4.电加热器两档调温问题

电加热器两档调温问题计算专题

解决方法：熟练的掌握公式；注意识别铭牌中有用的量；理解“加热”和“保温”在题中的意义。 一、两个发热电阻并联

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S 0自动控制），从说明书上收集到如下数据及电路原理图。

⑴请分析说明温控开关S 0断开和闭合时，饮水机分别处于哪种工作状态? ⑵求电阻R 2的阻值。

⑶求电热饮水机在加热状态下的工作电流。

⑷电热饮水机在加热状态下的1min 消耗的电能。

2.李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S 0自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，加热状态就启动。如图是该饮水机的电路原理图。李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1千克水时，饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止。问：

(1)温控开关S 0在何种状态(断开或闭合)时，饮水机处在保温状态?这时饮水机的电功率是多少?

(2)在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?

[已知水的比热容为4.2×103

J ／(kg ·℃)]

二、两个发热电阻串联

3.甲、乙、丙所示的是一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图，R1、R2均为电热丝。

求：（1）当该热水器装满20℃的水时，1标准大气压下50分钟把水烧开，求水需要吸收多少热量？

加热过程消耗的电能W 是多少？电热器的效率为多大？水的比热是4.2×103

焦/（千克·℃） （2）装满水时出水口与容器底相距5厘米，则出水口受到水的压强多大？

（3）当温控开关 （断开／闭合）时，电热水器处于加热状态；当温控开关 （断开／闭合）时，电热水器处于保温状态。电热水器中电阻R 1、R 2的阻值各多大？

三、两个电阻串联，只有一个发热电阻

4.饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S 是一个温控开关，R1为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S 自动切换到另一档，饮水机便处于保温状态。

（1）试用学过的公式推理说明温控开关S 接a 或b 时，饮水机分别对应的工作状态。

（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W ，而保温时发热板的功率为88W ，求电阻R 2的阻值（不考虑温度对阻值的影响）。

（3）当饮水机处于低温挡时，在10s 内发热板R 1产生的热量是多少？

甲

丙 乙

1.小丽同学在学完电学后，设计了一个保温箱电路，如图所示，图中的A 为温度传感器(达到设定温度时，它自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路，它的作用相当于开关)，S 为温度档位设定开关，她设定了三个档：4O ℃、5O ℃、6O ℃，加热功率分别为45W 、72W 、9OW 。电源电压是36V ，且保持不变，R 1、R 2、R 3都是发热体。

(1)当S 拨至位置1时，加热功率是多少?R 1的阻值是多少? (2)S 拨至位置3时，电路中的电流是多少?

(3)当S 拨至位置2时，请你列出与此时电路有关的两个未知物理量并解答。

2.如图所示的电饭煲，内部有两条电阻丝，每条电阻丝的阻值都为110欧(电阻丝的阻值恒定不变)。电饭煲的额定功率从大到小有高、中、低三档，额定电压是220伏。把电饭煲接在220伏的电源上，要求：

(1)用一个有三个开关的电路图表示出电饭煲内部电路的连接情况，并说明高、中、低三档的连接方式。

(2)分别求出电饭煲高、中、低三档的额定功率。 3.某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．图是饮水机的电路图，S 是用感温材料制造的温控开关，R 1是电阻，R 2是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S 接通时，饮水机处于加热状态，当S 断开时处于保温状态。

(1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？ (2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg ，l8℃的水加热到93℃，用时6min 。

用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C 水

=4.2×103

J /(kg ·℃)]

(3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R 1与R 2的比值应是多少？

4.同学从商店里买来一个电热毯。使用中有时感到温度太高，他想用一个开关和一个电阻把它改装为两档，使电热毯在单位时间内的发热量为原来的一半。厂家说明书上只写着额定电压为220V ，没有其他额定指标。请你设计一个方案完成这项改装。要求：

(1)画出电路图；(2)推导出所用电阻大小的计算公式；(3)指出安装时必须注意的问题。

5.冬天，李霞同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，她找来说明书，发现电热毯的电路图如图所示，电热毯工作时电路要么处于A状态：s1闭合，s2断开，S3接1；要么处于B状态：s1闭合，s2闭合，s3接2。

(1)判断A、B状态分别对应电热毯哪个档，并说明理由；

(2)已知电热毯在220V电压下工作时，低温档工作时消耗的功率是48.4W，高温档工作时电路的总电阻是160Ω,，试求R1、R2分别为多少(已知R14>R2

)?

6.某科技小组的同学们设计制作了一个多档位电热器模型，为了分析接入电路的电阻对电热器电功率的影响，他们将电表接入电路中，如图12所示。当只闭合开关S1时，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，电阻R3消耗的电功率为P3；当只闭合开关S2时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，电阻R3消耗的电功率为P3′，并测得此时R2消耗的电功率为1.6W，已知U2＝2U1，P3＝4P3′，(电源电压、电阻保持不变)

要求：（1）计算出电流I1与I2的比值。

（2）计算出电阻R1与R2的比值。

（3）通过测量与分析发现：当开磁S1、S2、S3都闭合时，电

路消耗的电功率为最大，请你计算出这个电功率。7.电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既安全又节能，某型号电压力锅的额定电压为220V，右图是其工作原理图，R1、R2分别是主加热器和保压加热器，R1的额定功率为800 W；L是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管，当通过它的电流小于40mA时，发红光，达到40mA时，开始发绿光，只要有电流通过L其两端电压就恒为2V;R0是特殊电阻，其阻值随锅内温度变化而改变；接通电路．开关S自动与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105℃时，S自动与a、b断开，并与触点c接通．开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．

(1)电压力锅正常工作时，若指示灯L发绿光，求R0的最大阻值．

(2)在保压状态下，加热器正常工作1h耗电0.2kWh，求R2的阻值．

(3)用该压力锅对5L、20℃的水加热，正常工作35min后，求水温升高到多少摄氏度？已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)．

8.如图1所示电路是在环境温度为10 0C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻R l=5kΩ,R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V.当电压鉴别器的两接入点a,b间的电压U ab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U ab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。

(1)从图2中读出环境温度为150C时的热敏电阻R2为 kΩ。

(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？

(3、若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施？