内容正文:
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