第十八章 电功率 专题 　电功率之铭牌、挡位计算 课件 2023-2024学年人教版 物理 九年级下册

专题　电功率之铭牌、挡位计算 第十八章　电功率 S 360 温 额定电压 220 V 额定功率 温水 2 200 W 热水 3 000 W XX牌烤箱 额定电压 220 V 额定功率 高温挡 XXX W 低温挡 400 W 类型一　串联式多挡位 1．如图所示是某保温鞋电路的简化图，它具有加热和保温两种状态。电源电压恒定为12 V，发热电阻R1＝24 Ω，调节电阻R2＝76 Ω。要使保温鞋处于保温状态，应闭合开关______；保温鞋处于加热状态，正常工作1 min发热电阻R1产生的热量为__________J。 2．如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其电路原理图。电热水壶最多能装1 L的水，有加热和保温两个挡。已知定值电阻R1的阻值为2 156 Ω，在保温状态时该电水壶的耗电功率为22 W。求： (1)电热丝R2的阻值为多少？ (2)在标准大气压下将一壶初温是34 ℃的水用加热挡烧开花费了5 min，则此过程中水所吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] (3)在这次烧水中，电热水壶的效率是多少？ 解：(1)当只闭合S1时，两电阻串联，电路中电阻最大，电热水壶处于保温状态，此时电路中的总电阻：R＝ eq \f(U2,P保温) ＝ eq \f(（220 V）2,22 W) ＝2 200 Ω；因为两电阻串联，则电热丝R2的阻值：R2＝R－R1＝2 200 Ω－2 156 Ω＝44 Ω。　 (2)由ρ＝ eq \f(m,V) 得水的质量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3＝1 kg，在标准大气压下，水的沸点为100 ℃，则水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－34 ℃)＝2.772×105 J。 (3)这次烧水中消耗的电能：W＝ eq \f(U2,R2) t＝ eq \f(（220 V）2,44 Ω) ×5×60 s＝3.3×105 J。烧水效率：η＝ eq \f(Q吸,W) ＝ eq \f(2.772×105 J,3.3×105 J) ＝84%。 类型二　并联式多挡位 3．如图所示为某款电热水龙头的工作原理电路。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题： (1)开关置于2时，水龙头放出的水是______(选填“冷”“温”或“热”)水。此时电路中的电流时多大？ (2)水龙头放热水时，正常工作60 s，消耗的电能是多少？ (3)R2的电阻是多大？ 解：(1)当开关处于位置2时，只有电阻R1接入电路，电路电阻最大，根据P＝ eq \f(U2,R) 可知此时功率最小，可见此时放出的是温水；由P＝UI得，此时电路工作电流：I温＝ eq \f(P温,U额) ＝ eq \f(2 200 W,220 V) ＝10 A。 (2)水龙头放热水时，消耗的电能：W＝P热t＝3 000 W×60 s＝1.8×105 J。 (3)加热状态下，电阻R1、R2并联，R2消耗的电功率：P2＝P热－P温＝3 000 W－2 200 W＝800 W，根据P＝ eq \f(U2,R) 可知电阻R2的阻值：R2＝ eq \f(U2,P2) ＝ eq \f(（220 V）2,800 W) ＝60.5 Ω。 类型三　单刀双掷式 如图甲所示为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1＝44 Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103 ℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220 V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10 min，S自动切换到保温状态，保温时如图乙所示电能表的转盘在1 min内转过5转。求： (1)加热状态时，电饭锅消耗的电能。 (2)R2的阻值。 (3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。 解：(1)由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电源电压一定，由P＝ eq \f(U2,R) 可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大，电饭锅处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电饭锅处于保温状态。按下开关S与触点1连接，加热10 min，电饭锅消耗的电能：W加热＝UIt＝ eq \f(U2,R1) t＝ eq \f(（220 V）2,44 Ω) ×10×60 s＝6.6×105 J。 (2)当开关S与触点2连接时，电饭锅处于保温状态，1 min消耗的电能：W保温＝ eq \f(5,3 000) kW·h＝ eq \f(1,600) ×3.6×106 J＝6 00