九年级物理 多档位用电器工作状态及功率

内容（课题）：多档位用电器的工作状态问题
教学目的
认识多档位用电器，正确判断多档位用电器工作时所处的状态，熟练地进行多档位用电器功率的有关计算。

重难点：1、多档位用电器工作时所处的状态的判断；2、多档位用电器功率的有关计算。

教学过程
一、复习提问
1、叙述串、并联电路的电流、电压、电阻的特点。

（特别是电阻）
2、电功、电功率的含义及其计算公式。

（结合串、并联电路和纯电阻电路进行说明） 二、引入新课
现代科学技术飞速发展，给家庭生活带来很大的方便。

如常见的家用电器：电饭锅、电热水器、电烤箱、电热毯等，它们都有加热、保温等不同的档位，我们称这类用电器为多档位工作用电器。

在近年的中考试卷中，这类实际应用的试题出现得比较多。

三、讲授新课
（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 。

甲
乙 R1 R2 丁
R1 R2
丙 R1
R2
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） S1
甲 乙
（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?
R1
S2
R2
220V
R1
R2 S
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。

（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？
220V
S
R 1 S 1
R 2
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
甲 乙
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。

（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R 2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。

7、一天，小明放学回家看电视，看完后，把遥控器一摁，电视关了。

他发现电视机上还有
一个指示灯亮着（此时，电视机处于待机状态）。

于是他想：这时电视机是否还在消耗电能
呢？一次，乘父母出差，他设计了如下方案进行探究：让电视机处于待机状态，然后拔掉其
它所有电器的插头或关掉开关，记下时间和家中电能表的读数；去奶奶家住了两天后回到家
中，再记下此时的时间和电能表的读数。

记录数据如右表。

问：
时间电能表示数/千瓦时
4月6日上午8:00 115.8
4月8日上午10:00 116.3
（1）在小明外出这段时间里，他家的电视机消耗的电能是千瓦时。

（2）通过实验，小明得到的结论是：电视机在待机状态时。

（3）小明家电视机在待机状态下电功率是多少？
（4）据估计，我市电视机在待机状态下消耗的电能一年有近6000千瓦时，令人惊醒。

要显著降低电
视机的这种电能的消耗，你认为可以采取哪些方法？。