資源簡介

家用電器類計算
命題點1　擋位的判斷
方法指導 多擋位家用電器擋位分析
根據P實＝可知，R總 越大，P實越小，擋位越低；R總越小，P實越大，擋位越高．
基礎小練
1. 某電飯鍋有加熱和保溫兩個擋位，其內部簡化電路可能存在如圖所示的三種情況．
第1題圖
(1)圖甲中，當S閉合、S1斷開時，電飯鍋處于______擋；當S、S1均閉合時，電飯鍋處于______擋．
(2)圖乙中，當S閉合、S1斷開時，電飯鍋處于______擋，當S、S1均閉合時，電飯鍋處于______擋．
(3)圖丙中，當開關S接________時為加熱擋，當開關S接________時為保溫擋．
2. 某品牌電烤箱在額定電壓下，功率從大到小有高擋、中擋和低擋．如圖為電烤箱在不同擋位工作時的電路圖，R1、R2為發熱電阻絲，且阻值R1＞R2，則高擋、中擋和低擋對應的電路圖分別是圖________、圖________和圖________．(選填“甲”“乙”或“丙”)
第2題圖
拓展訓練
3. 如圖所示是某種多功能燉鍋的簡化電路圖．R1、R2是兩個電熱絲，S2是單刀雙擲開關．通過開關S1和S2的閉合、斷開的組合，實現高、中、低三擋加熱．當____________時燉鍋處于低溫擋，當____________時燉鍋處于中溫擋，當____________時燉鍋處于高溫擋．(均填開關狀態)
第3題圖
【典型試題拓展】 第3題1．(情境拓展)小明家購置了一款多功能電暖器，轉動旋鈕可實現高、中、低不同擋位之間的切換．如圖所示是其內部電路原理圖，其中四個發熱電阻阻值相同，電暖器低溫擋工作時，開關應處于_______位置(選填“1”“2”或“3”).若中溫擋額定功率為1 000 W，則電阻R的阻值為_______ Ω，高溫擋的額定功率為______ W．
命題點2　家用電器類相關計算
4. 如圖甲是用某款3D打印筆進行立體繪畫時的場景. 打印筆通電后，筆內電阻絲發熱使筆內繪畫材料熔化．加熱電路簡化后如圖乙所示，電源電壓恒為6 V，R1和R2為發熱電阻絲．只閉合S1時低溫擋工作，S1、S2都閉合時高溫擋工作，高溫擋和低溫擋的功率比為4∶3，R1＝4 Ω，忽略電阻絲阻值隨溫度變化．求：
　第4題圖
(1)通過R1的電流；
(2)低溫擋的功率；
(3)R2的電阻值．
5. 某電熱取暖器的簡化電路如圖所示，R1、R2為發熱電阻．取暖器工作時，通過開關S1和S2實現低溫、高溫的擋位控制．已知高溫擋功率為1 320 W，R1＝55 Ω.求：
　第5題圖
(1)取暖器工作時通過R1的電流；
(2)取暖器處于低溫擋時，工作1 min產生的熱量；
(3)R2的阻值．
6. 某款電熱飲水機具有加熱和保溫兩擋，額定電壓為220 V．如圖甲是其電路原理圖，S0為溫控開關，R1、R2為電熱絲(阻值不變)，某次飲水機在額定電壓下工作的電功率P與時間t的關系圖象如圖乙所示．求：
　第6題圖
(1)飲水機處于加熱擋階段消耗的電能；
(2)飲水機處于保溫擋時，通過R1的電流；
(3)R2的阻值．
【典型試題拓展】 第6題2．(畫電路圖)某小組設計一款電熱飲水機有加熱和保溫兩擋功能(S1為總開關，S2為溫控開關)，其內部有兩個加熱電阻絲R1和R2(R1的電阻是198 Ω，R2的電阻是44 Ω).已知額定電壓為220 V、加熱功率為1 100 W、保溫功率為200 W．正常加熱時，通過電路的電流為______ A；請畫出電飯鍋的電路圖．
拓展訓練
7. 某科技興趣小組用一個88 Ω的電阻R1、開關、導線等器材制作了一個電烤箱，先將電烤箱接入電壓為220 V的家庭電路，簡化電路如圖甲所示，閉合開關，求：
(1)通過R1的電流；
(2)R1消耗的電功率；
(3)小組發現烤熟蛋糕耗費時間過長，為解決這個問題，小組找來一個相同規格的電阻R2進行改裝．
①你認為應按照圖________(選填“乙”或“丙”)進行改裝；
②閉合開關S后，通電10 min，求改裝后電烤箱產生的熱量．
【拓展設問】若電烤箱在原有基礎上需要增加保溫功能，使保溫功率為電烤箱原功率的，興趣小組又拿來一發熱電阻R0接入電路，請在虛線框中畫出改裝后的電路圖，并求出R0的阻值．
第7題圖
　　　　　　　　　　
8. 小華查看家中電燉鍋的說明書后發現：電燉鍋有低溫、中溫、高溫三擋；電阻R2＝60.5 Ω，R1＝4R2，該電燉鍋的原理圖如圖所示．請解答：
(1)閉合開關 S、S1，電燉鍋處于 ________ 擋．
(2)電燉鍋高溫擋的額定功率為多大？
(3)正常工作時，使用電燉鍋高溫擋加熱10 min，可將一鍋1.5 kg的湯從20 ℃加熱到100 ℃，電燉鍋的加熱效率是多少？[湯的比熱容取4×103 J/(kg·℃)]
　第8題圖
　家用電器類計算
1. (1)保溫　加熱　(2)保溫　加熱　(3)b　a
2. 丙　乙　甲
3. 開關S1斷開，S2接1　開關S1閉合，S2接1
開關S1閉合，S2接2
【典型試題拓展】 第3題1 48.4 2 000
4. 解：(1)只閉合S1時低溫擋工作，電路中只有R1接入電路，通過R1的電流
I1＝＝＝1.5 A
(2)低溫擋的功率
P低＝UI1＝6 V×1.5 A＝9 W
(3)S1、S2都閉合時，R1與R2并聯，此時高溫擋工作
由＝＝＝
可得P2＝3 W，即R2消耗的電功率為3 W
通過R2的電流I2＝＝＝0.5 A
故R2＝＝＝12 Ω
5. 解：(1)取暖器工作時通過R1的電流
I＝＝＝4 A
(2)分析電路可知，低溫擋時只有R1接入電路
取暖器處于低溫擋時，工作1 min產生的熱量
Q＝UIt＝220 V×4 A×1×60 s＝5.28×104 J
(3)已知高溫擋的功率為1 320 W
高溫擋時R1與R2并聯
低溫擋的功率P低＝UI＝220 V×4 A＝880 W
所以高溫擋時R2的電功率
P2＝P高－P低＝1 320 W－880 W＝440 W
R2的阻值R2＝＝＝110 Ω
6. 解：(1)由圖乙可知，P加熱＝484 W，t加熱＝5 min＝300 s
飲水機處于加熱擋階段消耗的電能
W＝P加熱t加熱＝484 W×300 s＝1.452×105 J
(2)由圖甲可知，只閉合S，電路中只有R1，此時飲水機處于保溫擋
由圖乙可知，P保溫＝44 W
由P＝UI可得通過R1的電流I＝＝＝0.2 A
(3)當S、S0閉合時，R1與R2并聯，飲水機處于加熱擋
R2的功率P2＝P加熱－P保溫＝484 W－44 W＝440 W
R2＝＝＝110 Ω
【典型試題拓展】 第6題5
7. 解：(1)通過電阻R1的電流為I＝＝＝2.5 A
(2)R1消耗的電功率為P＝UI＝220 V×2.5 A＝550 W
(3)①乙
②通電時間為t＝10 min＝600 s
則這段時間內電烤箱產生的熱量為
W＝P并t＝1 100 W×600 s＝6.6×105 J
【拓展】如答圖所示
第7題答圖
保溫功率P保＝P＝×550 W＝110 W
由P＝UI＝可知，電路總電阻
R總＝＝＝440 Ω
R0的阻值R0＝R總－R1＝440 Ω－88 Ω＝352 Ω
8. (1)低溫
解：(2)R1的阻值R1＝4R2＝4×60.5 Ω＝242 Ω
且電燉鍋處于高溫擋時，R1、R2并聯
則電燉鍋高溫擋的額定功率
P高＝＋＝＋＝1 000 W
(3)湯吸收的熱量
Q吸＝cm(t－t0)＝4×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝4.8×105 J
電燉鍋高溫擋加熱10 min消耗的電能
W＝P高t′＝1 000 W×10×60 s＝6×105 J
電燉鍋的加熱效率
η＝×100%＝×100%＝80%

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