2023年中考物理复习《“多档位”家用电器问题》

“多档位”家用电器问题 一、“档位分析”的实质 P1总_P2总_P3总 < < 档位分析的实质是利用开关控制用电器的电功率! 知识原型:电压相同 两档开关的设计: S闭合——加热 S断开——保温 S闭合——加热 S断开——保温 三档开关的设计: 高温——S1、S2闭合,S3断开 中温——只有S1(或S2)闭合 低温——只有S3闭合 二、多档位R的大小 高温/加热档位 P大 低温/保温档位 P小 口诀:电阻R越串越大,越并越小。 U一定(220V) R大P小 R小P大 核心:R越大P越小 三、多档电路分析 1.简单电路 (1)串联 ①高温档(R小P大) S1和S2闭合,R1工作, ②低温档(R大P小) S1闭合,S2断开,R1、R2串联, (2)并联 ①高温档(R小P大) S1和S2闭合,R1、R2并联, ②低温档(R大P小) S1闭合,S2断开,R1工作, 2.多掷开关电路 220V R1 R2 S1 S2 ①高温档(R小P大) S1闭合,S2→a,R1、R2并联, ②中温档 S1闭合,S2→b,只有R1工作, ③低温档(R大P小) S1断开,S2→a,R1、R2串联, 3.旋转开关电路 220V R1 R2 S 1 2 3 4 ①S转1、2,不工作 ②高温档: S转3、4,R1工作 ③低温档: S转2、3,R1、R2串联 四、多挡电路典例 例1.电热电湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气,增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。 工作电压220V 工作频率50Hz 最大运行功率40W 储水箱容量2.4L 尺寸高315mm,底部直径168mm 满水工作时间高气雾量10h,低气雾量24h (1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝R1的电阻值; (2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率工作,经过5min36s,水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积;[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1×103 kg/m3,电热丝R1产生的热量全部被水吸收,环境为标准大气压] (3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为1210Ω,加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少瓦? 24小时R1消耗多少度电? 解:(1)此时R2被短路,只有R1工作 (2)Q吸=Q放=W=Pt=40W×(5×60s+36s) =13440J 由Q吸=cmΔt知: (3) W=P1t=0.01kW×24h=0.024kW·h 2.如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖,中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,下表是该电炖锅的部分参数。(ρ水=1×103kg/m3,c水= 4.2×103J/(kg·℃),g=10N/kg) (1)开S1、S2处于什么状态,电炖锅为低温档,说明判断依据; (2)求R1、R2的阻值; (3)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一锅水烧开,若电炖锅高温档加热效率为80%,求烧开一锅水需要的时间。 项目 参数 电源电压(V) 220 中温档功率(W) 400 高温档功率(W) 1100 容积(L) 1 解:(1)当S1断开,S2接A时,两电阻串联,总电阻最大,U电源不变, (2)当S1闭合,S2断开时,只有R1接入电路,为中温档 S1闭合,S2接B时,两电阻并联,为高温档 P2=P高-P低=1100W-400W=700W (3)m=ρV=……=1kg Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-12℃) =3.696×105J 结束 $