2.8电能的量度-多档位问题与电热计算(原卷版+解析).docxVIP

在学习焦耳定律以后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电热水器、电饭锅、电暖气等发热体的档位问题，也会遇到电吹风、豆浆机等既发热又做功的用电器的档位问题。

多档位的实质是在电压不变时，利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。

常见的档位：高温档、中温档、低温档；加热档、保温档。

家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总越大，P实越小，档位越低；R总越小，P实越大，档位越高。

高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小；

中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档；

低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。

电路图如下：

电路图

（短路式）

（并联式）

（单刀双掷开关）

低温档

闭合S，两电阻串联，

闭合S，只有R2接入电路，

S1断开，S2接b，R1、R2串联，

中温档

只闭合S1，断开S2，只有R1接入电路，

高温档

闭合S、S0，只有R1接入电路，

S、S0均闭合，R1、R2并联，

S1闭合，S2接a，R1、R2并联，

原理

利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。

利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。

利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同档位的切换。

注意：并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法：

方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）；

方法二：根据公式求解较为方便。

微点拨

1、电阻的求解由单独接入一个电阻的档位对应的功率进行求解；

2、串并联电路中，，。

1、有一个蒸饭器，其内部简化电路图如图所示。这个蒸饭器有三个挡位，其高温挡功率为2200W，中温挡功率是1100W。求：

(1)和的电阻；

(2)低温挡功率。

2、图甲是一种电热水龙头，图乙是其简化电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1＝22Ω，热水挡的电功率是3.3kW。求：

（1）S旋到温水挡时的电功率？

（2）电热丝R2的阻值？

（3）当S旋到热水挡时，1min能放出2kg、40℃的热水，若电热水龙头加热的效率是90%，则水的初温是多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg?℃），计算结果保留一位小数]

3、如图所示是张强同学家新买的一台电热锅其内部简化电路图，该锅有高、中、低三个挡位的发热功率。开关S1可分别与触点a、b接触，已知发热电阻R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，电源电压220V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，电热锅处于什么挡位？

（2）电热锅在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？

（3）电热锅在高挡位工作时，加热5min，消耗的电能为多少？

1、图甲为军军家新买的电饭煲，它有加热和保温两种功能。图乙是其简化电路，电源电压为220V，R1、R2为电热丝。当开关S接加热挡时，电路的总功率为1100W；当开关S接保温挡时，电路的总功率为44W。求：

(1)电饭煲在加热挡和保温挡时，开关S应分别与哪个触点连接？

(2)当开关S接b时，电路中电流为多少？

(3)当开关S接a时，工作10min，电热丝产生的热量为多少？

2、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，图乙为其简易电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1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变化的图象如图丙所示．求：

(1)0～30min，电饭煲产生的总热量；

(2)S和S1均闭合，电路中的总电流；

(3)在不考虑热损失的条件下，当用电高峰期实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到开关S1第一次自动断开需要多长时间．

3、几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”。现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：

（1）电饭锅的最大电功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）25min内电饭锅产生的热量。

4、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，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作