河南中考物理复习——电热器档位专题(19页PPT)

（二）短路式
思考：（1）比较S闭合和 S断开时的总电阻的大小？
（2）S闭合和S断开电热器分别处于什么档位？
分析：S断开时，R1和R2串联，电路总电阻最大， S闭合时，R2被短路，电路总电阻最小，根据公式 P=U2/R可知，在电压一定时，S断开时总功率最小， 电路处于低温档， S闭合时总功率最大，电路处于高 温档。
解：如图闭合S，R1和R3并联，可使总功率变大， P总=P1+P3 则P3=P总-P1=3300w-1100w=2200w 由P3=U2/R3可得R3=U2/P3=（220V）2/2200w=22Ω
课堂练习：
家用电熨斗为满足不同布料的整烫需要，通常设计成
三档不同的温度档．如图是它的工作原理图，其中Ｒ１ 、Ｒ２为电热丝，且Ｒ１=110Ω。右图是电熨斗不同档 位时的连接情况（包括高、中、低温档及停止档），
例题1、一电热饮水机。通过机内温控开关S 进行自动控制。实现加热和保温两种功能。电路
原理如图乙所示。电源电压恒为220V，当开关S 接a时，电路中电流为5.5A，当开关S接b时，电 路消耗的功率为44w。求：
（1）R1和R2的阻值； （2）开关S接b时，电路中 的电流。 （3）该饮水机在保温状态 工作100S，R2产生的热量。
的状态 （2）求出R1和R2的阻值
（3）求出电热器正常工作时高温档和中温档的 电功率
解：（1）S1闭合、S2断开时，为 只有R1的简单电路，电阻最大， 总功率最小，为低温档；
S1断开、S2闭合时，为只有R2的 简单电路，为中温档；
S1和S2均闭合时，R1和R2并联，电阻最小，总功率最大 ，为高温档。
例题3、如图是小王设计的一个电热水器的电 路，电热丝R1=44Ω ，电源电压U=220V不变， 求： （1）该热水器的电功率
解：P =U2/R1=(220V)2/44Ω=1100w
（ 2）小陈同学想在此电路的基础上增加一个开 关和一个电热丝R2，使该电路具有保温功能， 应该如何改装？画图说明
解：S断开时R1和R2串联，电路处于保温状态， S闭合时，R2被短路，电路为只有R1的简单电路，
（2）R1=U2/P低=（220V）2/100W=484Ω R2=R1/2=484Ω/2=242Ω
（3）P中=U2/R2=（220V）2/242Ω=200W P高=P低+P中=100W+200W=300W
（四）综合式
思考：电热器（R1>R2） 分别有哪几个档位？
S3闭合，S1、S2断开时， R1和R2串联，为最低档，此时 P1=U2/(R1+R2)； 只闭合S1时，只有R1接入电路，为较低档， 此时 P2=U2/R1； 只闭合S2时，只有R2接入电路，为较高档， 此时 P3=U2/R2； 闭合S1、S2，断开S3时， R1和R2并联，为最高档，此时 P4=U2/R1+U2/R2。
（一）单刀双掷式
思考：（1）比较S接a和S接 b时电路的总电阻？
（2）比较S接a和S接b时电路的总功率？
分析：S接a时，R1和R2串联，电路总电阻最大，S接 b时，只有R1接入电路，电路总电阻最小，根据公式 P=U2/R可知，在电压一定时，S接a时总功率最小，电 路处于低温档， S接b时总功率最大，电路处于高温档。
电热器档位专题
一、相关公式回顾
请同学们写出计算电功率的几个公式
1、P= W/t
2、P=UI
3、P=U2/R
4、P=I2R
注：3和4仅适用于纯电阻电路
二、专题诠释
多档位的电热器问题是集电功、电热、电功率的综合 性问题，是电学的重点和难点。解答此类问题需要把握好 两个关键点。
关键点一：
正确判断出电热器的档位。一般来说，电
其中图②档位电功率为220W。请进行档位分析,并求出
电熨斗处于图④时工作1分钟所产生的热量Q。
①
②
③
④
解：图①为断路状态，为停档；图②R1与R2串联，电阻 最大，总功率最小，为低温档；图③为只有R2的简单电 路，为中温档；图④R1与R2并联，电阻最小，总功率最 大，为高温档。
思考：如果R1大于R2，再增加一个开关，能否再增加一个中温档？
例题2、如图在物理小组课外活动中，组长毛
毛和他的组员利用两段阻值不同的电阻丝R1和 R2，设计了一个高、中、低三个档位的电热器， 其R1=2R2，经过测试，该电热器在低温档正常 工作时的电功率为100w。 （1）请说明电热器分别处
于三个不同档位时S1和S2
热器通常有“高温档”“中温档”和“低温
档”，根据公式P=U2/R 可知，当电压一定时， 电阻越大，电功率越 小 ；电阻越小，电功率
越 大，所以高温档电阻最 小 ，低温档电阻 最大 。
练习1、下列两个电路，总功率较大的是（ A ） 练习2、下列两个电路，总功率较大的是（B）
关键点二：明确不同档位的电热器结构
解：S接a时，为只有R1的简单电路， 电阻较小，根据P=U2/R，总功率较 高，为加热状态；S接b时，为R1与 R2的串联电路，根据P=U2/R，电阻 较大，总功率较小，为保温状态。
（1）R1=U/Ia=220V/5.5A=40Ω R总=R1+R2=U2/Pb=（220V）2/44W=1100Ω
R2=R总-R1=1100Ω-40Ω=1060Ω （2）Ib=U/R总=220V/1100Ω=0.2A
此时电路处于加热状态。
（3）若要求改装后的电路的保温功率为22w， 请求出R2的阻值；
解：S断开时，R1和R2串联，为保温状态， R总=R1+R2=U2/P保=（220V）2/22w=2200Ω，
所以R2 =R总-R1 = 2200Ω-44Ω=2156Ω
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（4）若不要求有保温功能，但要求冬季的功率能 调到3300w，在原电路的基础上增加一个开关和 一个电热丝R3，又该如何改装？并求出改装后的 R3的阻值
或 Ib=Pb/U=44W/220V=0.2A （3）Q=Ib2R2t=（0.2A）2×1060Ω×100s=4240J
（三）并联式
思考：（1）比较S闭合和S断 开时电路的总电阻？
（2）比较S闭合和S断开时电路的总功率？ 分析：S闭合时，R1和R2并联，电路总电阻
最小，S断开时，只有R1接入电路，电路总电阻 最大，根据公式P=U2/R可知，在电压一定时， S断开时总功率最小，电路处于低温档， S闭合 时总功率最大，电路处于高温档。