2024年中考物理复习 微专题：电功率计算之挡位问题

电功率计算之 多挡位电热器问题 1.加热(高温挡)状态 2.保温(低温挡)状态 电功率高 电功率低 总电阻小 总电阻大 一、挡位和电功率关系 电压恒定 电压恒定 电功率高 电功率低 86135 (8) - 86135 (8) - 86135 (8) - 二、解题思路 P总=U2/R总 具体: R总最大是低温, R总最小是高温 2.写法 三步走:开关、电路连接、挡位大小(情况) 1.核心: Administrator (A) - 1.串联短路式 处于低温档 处于高温档 (1)当开关S闭合,S1断开时, R1、R2串联 (2)当开关S和S1都闭合时, R2短路,电路中只接入R1 此时电路消耗的电功率: 此时电路消耗的电功率: 当U相同,(R1+R2)>R1,∴P1<P2 三、3个电路结构 5 2.并联短路式 处于低温档 处于高温档 (1)当开关S闭合,S1断开时, 只接入R2 (2)当开关S、S1闭合时, R1、R2并联, 此时电路消耗的电功率: 此时电路消耗的电功率: ∵ 当U相同时,R并<R2, ∴P1<P2 6 串联短路式VS并联型 总结:开关都闭合,总功率最大 串联:先求总电阻 再求分电阻 并联:先求支路功率 再求支路电阻 3.求电阻 二、解题思路 课堂小结:专题诠释 多档位电热器问题是集电功、电热、电功率的综合性问题,是电学的重点和难点,也一直是中考的热点问题。多档位电热器内部电路结构一般是两个电阻多个开关,通过开关的断开和闭合以及其他方式改变总电阻的大小。当在电路中电源电压保持不变的情况下,出现高、中、低三个档位,要求计算出它对应的电功率,象这类问题,我们通常的解题思路是采用公式 来进行计算。当电压一定时,电阻越大,电功率越小;电阻越小,电功率越大,所以高温档电阻最小(两个电阻一般并联),低温档电阻最大(两个电阻一般串联),由此判断出电路中高、中、低三个档位。 关键点一是明确不同档位电热器内部电路结构 关键点二是正确判断出电热器的不同档位 解答此类问题需要把握好两个关键点: 例1:如图是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻。表中是它的部分参数。当开关S和S1都闭合时,电加热器处于_(填“加热”或“保温”)状态;电阻R1和R2的阻值之比是_;电加热器在保温状态下正常工作5min,电阻R2产生的热量是_J。 额定电压 220V 额定加热功率 1210W 额定保温功率 110W 加热 10:1 3000 当堂反馈练 额定电压 220V 额定功率 保温时:44W 加热时:844W 当堂反馈练 例2:如图是电饭锅的电路示意图及技术参数表,当电饭锅在额定电压下工作时,问: (1)开关S闭合,S1断开时,电饭锅处于加热状态还是保温状态? (2)电饭锅加热30min消耗的电能为多少? (3)R1 的阻值是多少? 例3:(2021•德州中考)如图甲所示,电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三档加热,电路图如图乙所示,R1、R2是电热丝,当S1断开,S2接a时,电火锅为 档;当S1闭合,S2接b时,电火锅为 档;当S1断开,S2接b时,只有 (选填“R1”或“R2”)接入电路,电火锅为 档。 当堂反馈练 低 高 R2 中 开拓眼界 (2018•安徽中考)一般家用电饭锅工作时有两种状态,分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。图示为该种电饭锅的电路原理图,图中R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,U为电源电压(R1和R2的阻值不随温度变化)。 (1)请分析论证:当开关S闭合时,电饭锅处于加热状态; (2)要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的1/9,求R1/R2的值。 中考再现1 解:(1)开关S闭合,S1断开时,电路中总电阻较大,由P,总电阻越大,总功率越小,则电饭锅处于保温状态; (2)电饭锅加热30min消耗的电能: W=P加热t=0.844kW 0.5h=0.422kW∙h =1519200J (2022安徽中考)下表为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R1<R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。 (1)电火锅在低温挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态? (2)求R1:R2的值; (3)若家庭电路的电压是220V,某插座的额定电流是5A,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位?说明理由。 中考再现2 1.如图所示为某一电热水壶加热装置工作电路原理图,R1、R2均为发热电阻,其中旋钮开关可实现低温挡、高温挡的转换,且高温挡时的额定功率为1100W,低温挡时的额定功率为440W。(1)发热电阻R1的阻值是多少(2)用电高峰期电压会降低,若只让该电热水壶单独工作400s,图中电能表转盘转