第18章 专题2 多挡位用电器的计算-【绿卡初中创新题】2024-2025学年九年级下册物理习题课件(人教版)河北专版

第十八章　电功率 专题二　多挡位用电器的计算 1 类型1　串联型多挡位问题 1. 【新思维·科学推理】某电饭锅的电路原理图如图所示， R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220 V的电路中，其加热功率为880 W，保温功率为80 W。 （1）电饭锅处于加热挡时，电流为________A。 4 2 3 4 1 5 6 7 2 （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10 min，产生的热量为________J。 （3）闭合S1、S2时，电饭锅处于________挡。闭合S1，断开S2时，电饭锅处于________挡。 （4）R1的阻值为______Ω，R2的阻值为______Ω。 4.8×104 加热 保温 55 550 2 3 4 1 5 6 7 3 2. （辽宁抚顺中考）图甲为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关S1自动控制，文火时的电功率为220 W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2 Ω。［c中药取4.0×103 J/（kg·℃）］求： （1）中药壶在文火状态下的电流； 解：由P=UI可得，中药壶在文火状态下的电流I文火===1 A。 2 3 4 1 5 6 7 4 （2）将3 kg中药从20 ℃加热至100 ℃，中药吸收的热量； 解：中药吸收的热量Q吸=c中药mΔt=4.0×103 J/（kg·℃）×3 kg×（100 ℃-20 ℃）=9.6×105 J。 2 3 4 1 5 6 7 5 （3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。 解：当S闭合、S1接b时，R1与R2串联接入电路中，电路的总电阻最大，由P=可知，中药壶消耗的电功率最小，为文火状态。总电阻R总===220 Ω，则R1的阻值R1=R总-R2=220 Ω-123.2 Ω=96.8 Ω；当S闭合、S1接a时，只有R1接入电路中，电路的电阻最小，由P=可知，中药壶消耗的电功率最大，为急火状态，P急火= = = 500 W，不计热量损失，W=Q吸=9.6×105 J，由P=可得，加热过程所用的时间t= = =1 920 s。 2 3 4 1 5 6 7 6 类型2　并联型多挡位问题 3. 某型号的电炖盅有高温和低温两个挡位，其简化电路如图所示，部分参数如表所示。同时闭合开关S、S1，电炖盅处于______挡。1 kW·h电能可供电炖盅在高温挡正常工作______h。 高温 0.5 2 3 4 1 5 6 7 7 4. （湖南娄底中考）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220 V，R1、R2是电热丝，R1=55 Ω、R2=110 Ω。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： 2 3 4 1 5 6 7 8 （1）挂烫机慢热过程中，电路中的电流； 解：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===4 A。 （2）挂烫机慢热工作1 min，电热丝产生的热量； 解：t=1 min=60 s，电热丝产生的热量Q=I2R1t=（4 A）2×55 Ω×60 s=5.28×104 J。 2 3 4 1 5 6 7 9 （3）挂烫机速热过程中的总电功率。 解：开关S接3、4时处于速热挡，两电热丝并联，并联电路中各支路工作时互不影响，则R1的电功率P1=UI1===880 W；R2的电功率P2=UI2===440 W；电路的总电功率P=P1+P2=880 W+440 W=1 320 W。 2 3 4 1 5 6 7 10 5. （唐山丰南期末）某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关S1，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动。R1和R2为阻值不变的电热丝，R1=88 Ω，电动机线圈电阻为6 Ω。电热扇部分参数如表所示。 2 3 4 1 5 6 7 11 （1）电热扇处于低温挡且不转动时，求电路正常工作时的总功率和R2的阻值。 解：当S闭合、S2断开、S1接触2和3时，只有电阻R1工作，电热扇处于低温挡且不转动，此时总功率P低===550 W。当S闭合、S2断开、S1接触3和4时，电阻R1和R2并联，总电阻较小，总功率较大，处于高温挡，电热丝R2的功率P2=P高-P低=1 650 W-550 W=1 100 W，R2的阻值R2===44 Ω。 2 3 4 1 5 6 7 12 （2）若电动机正常工作10 min，则其内部线圈产生的热量为多少？ 解：由P=UI知，通过电动机线圈的电流I= ==0.2 A，电动机线圈产生的热量Q=I2RMt=（0.2 A）2×6 Ω×10×60 s=144 J。 （3）用电高峰期电压会降低，若电路中只让电热扇处于高温挡单独工作300 s，标有“3 000 r/（kW·h）”字样的电能表转盘转了330 r，求它的实际加热功率。 解：电能表转盘转了330 r，电热扇消耗的电能W==0.11 kW·h = 3.96×105 J，电热扇的实际加热功率P实===1 320 W。 2 3 4 1 5 6 7 13 类型3　混合型多挡位问题 6.（辽宁锦州中考）小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示。简化电路如图甲所示，其R1、R2均为电热丝（阻值不随温度变化）。 2 3 4 1 5 6 7 14 （1）求电烤箱在额定保温功率下工作时的电流； 解：由P=UI可知，电烤箱在额定保温功率下工作时的电流I保温===0.5 A。 2 3 4 1 5 6 7 15 （2）求电热丝R2的阻值； 解：当S闭合、S1接b时，R1单独工作，电路中电阻较大，由P=可知，此时电功率较小，电烤箱处于保温挡；当S闭合、S2接a时，电阻R1和R2并联，电路中电阻较小，此时电功率较大，电烤箱处于加热挡，此时R1的电功率P1=P保温=110 W，R2的电功率P2=P加热-P1=1 210 W-110 W=1 100 W，由P=可得，R2===44 Ω。 2 3 4 1 5 6 7 16 （3）傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1 min内图乙所示的电能表转盘转了50 r，求电烤箱两端的实际电压。 2 3 4 1 5 6 7 17 解：当S闭合、S1接a时，电阻R1和R2并联，电烤箱处于加热挡，P加热=1 210 W，由P=可得，R并===40 Ω；电能表转盘转了50 r，电烤箱消耗的电能W== kW·h，工作时间t=1 min= h，电烤箱的实际功率P实== =1 kW=1 000 W，由P=可得，实际电压U实=== 200 V。 2 3 4 1 5 6 7 18 7. 【新情境·生活实践】轩轩设计了一款高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅，简化电路如图所示，R0、R1、R2为电热丝，其中R1=15 Ω，电源电压为30 V。电锅在高温挡、中温挡工作时，开关S2均处于闭合状态；在低温挡工作时，开关S1、S2均处于断开状态，移动R0的滑片，可调节低温挡的功率。 已知高温挡功率为150 W，低温挡功率范围为20～50 W。 2 3 4 1 5 6 7 19 （1）求电锅在高温挡正常工作时的电流； 解：当S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，此时电路中的总电阻最小，则电路中的总功率最大，电锅处于高温挡；由P=UI知，电锅在高温挡正常工作时的电流I高= ==5 A。 2 3 4 1 5 6 7 20 （2）求电锅的中温挡功率； 解：当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作，电路中总电阻较小，总功率较大，电锅处于中温挡；由（1）知，高温挡时R1的功率P1===60 W。高温挡时的功率等于R1、R2的功率之和，且R2在高温挡和中温挡的功率不变，即P高=P1+P2 =P1+P中，所以电锅的中温挡功率P中=P高-P1=150 W-60 W=90 W。 2 3 4 1 5 6 7 21 （3）R0现有“30 Ω　3 A”“40 Ω　2 A”“50 Ω　1.5 A”三种规格，为了达到轩轩设计的低温挡功率范围，请通过计算说明他选择R0的规格。 解：中温挡时只有R2工作，且P中=90 W，则R2的阻值R2===10 Ω。在低温挡时，仅开关S闭合，R0、R2串联，当P低小=20 W时，电路中的总电阻最大R总大===45 Ω，R0接入电路的阻值最大R0大=R总大-R2=45 Ω-10 Ω=35 Ω，则规格为“30 Ω　3 A”的不符合要求；当P低大=50 W时，电路中的电流I低==≈ 1.67 A，则规格为“50 Ω　1.5 A”的不符合要求；综上所述，R0应选择“40 Ω　2 A”的规格。 2 3 4 1 5 6 7 22 23 $$