42微专题十七 多挡位加热器的相关计算-【智乐星中考·命题研究】2023年重庆中考物理 

微专题十七　多挡位加热器的相关计算 1．(2022·巴蜀中学二诊)君君家买了一款如图甲所示的具有加热、保温两挡功能的电热饭盒，内部电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变，部分参数如表所示。求： (1)用电热饭盒加热挡正常工作时，电路中的电流； (2)发热电阻R2的阻值； (3)某次使用时，君君关闭家里其他用电器，仅让电热饭盒保温，发现家里标有“1200imp/(kW·h”)的电子式电能表的指示灯闪烁5次所用的时间为5min，上述工作时段内电阻R1两端的实际电压。 2．(2022·育才中学二模)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式。如图为小禾家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的，R1＝242 Ω，R2＝48.4 Ω。(忽略温度对电阻的影响)求： (1)火锅中温挡的功率； (2)小禾关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，使2 kg的汤液温度升高了10 ℃，电能表的表盘转了100转。此时电火锅的加热效率；[电能表的铭牌上标有“3 000 r/(kW·h)”字样，汤液的比热容为4×103 J/(kg·℃)] (3)电火锅处于低温挡正常工作时，在1分钟内电阻R3产生的热量。 参考答案 1．解：(1)用电热饭盒加热挡正常工作时，电路中的电流： I＝＝＝2.2 A。 (2)从图乙可知，开关S接2位置时，电路为R1的简单电路，电热饭盒处于加热挡， R1＝＝＝100 Ω， 开关S接1位置时，R1、R2串联，电热饭盒处于保温挡， R总＝＝＝800 Ω， 发热电阻R2的阻值： R2＝R总－R1＝800 Ω－100 Ω＝700 Ω。 (3)消耗的电能： W＝＝ kW·h， 实际功率： P保温实＝＝＝0.05 kW＝50 W， 由P＝I2R可知，电路中的电流： I′＝＝＝0.25 A， 电阻R1两端的实际电压： U1＝I′R1＝0.25 A×100 Ω＝25 V。 2．解：(1)由电路图可知，当旋钮开关置于“0和1”位置时，电路断开，电火锅处于关闭状态， 当旋钮开关置于“1和2”位置时，R2和R3串联，电路中的总电阻最大，电火锅处于低温挡， 当旋钮开关置于“2和3”位置时，电路中只有R2，电火锅处于中温挡， 当旋钮开关置于“3和4”位置时，R3断开，R1和R2并联，电火锅处于高温挡， 电火锅中温挡的功率： P中温＝＝＝1 000 W。 (2)汤液吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4×103 J/(kg·℃)×2 kg×10 ℃＝8×104 J， 电能表转盘转100 r时电火锅消耗的电能： W＝＝ kW·h＝1.2×105 J， 电火锅的加热效率： η＝＝×100 % ≈66.7 %。 (3)电火锅高温挡的功率： P高温＝＋＝＋1 000 W＝1 200 W， 低温挡的功率： P低温＝P高温＝×1 200 W＝200 W， 此时电路中的电流： I低＝＝＝ A， R2两端的电压： U2＝I低R2＝ A×48.4 Ω＝44 V， R3两端的电压： U3＝U－U2＝220 V－44 V＝176 V， 1分钟内电阻R3产生的热量： Q3＝W3＝U3I低t＝176 V× A×1×60 s＝9 600 J。 学科网（北京）股份有限公司 $