第6章 升阶训练专题十 多挡位电热综合计算-(习题课件)【优+学案】2023-2024学年九年级上物理课时通(教科版)

年级全·JK 物 理 第六章　电功率 升阶训练专题十　多挡位电热综合计算 ⁠ ⁠串联型多挡位 1.如图所示是普通家用两挡电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝，且电阻阻值相同，高温挡位功率为1 100 W，低温挡位功率为440 W，家庭电路电压U＝220 V.求： （1）电取暖器处于高温挡位时电路中的电流强度； 解：（1）由P＝UI可得，电取暖器处于高温挡位时的电流为I高＝＝＝5 A. （2）电路中R1的阻值； 解：（2）由P＝可知，当S1、S2闭合，R2被短路时，电功率较大，为高温挡，此时R1两端的电压为220 V. 由I＝可得，R1的阻值为R1＝＝＝44Ω. （3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温挡位取暖4 h需要缴纳的电费. 解：（3）由P＝可知，当S1断开、S2闭合时，R1、R2串联，电功率较小，为低温挡.取暖4 h消耗的电能为 W＝P低t＝440×10－3 kW×4 h＝1.76 kW·h. 需要缴纳的电费为1.76 kW·h×0.55元/（kW·h）＝0.968元. ⁠并联型多挡位 2.如图所示是某种电热器的电路图，电源电压为220 V，R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，使其接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换.电热器在低温挡工作时的电功率是 　2 200　⁠W，在高温挡工作1 min产生的热量是 　3.96×105　⁠J.  2 200 3.96×105 3.如图所示是速热型电热水龙头的电路简图，R1、R2为电热丝，通过操作开关，可以提供温水和热水，相应参数如下表所示.当电热水龙头在额定电压下工作时，求： 额定电压 额定功率 220 V 温水挡 热水挡 1 980 W 4 400 W （1）闭合开关S1、断开开关S2，此时电路中的电流是多大？ 解：（1）闭合开关S1、断开开关S2时，只有电阻R1接入电路，是温水挡，此时的功率为1 980 W，根据P＝UI知，此时电路中的电流I＝＝＝9 A. （2）电热丝R2的电阻是多大？ 解：（2）闭合开关S1、S2，电阻R1、R2并联，是热水挡，此时功率为4 400 W，R2消耗的电功率为P2＝P热－P温＝4 400 W－1 980 W＝2 420 W. 根据P＝UI＝可知，电热丝R2的电阻 R2＝＝＝20Ω. （3）闭合开关S1、S2，通电20 s，可以把1 kg的水从15℃加热到34℃.电热水龙头的加热效率是多少？[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]（结果保留到0.1%） 解：（3）通电20 s消耗的电能W＝P热t＝4 400 W×20 s＝8.8×104 J. 水吸收的热量 Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（34℃－15℃）＝7.98×104 J. 此电热水龙头加热的效率为 η＝×100%＝×100%≈90.7%. 4.（2022·遂宁中考）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲所示），该装置电路如图乙所示，L为照明装饰小彩灯（标有“6 V　3 W”），S1为总开关，S2为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为3Ω的电热丝.某次换水后，鱼缸内有10 kg初温为19℃的水，闭合开关S1、S2，L正常发光，R开始发热.请你用所学知识与小明一起解决下列问题[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]： （1）电源电压是多少？ 解：（1）当开关S1、S2闭合时，R与灯泡L并联，灯泡L正常工作，则灯泡L两端电压UL＝6 V. 根据并联电路电压特点可知，电源电压 U＝UR＝UL＝6 V. （2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？ 解：（2）R开始发热到停止工作水吸收的热量 Q吸＝c水 m（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×10 kg×（24℃－19℃）＝2.1×105 J. （3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生的热量均被水吸收） 解：（3）不计热量损失，电热丝R产生的热量Q＝W＝Q吸＝2.1×105 J. 由W＝t可知，R开始发热到停止工作的时间t＝＝＝17 500 s. ⁠混合型多挡位 5.小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图所示是其内部简化电路图，开关S1可分别与接触点a、b接触.（已知R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，且电源电压保持不变） （1）当将开关S1置于b端、S2断开时，电路的连接方式是 　串　⁠联. （2）当将开关S1置于b端、S2闭合时，此电路消耗的电功率是 　1 000　⁠W.  （3）电烤箱在高挡位正常工作100 s消耗的电能是 　1.5×105　⁠J. 串 1 000 1.5×105 6.某电动三轮车坐垫加热