专题2 多挡位问题的分析及计算-2023-2024学年九年级物理下册典中点·课时夺冠（苏科版）

苏科版九年级下册 第十五章《电功和电热》 专题2 多挡位问题的分析及计算 【知识梳理】 1．电热器电路高低挡位的判断 电热器电路中根据电阻的不同组合，可以实现几个不同功率工作状态的切换。每一个工作状态称为一个挡位。因此，挡位根据电功率的高低来区分的，功率越高，单位时间发热越多，被加热物体温度就越高，挡位就越高。功率、挡位的对应关系如下表。 功率 挡位命名 高功率 高温挡、加热挡 中功率 中温挡 低功率 低温挡、保温挡 对于两个电阻R1、R2(R1＞R2)组成的电路，可以有四种工作状态： R1单独工作(图甲)，R2单独工作(图乙)，R1、R2串联工作(图丙)，R1、R2并联工作(图丁) （1）电阻总电阻的判断 因为串联电路总电阻大于其中任何一个电阻，并联电路总电阻小于其中任何一个支路电阻，所以。 （2）电路总功率的判断 ①用公式判断，电源电压一定时，电路总电阻越小，功率越大，挡位越高。 ②用公式P=UI判断，电源电压一定时，电路总电阻越小，总电流越大，功率越大，挡位越高。 （3）挡位的判断 ①R1、R2并联工作(图丁)电阻最小，功率最大，所以是高温挡； ②R2单独工作(图乙)电阻比并联电阻大，功率稍小，所以是中高温挡； ③R1单独工作(图甲)电阻比R2单独工作电阻大，功率更小，所以中低温挡； ④R1、R2串联工作(图丙)电阻最大，功率最小，所以是低温挡。 注意：以上挡位的命名是根据四种情况都存在而言的。而对于给定的电路，可能存在上述情况中两到三种，比如某电路存在①②③三种情况，那么②就叫中温挡，③就叫低温挡；另一电路存在②③④三种情况，②就叫高温挡，③就叫中温挡；还有一电路只存在③④两种情况，③就叫高温挡，④就叫低温挡了。所以具体的挡位命名需根据题目信息确定，只需根据功率的高低排序和题目中挡位对应起来就行了。 2．常见的高低温挡电路举例 （1）串联电路（R1＞R2） 挡位 开关组合 电路状态 低温挡 S闭合，S1接C R1、R2串联工作 中温挡 S闭合，S1接B R1单独工作 高温挡 S闭合，S1接A R2单独工作 注意：R1或R2单独工作时的电流比R1、R2串联工作时的电流大，也就是说，R1或R2单独工作时与串联工作时通过自身的电流不相同，计算时不要张冠李戴。 （2）并联电路（R1＞R2） 挡位 开关组合 电路状态 低温挡 S1闭合，S2断开 R1单独工作 中温挡 S1断开，S2闭合 R2单独工作 高温挡 S1闭合，S2闭合 R1、R2并联工作 注意：R1或R2单独工作时的电流与R1、R2并联工作时R1或R2通过的电流相同，也就是说，R1或R2无论在哪个挡位工作，通过自身的电流都不变。 （3）串联、并联可切换电路 挡位 开关组合 电路状态 低温挡 S1断开，S2接A R1、R2串联工作 中温挡 S1闭合，S2接A R1单独工作 高温挡 S1闭合，S2接B R1、R2并联工作 除以上三种电路外，还有其他更简易或更复杂的电路，虽然形式有不同，但原理均相同，就不在此罗列了。 【典例分析】 1．如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1<R2，相同时间内整个电路产生的总热量最小的是（　　） A． B． C． D． 2．电饭煲一般有加热和保温两个挡位，当、都闭合时，与并联，为加热挡，断开，电路中只有，为保温挡，下图所示电路图符合要求的是（　　） A． B． C． D．   3．如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（ ） A．当S闭合、转到位置2时，只有工作，为低温挡 B．当S闭合、转到位置1时，、串联，为高温挡 C．中温挡加热的功率为1600W D．当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小 【夺冠训练】 一、单选题 1．如图所示的电路中，在相同时间内产生热量最多的电路连接是（　　） A．闭合S1、S2，断开S3 B．闭合 S2，断开S1、S3 C．闭合 S2、S3，断开S1 D．闭合 S1、S3，断开S2 2．如图，甲、乙为兴趣小组设计的两种电热器的电路原理图，托盘上放有两块相同的石蜡，R1、R2为电热丝，阻值不变。已知两种电热器的工作电压相同，闭合开关后，说法中正确的是（　　） A．甲中通过R1的电流等于乙中通过R2的电流 B．甲中R2两端的电压小于乙中R2两端的电压 C．甲中石蜡熔化得较快 D．若使两块石蜡均完全熔化，则甲电路通电时间更长 3．如图所示的家用挂烫机为我们的生活提供了很多的方便，为了熨烫不同材质的衣料，一共设置了低温，中温和高温三档，下列设计的电路图中能通过开关通断，调节