第十六章 电流做功与电功率 专题四.电热器多挡位问题 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第十六章　电流做功与电功率 专题训练 四.电热器多挡位问题 1.一台电热饮水机的内部简化电路如图所示，饮水机有加热和保温两种工作状态， R1和R2均为电热丝， R1＝44 Ω，R2＝396 Ω，可在电流通过时产生热量，且阻值保持不变。 (1)当闭合开关S1和S2时，饮水机电路连接情况为_______________，此时电路中的电阻为________Ω，电路中的电流为_______A，整个电路的电功率为________W，饮水机 处于________(填“加热”或“保温”)状态。 只有R1连入电路 44 5 1 100 加热 专题训练 (2)当只闭合开关S1时，饮水机电路连接情况为____________，此时电路中的电阻为______Ω，电路中的电流为________A，整个电路的电功率为________W，饮水机处于________(填“加热”或“保温”)状态。 返回 R1、R2串联 440 0.5 110 保温 2．小明的爸爸经常加班到很晚才回家，到家后饭菜已凉。小明使用一款家用两挡可控的加热餐盘为爸爸热饭。该加热餐盘的简化电路如图甲所示，R1、R2均是发热电阻，R2的 阻值是R1的3倍，高温挡电功率为880 W。 (1)餐盘处于低温挡时，电路中的电流是多少？ 解：当开关S接2时，电路为R1的简单电路，加热餐盘处于高温挡，由P＝UI＝ 可得R1＝ ＝55 Ω，则R2＝3R1＝3×55 Ω＝ 165 Ω。当开关S接1时，两电阻串联，加热餐盘处于低温挡，电路的总电阻R＝R2＋R1＝165 Ω＋55 Ω＝220 Ω，电路中的电流I＝ ＝1 A。 (2)若电路中只连入该加热餐盘，加热1 kg米饭温度升高40 ℃，电能表的脉冲指示灯闪烁了125次，如图乙所示， 这个加热餐盘的效率是多少？[米饭的 比热容取2.5×103 J/(kg·℃)] 1 kg米饭温度升高40 ℃时吸收的热量Q吸＝cmΔt＝2.5×103 J/(kg·℃)×1 kg×40 ℃＝1×105 J，消耗的电能W＝ kW·h＝1.25×105 J，则这个加热餐盘的效率 η＝ ＝80%。 返回 3.[原创题]一款“充电式”暖手宝加热部分的简化电路图如图所示，该充电式暖手宝可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现低温、高温两个挡位的变化。电源电压为12 V, R1和R2均为电热丝， 且R1＝12 Ω，R2＝6 Ω。 (1)当只闭合开关S1时，暖手宝电路连接情况为 _______________，此时电路中的电阻为______Ω， 电路中的电流为________A，整个电路的电功率为________W，暖手宝处于________(填“加热”或“保温”)状态。 只有R1连入电路 12 1 12 保温 (2)当闭合开关S1和S2时，暖手宝电路连接情况为____________，此时电路的总电流为________A，整个电路的电功率为________W，暖手宝处于________(填“加热”或“保温”)状态。 返回 R1、R2并联 3 36 加热 4．[2022·广东]某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率 为1 320 W，R1＝55 Ω。求： (1)取暖器工作时通过R1的电流； 解：当闭合S1、S2时，R1、R2并联，U＝U1＝U2＝220 V， 取暖器工作时通过R1的电流I1＝ (2)取暖器处于低温挡时，工作1 min产生的热量； 当只闭合S1时，只有R1工作，当闭合S1、S2时， R1、R2并联。当只闭合S1时，只有R1工作， 电路中的电阻最大，电源电压不变，根据P＝ 可知，电功率最小，电热取暖器处于低温挡，取暖器处于低温挡时，工作1 min产生的热量为Q＝I12R1t＝(4 A)2×55 Ω×1×60 s＝5.28×104 J。 (3)R2的阻值。 低温挡的额定功率P低＝ ＝880 W，当闭合S1、S2时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，电功率最大，电热取暖器处于高温挡；R2的电功率P2＝P高－P低＝1 320 W－880 W＝440 W；由P＝UI可知，通过电阻R2的电流I2＝ ＝2 A；R2的阻值R2＝ ＝110 Ω。 返回 5．[2022·湘西]某品牌电热锅的简化电路如图所示，闭合开关S1接通电源后，可以转换触点开关S2使电热锅处于加热或保温状态。设电源电压U＝220 V，电热锅加热功率P加热＝1 100 W，保温功率P保温＝110 W，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)， 水的密度ρ水＝1.0