小专题（四）　电热器的多挡位问题 2024-2025学年人教版九年级全一册物理

小专题（四）　电热器的多挡位问题 第十八章　电功率 类型一　串联类 1. （2023·营口）某款带保温功能的电热水壶，其简化电路图如图。S为 总开关，S1为自动控制开关，R1和R2为阻值不变的发热电阻，R2＝ 840Ω，加热功率为1210W。电热水壶将质量为1kg、初温为20℃的水烧 开，加热效率为84％。求：[c水＝4.2×103J/（kg·℃），标准大气压] 第1题 1 2 3 4 5 （1） 水吸收的热量。 解：（1） 水吸收的热量Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃） ×1kg×（100℃－20℃）＝3.36×105J 1 2 3 4 5 （2） 把水烧开需要的时间。（结果保留整数） 解：（2） 把水烧开需要放出的总热量Q总＝＝＝4×105J； 加热功率为1210W，由公式W＝Pt可得，把水烧开需要的时间t时＝＝ ＝≈331s 1 2 3 4 5 （3） 电热水壶的保温功率。 解：（3） 由电路图可知，开关S、S1闭合时，电路为R1的简单电路， 此时电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，由P＝可知， 加热状态下R1＝＝＝40Ω；由电路图可知，开关S闭合、S1 断开时，R1与R2串联，总电阻R总＝R1＋R2＝40Ω＋840Ω＝880Ω，此时 电路中的总电阻最大，总功率最小，处于保温状态，则电热水壶的保温 功率P'＝＝＝55W 1 2 3 4 5 2. 如图甲是巴氏低温消毒柜，它有加热和保温两挡，其内部简化电路 如图乙所示。R1、R2均为电热丝，加热功率为1100W，保温功率为 220W。将旋钮开关转动到加热挡对酸奶加热，当温度升高到65℃时旋 钮开关自动调到保温挡，使酸奶的温度维持在60～65℃。求：[c酸奶取 4×103J/（kg·℃）] 第2题 1 2 3 4 5 （1） R1、R2的阻值。 解：（1） 开关S闭合，旋钮开关接2时，电路为R2的简单电路，此时电 路的总电阻最小，根据P＝UI＝可知，电路的总功率最大，消毒柜处 于加热挡，R2＝＝＝44Ω；当旋钮开关接1时，R1、R2串 联，电路的总电阻最大，根据P＝UI＝可知，电路的总功率最小，消 毒柜处于保温挡，电路的总电阻R＝＝＝220Ω，R1＝R－ R2＝220Ω－44Ω＝176Ω 1 2 3 4 5 （2） 消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃，需要吸收的热量。 解：（2） 酸奶吸收的热量Q吸＝c酸奶m（t1－t2）＝4×103J/（kg·℃） ×0.22kg×（65℃－15℃）＝4.4×104J 1 2 3 4 5 （3） 若不计热量损失，把0.22kg的酸奶从15℃加热到65℃需要的 时间。 解：（3） 若不计热量损失，需要消耗的电能W＝Q吸＝4.4×104J，把 酸奶从15℃加热到65℃需要的时间t＝＝＝40s 1 2 3 4 5 类型二　并联类 3. （2023·娄底）如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电路如图 乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1＝55Ω，R2＝110Ω。开关S 接2、3时处于慢热挡；开关S接3、4时处于速热挡。求： 第3题 （1） 挂烫机处于慢热挡时，电路中的电流。 解：（1） 由图乙可知，开关S接2、3时处于慢热挡，只有电热丝R1接 入电路中，则电路中的电流I＝＝＝4A 1 2 3 4 5 （2） 挂烫机在慢热挡工作1min，电热丝产生的热量。 　　 解：（2） 慢热挡工作1min，电热丝产生的热量Q＝I2R1t＝（4A）2× 55Ω×60s＝5.28×104J 1 2 3 4 5 （3） 挂烫机处于速热挡时，电路的总电功率。 解：（3） 开关S接3、4时处于速热挡，两电热丝并联，R1的电功率P1 ＝＝＝880W；R2的电功率P2＝＝＝440W；挂烫 机处于速热挡时电路的总电功率P＝P1＋P2＝880W＋440W＝1320W 1 2 3 4 5 类型三　串、并联混合类 4. 饮水机、电饭锅等家用电器都具有保温和加热功能。同学们设计了 模拟电路。当S1闭合、S2断开时，为保温状态；当S1、S2都闭合时，为 加热状态。其中不符合上述要求的是（　D　） A　　　　 B　　　　 C　　　　 D D 1 2 3 4 5 5. （2023·邢台期末）某品牌电热养生壶有低温、中温、高温三个挡 位，可以满足人们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。当S1闭合、S2 断开、S3接A时，养生壶处于低温挡工作状态；当S1、S2闭合，S3接A 时，养生壶处于中温挡工作状态。在额定电压下： 第5题 1 2 3 4 5 （1） 电热养生壶处于低温挡工作状态时，求电路中电流。 解：（1） 电热养生壶处于低温挡工作状态时，电路中电流I低＝＝ ＝1A （2） 求R2的阻值。 解：（2） 由题意可知，当S1、S2闭合，S3接A时，只有R2工作，养生壶 处于中温挡工作状态，R2＝＝＝110Ω 1 2 3 4 5 （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7min，则水的质量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 项　目 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 1 2 3 4 5 解：（3） 由表格数据可知，高温挡的功率P高＝880W，由P＝可知， 养生壶消耗的电能W＝P高t＝880W×7×60s＝3.696×105J，根据η＝ ×100％可知，水吸收的热量Q吸＝ηW＝75％×3.696×105J＝2.772×105J，由Q吸＝cm（t－t0）可知，水的质量m＝＝ ＝2kg 1 2 3 4 5 $$