电功率 生活用电 (`)电热器多挡位问题课件 公开课一等奖课件

小于1
意义
机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低 与使用机械是省力还是费力无关
考点精讲
考向探究
实验突破
第八单元┃ 功 机械能 简单机械
专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·陕西 如图ZT10－7甲为一款利用高温水蒸气熨 烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V。水箱最 多装水0.3 kg，加热功率有大小两个挡 位。设计师最初设计的内部电路有如图乙、丙两种接法，其 中电热丝R1＝56 Ω ，R2＝44 Ω 。 (4)若将水箱中0.22 kg的水从25 ℃加热到100 ℃，挂烫机至 少需要加热多长时间？[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
第八单元
功 机械能 简单机械
第17课时 机械效率
第八单元┃ 功 机械能 简单机械
考 点 精 讲
考点1
三种功 有用功
机械效率
概念 为了达到目的而必须做的功 我们不需要但又不得不做的 功 有用功和额外功______ 计算方法
G 物h W有＝______
W额＝G额h
额外功
总功
之和
W 有＋ W 额 W总＝____________
专题十┃
电热器多挡位问题
(4)水吸收的热量 Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×10 J/(kg·℃)×0.22 kg×(100 ℃－25 ℃) ＝6.93×10
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J；要使加热时间最短，应选用大功率挡，且电流产生的热量全部被水吸收 W Q吸 6.93×10 J ，则加热时间t＝ ＝ ＝ ＝63 s。 P大 P大 1100 W
(3)请分别计算这款挂烫机两个 挡位的额定功率。
专题十┃
电热器多挡位问题
(3)解法一： 挂烫机在大功率挡工作时，电路中的电流为5 A，此时功率 P大＝UI大＝220 V×5 A＝1100 W； 挂烫机在小功率挡工作时，两电阻串联，电路总电阻为 R串＝R1＋R2＝56 Ω ＋44 Ω ＝100 Ω ， 电路中的电流I小＝ U 220 V ＝ ＝2.2 A，此时功率 R串 100 Ω
专题十┃
电热器多挡位问题
解： (3)电饭煲在功率P1＝660 W状态下工作， 从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量为 Q′＝W＝P1t＝660 W×600 s＝3.96×105 J， 此时电路的电阻R＝ U 220 V 220 ＝ ＝ Ω； I总 3 A 3
在实际电压为198 V时，实际电功率为 U实2 （198 V）2 P实＝ ＝ ＝534.6 W， R 220 Ω 3 由题意知，在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开所产 生的热量相同，均为3.96 ×105 J， Q′ 3.96×10 J 则实际工作时间t实＝ ＝ ≈740.7 s。 P实 534.6 W
专题十┃
电热器多挡位问题
类型3 单刀双掷式 例3 有一个标有“220 V 100 W”的电烙铁，为使其正常 工作时电功率为100 W，且在保温时，其功率为25 W，使之 不会完全冷却，某同学设计了如图ZT10－6所示的电路，其 中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220 V的灯泡。 下列说法中正确的是( C ) A．选用的灯泡规格应为“220 V 75 W” B．当S拨向2时，电烙铁处于工作状态 C．当S拨向1时，电烙铁处于工作状态 D．电烙铁在正常工作时比保温时消耗电能多
专题十┃
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热或保温状态。闭合开关S 加热 状态。在热水器的蓄水桶中装水至 时，热水器处于______ 最高水位后，桶中水的质量为10 kg，把这些水由48 ℃加 2.1×106 。小明在家单独使 热到98 ℃需要吸收的热量是________J 用它时，发现家里标有“1200 r/(kW·h)”的电能表在1 min的时间里转盘转过了30转，则此时电热水器的电功率是 ________W 。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 1500
P小＝UI小＝220 V×2.2 A＝484 W。 解法二： 挂烫机在大功率挡工作时，只有R2接入电路，此时功率 U2 （220 V）2 P大＝ ＝ ＝1100 W； R2 44 Ω 挂烫机在小功率挡工作时，两电阻串联，此时功率 U2 （220 V）2 P 小＝ ＝ ＝484 W。 R1＋R2 56 Ω ＋44 Ω
专题十┃
电热器多挡位问题
[解析]由题中电路图知，断开开关S时，电阻R1、R2串 联，闭合开关S时，电阻R2被短路，电路中的电阻最小 ，此时电功率最大， 热水器处于加热状态。水吸收的热量 Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(98 ℃－48 ℃)＝2.1×106 J。 30 1 电热水器消耗的电能W＝ kW·h＝ kW·h， 1200 40 1 kW·h W 40 则此时电热水器的电功率P实＝ ＝ t 1 h 60 ＝1.5 kW＝1500 W。
专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·岳阳如图ZT10－2甲所示为某款新型电饭煲，其额 定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，能智能化地控制不 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，S1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关系图像如图丙所示。 (1)求0～30 min内电饭煲产生的总热量。 (2)求S和S1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S1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198 V时，使用该电饭 煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间？(结果保留 一位小数)
专题（10）
电热器多挡位问题
专题十┃
电热器多挡位问题
【规律总结】 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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专题十┃
电热器多挡位问题
类型4 三挡式 例4 严冬，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电 路如图ZT10－8所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关 (金属片M可分别拨至a、b、c处)，电阻丝R1、R2规格相同且 阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为 6 W，则其中温挡和高温挡分别为( A ) A．8 W 12 W B ．8 W 24 W C．12 W 18 W D．12 W 24 W
专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·岳阳如图ZT10－2甲所示为某款新型电饭煲，其 额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，能智能化地控 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，S1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＝9.9×10 J。
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专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·岳阳如图ZT10－2甲所示为某款新型电饭煲，其 额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，能智能化地控 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，S1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关系图像如图丙所示。 (2)求S和S1均闭合时，电路中的总电流。
解：(2)当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联， P1 660 W 电饭煲处于高挡位，I总＝ ＝ ＝3 A。 U 220 V
专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·岳阳如图ZT10－2甲所示为某款新型电饭煲，其额定电 压为220 V，它采用了“聪明火”技术，能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，S1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关 系图像如图丙所示。 (3)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1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198 V时，使用该电饭煲，从开始 工作到S1第一次自动断开需要多长时间？(结果保留一位小数)
专题十┃
电热器多挡位问题
专题十┃ 类型1
电热器多挡位问题 并联式
例1 如图ZT10－1是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2 为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相 邻触点，实现冷水挡、温水挡、热水挡之间的切换。当开 温 关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是________( 选填 “冷”“温”或“热”)水。若R2＝2R1，水龙头在温水挡 正常工作时电功率为2000 W，则它在热水挡正常工作1 5 1.8 × 10 min消耗的电能为____________J。
专题十┃
电热器多挡位问题
变式 2016·陕西 如图ZT10－7甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服 的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V。水箱最多装水0.3 kg，加热功率有大小两个挡 位。设计师最初设计的内部电路有如图乙、丙两种接法，其中电热 丝R1＝56 Ω ，R2＝44 Ω 。 液化 (1)高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________(填物 态变化名称)成小水珠，放出热量，将衣服熨平。 5 (2)如果选择乙电路，电路中最大电流为________A ；如果选择丙电 8.9 路，电路中最大电流约为________A 。 由于两个电路中所选熔断器里的熔丝 允许通过的最大电流为8.2 A，故设计 师最终选择了乙电路。(最后一空保留 一位小数)
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专题十┃
电热器多挡位问题
类型2 短路式 例2 如图ZT10－3所示是某电热水壶加热和保温电路原理 图，R1＝44 Ω ，R2＝440 Ω 。当开关S1断开、S2闭合时， 保温 状态，该电热水壶的加热功率是 电热水壶处于________ 1100 ________W 。
专题十┃
电热器多挡位问题
变式1 某型号的电饭锅有加热和保温两挡，其原理图如图 ZT10－4所示，以下说法正确的是( AC ) A．开关S断开时，电阻R1与R2串联 B．开关S断开时，电阻R1与R2并联 C．开关S闭合时为加热状态 D．开关S闭合时为保温状态
016·陕西 如图ZT10－7甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携 式挂烫机，它的正常工作电压为220 V。水箱最多装水0.3 kg，加热功率 有大小两个挡 位。设计师最初设计的内部电路有如图乙、丙两种接法，其中电热丝R1＝ 56 Ω ，R2＝44 Ω 。 (1)高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________(填物态变化 名称)成小水珠，放出热量，将衣服熨平。 (2)如果选择乙电路，电路中最大电流为________A；如果选择丙电路，电 路中最大电流约为________A。由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许 通过的最大电流为8.2 A，故设计师最终选择了乙电路。(最后一空保留一 位小数) (3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。 (4)若将水箱中0.22 kg的水从25 ℃加热到100 ℃， 挂烫机至少需要加热多长时间？[水的比热容 c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
考点精讲
考向探究
实验突破
第八单元┃ 功 机械能 简单机械
（续表）
认识“机械效率” 定义
比值 ，用符号____表示 η 有用功跟总功的________
公式
说明
W有 η＝ ______________ W总
机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总______
小于
总功，故机械效率总________