2024中考总复习中考专题复习：电热器多档位问题

中考总复习导学案10：电热器多挡位问题 *判断电热器的档位:（P串<P单<P并）解题要点：串联、并联电路+开关（或滑动变阻器）动态分析 （1）分类讨论电路的各种状态；画等效电路图，标注已知条件；（2）根据公式P＝判断电功率大小； （3）∵U不变，R并<R1<R2<R串，P＝ ，∴P并>P1>P2>P串 即高温档，中温档，低温档。 （4）串联时，用公式：R串=U2/P串,R串=R1+R2 ；并联时，用公式：P总=P1+P2；P1=U12/R1；P2=U22/R2 图1，当S闭合时，电路为 ，为 挡；当S断开时，电路为 ，为 挡。 图2，当S闭合时，电路为 ，为 挡；当S断开时，电路为 ，为 挡。 图3，当S0、S1都闭合时，电路为 ，为 挡； 当S0、S1都断开时，电路为 ，为 挡；只闭合S1时，电路为 ，为 挡； 图1 图2 图3 练习1.在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低挡”“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求：(1)30 min内电路消耗的总电能。(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流。(3)电阻R2的阻值。 2．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图所示是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。(已知R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω，且电源电压保持不变) (1)当开关S1置于b端、S2断开时，电路的连接方式是________联。 (2)当开关S1置于b端、S2闭合时，电路消耗的电功率是________W。 (3)电烤箱在高挡位正常工作100 s消耗的电能是____________J。 3．在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，电路设计简图如图所示，已知滑动变阻器R0的最大阻值为100 Ω，用于加热的电阻丝R1的阻值为55 Ω。求闭合开关S后：(1)电路中的最小电流(结果保留一位小数)。(2)电热丝的最大加热功率。(3)在最大加热功率下，用时100 s可以使1 kg常温牛奶的温度升高多少。[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c＝2.5×103 J/(kg·℃)] 1．(1)6.6×105 J(2)1A(3)110Ω (1)W＝W1＋W2＝P高t1＋P低t2＝0.66 kW× h＋0.22 kW× h＝ kW·h＝×3.6×106 J＝6.6×105 J (2)只闭合S1时，只有R1接入电路，此时为低温挡。I=P低/U=220W/220V=1A (3)S1、S2都闭合时，R1、R2并联，此时为高温挡。P2＝P高－P低＝660W－220W=440W R2＝U22/P2＝(220V)2/440W＝110Ω 2．(1)串　(2)1000　(3)1.5×105 [解析] (1)当开关S1置于b端、S2断开时，R1与R2串联。 (2) 当开关S1置于b端、S2闭合时，R2被短路，只有R1接入电路。 P1＝＝＝1000 W。 (3)当开关S1置于a端、S2闭合时，R1与R2并联，总电阻最小，总功率最大，处于高挡位。 P高＝P1－P2＝＋＝＋＝1500 W， W＝P高t＝1500 W×100 s＝1.5×105 J。 3．(1)1.4 A (2)880 W (3)35.2 ℃ (1)当P处于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小。 R总＝R0＋R1＝100 Ω＋55 Ω＝155 Ω，Imin＝＝＝1.4 A。 (2)当P处于a端时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，电热丝的加热功率最大 Pmax＝＝＝880 W。 (3)Q＝W＝Pmaxt＝880 W×100 s＝8.8×104 J，不考虑热量损失，Q吸＝Q＝8.8×104 J， Δt＝＝＝35.2 ℃。 *4．家庭电路中某电热锅的额定电压是220 V，加热状态的额定功率是1210 W，简化电路如图所示，S1为温控开关，发热电阻R1与R2的阻值恒定，电阻R2在保温状态与加热状态时的功率之比为4∶25。(1)求电阻R1和R2的阻值。(2)在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅的实际功率为1000 W(始终处于加热状态)，电视机的实际功率为200 W，计算这时通过液晶电视机的电流。 4．(1)当开关S、S1均闭合时，R1被短路，只有R2接入电路，此时为加热状态； 当开关S闭合，S1断开时，电阻R1和R2串联，此时为保温状态； R2