第十五章 电能与电功率 核心素养专题十一 多挡位用电器计算 -2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

核心素养专题十一 多挡位用电器计算 类型解读 电热器具有“高温挡”和“低温挡”。根据P= 可知,当U一定时,电阻越大,电功率越小;电阻越小,电功率越大,所以高温挡总电阻最小,低温挡总电阻最大。 类型一　两挡位电热器 初中同步学习导与练·物理·YH·九全(粤) 类型解读 电路图 类型解读 低温挡 只闭合开关S,R1、R2串联P低= 只闭合开关S,只有R2接入电路 P低= 高温挡 同时闭合开关S、S0,R2短路,只有 R1接入电路P高= 同时闭合开关 S、S0,R1、R2 并联P高=P1+P2= 1.(2024苏州)某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关,当开关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: (1)R1的阻值。 答案:(1)55 Ω 4 (2)电饭锅高温挡的功率。 (3)保温16 min,分压电阻R2产生的热量。 解析:(2)电饭锅高温挡的功率P高=UI高=220 V×4 A=880 W。 答案:(2)880 W　(3)4.95×104 J 5 2.如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220 V,R1、R2均是发热电阻,其中R2=506 Ω。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为 5 A;开关置于“2”为保温挡。求: 6 (1)当开关置于“1”时,R1的阻值及R1消耗的电功率。 答案:(1)44 Ω　1 100 W 7 (2)当开关置于“2”时,养生壶1 min消耗的电能。 (3)将壶内500 g的水从20 ℃加热到100 ℃,水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)× 0.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×105 J。 答案:(2)5.28×103 J　(3)1.68×105 J 8 3.如图甲所示是一款有高温、低温两挡的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图乙所示,R1、R2为电热丝,R2的电阻为44 Ω,其额定电压均为220 V。正常工作时高温挡的电功率为1 980 W。 (电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化)求: 9 (1)电熨斗正常工作时,在高温挡状态下电路中的总电流是 多大? 答案:(1)9 A　 10 (2)R1的电阻为多少? 答案:(2)55 Ω 11 (3)电熨斗在低温挡状态下工作10 min消耗的电能。 答案:(3)5.28×105 J 12 4.(2025潮阳区校级期末)如图所示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220 V的电路中,电热器高温挡的功率为990 W,低温挡的功率为110 W。求: (1)电热器处于低温挡时,通过电路的电流。 答案:(1)0.5 A 13 (2)电热器处于高温挡时,工作10 min产生的热量。 (3)电热丝R2的阻值。 解析:(2)电热器处于高温挡时,工作10 min产生的热量为 Q=W=P高t=990 W×10×60 s=5.94×105 J。 答案:(2)5.94×105 J　(3)55 Ω 14 5.(2025增城区校级期末)某款电热水壶内部部分简化电路如图甲所示,其中R1和R2为阻值不变的发热电阻(R1<R2),电热水壶有高功率的加热挡和低功率的保温挡。利用智能插座可以记录该电热水壶工作时的电压、电流与时间的关系分别如图乙、丙所示,在0～4 min时,电热水壶的开关S接到a端,4 min后开关S接到b端。 15 (1)当开关S接b端时,通过R1电流I1　　　 　(选填“大于” “小于”或“等于”)通过R2的电流I2。 解析:(1)由图甲可知,当开关S接b端时,R1与R2串联,由于串联电路中各处的电流相等,所以此时通过R1电流I1等于通过R2的电流I2。 答案:(1)等于 16 (2)当开关S接a端时,电热水壶处于加热挡还是保温挡? 　　　　　　。理由是　   　 。  17 (3)求该电热水壶在0～1 min时消耗的电能。 解析:(3)由图丙可知,在0～1 min时电路中的电流为I=8 A,由图乙可知,电源电压保持200 V不变,故在0～1 min内,该电热水壶消耗的电能W=UIt=200 V×8 A×1×60 s=96 000 J。 答案:(3)96 000 J　 18 (4)求R1的阻值及其在5～6 min时产生的热量。 答案:(4)25 Ω　2.4 J 19 6.如图所示是某品牌电热锅的简化电路,R1、R2均为发热电阻。电热锅工作时,通过开关S1和S2实现低温、中温和高温的挡位控制,已知低温挡电阻R1=110 Ω,中温挡功率为880 W。求: 类型二　三挡位用电器 (1)电热锅低温挡工作时的电功率。 答案:(1)440 W 21 (2)电热锅中温挡工作时的电流。 答案:(2)4 A 22 (3)使用电热锅高温挡将质量为2 kg的水从20 ℃加热到 75 ℃所用的时间。[不计热量损失,水的比热容c=4.2× 103 J/(kg·℃)] 答案:(3)350 s 23 7.有一台热水器,内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝, R1=88 Ω、R2=22 Ω。 (1)如何控制S1和S2,使热水器处于高温挡。 答案:(1)闭合开关S1,并将S2拨至位置a。 24 (2)求低温挡正常工作5 min电热丝产生的热量。 答案:(2)1.32×105 J　 25 (3)求中温挡正常工作时热水器的功率。 答案:(3)550 W 26 谢谢观赏！ 27 + 解析:(1)当开关S接a时,电路为R1的简单电路, 由欧姆定律可得,R1的阻值R1===55 Ω。 (3)当开关S接b时,R1与R2串联,R2的阻值R2=-R1=-55 Ω=825 Ω, 分压电阻R2产生的热量Q2=R2t=(0.25 A)2×825 Ω×16× 60 s=4.95×104 J。 解析:(1)当开关置于“1”时,电路为R1的简单电路,R1的阻值R1===44 Ω, R1消耗的电功率P1=UI=220 V×5 A=1 100 W。 解析:(2)当开关置于“2”时,R1和R2串联,电路的总电阻R=R1+ R2=44 Ω+506 Ω=550 Ω, 养生壶1 min消耗的电能W=Pt=t=×60 s=5.28×103 J。 解析:(1)高温挡的电功率P高温=1 980 W,高温挡状态下电路中的总电流I===9 A。 解析:(2)当S1闭合、S2断开时,只有电热丝R1接入电路,电路中的电阻较大,电熨斗处于低温挡;当S1、S2都闭合时,电热丝R1和R2并联接入电路,电路中的电阻较小,电熨斗处于高温挡。并联电路各支路两端电压相等,通过R2的电流I2===5 A,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流I1=I-I2=9 A-5 A=4 A,由欧姆定律可得,电热丝R1的电阻R1===55 Ω。 解析:(3)工作时间t=10 min=600 s,电熨斗在低温挡状态下工作10 min消耗的电能 W=t=×600 s=5.28×105 J。 解析:由图可知,当S1闭合,S2断开时,电路中仅R1工作,电热器处于低温挡;当S1和S2都闭合时,R1和R2并联,电热器处于高温挡。 (1)电热器处于低温挡时,通过电路的电流 I1===0.5 A。 (3)电热丝R2的功率为P2=P总-P1=990 W-110 W=880 W, 电热丝R2的阻值为R2===55 Ω。 答案:(2)加热挡　当开关S接a端时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻较小,由P=可知,此时电路消耗的电功率较大,所以电热水壶处于加热挡。 解析:(4)根据欧姆定律可得,R1的阻值R1===25 Ω, 由图丙可知,在5～6 min时电路中的电流为I′=0.04 A, R1在5～6 min时产生的热量Q=I′2R1t=(0.04 A)2×25 Ω×1× 60 s=2.4 J。 解析:(1)当只闭合开关S1时,只有电阻R1接入电路,为低温挡,电压为220 V,低温挡功率为 P1===440 W。 解析:(2)当只有电阻R2接入电路时为中温挡,电热锅中温挡功率为880 W,电压为220 V,此时电路中的电流为I===4 A。 解析:(3)当R1、R2均接入电路,即开关S1和S2均闭合时为高温挡,高温挡功率为P高=440 W+880 W=1 320 W,Q吸=W,即cmΔt=Pt, 所用的时间为t===350 s。 解析:(1)由P=可知,当电压不变时,电阻越小,功率越大;当闭合开关S1,并将S2拨至位置a时,R1和R2并联接入电路,此时电路中的总电阻最小,功率最大,热水器处于高温挡。 解析:(2)当断开开关S1,并将S2拨至位置b时,R1和R2串联接入电路,此时电路中的总电阻最大,热水器处于低温挡;此时热水器正常工作5 min,电热丝产生的热量Q=t=×5× 60 s=1.32×105 J。 解析:(3)当闭合开关S1,并将S2拨至位置b时,R2被短路,电路为R1的基本电路,热水器处于中温挡; 此时热水器的功率P中===550 W。 $$