期末专项突破十四　电热、涉及挡位的计算课件-2024-2025学年物理沪粤版九年级上册

期末专项突破十四　 电热、涉及挡位的计算 【方法引领】 1.根据P=进行多挡位的分析:电源电压一定,总电阻越大,热功率越小。电路保温,即低温挡,多为串联;反之,高温挡,多为并联。 2.选公式进行计算 (1)纯电阻电路: ①计算电热和电功:Q=W=UIt=I2Rt=t=Pt; ②计算电功率:P==UI(适合任何电路); ③计算电功率:P=I2R=(适合纯电阻电路)。 (2)非纯电阻电路(如电动机电路): ①计算电热:Q=I2Rt; ②计算电功:W=UIt。 (3)热学公式: ①吸热:Q吸=cmΔt;②热效率:η=。 【类型一】串联多挡位 1.如图是某种电炖锅的工作电路图,当温控开关S闭合时,电炖锅处于________ (选填“加热”或“保温”)状态;电炖锅加热时功率为1 210 W,保温时功率为88 W, 则电阻R2为_________Ω。  加热　 　510　 2.(2022·益阳中考)随着汽车的普及,车载电饭煲开始得到应用,人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制,更好满足了旅游个性化要求。如图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图,直流电源的电压为12 V,R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时是保温挡,功率为96 W;当S1、S2都闭合时为加热挡,功率为300 W。求: (1)在加热挡工作时,工作100 s电路中消耗的电能; 解:(1)在加热挡工作时, 工作100 s电路中消耗的电能为W=P加热t=300 W×100 s=30 000 J。 2.(2022·益阳中考)随着汽车的普及,车载电饭煲开始得到应用,人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制,更好满足了旅游个性化要求。如图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图,直流电源的电压为12 V,R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时是保温挡,功率为96 W;当S1、S2都闭合时为加热挡,功率为300 W。求: (2)R1的阻值; 解: (2)由电路图知,加热挡工作时, 电路中只有R1工作, 据P= 得,R1的阻值为R1===0.48 Ω。 2.(2022·益阳中考)随着汽车的普及,车载电饭煲开始得到应用,人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制,更好满足了旅游个性化要求。如图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图,直流电源的电压为12 V,R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时是保温挡,功率为96 W;当S1、S2都闭合时为加热挡,功率为300 W。求: (3)在保温挡时,R2的电功率。 解: (3)保温挡工作时,两个电阻串联在电路中,电路中的电流为I===8 A, R1消耗的电功率为P1=I2R1=(8 A)2×0.48 Ω=30.72 W。 R2消耗的电功率为P2=P保温-P1=96 W-30.72 W=65.28 W。 【类型二】并联多挡位类 3.如图所示是某种电热器的电路图,电源电压为220 V,R1、R2的阻值分别为11 Ω、 22 Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器 在低温挡工作时开关S接在_______(选填“ab”“bc”“cd”或“de”),在高温挡工作 1 min产生的热量是_____________J。  　bc　 　3.96×105　 4.(2022·广东中考)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:(1)由电路图知,两个开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路中的总电阻较小,根据P= 知,电路中的总电功率较大,处于高温挡;S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较大,根据P= 知,电路中的总电功率较小,处于低温挡。此时通过R1的电流I1===4 A。 4.(2022·广东中考)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: (2)取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量; 解: (2)电热取暖器处于低温挡时,功率P低温=UI1=220 V×4 A=880 W。 工作1 min产生的热量Q=P低温t=880 W×60 s=52 800 J。 4.(2022·广东中考)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: (3)R2的阻值。 解: (3)高温挡工作时R2消耗的功率P2=P高温-P低温=1 320 W-880 W=440 W, 所以R2的阻值R2===110 Ω。 【类型三】多挡位综合计算类 5.(多选)电吹风机是家里必备的小家电。小月家里的电吹风机的简化电路如图所示,其中电热丝的电阻为55 Ω。将它插入家里的两孔插座后,它既能吹冷风,又能吹热风。在吹冷风时,电路中的电流为0.1 A。下列关于电吹风机工作时的说法,正确的是 (　 　) A.只闭合开关S1时,电吹风机吹冷风 B.电吹风机吹热风时,电路的总电流是4 A C.电动机的电功率为22 W D.吹热风时,电热丝在100 s内产生8.8×104 J热量 A、C、D 6.如图所示,图甲、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图,R1和R2为发热丝, S1为总开关, S2为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点,丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水= 4.2×103 J/(kg·℃)。求: 型号 SDS-15X05 容量 1 L 额定电压 220 V 额定频率 50 Hz 加热功率 1 210 W 保温功率 40 W 甲 (1)这满壶水从25 ℃加热至100 ℃所吸收的热量; 解:(1)由ρ=得满壶水的质量为 m=ρV=1.0×103 kg/m3×1 L=1.0×103 kg/m3×10-3 m3=1 kg。 此过程加热满壶水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-25 ℃)=3.15×105 J。 (2)本次工作过程消耗的电能; 解: (2)由图可知,加热时间为t加=5 min=300 s, 保温时间为t保=t总-t加=15 min-5 min=10 min=600 s, 本次工作消耗电能 W=W加+W保=P加t加+P保t保=1 210 W×300 s+40 W×600 s=3.87×105 J。 (3)R1和R2的阻值。 解: (3)当S1闭合、S2接1时,只有R2接入电路,电路处于加热状态 由P=得R2===40 Ω, 当S1闭合,S2接2时, R1与R2串联接入电路, 电路处于保温状态,同理可得 R总===1 210 Ω, R1=R总-R2=1 210 Ω-40 Ω=1 170 Ω 7.随着生活质量的提升,各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户,小明家新买了一个三挡位的电烤箱,小明研究电烤箱加热板部分,画出了其简化电路如图甲所示,R1、R2是定值电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤箱的相关参数如表格所示,求: (1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流; 解:(1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流I===2 A。 额定电压 220 V 高温挡功率   中温挡功率 800 W 低温挡功率 440 W (2)电烤箱中R2的阻值是多少; 解: (2)根据P=可知,旋转开关接到“1”位置时,R1、R2串联,电阻最大,此时电路中电功率最小为低温挡。接“3”位置时,电路为R1、R2并联,电阻最小,此时为高温挡。接“2”时,电路为R1单独工作的电路,为中温挡,则根据中温挡可求R1的电阻为 R1===60.5 Ω, 根据低温挡可求R1、R2的总电阻为R===110 Ω, 则R2的电阻为R2=R-R1=110 Ω-60.5 Ω=49.5 Ω。 (3)若在用电高峰期,家庭电路的实际电压会降低,电烤箱在中温挡工作3 min能使图乙中的电能表(不受电压影响)表盘转动105圈,则此段时间中温挡实际电功率是多少。 解: (3)根据乙图中电能表可求,表盘转动105圈实际消耗的电能为 W==1.26×105 J, 则此段时间中温挡实际电功率为P实===700 W。 本课结束 $$