,家庭电路实际电压为220V ,电烤箱在高温档的实际功率为多少?3、小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。
图17是其内部简化电路图RR 0220V,开关S1可分别与触点a、b接触。
已知:R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,电源电压保持不变。
请分析和解答以下问题:⑴当开关S1置于a端、S2闭合时,电烤箱处于_______档位;当开关S1置于b端、S2断开时,电烤箱处于_______档位;(选填“高”、“中”或“低”)⑵电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少?⑶电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?4、在如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为“0~0.6”,电压表的规格为“0~15V”,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图乙所示。
(1)灯泡正常发光时的电流。
(2)当电流表示数为0.4A时,电压表的示数。
(3)为了保证电路安全,滑动变阻器接人电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率。
9、如图所示,电源电压U=18V,小灯泡L的额定电压为9V,当滑动变阻器的滑片P移至中点时,小灯泡L正常发光;当滑片P移至最右端时,小灯泡的实际功率为6W,则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为多少?4.(2011山东威海,第24题)图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。
(完整版)九年级物理电功率多档位计算2018
例1.(6 分)图10 是某电热烘干箱的简化电路图,S 是温探开关,电源电压为220V,R1是发热电阻丝,R2是阻值为110Ω的电阻。
开关S 接“2”时是高温挡,R1的电功率是110W;开关S 接“1”时是低温挡。
试求:(1)R1的阻值是多大?(2)低温挡时,电路中的电流是多大?(3)高温挡时,通电10min,R1消耗的电能是多少?1-1(8分)图9是某电火锅加热器的简化电路图,已知电源电压是220 V,R1、R2是发热电阻,开关接“1”时为低温挡,此时R1的功率是11 W,R2的功率是99 W;开关接“2”时为高温挡,试求:(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?(2)低温挡工作10 min,消耗的电能是多少?(3)高温挡的功率是多少?1-2(8分)图9是某课外活动小组设计的小台灯电路图。
S为单刀双掷开关,电源电压为12V且保持不变。
小灯泡的额定功率是6W,电阻R的阻值为6Ω。
当开关S接“2”时,小灯泡恰好正常发光。
若灯丝电阻不变,试求:(1)小灯泡的额定电流是多少?灯丝的电阻是多少?(2)小灯泡正常发光5min,电流通过小灯泡所做的功是多少?(3)开关S接“1”时,电阻R的功率是多少?例2.(7分)某食堂的电热蒸饭柜的简化电路如图ll所示。
R1和R2均为电热丝,R2电阻为45Ω,电热蒸饭柜的额定电压为220 V。
只闭合S,是保温状态,同时闭合S1、S2是加热状态,加热功率是4 840 W。
试求:(1)R 1的电阻是多少?(2)保温状态时,电路中的电流是多少?(3)该电热蒸饭柜保温lO min,R 1和R 2所产生的总热量。
2-1图10是某实验小组设计的加热器的简化电路图。
R1、R2是发热电阻,R2阻值是15Ω,电源电压是12 V。
该加热器有高温和低温两个挡位,低温挡的电功率是6 W。
试求:(1)低温挡时,电路中的电流是多少?(2)R1 的电阻是多少? (3)高温挡时的电功率是多少? 2-2. (8分)图9甲是用来焊接塑料管的热熔器,两个塑料管的接头部分在热熔器中熔化,再被紧压、冷却,结合为一体。
物理人教版九年级全册多档位电热器的功率计算
U2 P 低 R1 R2
多档位的实质:
电热器往往需要设计不同的档位,切 换电热器的开关,就能改变电热器的 档位,其实质是改变电热器的电功率.
1、如图是某家用电热器内部电路结构图,其中R1、 R2为加热电阻丝(R1>R2)。下列关于电阻丝的四 种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,其 中大小说法正确的是( )
热风档
现有两只电阻R1 和 R2 (R1 >R2 ), 一个电压为U的电源,你可以组 装出几种连接方式不同的电路?
(R 1 >R 2 )
总电阻关系: R丁>R甲> R乙> R丙
功率关系: P丙>P乙> P甲> P丁
规律发现与总结
当电路中的电阻都是电热丝时,电路中 的总电阻越 小 ,加热总功就 越大, 就处于 高 温档;电路中的总电阻 越 大 ,加热总功率就 越小 , 就处 于 低 温档。
武汉四十五中学 辜泽南
1、图甲是一种常见的用电器——电吹风, 它既可以吹热风,又可以吹冷风。图乙是 电吹风的电路示意图,图中开关所在的位 置(阴影部分)表示触点O与触点1、2同时 接通。请你分别在方框a、b中填入合适的 元件不工作
电动机
电热丝
冷风档
电动机
电热丝
一般可以通过以下三种方式改变挡位:
电路图
等效图
S闭合
档位 (电功率)
高温档
U P 高 R1
2
类 型 一
R1
R2
S
R1
S断开
低温档
U P 低 R1 R2
2
R1、R2都是 加热电阻
R1 R2
电路图
等效图
S闭合
档位 (电功率)
人教版九年级物理全册 《用电器多挡位问题》电功率
用电器多挡位问题
用电器多挡位问题
专题概述
用电器的多挡位问题是集电热、电功、电功率于一体的综合性问 题,是电学问题的重点和难点。其主要类型包括用电器的多挡位问 题、电热器的多挡位问题。
解答用电器的多挡位问题时关键是弄清楚用电器的工作特点,不 同挡位对应的功率、电流、电阻等物理量。例如:豆浆机工作时主 要包括加热和打浆两个过程、全自动洗衣机工作时主要包括洗衣和 脱水两个过程、电吹风工作时主要明确是吹冷风还是吹热风等。
图3-ZT-4
9min
电热 器挡 位
额定 额定 水升高 加热 电压 功率 的温度 时间
高温 220 挡V
6 10 ℃
min
中温 220
8
(1)低温挡的工作电阻阻值是___8___℃__;中温挡的工作电
阻阻值是挡_______V_;高温挡的工作电阻阻值是m_i_n______。
(2)电低热器温用中温22挡0工作1时00,电热器的效率9是多少?
用电器多挡位问题
解:(1)并联 内 U2
(2)由题知,加热功率 P1=1210 W,U=220 V,由公式 P=R变形得豆浆机 U2 (220 V)2
的加热电阻:R=P1= 1210 W =40 Ω。 (3)由图象可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,电热管工作时间 t1=9 min
W =540 s,电动机工作时间 t2=2 min=120 s,由公式 P=t变形得豆浆机 正常工作做一次豆浆消耗的电能:W=P1t1+P2t2=1210 W×540 s+120 W ×120 s=6.678×105 J。
串联的状态,则电热器一般处于低________(选填“高”“中” 或“低”)挡位;如果电热器处于两电阻并联的状态,则电
物理人教版九年级全册电学多档位的问题
电学中多档位的问题龙江县杏山镇中心学校董成林【教学目标】1:了解用电器的名牌,认识多档位的用电器,能够正确判断多档位用电器工作的状态。
2:熟练地进行多档位用电器电功率的有关计算。
【教学重点】多档位用电器电路图的理解,工作所处状态的判断;【教学难点】多档位用电器功率的有关计算。
【教学准备】课件准备,用电器电路图,名牌的材料。
教师准备:自制多媒体课件、【学情分析】初中生能看懂用电器的名牌,但是分析电路图的动态变化有困难。
教师的通过多分析,多讲解,多建立小组和作来帮助学生理解,计算。
【教学过程】一(学)自学导入:家用电器:电烤箱,电热水器,电饭锅,电热毯,电吹风机,它们都有加热和保温档等不同档位,我们称这类用电器为多档位工作用电器。
二(研)小组合作探究:回答以下问题。
图1 图2(展)1:分析以上两个用电器的电路图,这俩个用电器各有几个档位?2:说出每个档位,开关所处的状态。
3:通过以上两题总结归纳多档位用电器工作时所处的状态的判断方法和理论依据。
三(练)多档位的计算:(学生分组计算,选择做得好的上黑板板书)1.已知某电热毯有高、低温两档,其原理如图所示,R1=484Ω,R2=726Ω,求高档电功率,低挡电功率?2..电熨斗的原理如图所示,R1,R2为发热丝,已知R1 =96.8Ω,R2=48.4Ω求高温档功率,低温档功率。
四:(达)达标训练。
1.小赵家的电饭煲原理简图如图1所示。
电饭煲铭牌上标有“220V 2200W”的字样。
它有高温烧煮和保温两个档位,可通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝。
当开关S接高温烧煮档时,电路的功率为2200W,当开关S接保温档时,电路的总功率为110W。
问:(1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S应与哪个触点连接?(2)电热丝R0的阻值为多大?(3)当电饭煲在正常保温档时电路中的电流多大?保温20min,电热丝R0产生的热量为多少?图(1)2..如图所示,电热水器有加热和保温两种状态(由机内温控开关S2自动控制),其铭牌技术参数如表中所示。
初中物理家用电器多档位电功率问题课件
多少瓦特?
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2、武汉市某小学的学生发明的电 热课椅获得了国家专利。有一种电 热课椅主要由坐垫和脚踏组成,它 的电路如图所示。坐垫内的电热丝
R1、R2的阻值分别为260Ω、150Ω ,脚踏内的电热丝R3的阻值为
400Ω。闭合开关S1,调节开关S2, 可以使脚踏分别处于“低温档”、 “中温档”、“高温档”(不考虑 温度的变化对电阻的影响) (1)该电热课椅消耗的最大功率 是多少? (2)当脚踏处于中温档时,电热 课椅在10s内产生的热量是多少?
(1)电饭锅在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R的阻值多大?
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二、R1、R2串联
闭合S接2时,R1、R2串联,为低温档: (1)R1是发热电阻R2是分压电阻时,
P低=[U/(R1+R2)]2R1 (2)R1、R2都是发热电阻时,P低=U2/(R1+R2)
闭合S拨到3时,高温档: P高=U2/R1
闭合S1、S2时,高温档:P高=U2/R1+U2/R2
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1、电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体,既安全又节
能.下图是某型号电压力锅的工作电路图,其额定电压为
220V.(1)当S1、S2同时闭合时,电路处于正常加热状态,此 时R1和R2的总功率为1000W,这时电路中的总电流是多大?(2) 当锅内压强达到设定值时,压力开关S1会自动断开,此时电路处 于保温状态.已知R2=242Ω,求这时电路中的电功率是多大? (3)当电压力锅处于正常加热状态时,若不计热损失,要把5kg、
于加热状态,此时发热体的电功率为1000W;当水烧开
2019中考多档位家庭用电器的计算
第3讲 多档位家庭用电器的计算类型一、串联型1.某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示,R 1和R 2均为电热丝。
求:(1)电路中R 1和R 2的阻值分别是多少?(2)该电烤箱在低温档正常工作时,R 1的功率是多少? (3)低温档工作10min ,R 2的消耗的电能是多少?(4)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只电烤箱通电,使其处于加热状态1min ,电能表(标注3000r/Kw ·h )的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?类型二、并联型2.如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S0.该饮水机的部分参数已知:额定电压为220V ,加热时的总功率为880W ,保温时的功率为80W ,R1、R2为加热电阻丝.(假设它们的阻值不变)(1)当S 和S0闭合时,饮水机处在 状态,求此时电路的总电流是多大?(2)在保温状态下,电阻丝R2的阻值为多少? (3)高温档时,电阻丝R1的阻值是多少?(4)若实际电压只有165V 时,饮水机加热的实际总功率是多大?【快速练习】1.如图是电源电压恒为220 V的电热烘干箱的基本电路图,S是双掷开关,R1是发热电阻,定值电阻R2为110 Ω,当S接“2”时,R1的电功率是110 W,试求:(1)R1的阻值;(2)当S接“1”时,电路中的电流是多少?(3)当S接“2”时,通电15分钟,R1消耗的电能是多少?2.下图是电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭,S1为挡位自动控制开关,R0和R均为电热丝,R0的阻值为1210 Ω,该电饭锅铭牌技术参数如下表所示(低温焖饭挡额定功率模糊不清).求:(1)电饭锅高温烧煮0.5 h消耗的电能;(2)电饭锅低温焖饭时的额定功率;(3)电热丝R的阻值.3.图甲是一种新型家用电器——电压力锅.图乙是某型号电压力锅工作电路简图,表中数据是其部分参数.其中R 是主加热器,R 0是保压加热器.接通电路后,开关S 自动与触点a 、b 接通,开始加热.当锅内温度达到105 ℃,开关S 自动与a 、b 断开,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾.现将5 kg 初温为25 ℃的水加入电压力锅中,接通电路使其正常工作30 min.热量损耗不计,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃).求:(1)电压力锅在加热状态时主加热器R 的电阻; (2)电压力锅多少分钟后开始保压;(3)电压力锅在此30 min 内保压时所消耗的电能.4.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,以得到食物最佳的口感.图乙为其电路原理图,R 1和R 2为电阻不变的电热丝.S 1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变化的图像如图丙所示.求:(1)0~30 min ,电饭煲产生的总热量; (2)S 和S 1均闭合时,电路中的总电流;(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S 1第一次自动断开产生的热量相同.用电高峰期,当实际电压为200V 时,使用该电饭煲,从开始工作到S 1第一次自动断开需要多长时间.电烧水:Ⅰ普通电烧水1.有一只电热水壶,其铭牌上标有“220 V 1 210 W”的字样,不考虑温度对电阻的影响,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).求:(1)它正常工作时通过电阻丝的电流有多大?(2)它正常工作时电阻丝的电阻有多大?(3)当实际电压为200 V时,该电热水壶的效率为80%,在一标准大气压下将壶内1 kg 的水由20 ℃加热至沸腾,需要加热多少分钟?2.小强家买了一自动电热水壶,其铭牌如下表.小强装了1 L的水,加热6 min后把水烧开,水壶自动断电.已知大气压为1个标准大气压,家庭电路电压为220 V,电热水壶的电阻不变,水的初温为20 ℃,c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3.求:(1)这壶水吸收的热量;(2)电热水壶的热效率;(3)在用电高峰期,电路中的实际电压降为198 V时,电热水壶的实际功率.此时烧开一壶水需要多少秒?(保留一位小数)Ⅱ多挡位电烧水3.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1 000 W和400 W两挡功率,挡位可自动调节.其工作过程是:按下开关,自动选择1 000 W挡将汤煮至100 ℃,然后自动跳至400 W挡进行保温慢炖.设汤的初温为20 ℃,质量为3 kg,汤的比热容为4.0×103 J/(kg·℃).求:(1)若电炖锅将汤从初温加热至100 ℃耗时20 min,在此过程中汤吸收的热量是多少?电炖锅效率是多少?(2)R2的阻值是多少?(3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由.4. 爱好科学的小明同学找来了一种电热饮水机,如图:甲是饮水机的简化示意图,S 是温控开关,当S、S1都闭合时为加热状态,S断开、S1闭合为保温状态.图乙是饮水机的铭牌参数.请你帮他求出:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]?(1)初温为20 ℃的一满箱水,用此饮水机将水加热到90 ℃需要吸收的热量是多少?(2)电阻丝R2的阻值多大?(3)在正常加热状态工作下,加热5 min需要消耗的电能是多少?火烧水类5.用酒精灯给质量为0.5 kg的水加热,当水的温度升高20 ℃时,消耗了5 g酒精.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg](1)0.5 kg的水温度升高20 ℃,需要吸收多少焦的热量?(2)5 g酒精完全燃烧放出多少焦的热量?(3)加热效率是多少?6.用炉子烧水时,将10 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,燃烧了0.5 kg的焦炭.水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值是3.0×107 J/kg.试求:(1)水吸收的热量是多少?(2)0.5 kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少?(3)炉子烧水的效率是多少?太阳能烧水类7.某太阳能热水器中装有40 kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10 ℃升高到60 ℃,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:(1)热水器中的水所吸收的热量.(2)已知此太阳能热水器的加热效率是50%,如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米的天然气(天然气的热值为8.4×107J/m3,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)?8.太阳能热水器具有安全、节能、环保等特点,某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120 kg,集热管长1.8 m,内底部到储水箱中水面的高度为1.5 m. 若某地太阳光照射的时间为平均每天5 h,太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×103W.求:[c水=4.2×103J/(kg·℃),g 取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3](1)水对集热管内底部的压强.(2)当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107 J时,水升高的温度.(3)若该太阳能集热管5 h接收的热量全部用来驱动一辆电动汽车,电动汽车质量为500 kg,运行过程中受到的平均阻力为车重的0.02倍,可供该电动汽车以36 km/h的速度匀速行驶多少小时?【课后巩固】1.CFXB型“220V1100W”电饭煲有两档开关虚线框内为电饭堡的简易原理示意图),如图所示:(1)档“2”是高温烧煮,当接档“2”时,电路的功率为1100W,求此时电路中的电流和电阻R0的阻值为多少?(2)档“1”是焖饭、保温,当接档“1”时,电路的总功率为22W.求串联电阻R的阻值;(3)串联电阻R在档“1”时的功率。
初中物理家用电器多档位电功率问题
(2)标有“吹温热风功率(W)”后面的数值被磨损,某同学为测 量它的具体数值,先断开其它家用电器,并将电吹风的开关 (kāiguān)调至“温热风”档后接入220V的家庭电路中,发现他们家 用的电子式电能表(3000imp/(kw·h))在2min内指示灯恰好闪了 46次。试计算该电吹风吹温热风功率的大小。“3000 imp/ (kw·h)”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1 kw·h的电能 ,电表上的指示灯闪烁3000次。
第九页,共40页。
1、下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路(diànlù) 如右下图所示,R1和R2均为电热丝。求: (1)电烤箱在低温挡正常工作时,电路(diànlù)中的电 流; (2)电路(diànlù)中R1的阻值。
第十页,共40页。
2、CFXB型“220V 1100W”电饭锅的原理图如图所示,它有 高温、保温两挡,通过单刀(dāndāo)双掷开关S进行调节, R0为电热丝.当开关S接高温挡时,电路的功率为1100W, 当开关S接保温挡时,电路的总功率为22W. (1)电饭锅在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接? (2)电热丝R的阻值多大?
第二十三页,共40页。
4、小滨对家中的豆浆机非常感兴趣,于是,他收集了如下信息: 如图甲是豆浆机的工作原理图,其中电动机是用来(yònɡ lái)带 动刀头将原料进行粉碎打浆的,额定功率P1=200W;R是加热电 阻.额定功率P2=1100W.图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信 息,请你根据信息解答以下问题: (1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流;(2)豆浆机加热电 阻的阻值;(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能.
第六页,共40页。
2、小明家新买了一款电热水壶,简化工作电路如图所示,R0为主加热器 电阻,R为保温加热器(R0、R的阻值不受温度影响);温控开关S在水温 度较低时,会自动(zìdòng)闭合,当水沸腾后,会自动(zìdòng)断 开.其铭牌如表,请你求解下列问题: (1)电热水壶正常工作时,通过主加热器R0的最小和最大电流分别是多 少?(2)若电热水器正常工作时,所产生的热量有67.2%被水吸收,则 将一满壶20℃的水在标准大气压下烧开,需要加多热长时间?[水的比热 容c=4.2×103J/(kg•℃)].
(完整版)九年级物理电功率多档位电器
220V S R 1 S 1 R 2 多档位用电器的工作状态问题 (一)、多档位用电器的工作原理通常家用多档位用电器是通过改变开关状态来改变接入电路的电阻的大小而改变工作电路,从而改变用电器消耗的电功率,达到改变工作效果的目的。
如常见的电饭锅、电热水器加热时用消耗电功率较大的档;保温时用消耗电功率较小的档。
(二)、多档位用电器工作时所处的状态的判断方法由于家庭电路中电源电压不变(220V),电路中用电器的电阻一般不变,所以通常用公式P=U 2/R 进行判断。
1、电热器加热时(高温档),电功率P=U 2/R 较大,由于电压U 一定,则R 较小;2、电热器保温时(低温档),电功率P=U 2/R 较小,由于电压U 一定,则R 较大。
准备题:1、在下图电路中R 1>R 2,电源电压相同且恒定。
四电路总功率P 甲、P 乙、P 丙、P 丁由大到小的顺序是 。
2、分析各电路能实现几档?说出各档开关状态和相应的等效电路。
(电路中R 1《R 2,电源电压恒定)(1)在图甲中,当开关S 1 时,开关S 2 时,是低档工作状态;当开关S 1 时,开关 S 2 时,是中档工作状态;当开关S 1 时,开关S 2 时,是高档工作状态。
(2)在图乙中,当开关S 时,是低档工作状态;当开关S 时,是高档工作状态。
关键:判断电路中总电阻的大小,从而判断电路中总功率的大小。
典型例题例1、小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。
如图,是其内部简化电路图,开关S 1可分别与触点a 、b 接触。
已知:R 1=60Ω,R 2=180Ω,电源电压保持不变。
请分析和解答以下问题: (1)当开关S 1,置于b 端、S 2断开时,电烤箱处于什么档位? (2)电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少?(3)电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min ,消耗的电能为多少?例2、如图是额定电压为220V 的理发用电吹风的典型电路.其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,正常工作时: (1)要送热风,选择开关应放在 间.(填"AB”、“BC”或“CD'’) (2)已知电动机的额定功率是120W,,当送冷风时,通电5min ,电流所做的功是多少? (3)如果电热丝电阻是55Ω,当送热风时,电路消耗的总功率是多少?例3、电饭煲的原理图如图所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两档,通过单刀双掷开关S 进行调节,R 0为电热丝。
沪科版九年级物理知识点精讲:多挡位电热器电热的计算
多挡位电热器电热的计算安徽杨飞有关电功率和电热的计算题是初中物理的难点之一。
这类试题的综合性较强,难度较大。
试题常以生活中常用的多挡位家用电器(如电饭锅、电饮水机、电饼铛等)为素材,考查有关物理量的计算。
一、两挡电热器两挡电热器分为两种情况,即两个电阻串联和两个电阻并联。
1.两个电阻串联时,电源电压保持不变,根据2UPR可知,两个电阻串联时,电路的电阻最大,电热器处于低温挡(即发热功率较小);当一个电阻被短路,电路中只有一个电阻工作时,电路的电阻较小,电热器处于高温挡(即发热功率较大)。
例1 (2016南京)某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图1所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。
已知R1=44Ω,R2=2156Ω。
(1)开关S置于______(选填“1”或“2”)挡时是高温烧煮挡,它的功率是多大?(2)保温焖饭时电路中的电流是多大?10min产生的热量是多少?(3)若只要求将保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算体说明改进措施。
解析 (1)开关置于2挡时,电阻R 2短路,电路中只有R 1,电路的电阻最小,故功率最大,为高温烧煮挡,此时的功率为221220=110044U V P W R ==Ω高();(2)开关置于1挡时,两电阻串联,电路电阻最大,为保温焖饭挡,电路电流122200.1442156U VI A R R ===+Ω+Ω;10min 产生的热量Q=I 2Rt=(0.1A)2×(44Ω+2156Ω) ×10×60s=1.32×104J ;(3)保温功率P 保=UI=220V×0.1A=22W ,保温焖饭挡的功率提升10%后的功率:P 保′=P 保(1+10%)=22W×110%=24.2W ,由2U P R=得,此时电路的电阻为22//220=200024.2U V R W P ==Ω保(),为了保证高温挡功率不变,所以应该改变R 2的阻值,R 2′=R ﹣R 1=2000Ω-44Ω=1956Ω,即把R 2换成阻值为1956Ω的电阻。
中考电热器多档位问题解析オ
中考电热器多档位问题解析オ物理知识源于生活,又服务于生活.所以中考中经常遇到联系生活的题目,如多档位用电器是如何工作的?在人教版九年级物理中焦耳定律一节的学习之后,会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电饭锅、电热水器、电暖气有几个档位的问题,学生学到此不知如何下手,因此,有必要介绍一下这类问题的解题思路:首先清楚高档位电功率最大,中档位次之,低档位电功率最低.第二因为是家庭电路一般情况认为电压是恒定的220 V.因为电压恒定所以我们用到的电功率公式是P=U2/R当U2一定时R越小P越大.这样就找到问题的答案了.[TP4CW05.TIF,Y#][HTH]例1[HTK]小红设计了一个多档位电热水器,其工作电路如图1所示,R1R2是两根电热丝,改变触点1、2、3、4间的连接方式可形成高温、中温、低温等不同档位.试说明哪种连接是高档?哪种是中档?哪种是低档?[HTH]解析[HT]当2与4连接时R1与R2组成串联,电路中电阻最大,根据P=U2/R ,U一定时,R越大,P最小,所以是低档位.当1与2连接时,只有R1接入,此时电阻比2与4连接时小,根据P=U2/R可知P较大,所以是中档.当1与2连接,3与4连接时,R1与R2并联,电阻最小,根据P=U2/R ,P最大,所以是高档.除上述题型外还有利用短路形成电热器的档位问题的.[TP4CW06.TIF,Y#][HTH]例2[HTK]内部电路如图2所示,R1是加热电阻,阻值为48.4 Ω,R2是限流电阻,阻值为484 Ω,煮饭时,接通电源220 V,问:(1)开关S处于什么状态时电饭锅处在加热状态;(2)饭熟后S处于什么状态时电饭锅位于保温状态;(3)求保温与加热两种状态电饭锅消耗的电功率之比是多少?[HTH]解析[HT](1)当S闭合时R2被短路,电路中只有R1,电路中电阻最小,U一定,根据P=U2/R可知电功率最大,所以处于加热状态.(2)当S断开时短路线去掉R2与R1串联,电路中电阻最大,U一定,根据P=U2/R可知电功率最小.所以处于保温状态.(3)加热时电功率P保=U2/48.4保温时P热=[SX(]U2[]48.4+484[SX)],所以两次的功率之比为11∶1.总之,多档位问题中除了会用P=U2/R分析电热器处于什么档位外,还会在已知用电器额定电压、额定功率的题中运用P=U2/R求电阻,如2008年中考最后一道大题就是多档位电热毯问题仍然用到P=U2/R.[HTH]例3[HTK]某电热毯只有一个挡位,使用不方便.小明想用一电阻丝作发热体与其串联,将它改造成有两个挡位的电热毯.已知原电热毯的额定电压为220 V,为了测定它的额定功率,小明把它与一个标有“220 V 25 W”灯泡串联在家庭电路中(如图1所示),电压表的示数为176 V.(电源电压恒为220 V,不考虑温度对电阻阻值的影响)求:(1)原电热毯的额定功率多大?(2)为了使改造后的电热毯(如图3所示)在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三,小明需一个阻值多大的电阻丝?(保留一位小数)(3)改造后的电热毯,在低温挡位时工作10 min,R0消耗多少电能?[TP4CW07.TIF,BP#][HJ0.9mm][HTH]分析[HT](1)因小灯泡的额定电压,额定功率已知,所以根据P=U2/R得R=U2/P,小灯泡的电阻RL=[SX(]U2[]PL[SX)]=[SX(]2202[]25[SX)]=1936 (Ω).电热毯电阻R0的电压U0=220 V-176 V=44 V,根据串联电路电压之比等于电阻之比,所以R0=([SX(]U0[]UL[SX)])RL=([SX(]44 V[]176 V[SX)])×1936 Ω=484 Ω,所以电热毯的额定功率P额=[SX(]U2额[]R0[SX)]=[SX (](220 V)2[]484 Ω[SX)]=100 W.(2)改造后的电热毯在低档位时,开关处于断开状态,R0与Rx串联,总电阻是R0与Rx的和,所以电阻最大,电功率最小,据题意可知:总发热功率P=[SX(]3[]5[SX)]P额=[SX(]3[]5[SX)]×100 W=60 W,电路的总电阻R总=[SX(]U2[]P[SX)]=[SX(](220 V)2[]60W[SX)]=806.7 Ω,电热丝的电阻Rx=R总-R0=806.7 Ω-484 Ω=322.7 Ω.(3)改造后的电热毯在低档位时,R0消耗的电能W0[WB]=P0T=I2R0T=([SX(]P[]U[SX)])2R0T[DW]=([SX(]60 W[]220 V[SX)])2 ×484 Ω×10×60 s=21600 J.[HTH]例4[HTK]图5所示是家用饮水机的工作原理图,其中S是温度控制开关,当水温升高到一定温度时,饮水机从加热状态自动切换到保温状态,[TP4CW08.TIF,Y#]已知电阻R0=55 Ω,R=2365 Ω.(1)当开关S处于“2”档时,通过电阻R和R0的电流各是多大?(2)当开关S分别处于“1”档或“2”档时,饮水机的总功率各是多少?(3)请判断当开关S处于“1”档时,饮水机处于加热状态还是保温状态?简述理由.[HTH]解析[HT](1)当开关S处于“2”档时,R被短路,通过电阻R的电流为零.通过电阻R0的电流I=[SX (]U[]R0[SX)]=[SX(]220 V[]55 Ω[SX)]=4 A.(2)当开关S处于“1”档时,饮水机的总功率P1=[SX(]U2[]R0+R[SX)]=[SX(](220 V)2[]2365 Ω+55 Ω[SX)]=20 W,当开关S处于“2”档时,饮水机的总功率P2=[SX(]U2[]R0[SX)]=[SX(](220 V)2[]55 Ω[SX)]=880 W.(3)当开关S处于“1”档时,饮水机处于保温状态.理由是当开关S处于“1”档时,饮水机的总功率远小于开关S处于“2”档时,饮水机的总功率.。
中考物理复习 第十单元 电功率 生活用电 专题(10)电热器多挡位问题课件
2021/12/9
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专题(zhuāntí)十┃ 电热器多挡位问题
【规律(guīlǜ)总结】 电热器工作时将电能转化为内能,根据实际需要
往往要设计不同挡位。电热器的高低挡指的是不同“功率”,电功率 大的为高挡位,电功率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下,通 过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率,实现高、中、低挡之 间的转换,一般情况是通过电阻短路或改变电路连接方式等方法实现( 如图所示)。
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专题(zhuāntí)十┃ 电热器多挡位问题
变式2 如图ZT10-5所示是电热水器原理的简单示意图。通过开关S 可以使热水器处于加加热热(ji或ā r保è)温状态。闭合开关S时,热水器处于 ______状态。在热水器的蓄水(xù shuǐ)桶中装水至最高水位后,桶 中 是水___的__质__量_J。为小10明kg在,把家这单些独水使由用4它82时℃.1×,加1发热06现到9家8里℃标需有要“吸1收20的0 热量 r/(kW·h)”的电能表在1 min的时间里转盘转过了30转,则此时电热水
电功率随时间变化的关系图像如图丙所示。 (1)求0~30 min内电饭煲产生的总热量。
解:(1)由题图丙知电饭煲产生的总热量 Q=P1t1+P2t2=660 W×15×60 s+440 W×15×60 s=9.9×105 J。
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专题(zhuāntí)十┃ 电热器多挡位问题
D.电烙铁在正常工作时比保温时消耗电能多
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专题(zhuāntí)十┃ 电热器多挡位问题
人教版九年级物理有关电功率的计算——多档位用电器
R 80 470 2 R 1 550 总 R
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链接中考
如图所示是家用电饭煲的电路图,R1 、R2是电热丝, “煮饭” 时功率是 605W,水迅速被加热,达到预定温度后,S由温控开关自动控制切换到 “保温”状态,功率是88W。 断开 时是“保温”档 (填“闭合 (1)开关 闭合时是“煮饭”档,开关 ”或“断开”)。 S (2)求R2的电阻。 R1 R2 (3)若所煮食物吸收的热量是电饭煲消耗电能的 80% ,当正常煮饭15min食物吸收热量是多少?
有关电功率的计算
——多档位用电器
物理讲师 王克达
问题导入 • 多档位用电器是通过改变开关状态来改变用电 器工作电路,从而改变用电器消耗的电功率, 以达到改变工作效率的目的。 • 如常见的电饭锅、电热水器等,使用较大电功 率档位时,水温升高的较快。
原理分析
S1
说出各电路能实现几档以及各档开关状态和相应的等效电路。 S R1 R1 R2 220V R2
S2
图1
图2
总结规律
如下图电路中R1>R2,电源电压相同且恒定。四电路总功率分别 为P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是 P丙>P乙>P甲>P丁 。
R1 R2 R1 R1 R2
R2
甲
乙
丙
丁
实例解析
下图是一家用电吹风的主要技术参数和简化电路图,请你仔 细观察,然后解决下列问题:(6分) (1)电吹风吹冷风时,开关旋至 B、C 处。 (2)电吹风吹冷风5min消耗的电能是多少? (3)电吹风正常工作时,通过电吹风插头处的最大电流是 多少?
a M
(1)豆浆机中的电动机和电热丝的 是 并 联;并完成电路图的连接。 (2)豆浆机正常工作时的最大电流 是 A。 (3)若实际电压200V,电加热器的 功率是多少?
初中物理专题复习 多档位家电的计算
S1断开、 S2接b端:
a S2 b
P1
u2 R1
u2 R2
P2
u2 R1
P3
u2 R1 R2
因为 P1>P2>P3 所以 P1是高 温档功率, P2是中 温档功率, P3是低 温档功率
温馨提示
家庭电路的电压是220v 家用电器的额定电压是220v
小玲研究了市场上销售的家庭饮用水机的内部电路图,发现电路主要有两种,并 且都有保温和加热两种工作状态,如图中甲、乙所示,若两种饮水机在220V电 压下正常工作,加热时每个电路消耗的总功率均为500W,保温时每个电路消耗 的总功率为50W,试问: ①当闭合甲图中的开关S1,断开乙图中的开关S2时,甲、乙两电路分别处于什么 工作状态? ②甲图饮水机处于保温状态,5min内消耗的电能是多少? ③乙图饮水机中电阻R4的阻值是多少?
多档位家电的计算
一.什么是多档位家用电器?
在使用中有高温档、低温档两档,或有加热 档、保温档两档,或有高、中、低三档的 家用电器。
二.日常生活中的多档小家电有:
三.多档位的实质
电热器往往需要设计不同的档位,切换电热 器的开关就能改变电热器的档位,其实质 是改变电热器的电功率。
四.用电器的档位改变电功率的原理
①分析电路原理图或根据你的实际生活经验,如果不按下开关S, 电饭锅_____(选填“能”或“不能”)煮熟饭。
②当电饭锅处于正常加热状态时,电路中的电流是多大?
③当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?
2.如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图,它有高、中、低三个档位,已 知R1=120Ω ,R2=240Ω 。求:
①R1的阻值是多大? ②低温档时,电路中的电流是多大? ③高温档时,通电10min,R1消耗的电能是多少?
2022-2023年中考物理复习《多挡位用电器挡位的判定与计算》
所以,R1=U2/P1=(220V)2/440W=110Ω
例2.如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机,
其电路图如图乙所示,S1为温控开关,额定电压为220V,加 热功率为500W,保温功率为60W。R1、R2均为加热电阻丝 (假设电阻不变),回答下列问题:
(2)某一次小红家中只使用了饮水机,在加热状态下她观察 到电能表上的指示灯在5min内闪烁了54次,她家电能表上标 有“1600imp/(kW·h)”的字样,此时,饮水机的实际功率 和实际电压分别是多少?
解析:(2)饮水机消耗的电能:
W n 54 kW h=1.215106J N 1600
实际功率:
R总=R2
2.三挡位 电路图示例
挡位判断
①S闭合,S1断开,S2接b时,R1、R2 串联,R总=R1+R2,电路处于低温挡; ②S、S1闭合,S2接a时,R1、R2并联 ,R总小于R1和R2,电路处于高温挡; ③S、S1闭合,S2断开时,只有R1接入 电路,R总=R1, 电路处于中温挡
例1.如图所示是调温型电熨斗的简化电路图,它的工作电压 为220V。R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件,R2的阻值为 61.6Ω 。低温挡的电功率为440W。求: (1)低温挡工作时,电路中的电流是多少? (2)电阻R1的阻值是多少? (3)高温挡的电功率是多少?
解析:(1)由P=UI得, 低温挡电路中的电流: I=P低/U=440W/220V=2A
解析:(2)只闭合S1时,R1和R2串联, 电熨斗处于低温挡,电路总电阻: R总=U/I=220V/2A=110Ω R1=R总-R2=110Ω-61.6Ω=48.4Ω
中考电热器多档位问题解析
中考电热器多档位问题解析作者:王香月来源:《理科考试研究·初中》2015年第04期物理知识源于生活,又服务于生活.所以中考中经常遇到联系生活的题目,如多档位用电器是如何工作的?在人教版九年级物理中焦耳定律一节的学习之后,会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电饭锅、电热水器、电暖气有几个档位的问题,学生学到此不知如何下手,因此,有必要介绍一下这类问题的解题思路:首先清楚高档位电功率最大,中档位次之,低档位电功率最低.第二因为是家庭电路一般情况认为电压是恒定的220 V.因为电压恒定所以我们用到的电功率公式是P=U2/R当U2一定时R越小P越大.这样就找到问题的答案了.[TP4CW05.TIF,Y#][HTH]例1[HTK]小红设计了一个多档位电热水器,其工作电路如图1所示,R1R2是两根电热丝,改变触点1、2、3、4间的连接方式可形成高温、中温、低温等不同档位.试说明哪种连接是高档?哪种是中档?哪种是低档?[HTH]解析[HT]当2与4连接时R1与R2组成串联,电路中电阻最大,根据P=U2/R ,U一定时,R越大,P最小,所以是低档位.当1与2连接时,只有R1接入,此时电阻比2与4连接时小,根据P=U2/R可知P较大,所以是中档.当1与2连接,3与4连接时,R1与R2并联,电阻最小,根据P=U2/R ,P最大,所以是高档.除上述题型外还有利用短路形成电热器的档位问题的.[TP4CW06.TIF,Y#][HTH]例2[HTK]内部电路如图2所示,R1是加热电阻,阻值为48.4 Ω,R2是限流电阻,阻值为484 Ω,煮饭时,接通电源220 V,问:(1)开关S处于什么状态时电饭锅处在加热状态;(2)饭熟后S处于什么状态时电饭锅位于保温状态;(3)求保温与加热两种状态电饭锅消耗的电功率之比是多少?[HTH]解析[HT](1)当S闭合时R2被短路,电路中只有R1,电路中电阻最小,U一定,根据P=U2/R可知电功率最大,所以处于加热状态.(2)当S断开时短路线去掉R2与R1串联,电路中电阻最大,U一定,根据P=U2/R可知电功率最小.所以处于保温状态.(3)加热时电功率P保=U2/48.4保温时P热=[SX(]U2[]48.4+484[SX)],所以两次的功率之比为11∶1.总之,多档位问题中除了会用P=U2/R分析电热器处于什么档位外,还会在已知用电器额定电压、额定功率的题中运用P=U2/R求电阻,如2008年中考最后一道大题就是多档位电热毯问题仍然用到P=U2/R.[HTH]例3[HTK]某电热毯只有一个挡位,使用不方便.小明想用一电阻丝作发热体与其串联,将它改造成有两个挡位的电热毯.已知原电热毯的额定电压为220 V,为了测定它的额定功率,小明把它与一个标有“220 V 25 W”灯泡串联在家庭电路中(如图1所示),电压表的示数为176 V.(电源电压恒为220 V,不考虑温度对电阻阻值的影响)求:(1)原电热毯的额定功率多大?(2)为了使改造后的电热毯(如图3所示)在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三,小明需一个阻值多大的电阻丝?(保留一位小数)(3)改造后的电热毯,在低温挡位时工作10 min,R0消耗多少电能?[TP4CW07.TIF,BP#][HJ0.9mm][HTH]分析[HT](1)因小灯泡的额定电压,额定功率已知,所以根据P=U2/R得R=U2/P,小灯泡的电阻RL=[SX(]U2[]PL[SX)]=[SX(]2202[]25[SX)]=1936 (Ω).电热毯电阻R0的电压U0=220 V-176 V=44 V,根据串联电路电压之比等于电阻之比,所以R0=([SX(]U0[]UL[SX)])RL=([SX(]44 V[]176 V[SX)])×1936 Ω=484 Ω,所以电热毯的额定功率P额=[SX(]U2额[]R0[SX)]=[SX(](220 V)2[]484Ω[SX)]=100 W.(2)改造后的电热毯在低档位时,开关处于断开状态,R0与Rx串联,总电阻是R0与Rx的和,所以电阻最大,电功率最小,据题意可知:总发热功率P=[SX(]3[]5[SX)]P额=[SX(]3[]5[SX)]×100 W=60 W,电路的总电阻R总=[SX(]U2[]P[SX)]=[SX(](220 V)2[]60 W[SX)]=806.7 Ω,电热丝的电阻Rx=R总-R0=806.7 Ω-484 Ω=322.7 Ω.(3)改造后的电热毯在低档位时,R0消耗的电能W0[WB]=P0T=I2R0T=([SX(]P[]U[SX)])2R0T[DW]=([SX(]60 W[]220 V[SX)])2 ×484 Ω×10×60 s=21600 J.[HTH]例4[HTK]图5所示是家用饮水机的工作原理图,其中S是温度控制开关,当水温升高到一定温度时,饮水机从加热状态自动切换到保温状态,[TP4CW08.TIF,Y#]已知电阻R0=55 Ω,R=2365 Ω.(1)当开关S处于“2”档时,通过电阻R和R0的电流各是多大?(2)当开关S分别处于“1”档或“2”档时,饮水机的总功率各是多少?(3)请判断当开关S处于“1”档时,饮水机处于加热状态还是保温状态?简述理由.[HTH]解析[HT](1)当开关S处于“2”档时,R被短路,通过电阻R的电流为零.通过电阻R0的电流I=[SX(]U[]R0[SX)]=[SX(]220 V[]55 Ω[SX)]=4 A.(2)当开关S处于“1”档时,饮水机的总功率P1=[SX(]U2[]R0+R[SX)]=[SX(](220 V)2[]2365 Ω+55 Ω[SX)]=20 W,当开关S处于“2”档时,饮水机的总功率P2=[SX(]U2[]R0[SX)]=[SX(](220 V)2[]55 Ω[SX)]=880 W.(3)当开关S处于“1”档时,饮水机处于保温状态.理由是当开关S处于“1”档时,饮水机的总功率远小于开关S处于“2”档时,饮水机的总功率.。
专题12 多档位电热的计算(解析版)
专题12 多档位电热的计算多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用,涉及到电热、电功、电功率的综合性问题,是电学问题的重点和难点。
多挡位电热器的相关计算是中考中一个重要的考点,更侧重电功率、电热计算的考查。
通过多挡位电热器的考查,能很好的考查学生对电路结构的认识,同时更能考查对电功率和电热的计算能力。
一、多挡位电热器挡位判断:多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。
电热器电路是纯电阻电路,一般接在家庭电路,电压为220V,是个常量,依据2UPR=可知:①当电路中电阻最大,电功率最小,为低挡位(保温挡)工作;②当电路中电阻最小,电功率最大,为高挡位(加热挡)工作;③当电阻介于最大电阻和最小电阻之间时,为中挡位(中温挡)工作。
例题1(2021山东德州)如图甲所示,电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,电路图如图乙所示,R1、R2是电热丝,当S1断开,S2接a时,电火锅为______挡;当S1闭合,S2接b时,电火锅为______挡;当只有______(选填“R1”或“R2”)接入电路时,电火锅为______挡。
【答案】低温高温 R2中温。
【详解】由图乙可知,当S1断开,S2接a端时,R1和R2串联,此时电路的总电阻最大,由2UPR=可知,此时总功率最小,则该电火锅选用低温档工作;由图乙可知,当S1闭合,S2接b端时,R1和R2并联,此时电路的总电阻最小,由2UPR=可知,此时总功率最大,则该电火锅选用高温档工作;由图乙可知,当S1断开,S2接b端时,只有R2接入电路中,此时电路的总电考点透视迷津点拨与点对点讲阻介于高温挡和低温挡的电阻之间,由2U P R=可知,此时总功率不大不小,则此时电火锅为中温档。
【点拨】通常家用多挡电热器是通过改变开关状态,改变工作电路结构,从而改变用电器消耗的电功率,实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。
高温挡(加热挡)——通过开关的转换,实现电路的并联,并联支路越多,电阻越小,功率越大,温度越高;低温挡(保温挡)——通过开关的转换,实现电路的串联,串联电阻越多,电阻越大,功率越小,温度越低;中温挡——通过开关的转换,使电路中的电阻介于最大值和最小值之间,功率介于最大功率和最小功率之间。
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甲乙
(1)在图甲中,当开关S1时,开关S2时,是低档工作状态;当开关S1时,开关S2时,是中档工作状态;当开关S1时,开关S2时,是高档工作状态。
(2)在图乙中,当开关S 时,是低档工作状态;当开关S 时,是高档工作状态。
关键:判断电路中总电阻的大小,从而判断电路中总功率的大小。
典型例题
例1、小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。
如图,是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。
已知:R1=60Ω,R2=180Ω,
电源电压保持不变。
请分析和解答以下问题:
(1)当开关S1,置于b端、S2断开时,电烤箱处于什么档位?
(2)电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?
例2、如图是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路.其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,正常工作时:
(1)要送热风,选择开关应放在间.(填"AB”、“BC”或“CD'’)
(2)已知电动机的额定功率是120W,,当送冷风时,通电5min,电流所做
的功是多少?
(3)如果电热丝电阻是55Ω,当送热风时,电路消耗的总功率是多少?
例3、电饭煲的原理图如图所示,它有高温烧煮和焖饭、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接高温烧煮档时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温档时,电路的总功率为22W。
220V S
R 1 S 1
R 2 (1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S 应与哪个触点连接?
(2)电热丝R 0的阻值多大?电阻R 的阻值多大?
(3)保温时R 的功率多大?
(4)若在傍晚用电高峰期,电路中的实际电压只有200V ,则此时该电饭锅在加热状态的实际功率是多大?
例4、小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S 1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度t 时,S 1又闭合重新加热.饮水机的铭牌数据与电路原理图如下:热水箱水量: 2kg ,额定电压:220V , 加热时功率:440W ,保温时功率:40W 。
(1)求正常加热时通过饮水机的电流;
(2)求电阻R 1 R 2的阻值;
(3)在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min .加热一次消耗的电能是多少?重新加热前的水温t 是多少?[不计能量损失,水C =4.2×310J/(kg·℃)]
四、学生反馈
领会本节课所学内容,提出不懂的问题和存在的疑问。
五、课堂小结:
归纳解题三步中的要点:
(1)审题要:清(已知量、所求量、不变量,隐含条件,如灯泡正常发光、正常工作状态等)
(2)分析解题方法要:明(解题思路清晰、明了,特别是电路所处的不同状态,应画出不同的电路图,在应用公式计算时注意同一段电路上各量的“对应性”,即“同体性”和“同时性”)
(3)写解题过程要:全(必要文字说明、表达式、统一单位、代入原始数据,准确结果) 针对训练
1.冬天,王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档,于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙(电热丝相当于电热毯内部发热电阻)。
(1)图甲中有定值电阻R2(置于电热毯外部),电热丝R :,
请说明要使电热毯处于低温档时,开关S1、S2应处于什么
状态?并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
(2)图乙中有两根电热丝R2、R3,请说 明要使电热毯
处于高温档时,开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温
档时电热毯发热电功率的表达式。
甲 乙
(3)请指出你认为其中较好的电路,并说明理由。
2、如右图所示为某电热饮水机的电路原理图,饮水机有加热和保温两种工作状态,当饮水机处于加热状态时,开关的开闭情况应该是;已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω。
则⑴饮水机处于保温状态时的电功率是;⑵饮水机处于加热状态时电路的总电流是,加热功率是。
3、小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如下左图所示,R1
和R2均为电热丝。
则:
(1)若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤10min,则该电烤箱消耗
的电能是;
(2)电路中R1的阻值是;
(3)该电烤箱在低温档正常工作时,电路中的电流是;电阻R1的功率是。
4、电吹风是现代家庭的常用电器。
如上右图所示是某电吹风的电路原理图。
R是电热丝,M是带动风扇转动的电动机,该电吹风的主要技术参数如表格所示。
当吹热风时,该电吹风正常工作5min 所消耗的电能是J,通过R的电流是A,电热丝的电阻为。
当吹冷风时,经过电动机的电流为A。
5、小强同学设计了一种电热水壶,电路如右图所示,S是温控开关,R1为发热体.当开关S接到a 时,电热水壶处于加热状态,此时发热体的电功率为1000W;当水烧开时,开关S自动切换到b,电热水壶处于保温状态,此时发热体的电功率为160W.则电阻R1= ;R2= ;
6、某工厂欲设计一种高、中、低温三档的家用电火锅,要求低温发热功率为200W,其发热体电阻丝如图所示,A、B、C为三个接线柱,B是电阻丝中点的接线柱,请你帮助该厂完成下列工作:(1)说明各档位的连线方法(文字表述、画图完成均可)
(2)分别算出高、中温两档的发热功率。