电热器多档问题
档位问题
多档位问题将多档位问题分为两类:(从电功率的公式P=U2/R入手)。
一类是电热器有多个加热电阻参与,总电压不变,接入电路中的电阻变化。
这种情况又分三种,(1)串联电路中逐渐使电阻短路,电阻越来越小,功率越来越大,实现低、中、高档位的变化。
(2)并联,闭合一个支路并联接入一个电阻,功率变大。
(3)通过开关的变化,两个电阻可以串联、可以并联,又可以单独接。
这一类题的解题突破口在于分析电路中电阻的变化。
另一类是只有一个加热电阻,串联电阻分压,使加热管的电压改变从而引起功率的变化。
(此类题目中要特别注意区别加热电阻和分压电阻,分压电阻的电热是不能用来加热的)将这两类题分析清楚,可以突破电学中难当的计算题,在解题过程中有熟悉概念(功率)规律(欧姆定律、串并联特点),有练习分析电路的技能,还有从实际问题中提取信息,转化成物理的问题的能力,价值性比较大。
删掉.图16第一步加热接通电源,加热管开始加热,加热6min杯内水温升至80℃;第二步打浆加热停止,电机开始打浆,按工作lOs停8s方式循环,经1.2min停止;第三步再加热打浆结束后,加热管继续加热,加热3min豆浆由80℃升温至100℃.根据以上信息计算:(1)在“第三步再加热”的过程中,豆浆吸收的热量(设豆浆与水的比热容等);(2)豆浆机在“加热——打浆——再加热”的全过程中,共消耗的电能.2.电烙铁使用前需要一定的预热时间,因而若暂时不用也要接在电源上,这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。
小明将一把标有“220V 55W”的电烙铁与一只灯泡(灯丝在预热状态下的电阻为495Ω)连接成如图17所示的电路。
断开S,电烙铁处于预热状态;闭合S,电烙铁很快达到焊接温度。
求:(1)预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦?(2)预热状态下整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时消耗功率的百分之几?3.在初三级物理综合实践活动中,小明自制了亮度可调节的小台灯,其电路图及灯泡规格如图所示.(1)调节开关从触点O依次转动到3的过程中,灯泡的亮度将如何变化?(2)假设灯泡电阻为R1,且不因温度而发生变化,已知3321LRRRR===,如果调节开关转到触点3时,灯泡的实际功率是多大?4.图7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?.5.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。
多档位用电器电功率计算专题
多档位用电器电功率计算专题《多档位用电器电功率计算专题》,下面我从考情、学情、教法学法、学习目标、教学过程、课后回顾,五个方面进行展示。
1.考情:1综合题既能考查学生对一些物理概念和规律的理解,又能考查学生的分析能力、计算能力和想象思维能力,是考查物理学科素养的重要手段,所以电学计算题在中考中有重要地位, 多档位用电器问题是陕西省近几年中考必考内容,压轴大题,也是学生成绩拉开差距的难题,共占8-9分。
2涉及内容: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。
多挡位电热器的计算是中考中一个重要的考点,更侧重电功率的考查。
通过多挡位用电器的考查,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,在教学中发现学生对这部分内容掌握的不是很好,分析思路解题思路不清晰,为了攻克这一难点特把它作为一个专项来复习。
1.学情经过第一轮的基础知识复习,学生对本专题所涉及到的知识点已经有了一定的了解和认识,具备了初步的应用能力。
但是由于长期缺乏良好的学习方法和学习习惯,他们在做多挡位电热器的计算题时,经常出现畏惧心理,审题不清、答题不规范、计算步骤不完整、考虑不周密、甚至无从下手的情况,并且该类题很生活化,比如说经常会有家用电器,豆浆机、吹风机、热水器、加湿器、电饭煲等,学生虽然在生活中基本都用过,但是如果不知道它的原理的话,也不一定能做对。
基于这样的学情,所以在本专题教学中,应特别注重对学生学习方法指导,尽可能让学生全程参与、交流讨论,克服他们的畏难心理,对该类计算题充满自信。
三、教法学法本节课教法遵循“以学生自主学习为主,教师引导为辅”的原则。
“以学生自主学习为主”就是让学生成为知识的发现者,而不是被动接受者,“教师引导为辅”就是打破传统教师讲为主体的模式,将教师角色定位在学生发现学习的辅助者,通过教师设计的问题,学生通过自学、小组合作、以及教师讲解提高解题能力。
154专题多挡位问题的分析及计算(原卷版)
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。
电热器的多档功率(专题)
电热器的多档功率问题文/武建君1.CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图17所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝.当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W.求:(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?(2)电热丝R0的阻值多大?(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少?2.图是一个电热毯的简化电路图,电源电压为220V,R1是发热电阻,R2是阻值为616Ω的分压电阻,S是控制电热毯工作状态的开关。
S转到触点1为断开状态;S转到触点2为低温状态;S转到触点3为高温状态,此时功率为100W。
求:(l)当开关S转到触点3时。
电热毯的发热电阻R1是多少Ω?(2)当开关S转到触点2时,通过电路的电流是多少安?发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特?3.小强同学设计了一种电热水壶,电路如图所示,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. 求:(1)请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响)(2)为充分利用好电能,在不改变电路连接方法的前提下,请你对小强的设计提出合理的改进办法.4.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。
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=48.4Ω,R2=96 .8Ω,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?简述理由(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?5.饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路可简化为如图所示的电路.其中S是一温度控制开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管的电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录下的一些技术数据(不考虑R0、R的阻值受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率).(1)用你学过的物理知识推理、说明开关S闭合时,饮水机是处于加热状态,还是处于保温状态(要写出必要的推导过程才能得分)(2)求R的阻值.。
多档位电路电功率计算题
1、某多档位电热器,有高、中、低三个档位,其额定功率分别为1200W、800W、400W。
当电热器在中档位工作时,其电功率为:A. 1200WB. 1000WC. 800WD. 600W(答案:C)2、一个家用电饭煲有高温档和保温档,高温档时的功率为1000W,保温档时的功率为100W。
若电饭煲在高温档工作1小时,消耗的电能为:A. 0.1kWhB. 1kWhC. 10kWhD. 100kWh(答案:B)3、一款电取暖器设有两个档位,一档功率为800W,二档功率为1600W。
当取暖器在二档工作时,通过取暖器的电流与一档时相比:A. 减小一半B. 保持不变C. 增大一倍D. 无法确定(答案:C)4、某电热水壶具有加热和保温两档,加热功率为1500W,保温功率为300W。
若该水壶在保温状态下工作5小时,消耗的电能为:A. 1.5kWhB. 0.3kWhC. 7.5kWhD. 15kWh(答案:A,注:此处应为 1.5kWh,因保温5小时消耗电能为300W*5h=1500Wh=1.5kWh,原选项B错误,按题意要求选择最接近且不大于实际值的答案,故修正为A)5、一个多档位电炒锅,额定功率高档为1200W,低档为400W。
若家庭电路电压为220V,则电炒锅在低档工作时的电流约为:A. 0.5AB. 1.8AC. 5.5AD. 18A(答案:B,注:I=P/U=400W/220V≈1.8A)6、某电热毯有高、低两档,高档功率为60W,低档功率未知但小于60W。
若电热毯在低档工作时,10分钟内产生的热量可能为:A. 6000JB. 12000JC. 36000JD. 72000J(答案:A,注:Q=Pt,低档功率小于60W,故10分钟内热量小于60W*600s=36000J)7、一个可调亮度的台灯,亮度最高时功率为25W,最低时功率为5W。
若台灯在最低亮度下工作4小时,消耗的电能最接近:A. 0.02kWhB. 0.1kWhC. 0.2kWhD. 1kWh(答案:A,注:W=Pt=5W*4h=20Wh=0.02kWh)8、某电烤箱具有烘焙和保温两个功能,烘焙时功率为2000W,保温时功率为200W。
中考物理一轮复习专题练习——家用电热器(多档位问题)电功率综合计算
中考物理一轮复习专题练习——家用电热器(多档位问题)电功率综合计算1.图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,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,S是自动控制开关。
将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。
求(1)5~10min,电饭煲的功率。
(2)20~30min,电饭煲产生的总热量2.如图是电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两档,分别是高温烧煮和低温焖饭,S1为档位自动控制开关,R0和R均为电热丝,R0的阻值为1210Ω,该电饭锅铭牌技术参数如表所示(低温焖饭档额定功率模糊不清).求:(1)电饭锅高温烧煮0.5h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.我国北方冬天比较寒冷,许多家庭安装了一种利用电来取暖的床﹣﹣“韩式电热坑”.其工作电路可简化为如图所示,其中K为保护开关,平常处于闭合状态,当温度超过某一警戒温度时自动断开,扇形导体S为旋转型选档开关,可绕0点旋转,每次都和相邻的两触点同时接触,从而实现关、低、中、高四个档位的转换(档位顺序未知,电功率越大档位越高).小明在家里利用所学的物理知识来测量该电热炕的电功率.他先关闭家里其它所有的用电器,然后将S旋转到与触点1、2连接,观察发现家里标有“3000r/(kW•h)”的电能表的转盘在1min内刚好转了20转.已知R1和R2是发热电阻,R2的阻值是R1的2倍,其它电阻忽略不计,小明家电压恒为220V.完成下列问题:(1)当S与触点1、2接触时,电热炕功率是多少?(2)当电热坑处于低档时,电路中通过O点的电流是多少?(3)当该电热炕处于低档,且正常工作30min,所消耗的电能可使1.8L水从25℃升高到多少摄氏度?[无热损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),结果保留1位小数]4.某型号的电饭煲有两档开关,如图所示,其中两个电阻分别为044R=Ω,2156R=Ω.档“2”是高温烧煮模式,档“1”是保温模式,电源电压为220V.(1)当电饭煲在档“2”模式下工作时,求电路消耗的总功率.(2)当电饭煲在档“1”模式下工和时,求通过R的电流.5.图甲是芳芳家某型号电热加湿器的原理图,下表丙为其部分技术参数.R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3,4为触点,,通过旋转开关S可实现“关”“低档”高档”之间的切换(低档为小功率加热,高档为大功率加热)(1)求加湿器处于低档位置时的发热功率;(2)某次使用加温器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量.如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高档正常工作时消耗的电能.如果电阻R1在此次高档加热时产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?[计算结果保留整数,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃](3)一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在低加热,发现家中如图丁所的电能表的转盘在5min内转了27圈,求此时电阻R1的实际加热功率是多少?26.下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图,R 1、R 2为电热丝,且电阻阻值相同,高温档位功率为1100W ,低温档位功率为440W ,家庭电路电压U =220V ,求:(1)电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度;(2)电路中R 1的阻值;(3)如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元,试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。
初中物理:多档位电热器计算题专项复习(答案)
初中物理:多档位电热器计算题专项复习(答案)1.XXX需要购买电热水器,经过调查发现有两种款式可供选择:储水箱式和即热式。
储水箱式电热水器的水箱容积为100L,出水水温可调,最高可达60℃,额定电压为220~240V,额定功率分为两档:一档为1.2KW,二档为2.0KW。
即热式电热水器的额定电压为220~240V,出水温度为30~60℃,额定功率为6KW。
如果XXX家的电能表规格是“220V 10(20)A”,经过计算可得即热式电热水器更适合小红家使用。
如果选择储水箱式电热水器以一档功率加热2小时,需耗电多少KWh?这些电能可以将50L初温为10℃的水加热到多少摄氏度?2.图中展示了某电热器的原理简图,它有高温和低温两档,发热体由R1和R2两个电热丝构成,阻值分别为110Ω、220Ω。
当S1闭合、S2开启时,电热器的功率为多少?当S1和S2都闭合时,电热器的工作电流是多少?当S1和S2都闭合时,电热器处于“高温挡”还是“低温挡”?经过计算可得,电热器在S1闭合、S2开启时的功率为P=U^2/R2=220^2/220=220W,在S1和S2都闭合时的工作电流为I=U/(R1+R2)=220/(110+220)=0.67A。
当S1和S2都闭合时,电热器处于“低温挡”。
3.下表是一台电热水器的铭牌,其中一项内容模糊不清,电热水器内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。
根据铭牌,可以得知电热水器的额定电压为220V,额定电流为5A,高温挡为2A,中温挡为模糊不清,低温挡为50Hz。
求低温挡正常工作时的额定功率、中温挡正常工作10分钟产生的热量、高温挡正常工作时的额定电流。
经过计算可得,低温挡正常工作时的额定功率为P=U*I=220*2=440W,中温挡正常工作10分钟产生的热量为Q=P*t=440*10*60=J,高温挡正常工作时的额定电流为I=P/U=2/220=0.01A。
4.电热加湿器的工作原理是:加湿器水箱中的一部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。
多档位电热器的档位分析及计算
技法点拨多档位电热器的档位分析及计算■王春生摘要:多档位电热器的计算是电学问题的难点,是集电热、电功、电功率的综合性计算,档位分析尤为重要。
这就要求教师抓住电路的本质规律,掌握多档位电热器的档位分析技巧,从而有效地解决问题,提高学生的物理综合水平。
关键词:多档位电热器;电学计算;档位分析多档位电热器问题属于电学中的串、并联电路问题,是电学问题的重点和难点,通常也是中考必考内容。
我们如何判断多档位电热器的不同档位呢?通常家用多档位电热器内部有两个或多个电阻,通过改变开关状态,改变电路的总电阻,从而改变电热器消耗的电功率,达到改变工作效果的目的。
由于家庭电路中电源电压不变(220V ),由公式P =UI =U 2/R 可知:要判断多档位电热器的不同档位,关键是确定电路在不同工作状态下的总电阻大小。
若总电阻R 总较小,则电功率P 较大,为高温档;若总电阻R 总较大,则电功率P 较小,为低温档。
例1.(2019年黄冈一模)如图所示,某型号的电饭锅有两个档位,分别是高温烧煮和保温焖饭档,其原理如图乙所示(虚线框内为电饭锅的发热部位),已知R 1=44Ω。
(1)开关S 置于____档(选填“1”或“2”)时是高温烧煮档,它的功率是多大?(2)电饭锅在高温烧煮档正常工作8min 产生的热量是多少?(3)若此电饭锅保温焖饭档的功率是高温烧煮档功率的二十分之一,则R 2的阻值为多大?分析:由电路图可知,该电路只有两个工作状态。
当开关S 置于1位置时,R 1与R 2串联;当开关S 置于2位置时,只有R 1接入电路。
相对而言,开关S 置于2位置时电路中的总电阻最小,由P =UI =U 2/R 可知此时电路总功率最大,为高温档,功率为1100W ;利用公式Q =W =P 高t 可计算8min 产生的热量为5.28×105J ;再根据题义求出保温焖饭档的功率P 保=P 高/20=120=55W ,则电路中的总电阻:R 串=U 2/P 保==U 2P 保=(220V )255W=(220V )2/55W==U 2R 1=(220V )244Ω=880Ω,所以R 2=R 串-R 1=880Ω-44Ω=836Ω。
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《“多档位”家用电器问题》
S1闭合,S2→a,R1、R2并联,
P高
P1
P2
U2 R1
U2 R2
②中温档
S1闭合,S2→b,只有R1工作,
P中
U2 R1
③低温档(R大P小) S1断开,S2→a,R1、R2串联,
P低
U2 R1 +R2
3.旋转开关电路
220V
R1
2 1
R2
34 S
①S转1、2,不工作
②高温档: S转3、4,R1工作
一、“档位分析”的实质 档位分析的实质是利用开关控制用电器的电功率! 知识原型:电压相同
P1总_<___P2总__<__P3总
两档开关的设计:
S闭合——加热 S断开——保温
S闭合——加热 S断开——保温
三档开关的设计:
高温——S1、S2闭合,S3断开 中温——只有S1(或S2)闭合 低温——只有S3闭合
工作电压220V 工作频率50Hz
最大运行功率40W 储水箱容量2.4L 尺寸高315mm,底部 直径168mm 满水工作时间高气雾 量10h,低气雾量24h
(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大 运行功率工作,求电热丝R1的电阻值;
(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率工 作,经过5min36s,水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积 ;[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1×103 kg/m3,电热丝R1产生 的热量全部被水吸收,环境为标准大气压] (3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为1210Ω, 加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少 瓦? 24小时R1消耗多少度电?
4 105 m3
(3) I U
《电功率多档位问题》
电功率多档位问题类型1.电热器的多档位问题根据电功率的公式2UPR可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大;电阻越大,电功率越小。
阻小温高功率大,阻大温低功率小。
例1.如图所示,电阻R1>R2,电源电压均为U,在相同时间内,图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲,图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙,图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙,图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁,则()A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁答案:C。
例2.电源电压不变时,在相同的时间内,两电阻串联时总电阻最________,产生的总热量最________,发热功率最________;两电阻并联时总电阻最________产生的总热量最________,发热功率最________。
如果电热器处于两电阻串联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)档位;如果电热器处于两电阻并联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)档位。
答案:大;小;小;小;多;大;低;高。
例 3.如图所示是电热水壶的工作电路图,闭合开关S,当电热水壶处于加热状态时,开关S2处于________状态。
若电热水壶在加热状态时的功率为1210W,则电阻R1=________Ω。
如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%,则保温状态下R2的电功率为________W。
答案:闭合;40;108.9。
例4.如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压U=220V不变,两根电热丝的电阻关系为R1=2R2,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、低两个挡位的转换,低温挡时的发热功率为440W。
求:(1)R 1和R 2的电阻值。
(2)电热器处于高温挡时的总功率。
(3)如果在高温挡下工作7 min 产生的热量全部被水吸收,在标准大气压下这些热量能够让2 kg 、40 ℃的水温度升高多少。
电热器多档位问题(王涛)
电热器多档位问题(王涛)电热器多档位问题的分析计算电功W的公式:计算电功率P的公式:思考:实验室提供的实验器材除电源、开关外,还有电流表、电压表各⼀只,两只定值电阻R1=6 Ω,R2=4Ω。
(1)请你任选其中三件器材⽤符号表⽰填⼊图中,组成甲、⼄、丙、丁四个不同的电路,要求组成电路的各元件均能正常⼯作,且各个电路消耗的电功率满⾜P甲> P⼄> P丙> P丁。
(2)若电源电压为6V,求各图电路的总功率。
甲⼄丙丁例1、电饭煲具有保温和加热功能,晓东同学设计了如图所⽰的模拟电路(R1>R2),其中保温状态和加热状态电功率都最⼩的是:例2、如图所⽰是某款有加热和保温功能的电热饮⽔机的电路原理图,机内有温控开关S0,该饮⽔机的部分参数已知:额定电压为220 V,加热时的总功率为880 W,保温时的功率为80 W,R1、R2为加热电阻丝(假设它们的阻值不变)。
求:(1)当S和S0闭合时,饮⽔机处在什么状态?此时电路的总电流是多⼤?(2)在加热状态下,电阻丝R1的阻值为多少?例3、某品牌的电加热器⼯作电路如图所⽰,其额定电压为220 V,加热功率为1100 W,保温功率为44 W。
单⼑双掷开关S接b时,电加热器处于 (选填“保温”或“加热”)状态;电路中定值电阻R2的阻值为Ω。
例4、⼩亮家新装了⼀台智能电热马桶盖,如图甲所⽰,他查阅使⽤说明书发现便座加热电路有⾼、中、低三档并可⼿动调节,其额定电压为220 V,低温档、中温档的额定功率为22 W和44 W.利⽤所学的电学知识他设计了⼀个等效电路图,如图⼄所⽰,⽤两定值电阻R1和R2表⽰两电热丝,单⼑双掷开关S2可接a或b.当它接⼊家庭电路中正常⼯作时:(1)低温档加热的电流多⼤?(2)中温档加热5 h,消耗多少度电?(3)⾼温档加热的额定功率是多少⽡?当堂评价:1、如图所⽰是某电热⽔壶加热和保温电路原理图,R1=44 Ω,当开关S1断开,S2闭合,电热⽔壶处于_______状态;该电热⽔壶的加热功率是_______ W。
物理人教版九年级全册电热器多档位问题
2.乐乐家有款电热水器,说明书上有工作原理电路图(如图甲), 有“加热”和“保温”两档,正常工作时电路的总功率分别为
1210W和11W.试求:
(1)当处于“加热”挡工作时,双掷开关S应置于______(选填“1”“2”或“中间” (2)若不计电阻随温度的变化,忽略A、B指示灯电阻的影响,R1、R2阻值 各为多大?
同学们好!!
28.(8分)下图是一种调温型电热毯的电路示意图,R1和R2是两根相同的 电热丝。图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关,“三刀”(即AB 、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动,使开关处于“1”、 “2”、“3”、“4”档中的某一档位上。当开关处于“4”档时,电热毯不 发热;当开关处于其他三档中的某一档位时,电热毯的最小发热功率为30W 。
2、如表为一台电烤箱的铭牌
,其内部简化电路如图所示 ,R1和R2均为电热丝.求: (1)电烤箱在高温挡正常 工作时的电流和R1的阻值; (2)当电烤箱在低温挡正 常工作时, R2的阻值及电 阻R1消耗的电功率。
××牌电烤箱
额定电压 220V
额 高温 1100
定挡 W
功 率
低温 挡
440W
电源频率 50Hz
(1)电热毯以最小发热功率工作时,流过电路中的电流为多少安?(结 果保留两位小数)
(2)开关分别处于“1”、“2”档时,电热毯的发热功率分别为多少瓦? (3)开关分别处于“3”档时,电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦?
2013年中考
2014年四月调考
2014年中考
一、理论分析
在下图电路中R1>R2,电源电压相同且恒定。四个电路的 总电阻R甲、R乙、R丙、R丁由大到小的顺序是 :
多挡位电热器的计算
类型二:并联型多挡位电热器
①只闭合S1,电路中只接入了 R2,R总= R2
并联式
结论:并联电路中有两个电阻时是高温档
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
类型三:单刀双掷或多掷开关型多挡位电热器
①断开S1 、S2接b,R1与 R2串联,R总=R1+R2 ②闭合S1、S2接b, R2被短路, 电路中只接入了 R1,R总= R1
单刀双掷开关
课堂练习
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____低____挡;
当 当 电只火S1有锅闭为_合__,_R__中2S___2_接_(选_b挡时填。,“R电1”或火“锅R2为”)接__入_高_电__路挡时;,
由P=UI可知,电压不变,低温挡时,通过电路的电流较小;由图乙 可知,低温挡时的电流是6 A,低温挡工作时的功率:P低=UI低=220 V×6 A=1320 W。
(2)由图乙可知,低温挡 时电路为 R1 的简单电路, 低温挡时的电流是 6 A, 通过 R1 的电流是 6 A,高温挡时的总电流是 10 A,高温挡两 个电阻并联,由并联电路的特点可知,通过 R1 的电流不变, 由并联电路电流的规律可知,通过 R2 的电流:I2=I-I1=10 A -6 A=4 A,电热丝 R2 的阻值:R2=UI2=2240AV=55 Ω。
复习回顾
电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
基本公式 推导公式
电功
W=UIt
电功率 P=UI
焦耳定律
适用条件
中考物理常见题型—有关多档位电热器的计算
初中物理中考常见题型有关多档位电热器的计算【知识积累】1、考点解读:中考中有关多档位电热器的问题一般涉及两个电阻和多个开关,通过开关的闭合、断开或者其他方式改变电阻的连接方式,使电路在电源电压不变的情况下,改变电路总功率。
当电路的总功率最大时,电热器处于高温挡;当电路的总功率较大时,电热器处于中温挡;当电路的总功率最小时,电热器处于低温挡。
电路的总功率要利用公式P=RU 2来分析,即在电源电压一定时,电路的总电阻越小,电路的总功率越大,用电器的档位越高。
2、串联型:串联型的两档位电热器往往采用短路式电路,短路开关断开时两个电阻串联,电路中的电阻最大,根据P=RU 2可知,此时电路总功率最小,电热器处于低温挡;短路开关闭合时,只有一个电阻接入电路,电路中的电阻最小,根据P=RU 2可知,此时电路总功率最大,电热器处于高温挡。
3、并联型:并联型的两档位电热器往往采用单一支路开关式电路,当支路开关闭合时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,根据公式P=RU 2可得,在电源电压U 一定的情况下,电路的总功率最大,则电热器处于高温挡;当支路开关断开时,只有另一条支路上的电阻接入电路,电路中的总电阻最大,根据P=RU 2可得,电路的总功率最小,此时电热器处于低温挡 。
【典型习题】1、某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位,其内部简化电路图如图甲所示,定值电阻R 1的U ﹣I 图像如图乙所示。
已知U =220V 、R 2=525.8Ω、c 水=4.2×103J/(kg•℃)、ρ水=1.0×103kg/m 3。
(1)求定值电阻R 1的阻值;(2)当S1闭合、S2断开时,电热水壶处于______挡位,求电热水壶此挡位的功率______;(3)已知电热水壶加热效率为80%,将1.5L水从20℃加热到100℃,求水吸收的热量和加热所需时间。
2、如图所示是速热型电热水龙头的电路简图,R1、R2为电热丝,通过操作开关,可以提供温水和热水,相应参数如表。
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.。
电热器及其档位问题(解析版)-2023年中考物理二轮复习核心考点精讲与必刷题型精练(全国通用)
专题33电热器及其档位问题【核心考点精讲】1、原理:电热器档位越高,对应的实际功率越大;2、公式:R U P 2=(1)S1接b 、S2断开时,R1和R2串联,电阻最大,实际功率小,处于低档,此时电路功率212R R U P +=总(串联电路合着求)(2)断开S1、闭合S2时,只有R1接入电路,处于中档,此时电路功率12R U P =总(3)S1接b 、S2闭合时,R1和R2并联,电阻最小,实际功率大,处于高档,此时电路功率2212R U RU P +=总(并联电路分着求)(1)S1闭合、S2断开时,R1和R2串联,电阻最大,实际功率小,处于低档,此时电路功率212R R U P +=总(2)S1、S2闭合时,只有R1接入电路,电阻最小,实际功率大,处于高档,此时电路功率12R U P =总【必刷题型精练】1.(2022•湖北中考)某款家用电热取暖器有两个挡位,它正常工作时,下列说法正确的是()A.取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成B.“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多C.“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小解:A、取暖器上的发热体是由电阻率大,熔点高的材料制成的,故A错误;B、由Q=W=Pt可知,取暖器产生热量的多少,除了与取暖器的电功率有关,还与通电时间的长短有关,所以“高温”挡不一定比“低温”挡产生的热量多,故B错误;C、由P=2可知,电热丝的工作电阻R=2,电源电压相等,电功率越大,工作电阻越小,所以“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻小,故C错误;D、连接电热丝的导线比电热丝的电阻小,故D正确。
答案:D。
2.(2021•淄博中考)如图所示,图甲是某款即热式电热水龙头,图乙是它的电路原理图,R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。
通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。
则()A.开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是热水B.开关S接触3、4触点时,电热丝R1、R2串联C.水龙头在温水挡正常工作时的电流是15AD.水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W解:(1)当开关S接触1、2触点时,电路不通电,电热丝不工作,水龙头放出的是冷水;(2)当开关S接触2、3触点时,电路中只有R2电热丝工作,根据I=可知,此时的电功率:P=UI=U•=2=(220p244=1100W;此时电路的电流:I=2=22044=5A;(3)当开关S接触3、4触点时,电路中R1、R2电热丝并联,根据I=可知,此时的电功率:P′=UI′=U•=2=21+22=(220p222+(220p244=2200W+1100W=3300W;(4)比较可知,当开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是温水,当开关S接触3、4触点时,水龙头放出的是热水;根据以上分析可知,ABC错误,D正确。
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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例说电热器的多档功率问题
例1.(2012年宿迁)某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝,将它接入电路如图1所示,当S分别置于“1”档和“2”档时,
______档是保温状态,当S接“2”档时,电路中的电流大小是______,通电100s电路产生的热量是______J。
解析:电源电压为220V不变,当S接“1”档时,电路中R与R0串联,此时电阻为两个电阻的和;当S接“2”档时,电路中只有R0,此时电阻小于串联时电阻,根据公式
可知,电压一定时,电阻越大,电功率越小,所以“1”档是保温状态。
当S接“2”档时,电路中只有R0,电路中的电流为:
;通电100s电路产生的热量为。
例2.(2012年山西)下表为电烤箱铭牌的部分参数,其简化电路如图2所示。
当开关s闭合时,电烤箱处于______温档。
当电烤箱在高温档工作时,1min消耗的电能是______J。
解析:由公式
可知,电压一定时,电阻越小,电功率越大。
所以当开关S闭合时,
R2短路,只有R1工作,电功率大,为高温档。
由电烤箱铭牌可知,在高温档工作时,功率为P高=1100W,所以电烤箱在1min内消耗的电能为。
例3.(2012年泰州)如图3所示是某电热器的原理简图,它有高温、低温两档,发热体由R1和R2两个电热丝构成,阻值分别为l10Ω、220Ω。
(1)S1闭合、S2开时,求电热器的功率;(2)S1、S2都闭合时,求电热器的工作电流;
(3)S1,S2都闭合时,电热器是处于“高温档”还是处于低温档通过有关计算证明你的结论。
解析:当S1闭合,S2断开时,只有电阻R1通电,电热器的功。
当S1、S2都闭合时,两电阻并联接入电路,电热器的工作电流。
当S1、S2都闭合时,电热器功率
,因此
,所以当S1、S2都闭合时电热器是处于高温档。
例4.(2012年广东)某保温电热水壶电路如图4所示,S是温控开关,R1为加热器。
当开关S接到a时,电热水壶处于加热状态,此时通过电热水壶的电流是5A;当水烧开时,开关S自动切换到b,电热水壶处于保温状态,此时电热水壶的电功率为165W。
(不考虑温度对电阻阻值的影响),求:
(1)加热电阻R1的阻值是多大?(2)在保温状态下,通过电阻R2的电流是多少?
解析:当开关S接到a时,电路为R1的简单电路,且I1=5A,R1的阻值。
当开关S切换到b时,两电阻串联,电热水壶的电阻最大,由公式
知,电热水壶的电功率最小,处于保温状态,P保温=165W,电路中的电流。
例5.(2012年陕西)如图5所示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图。
R1、R2为电热丝,其中R2=242Ω,水升温并汽化成水蒸气,从而熨烫衣服。
(1)电热丝是利用电流的_______效应工作的。
分析电路图,闭合
S1,当S2_______时,电熨斗处于高温档。
(2)电熨斗处于低温档时,正常工作功率为100W。
求:通过电路的电流是多大?R1的电阻是多大?通电3min产生的热量是多少?
(3)若将该款电熨斗进行改造,使其正常工作时高温档功率为
1000W。
要求只改变其中一个电热丝的阻值,请你通过分析和计算,求出该电热丝改变后的阻值应为多少?
解析:电熨斗工作时,电流流过电阻产生热量,对水加热,使水汽化
为蒸汽,因此电热丝是利用电流的热效应工作的;由电路图知,闭合
S1,当S2闭合时,两电阻丝并联,电路电阻最小,电源电压U一定,由公式
可知此时电路功率最大,电熨斗处于高温档。
由电路图知:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档,此时只有电阻R1接入电路;通过电路的电流
,R1的电阻
;通电t=3min=180s产生的热量。
当开关S1与S2都闭合时,电熨斗处于高温档,电阻R2的功率
,电阻R1的功率
,则电阻R1改变后的阻值。
例6.(2012年苏州)下表为一台电热水器的铭牌(有一项内容模糊不清),电热水器内部简化电路如图6所示,R1和R2均为电热丝。
求:(1)低温档正常工作时的额定功率;(2)中温档正常工作10分钟产生的热量;(3)高温档正常工作时的额定电流。
解析:由热水器的铭牌知,热水器处于低温档正常工作时的额定功率:。
由热水器的铭牌知,中温档正常工作10分钟产生的热量:。
由电路图知:开关S1断开、S2接b时,两电阻串联。
热水器电阻最大,由公式
知,热水器的电功率最小,热水器处于低温档,此时
,即:
,由电路图知:开关S1闭合、S2断开时,只有电阻R1接入电路,热水器处于中温档,此时
,即:。
解得:R1=44Ω,R2=66Ω。
由电路图知:开关S1闭合、S2接a时,两电阻并联,此时热水器电阻最小,由公式
知,热水器的电功率最大,热水器处于高温档,高温档正常工作时的额定电流为。