第13讲 第5节 多挡位电路的计算(课件PPT)-【学海风暴·PK中考】2025安徽中考物理备考集训本

第十三讲　欧姆定律　电功率 第5节　多挡位电路的计算 物理·安徽中考 第一部分　模块分层练习 模块四　电(磁)学 YUHENG 软件使用 如果由于缺少软件或软件未更新不能正常播放，可自行下载安装最新的软件，文件夹提供了部分安装包 字体显示 如果有的字体不能显示，请先把字体包中的字体直接复制粘贴至C:\WINDOWS\Fonts即可 便捷操作 目录、返回目录等都有超链接，点击即可跳转至相应页面 视频播放 若因软件问题视频无法打开，请在相应的视频文件夹打开原视频 目录 基础巩固 能力提升 YUHENG 3 1.(2024苏州)某电饭锅的电路如下图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关。当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。求: 基础巩固 点击返回目录页 4 (1)R1的阻值。 (2)电饭锅高温挡的功率。 解:(1)当S接a时,电路为R1的简单电路,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4 A。根据欧姆定律可知,R1的阻值为 R1＝＝55 Ω (2)根据P＝UI可知,电饭锅高温挡的功率为 P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W 点击返回目录页 5 (3)保温16 min,分压电阻R2产生的热量。 解: (3)当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,此时两个电阻串联,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25 A。根据串联电路特点和欧姆定律可知,分压电阻R2的阻值为 R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω 保温16 min,分压电阻R2产生的热量为 Q2＝R2t＝(0.25 A)2×825 Ω×16×60 s＝4.95×104 J 点击返回目录页 2.某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220 V。图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作时的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示。求: 点击返回目录页 (1)饮水机处于加热挡时消耗的电能。 解:(1)根据W＝Pt可知饮水机处于加热挡时消耗的电能W＝Pt＝484 W×6×60 s＝174 240 J 点击返回目录页 (2)饮水机加热电流与保温电流的比值。 解: (2)当电热饮水机处于保温挡时,电路中的电流为I保温＝＝0.2 A 当电热饮水机处于加热挡时,电路中的电流为I加热＝＝2.2 A 加热电流与保温电流之比为I加热∶I保温＝2.2 A∶0.2 A＝11∶1 点击返回目录页 (3)R2的阻值。 解: (3)当S0闭合时,饮水机处于加热挡,R2的功率P2＝P－P1＝ 484 W－44 W＝440 W R2的阻值R2＝＝110 Ω 点击返回目录页 3.(2024合肥一模)如图甲所示的是小明家的电饭锅,额定电压为220 V,加热功率为 1 210 W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,它有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。 点击返回目录页 (1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其他用电器,让电饭锅在保温状态下正常工作,观察到电能表转盘在5 min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少? 解:(1)电饭锅消耗的电能为W＝ kW·h 电饭锅的保温功率为P保温＝＝0.088 kW＝88 W 点击返回目录页 (2)电阻R1、R2的阻值分别为多少? 解: (2)由电路图知,当S断开时,两个电阻串联,电路中电阻较大,由P＝UI＝可知,功率较小,电饭锅处于保温状态;当S闭合时,只有R1接入电路中,电路中电阻较小,由P＝UI＝可知,功率较大,电饭锅处于加热状态,由P＝UI＝可得,R1的电阻R1＝＝40 Ω 点击返回目录页 电饭锅处于保温状态时,两个电阻串联,则电路中的总电阻R总＝＝550 Ω 电阻R2的阻值为R2＝R总－R1＝550 Ω－40 Ω＝510 Ω 点击返回目录页 4.(2024池州二模)图甲为挂烫机的工作原理图。挂烫机正常工作时的电压为220 V,电热丝R2的阻值为48.4 Ω,水箱最多装水 0.2 kg,挂烫机在高温挡和低温挡工作时的电功率之比为5∶2。 点击返回目录页 (1)求电热丝R1的阻值。 解:(1)当开关接1时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P＝可知,电路中总功率最小,挂烫机处于低温挡;当开关接2时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由P＝可知,总功率最大,挂烫机处于高温挡。 高温挡功率P高＝＝1 000 W 低温挡功率P低＝×1 000 W解得R1＝72.6 Ω 点击返回目录页 (2)求挂烫机在高温挡工作时,将水箱中 0.2 kg 的水从20 ℃加热到100 ℃所用的时间。〔不计热量损失,水的比热容c＝4.2× 103 J/(kg·℃)〕 解: (2)水吸收的热量 Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg· ℃)×0.2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×104 J 不计热量损失,挂烫机消耗的电能W＝Q吸＝6.72×104 J 所用的时间t'＝＝67.2 s 点击返回目录页 (3)小明把图甲改为图乙,也设有两个挡位,已知熔断器允许通过的最大电流为7 A。请判断图乙电路是否合理,并通过计算说明原因。 解: (3)图乙电路中,当开关接1、2时,通过熔断器的电流I＝≈7.6 A＞7 A,所以图乙电路不合理。 点击返回目录页 5.(2024六安霍邱模拟)如图为某电热水器的 内部简化电路,R1、R2为电热丝(阻值未知), S1、S2为挡位开关,S2只能在a、b之间切换。 该电热水器的铭牌参数如下表,其中高温挡、低温挡的额定功率模糊不清。小林同学观察到,电热水器在高温挡下正常工作时,将满箱水从26 ℃加热到 70 ℃ 需要用时2 500 s。〔c水＝4.2× 103 J/(kg·℃),ρ水＝1.0×103 kg/m3〕 能力提升 点击返回目录页 19 ××牌电热水器 额定电压 220 V 额定功率 高温挡   中温挡 968 W 低温挡   电热转化效率 84% 水箱容量 22 L 点击返回目录页 20 (1)满箱水从26 ℃升高到70 ℃的过程中吸收的热量Q为多少? 解:(1)满箱水的体积V＝22 L＝22 dm3＝0.022 m3 由ρ＝可知,水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×0.022 m3＝ 22 kg 水吸收的热量Q＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×22 kg× (70 ℃－26 ℃)＝4.065 6×106 J 点击返回目录页 (2)电热水器高温挡的额定功率P1为多少? 解: (2)由η＝可知,电热水器消耗的电能W＝＝4.84×106 J 电热水器高温挡的额定功率P1＝＝1 936 W 点击返回目录页 (3)电热水器低温挡的额定功率P2为多少? 解: (3)当开关S1闭合、S2接a时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,由P＝可知,电路中的总功率最大,电热水器处于高温挡;当开关S1断开、S2接b时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P＝可知,电路中的总功率最小,电热水器处于低温挡;当开关S1闭合、S2接b时,只有R1工作,电热水器处于中温挡。R2的电功率P＝P1－P中＝1 936 W－968 W＝968 W 点击返回目录页 由于R2的电功率等于R1的电功率,因此R1＝R2,由P＝可知,R1、R2的阻值 R1＝R2＝＝50 Ω 当电热水器处于低温挡时,电路的总电阻R＝R1＋R2＝50 Ω＋ 50 Ω＝100 Ω 则电热水器低温挡的额定功率P2＝＝484 W 点击返回目录页 6.(2024宿州埇桥区一模)如图是一款电火 锅简化电路图,额定电压为220 V。它通过 挡位开关可实现高、中、低三挡控温功能, 中温挡功率为440 W,高温挡功率为 1 100 W,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值 保持不变),R1的阻值为176 Ω,R2的阻值 为66 Ω。 点击返回目录页 (1)电火锅在中温挡工作时的电流是多少? 解:(1)由P＝UI可知,电火锅在中温挡工作时的电流I中＝＝2 A 点击返回目录页 (2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少? 解: (2)当S接1时,R1、R3串联,电路的总电阻最大,总功率最小,此时电火锅为低温挡;当S接2时,R2、R3串联,电路中电阻较大,总功率较小,电火锅为中温挡;当S接3时,电路为R3的简单电路,电路中电阻最小,总功率最大,则电火锅为高温挡。由P＝可得R3的阻值R3＝＝44 Ω 由串联电路的电阻规律可知,电火锅在低温挡工作时,电路的总电阻R总＝R1＋R3＝176 Ω＋44 Ω＝220 Ω 则电火锅在低温挡工作时的功率P低＝＝220 W 点击返回目录页 (3)某次使用时,用高温挡正常工作,将1 kg水从20 ℃加热到 100 ℃用时6 min,该电火锅的加热效率是多少?〔c水＝4.2× 103 J/(kg·℃),结果精确至0.1%〕 解: (3)由P＝可知,用高温挡正常工作6 min消耗的电能W＝P高t＝1 100 W×6×60 s＝3.96×105 J 水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J 该电火锅的加热效率η＝×100%＝×100%≈84.8% 点击返回目录页 $$