資源簡介 【電熱器的檔位】1.如圖所示R1>R2根據P=U2/R可得出高溫檔:R2單獨工作 中溫檔:R1單獨工作 低溫檔:R1,R2串聯同時工作2.如圖所示R1>R2根據P=U2/R可得出高溫檔:R1,R2并聯同時工作 中溫檔:R2單獨工作 低溫檔:R1單獨工作例1、小明家新買了一個電水壺,原理圖如圖甲所示,其額定電壓為220V,R1和R2是電熱絲,該水壺有高溫擋、中溫擋和保溫擋,其中保溫擋額定功率為242W。圖乙是一種新型插座,它能即時顯示用電器的工作電壓和所耗電費等,將該水壺單獨插在該插座上,用中溫擋加熱一段時間后,屏幕兩次顯示如圖丙,[電費單價:0.5元/,忽略溫度對電阻的影響]。求:(1)電阻R1的阻值;(2)電阻R2的阻值;(3)該電水壺的中溫擋額定功率及高溫擋額定功率。例2、如圖甲為某款新型電飯煲,額定電壓為220V,它采用了智能化控制不同時間段的烹飪溫度,即“聰明火”技術,以得到食物最佳的營養和口感,圖乙為其電路原理圖,R1和R2為電阻不變的電熱絲,S1是自動控制開關,將電飯煲接入220V電路中,在電飯煲工作的30min內,它消耗的電功率隨時間的變化如圖丙所示。求:(1)5~10min,電飯煲的功率;(2)15~30min,電飯煲產生的總熱量;(3)電熱絲R1和R2的阻值分別為多少?例3、如圖是某家用電熱水器的簡化電路圖,溫控開關S可根據水溫自動切換加熱和保溫兩種狀態,R1、R2是發熱電阻。熱水器主要參數如下表。額定電壓 220V 容積 30L加熱功率 2000W 保溫功率 800W(1)開關S跳至 觸點位置時,熱水器進入保溫狀態。(2)R2的阻值為多大?(3)在上述加熱狀態下,熱水器正常工作35分鐘需要消耗多少電能?例4、飲水機(圖甲)是家庭、辦公室常見的用電器,給人們生活帶來了很大的方便,那么飲水機內部的電路原理圖是怎么樣的呢?小金同學對此產生了好奇,他觀察發現:在飲水機的側面有一張銘牌(圖乙)。在飲水機背面有一個制熱開關(圖丙),當接通電源后,若閉合制熱開關飲水機正常工作,若斷開制熱開關飲水機不工作。當閉合制熱開關后,正面紅色加熱指示燈亮,顯示為加熱狀態;一會之后,紅色指示燈滅綠指示燈亮顯示為保溫狀態。小金又查閱資料得到:飲水機內部還有溫控開關,在溫度低于一定溫度時會自動閉合,而在高于一定溫度時又會自動斷開。根據上述現象小金同學畫出飲水機內部電路原理圖(圖丁)(1)若按照小金設計的電路原理圖(圖丁),則________是溫控開關(選填“S1”或“S2”)。飲水機處于保溫狀態時,開關S1、S2工作狀態是________。(2)若按照小金設計的電路原理圖,請計算R1阻值。例5、如圖所示是帶有水溫調節功能的家庭水族箱(如圖甲)。該水族箱的魚缸水溫調節器銘牌如圖乙所示。其工作原理如圖丙,R1為阻值可調的電熱絲,開關S2為單刀雙擲開關,開關S1閉合、S2接b時,電路處于加熱狀態:當開關S1閉合、S2接a時,電路處于保溫狀態。(不考慮溫度對電阻的影響)(1)當電路處于加熱狀態時,通過電阻R2的電流是________安。(2)當電路處于加熱狀態,通電10分鐘消耗的電能是多少?(3)當電路處于保溫狀態時,若電路消耗的功率P=48.4瓦,則電熱絲R1連入電路的阻值應為多少?1.某滾桶洗衣機自帶加熱功能,其洗衣過程分“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態,圖乙是其簡化電路圖,其中電熱絲R1、R2的阻值分別為24.2Ω,和242Ω。(1)當開關置于2位置時,R2與電動機并聯,此時洗衣機的工作狀態是 (選填“加熱水”、“保溫洗滌”或“脫水”)。(2)若該洗衣機的脫水功率是300W,某次洗衣時,脫水時間為6分鐘,則脫水過程中消耗的電能是多少?(3)洗衣機處于“加熱水”狀態(R1與R2并聯)正常工作的功率為多少?2.電熱水壺由分離式底座和壺身兩個部分組成。分離式底座由電源線、圓形底座和供電插座組成,如圖甲;電熱水壺內部簡化電路,如圖乙。(1)為防止觸電,供電插座的外殼材料應是________(選填“絕緣體”或“導體”)。(2)電熱水壺額定電壓為220伏,額定功率為1000瓦,求;①電阻R的阻值是多少 ②正常工作時,燒開一壺水需要300秒,消耗多少電能 (3)為滿足人們隨時取用熱水需求,電熱水壺需設置保溫功能。現有一個溫控開關(一定溫度時,可以自動斷開或閉合:元件符號為“ ”),一個阻值遠大于R1的定值電阻R2(元件符號為“ ”)。要求利用提供的器材對原電熱水壺的簡化電路進行改進,實現既可加熱又能保溫的功能,且加熱功率保持不變。請在答題卷的虛線框內畫出電路圖、并說明保溫的工作原理。3.如圖是溫度可調的育苗箱電路,電源電壓為36V保持不變,發熱電阻R1規格是“24V 40Ω”。閉合開關S,調節滑片P的位置,當R1正常工作時,求:(1)電路中的電流。(2)R2的阻值。(3)育苗箱正常工作5min產生的熱量。4.某電熱砂鍋的簡化電路如圖甲。 為發熱電阻,S為旋轉型開關,a、b、c、d為觸點,通過旋轉開關S可實現“關”、“低檔”、“高檔”之間的轉換,工作時先用高檔加熱鍋內湯料到沸騰,再用低檔持續加熱食物,使食物“湯濃味鮮”。(1)高檔加熱時,開關S應旋至觸點 (選填“ab”、“be”或“cd”)位置。(2)某次烹飪一共用時6小時,電功率與加熱時間的關系如圖乙所示,則本次烹飪共消耗多少電能 (3)發熱電阻和的阻值分別為多少?(4)生活中,有時也會選擇電壓力鍋烹飪,因為電壓力鍋煮熟相同質量的同種食物,通常比電熱砂鍋更省電。請你從能量利用率的角度,結合所學知識對電壓力鍋能省電作出簡要的解釋。1.小金家買了一個家用電吹風,如圖甲所示。其簡化電路如圖乙所示,部分技術參數如表格所示。請回答如下問題:型號 SHZ2010﹣624熱風溫度 50℃﹣75℃額定功率 熱風擋:1000W冷風擋:110W額定電壓 220V(1)當選擇開關旋至AB處時,電吹風機處于 擋位;(2)當電吹風吹冷風時,電路通過的電流;(3)當電吹風吹熱風時,正常工作5min消耗的電能是多少?2.如圖1為一款陶瓷電煎藥壺,工作電路簡化為如圖2所示,它在工作時,有高火加熱、文火萃取和小功率保溫三個過程。已知正常工作時,高火加熱功率為500w,文火萃取功率為100w,若壺中藥液的總質量為1kg,且在額定電壓下煎藥時,測得藥液的溫度與工作時間的關系如圖3所示:(1)煎藥壺工作時的外界大氣壓 1個標準大氣壓(選填“大于”、“等于” 或“低于”);(2)煎藥壺文火萃取時,圖2中的開關連接狀態是 ;(3)求煎藥壺通電工作滿36分鐘時,電流所做的功;(4)求R2的阻值及電煎藥壺的額定保溫功率。3.如圖甲是一個充電式暖寶寶,其簡化電路圖如圖乙所示,R1和R2均為發熱電阻,該充電式暖寶寶可以通過S1、S2、S3三個開關的斷開與閉合實現三個擋位(高溫、中溫、低溫)的變化,已知經家庭電路轉化后的電源電壓為12V,R1=20Ω,只閉合開關S2時,電路消耗的總功率為2.88W。求:(1)只閉合開關S1時電路消耗的電功率;(2)電阻R2的阻值;(3)以高溫擋正常工作1min電路產生的熱量。4.某品牌電熱水器有高溫、中溫和低溫三擋,簡化電路如圖所示R1、R2均為加熱電阻(溫度對電阻的影響忽略不計),熱水器中溫檔功率為1000W,低溫檔功率500W.若電熱水器中已裝滿質量為40kg、溫度為25℃的水,它能夠把水加熱到的最高溫度為75℃,已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg ℃),電源電壓為220V.求:(1)用該電熱水器把40kg、25℃的水加熱到最高溫度需要吸收的熱量。(2)R1、R2的電阻值。(3)高溫檔的電功率。(4)若加熱電阻產的熱量有84%被水吸收,用該電熱水器把40kg、25℃的水加熱到最高溫度,用高溫檔需加熱多長時間?5.如圖所示是某型號電飯鍋內部電路簡圖,通過溫控開關的閉合和自動斷開實現“高溫燒煮”和“保溫”兩檔切換,銘牌如表(其中保溫時電路總功率已經模糊不清),請你解答以下問題:頻率 50HZ額定電壓 220V高溫燒煮功率 880W保溫時電路總功率(1)按下溫控開關按鈕,電飯煲處于________檔(選填“高溫燒煮”或“保溫”)。(2)R1的阻值是多大 (3)若在某次燒飯過程中電飯煲在“高溫燒煮”檔時正常工作15分鐘,后處于“保溫”狀態6分鐘,共消耗電能0.2244kW·h,保溫時電路的總功率是多少?(4)當達到設定溫度102℃以上時,溫控開關會自動彈起。若某次用該電飯煲的“高溫燒煮”檔燒水5分鐘,電飯煲的燒水效率是90%,其可以將2kg的水從30℃加熱到多少攝氏度?(C水=4.2×103J/(kg ℃))答案及解析例1、(1)40Ω;(2)160Ω;(3)1210W,1512.5W【解析】解:(1)根據電路圖可知,當S1斷開,S2在A時,R1和R2串聯,電路總電阻最大,由可知,此時電路為保溫擋;當S1閉合,S2在A時,電路為R1的簡單電路,電路總電阻較大,此時電路為中溫擋;當S1閉合,S2在B時,R1和R2并聯,電路總電阻最小,此時電路為高溫擋。由圖丙可知,中溫擋加熱的時間消耗的電能則中溫擋加熱時的實際功率由可知,R1的阻值(2)已知保溫擋額定功率為242W,則R1和R2串聯后的總電阻因串聯電路的總電阻等于各分電阻之和,所以R2的阻值(3)電水壺的中溫擋額定功率高溫擋額定功率答:(1)電阻R1的阻值為40Ω;(2)電阻R2的阻值為160Ω;(3)該電水壺的中溫擋額定功率為1210W,高溫擋額定功率為1512.5W。例2、(1)660W;(2)4.62×105J;(3)110Ω和220Ω【解析】解:(1)由圖丙可知,5~10min,電飯煲的功率為 P=660W(2)由丙圖可知15~30min,電飯煲以660W的功率工作5min,以440W的功率工作10min,根據焦耳定律的計算公式可得,電飯煲產生的總熱量為(3)當開關S和S1均閉合時,電阻R1與R2并聯,電路的總電阻最小,電飯煲的功率較大,由圖丙可知,此時電路的總功率 P=660W只閉合開關S、斷開S1時,電路為R1的簡單電路,電飯煲功率較小,由圖丙可知,此時電路的總功率為 P′=440W根據電功率的計算公式可得,電阻R1的阻值為電阻R2的電功率為電阻R2的阻值為答:(1)5~10min,電飯煲的功率為660W;(2)15~30min,電飯煲產生的總熱量為4.62×105J;(3)電熱絲R1和R2的阻值分別為110Ω和220Ω。例3、(1)b(2)據圖片可知,當開關接a時,只有R1自己工作,此時為加熱狀態,則R1的阻值為:;當開關接b時,R1與R2串聯,此時為保溫狀態,總電阻;則R2的阻值為:R2=R總-R1=60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω。(3)熱水器正常工作35分鐘需要消耗電能:W=P加熱t=2000W×(60s×35)=4.2×106J。【解析】(1)當開關切換時,總功率大的為加熱狀態,總功率小的為保溫狀態,根據公式分析即可;(2)首先根據加熱狀態,利用公式計算出R1的阻值,再根據保溫狀態計算出總電阻R總,最后根據R2=R總-R1計算即可。(3)根據W=P加熱t計算即可。【解答】(1)根據圖片可知,當開關接a時,只有R1自己工作,總電阻為R1;當開關接b時,R1與R2串聯,總電阻為R串;則R1根據公式可知,總功率P1>P串; 則前者為加熱狀態,后者為保溫狀態。例4、(1)S2;S1閉合、S2斷開(2)當開關S1閉合、S2斷開,只有電阻R2自己工作,此時為保溫狀態,功率為50W;當開關S1和S2都閉合時,兩個電阻并聯,此時為加熱狀態,功率為550W;那么電阻R1的功率為: P1=P總-P2= 550W-50W=500W;那么電阻R1的阻值為: 。 【解析】(1)無論是保溫狀態,還是加熱狀態,至少有一個電阻在工作,即開關S1肯定是始終閉合的,它肯定不是溫控開關,那么開關S2就是溫控開關。保溫時總功率小,加熱時總功率大,對兩種不同狀態時的總功率大小進行比較即可;(2)首先根據P總=P1+P2計算出電阻R1工作時的功率,再根據公式 計算即可。【解答】(1)若按照小金設計的電路原理圖(圖丁),則S2是溫控開關。當開關S1閉合、S2斷開,只有電阻R2自己工作;當開關S1和S2都閉合時,兩個電阻并聯,根據并聯電路電阻越并越小的規律可知,總電阻肯定小于R2;根據公式可知,后者的功率肯定大于前者,那么后者為加熱狀態,前者為保溫狀態。(2)當開關S1閉合、S2斷開,只有電阻R2自己工作,此時為保溫狀態,功率為50W;當開關S1和S2都閉合時,兩個電阻并聯,此時為加熱狀態,功率為550W;那么電阻R1的功率為: P1=P總-P2= 550W-50W=500W;那么電阻R1的阻值為: 。例5、(1)0.4(2)W=Pt=88W×600s=5.28×104J(3)R2= =550ΩR總= =1000ΩR1=R總-R2=450Ω【解析】(1)根據丙圖可知,開關S1閉合、S2接b時,電路處于加熱狀態,此時只有電阻R2工作,根據公式計算通過R2的電流即可。(2)已知加熱功率和時間,根據公式W=Pt計算通電10min消耗的電能;(3)根據 計算電阻R2的阻值。當開關S1閉合、S2接a時,電路處于保溫狀態,此時電阻R2與R1串聯,根據 計算出總電阻,再利用R1=R總-R2串聯電路計算出R1的阻值即可。【解答】(1)開關S1閉合、S2接b時,電路處于加熱狀態,此時只有電阻R2工作,通過電阻R2的電流:。1.(1)保溫洗滌(2)W=Pt=300W×360s=108000J(或W=Pt=0.3KW×0.1h=0.03KWh)(3)P1= =2000W,P2= =200WP=P1+P2=2000W+200W=2200W。【解析】(1)只有電阻工作肯定為加熱水狀態,只有電動機工作肯定為脫水狀態,既有電阻工作又有電動機工作為保溫洗滌狀態。(2)根據W=Pt計算脫水過程消耗的電能;(3)根據公式分別計算出兩個電阻的功率,然后相加得到加熱水的總功率。【解答】(1)根據乙圖可知,當開關置于位置2時,電阻R2與電動機同時工作,為保溫洗滌狀態。2.(1)絕緣體(2)①R1= =48.4歐②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦(3)S閉合,溫控開關斷開,R1、R2同時工作,電路處于保溫狀態。【解析】(1)容易導電的物體叫導體;不容易導電的物體叫絕緣體;(2)①已知額定功率和額定電壓,根據公式 計算電阻R的阻值;②已知電功率和時間,根據W=Pt計算消耗的電能。(3)根據公式可知,電壓相等時,電阻大的,電功率小,為保溫狀態;電阻小的,電功率大,為加熱狀態,只需用溫控開關控制定值電阻R2的工作與否。 【解答】(1)為防止觸電,供電插座的外殼材料必須不容易導電,因此應該選擇絕緣體。(2)① 電阻R的阻值: ;②正常工作300s消耗的電能:W=Pt=1000W×300s=3×105J。(3)如下圖所示,S閉合,溫控開關斷開,R1、R2同時工作,此時總電阻變大,根據可知,此時總電阻變小,那么電路處于保溫狀態。3.解:(1)閉合開關,兩電阻串聯接入電路,發熱電阻R1規格是“24V 40Ω”,當R1正常工作時通過電路的電流:I0.6A;(2)串聯電路總電壓等于各部分電壓之和,此時滑動變阻器兩端的電壓:U2=U﹣U1=36V﹣24V=12V,串聯電路中電流處處相等,根據歐姆定律可得滑動變阻器接入電路的阻值:R220Ω;(3)育苗箱正常工作5min產生的熱量:Q=W=U1It=24V×0.6A×5×60s=4320J。答:(1)電路中的電流為0.6A;(2)R2的阻值為20Ω;(3)育苗箱正常工作5min產生的熱量為4320J。4.(1)cd (2)0.94KW.h (3),(4)電壓力鍋鍋內氣壓大,所以水的沸點高,食物在高溫下容易熟,可以減少用電時間;加熱時間短,散失到空氣中的熱量少,能量利用率高,所以更省電。【解析】(1)總功率大的是高檔,小的是低檔,根據公式比較總功率的大小即可當開關旋至bc時,電阻與串聯,當開關旋至cd時,只有電阻工作,根據公式可知,因為,,;即當開關旋至bc時,是低檔;旋至cd時,是高檔。(2)觀察乙圖可知,電熱砂鍋以440 W的功率工作了1 h,以100 W功率工作了5 h(3)高檔加熱時,只有工作,;低檔加熱時兩個電阻串聯,;;(4)電壓力鍋鍋內氣壓大,所以水的沸點高,食物在高溫下容易熟,可以減少用電時間;加熱時間短,散失到空氣中的熱量少,能量利用率高,所以更省電。1.解:(1)讀圖可知,開關旋至AB處時,電熱絲與電動機并聯,此時功率最大,電吹風正常工作且處于吹熱風狀態;(2)由P=UI得,電吹風吹冷風時,電路通過的電流I0.5A;(3)電吹風吹熱風時,正常工作5min消耗的電能W=P熱t=1000W×5×60s=3×105J。答:(1)吹熱風;(2)當電吹風吹冷風時,電路通過的電流是0.5A;(3)當電吹風吹熱風時,正常工作5min消耗的電能是3×105J。2.(1)低于(2)Sa接2,Sb斷開(3)解:W=W1+W2=P高t1+P文 t2 = 500W×14×60s+100W×22×60s=5.52×105J(4)解: R2= =484ΩP1=P高- P文=500W- 100W = 400WR1的阻值: R1= =121ΩP保溫= =80W【解析】(1)液體沸點隨氣壓的增大而升高,隨氣壓的減小而降低;(2)根據公式比較三種狀態下電功率的大小即可;(3)根據圖3確定不同狀態的功率以及對應的時間,然后根據W=Pt分別計算出消耗的電能,最后將它們相加即可。(4)首先根據 計算出R2的阻值,再根據P1=P高- P文計算出R1單獨工作的功率,接下來根據 計算R1的阻值,最后根據 計算出保溫功率。【解答】(1)根據圖3可知,水的沸點為98℃,低于100℃,因此煎藥壺工作時的外界大氣壓低于1個標準大氣壓。(2)根據公式可知,當電壓相等時,總功率與總電阻成反比。當開關Sa接1,Sb斷開時,兩個電阻串聯,總電阻為R串;當開關Sa接2,Sb斷開時,只有R2工作,總電阻為R2;當開關Sa接2,Sb閉合時,兩個電阻并聯,總電阻為R并;那么R串>R2>R并;根據公式可知,總功率P串那么三個狀態依次為保溫、文火萃取和高火加熱。(3)根據圖3可知,高火加熱功率為500W,時間為14min;文火萃取的功率為100W,時間為:36min-14min=22min。那么電流做的功為:W=W1+W2=P高t1+P文 t2 = 500W×14×60s+100W×22×60s=5.52×105J。(4)當開關Sa接2,Sb斷開時,只有R2工作,此時功率為100W,那么R2的阻值: ;當開關Sa接2,Sb閉合時,兩個電阻并聯,此時功率為500W;那么R1此時的功率為:P1=P高- P文=500W- 100W = 400W;則R1的阻值為: ;當開關Sa接1,Sb斷開時,兩個電阻串聯,那么保溫功率為: 。3.(1)7.2W;(2)30Ω;(3)720J。【解析】解:(1)只閉合開關S1時電路為R1的簡單電路,電路消耗的電功率為(2)只閉合開關S2時,兩電阻串聯,串聯電路總電阻串聯電路總電阻等于各分電阻之和,電阻R2的阻值(3)當S1、S3閉合,S2斷開時,兩電阻并聯接入電路,串聯電路總電阻大于任何一個分電阻,并聯電路總電阻小于任何一個分電阻,根據可得此時電路的總功率最大,為高溫擋,暖寶寶高溫擋的功率為工作1min產生的熱量為答:(1)只閉合開關S1時電路消耗的電功率為7.2W;(2)電阻R2的阻值為30Ω;(3)以高溫擋正常工作1min電路產生的熱量為720J。4.(1)用該電熱水器把40kg、25℃的水加熱到最高溫度需要吸收的熱量為8.4×106J;(2)R1、R2的電阻值均為48.4Ω;(3)高溫檔的電功率為2000W;(4)若加熱電阻產的熱量有84%被水吸收,用該電熱水器把40kg、25℃的水加熱到最高溫度,用高溫檔需加熱5000s。【解析】(1)水加熱到最高溫度時需要吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×40kg×(75℃﹣25℃)=8.4×106J;(2)由電路圖可知,當S1斷開,S2接b時,R1、R2串聯,電路總電阻最大,電源電壓U一定,由P=UI=可知,此時總功率最小,電熱水器處于低溫檔;同理可知,當S1閉合,S2接a時,R1、R2并聯,總電阻最小,總功率最大,電熱水器處于高溫檔,所以,當S1閉合,S2接b時,只有R1連入電路,此時電熱水器處于中溫檔,則電熱絲Rl的阻值:R1===48.4Ω,低溫檔時電路的總電阻:R===96.8Ω,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,R2的電阻值:R2=R﹣R1=96.8Ω﹣48.4Ω=48.4Ω;(3)當S1閉合,S2接a時,R1、R2并聯,電熱水器處于高溫檔,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,高溫檔的電功率:P高=+=+=2=2P中=2×1000W=2000W;(4)由η=×100%可得,加熱水消耗的電能:W===1×107J,由P=可得,用高溫檔需要的加熱時間:t′===5000s。5.(1)高溫燒煮(2)按下溫控開關,處于高溫燒煮,加熱功率為880WR1= =55歐(3)高溫燒煮15分鐘消耗電能:W1=P1t1=880W×15×60s=792000J保溫6分鐘消耗電能:W2=0.2244×3.6×106J-792000J=15840J保溫功率P2=W2/t2=15840J/6×60s=44W(4)△t= = = =升高到30℃+28.3℃=58.3℃【解析】(1)根據功率的計算式比較兩種狀態下功率的大小,然后判斷所處的檔位。(2)當溫控開關閉合時,只有R1單獨工作,此時處于高溫檔,根據公式 計算出R1的電阻。(3)首先根據公式W1=P1t1計算出高溫燒煮消耗的電能,再根據W2=W總-W1計算出保溫消耗的電能,最后根據公式計算出保溫功率。(4)首先根據W=Pt計算出消耗的電能,再根據Q=ηW計算出水吸收的熱量,最后根據公式 計算出水升高的溫度,并根據t=t0+△t計算出水升高到的溫度。【解答】(1)溫控開關斷開時,電阻R1與R2串聯,此時總電阻為R串;當溫控開關閉合時,只有電阻R1工作,此時總電阻為R1;根據公式可知,串聯的總功率P串因此前者為保溫狀態,后者為高溫燒煮狀態。浙教版科學九年級“期末沖刺”專題復習講義(十八)電熱器 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫