2024年湖南省中考物理一轮复习热点专题突破-课件-- 专题9 多挡位电路计算

例 某品牌电热取暖器的工作原理如图所示,它设计有两种基本工作状 态,分别是高温挡和低温挡,R1、R2为发热电阻,已知 R1=44 Ω、R2= 176 Ω,低温挡功率为220 W(忽略温度对电阻的影响)。求: 两挡位类 专题9　多挡位电路计算 (1)开关S　　　 (选填“断开”或“闭合”)时,取暖器属于高温挡,高温挡功率是多大?  (2)该取暖器低温保温时,电路中的电流是多大?20 min产生的热量是 多少? (3)如果只将低温挡的功率提升180 W,请通过计算提出如何改进? 如图(甲)是某茶具上煮茶器的电路原理图,R1是加热电阻,R2是保温时的分压电阻,S为电源开关,S1为自动温控开关。S、S1都闭合时,煮茶器处于加热状态;当水沸腾后,S1会自动断开,转为保温状态。煮茶器工作过程中的P-t图象如图(乙)所示,不计电阻值随温度的变化。求: (1)电阻R1的阻值。 (2)当煮茶器处于保温状态时,R1的电功率。 (3)当煮茶器处于保温状态时, 电阻R2两端的电压。 三挡位类 例 如图(甲)是一种家用电暖器,图(乙)是其简化的电路图,已知R1<R2,电暖器的部分参数如表中所示。 (1)要让电暖器处于第二挡工作,应如何操作? (2)若电暖器在第三挡正常工作10 min,则产生的热量是多少? 额定电压 220V 功率 选择 一挡 950W 二挡 1150W 三挡 2100W 某同学购买的电热养生壶有低温、中温、高温三个挡位,可以满足该同学对精细烹饪和营养量化等功能的需求。其简化电路图如图所示,铭牌如表所示,R1、R2为阻值不变的电热丝。 (1)电热养生壶处于低温挡工作状态时,求电路中的电流。 (2)求R2的阻值。 (3)若养生壶高温挡加热效率为75%,某次将初温是27 ℃的水加热到60 ℃, 用时 7 min,则水的质量是多少[水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)]? 参数 额定电压/V 220 低温挡功率/W 220 中温挡功率/W 440 高温挡功率/W 880 容积/L 2.5 电路改装类 例 小明家中有一个标有“220 V　2 200 W”的即热式水龙头,其电热丝电阻为R0,他发现使用时冬天水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R改装了电路,如图所示,开关S1可以同时与a、b相连,或只与c相连。 (1)求改装前,即热式水龙头正常工作时通过电热丝的电流。 (2)改装前,若水龙头正常工作时所消耗的电能全 部用来给水加热,求电热丝每分钟能提供的热量。 (3)改装后,若水龙头正常工作时高温挡的功 率为2 750 W,求正常工作时低温挡的功率。 小明是家务小能手,经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水,产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220 V,水箱最多装水0.2 kg,加热功率有大、小两个挡位,其工作原理图如图(甲)所示。其中电热丝R1=60 Ω,R2=40 Ω。 (1)熔断器在电路中起到　　　　　　的作用。  (2)若将水箱中0.2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收多少热量? [水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)] (3)挂烫机在大挡位工作时的额定功率是多大? (4)小明是一个爱思考的孩子,他把电路原理图改为(乙)图,也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8 A,请判断(乙)图电路是否合理,通过计算说明原因。 拼 搏 奋 斗 励 志 笃 行 谢谢观赏！ 解析:(1)功率大时为高温挡,电源电压一定,由P=知,此时电路中电阻较小。由图知,当S断开时,两电阻串联,电路中电阻较大,为低温挡;S闭合时,电路为R1的简单电路,此时电路中电阻较小,为高温挡, 高温挡功率P高温===1 100 W。 (2)由题知,低温挡功率P低温=220 W, 由P=UI可得,此时电路中电流 I===1 A; 20 min产生的热量Q低温=W低温=P低温t=220 W×20×60 s=2.64×105 J。 (3)只将低温挡的功率提升180 W,即不改变高温挡功率,所以不能改变R1 的阻值,只能改变R2的阻值, 改装后电路的总电阻R1+R2'=, 所以44 Ω+R2'=, 解得R2'=77 Ω, 即应将R2换成77 Ω的发热电阻。 答案:(1)闭合　1 100 W　(2)1 A　2.64×105 J　 (3)应将R2换成77 Ω的发热电阻 解析:(1)由图(甲)可知,S、S1都闭合时,R2被短路,电路中只有R1工作,此 时煮茶器处于加热状态,根据图(乙)可知,加热时的电功率P加=1 100 W, 根据P=可知,电阻R1的阻值 R1===44 Ω。 (2)当S闭合、S1断开时,R1、R2串联,此时为保温状态, 由图(乙)可知,保温功