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电学主题整合7 多挡位家用电器类相关计算
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冷
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⇨
1.解决挡位问题的关键是判断接入电路的总电阻的大小,然后根据公式P=eq \f(U2,R)判断出总功率的大小:
R最小eq \o(――→,\s\up17(U=220 V))P最大―→高温挡(加热挡)
R最大eq \o(――→,\s\up17(U=220 V))P最小―→低温挡(保温挡)
2.常见的两挡与三挡类模型
电路图
(短路类)
(断路类)
(单刀双掷类)
低温挡
只闭合S,两电阻串联,则P低=eq \f(U2,R1+R2),若只有R1发热,则P低=(eq \f(U,R1+R2))2R1
只闭合S,只有R2接入电路,P低=eq \f(U2,R2)
S1断开,S2接b,R1、R2串联,P低=eq \f(U2,R1+R2)
中温挡
S1闭合,S2接b,只有R1接入电路,P中=eq \f(U2,R1)
高温挡
闭合S、S0,只有R1接入电路,P高=eq \f(U2,R1)
S、S0均闭合,R1、R2并联,P高=eq \f(U2,R1)+eq \f(U2,R2)
S1闭合,S2接a,R1、R2并联,P高=eq \f(U2,R1)+eq \f(U2,R2)
类型1:两挡类
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)保温挡工作时的电流为0.5 A.
(2)R2的阻值为391.6 Ω.
(3)此次养生壶的加热效率为70 %.
(1)通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值.
解:(1)电源电压恒为6 V,R1=4 Ω,
则通过R1的电流:I1=eq \f(U,R1)=eq \f(6 V,4 Ω)=1.5 A;
(2)只闭合S1时低温挡工作,此时电路为只有R1的简单电路,则低温挡的功率:
P低=eq \f(U2,R1)=eq \f((6 V)2,4 Ω)=9 W;
(3)高温挡和低温挡的功率比为4∶3,则高温挡功率:
P高=eq \f(4,3)P低=eq \f(4,3)×9 W=12 W,
S1、S2都闭合时为高温挡,此时R1、R2并联,因R1前后电压不变,电阻不变,所以功率不变,故R2的功率:
P2=P高-P低=12 W-9 W=3 W,
则R2的电阻值:R2=eq \f(U2,P2)=eq \f((6 V)2,3 W)=12 Ω.
类型2:三挡类
★某款电热水龙头的电路原理图如图所示,通过旋