专项训练 13 电热器的多挡位问题.课件-2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

第十七章　电流做功与电功率 专项训练 13　电热器的多挡位问题 方法指导　 　　多挡位的实质是利用多开关控制接入电路中电阻的大小， 从而改变用电器的电功率来实现挡位控制。家庭电路中电源电 压U＝220 V，根据P＝可知，接入电路的总电阻R越小，电 功率越大，挡位就越高；接入电路的总电阻R越大，电功率越 小，挡位就越低。 上一页 下一页 类型1　串联短路型 1. （2024·江苏苏州中考）某电饭锅的简化电路如图所示，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； （2）电饭锅高温挡的功率； 1 2 3 4 5 （3）保温16 min，分压电阻R2产生的热量。 上一页 下一页 　解： （1）当开关S接a时，电饭锅处于高温挡，此时通过的 电流为4 A，电压为220 V，R1的阻值 R1＝＝＝55 Ω （2）电饭锅高温挡的功率P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W 解： （1）当开关S接a时，电饭锅处于高温挡，此时通过的 电流为4 A，电压为220 V，R1的阻值 R1＝＝＝55 Ω （2）电饭锅高温挡的功率P高＝UI高＝220 V×4 A＝880 W （3）当开关S接b时，R1和R2串联，电饭锅处于保温档，则 电阻 R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω 电阻R2产生的热量Q2＝R2t＝（0.25 A）2×825 Ω×16×60 s ＝4.95×104 J　 （3）当开关S接b时，R1和R2串联，电饭锅处于保温档，则 电阻 R2＝－R1＝－55 Ω＝825 Ω 电阻R2产生的热量 Q2＝R2t＝（0.25 A）2×825 Ω×16×60 s＝4.95×104 J　 1 2 3 4 5 上一页 下一页 类型2　并联开路型 2. 某电饭锅的简化电路如图所示，它有烧煮和保温两挡，开关 S断开时，电饭锅处于 挡。已知电阻R1的阻值为484 Ω，烧煮时的功率是保温时的12倍，则电阻R2＝ Ω，若 该电饭锅烧煮、保温各2 h，则一共消耗电能 kW·h。 保温　 44　 2.6　 1 2 3 4 5 上一页 下一页 3. （新科技）图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场 景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内的绘画材料熔化。 其内部加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为6 V，R1和R2 为发热电阻丝。只闭合开关S1时低温挡工作，开关S1、S2都闭 合时高温挡工作，高温挡和低温挡的电功率之比为4∶3，R1＝ 4 Ω，忽略电阻丝阻值随温度的变化。求： （1）通过电阻丝R1的电流； （2）低温挡的电功率； （3）电阻丝R2的阻值。 1 2 3 4 5 上一页 下一页 　解： （1）电源电压恒为6 V，R1＝4 Ω，则通过电阻丝R1的 电流I1＝＝＝1.5 A （2）只闭合开关S1时低温挡工作，此时电路为只含有电阻丝R1 的简单电路，则低温挡的电功率P低＝UI1＝6 V×1.5 A＝9 W 解： （1）电源电压恒为6 V，R1＝4 Ω，则通过电阻丝R1的 电流I1＝＝＝1.5 A （2）只闭合开关S1时低温挡工作，此时电路为只含有电阻丝R1 的简单电路，则低温挡的电功率P低＝UI1＝6 V×1.5 A＝9 W （3）高温挡的电功率P高＝P低＝×9 W＝12 W 开关S1、S2都闭合时为高温挡，此时电阻丝R1、R2并联，R2的 电功率 P2＝P高－P低＝12 W－9 W＝3 W （3）高温挡的电功率P高＝P低＝×9 W＝12 W 开关S1、S2都闭合时为高温挡，此时电阻丝R1、R2并联，R2的 电功率 P2＝P高－P低＝12 W－9 W＝3 W 电阻丝R2的阻值R2＝＝＝12 Ω　 1 2 3 4 5 上一页 下一页 类型3　混合型 4. 一款55 ℃暖暖杯的保温垫如图甲所示，其内部简化电路如 图乙所示，S为旋转型开关（每次和两个触点接通），通过旋 转开关S，可实现舒适、温暖、加热挡的切换。保温垫的参数 见表格。 额定 电压/V 舒适挡 功率/W 温暖挡 功率/W 加热挡 功率/W 220 11 22 44 1 2 3 4 5 上一页 下一页 （1）当旋转开关S置于1、2触点处时为 　　　挡，此时电 路中的总电流是多少？ （2）当旋转开关S置于2、3触点处时为 　　　挡，此时加热电 阻是多大？ （3）当旋转开关S置于3、4触点处时，通电5 min电路中产生 的热量是多少？ 额定 电压/V 舒适挡 功率/W 温暖挡 功率/W 加热挡 功率/W 220 11 22 44 1 2 3 4 5 上一页 下一页 　解： 当旋转开关S置于1、2触点处时，电阻R1、R2串联，总 电阻最大；当旋转开关S置于2、3触点处时，电路只有电阻R2 接入电路，总电阻较小；当旋转开关S置于3、4触点处时，电 阻R2、R3并联，总电阻最小。由P＝可知，旋转开关S置于 1、2触点处时，为舒适挡；旋转开关S置于2、3触点处时，为 温暖挡；旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡。 （1）当旋转开关S置于1、2触点处时，为舒适挡，P舒适＝11 W，根据P＝UI得，电路中的总电流I＝＝＝0.05 A 解： 当旋转开关S置于1、2触点处时，电阻R1、R2串联，总 电阻最大；当旋转开关S置于2、3触点处时，电路只有电阻R2 接入电路，总电阻较小；当旋转开关S置于3、4触点处时，电 阻R2、R3并联，总电阻最小。由P＝可知，旋转开关S置于 1、2触点处时，为舒适挡；旋转开关S置于2、3触点处时，为 温暖挡；旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡。 （1）当旋转开关S置于1、2触点处时，为舒适挡，P舒适＝11 W， 根据P＝UI得，电路中的总电流I＝＝＝0.05 A 1 2 3 4 5 上一页 下一页 （2）当旋转开关S置于2、3触点处时，为温暖挡，根据P＝ 得，加热电阻 R2＝＝＝2 200 Ω （3）当旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡，通电5 min 电路中产生的热量Q＝W＝P加热t＝44 W×5×60 s＝ 1.32×104 J　 （2）当旋转开关S置于2、3触点处时，为温暖挡，根据P＝ 得，加热电阻 R2＝＝＝2 200 Ω （3）当旋转开关S置于3、4触点处时，为加热挡，通电5min 电路中产生的热量Q＝W＝P加热t＝44 W×5×60 s＝ 1.32×104 J　 1 2 3 4 5 上一页 下一页 5. （安徽中考）某电火锅的参数见下表，其内部简化电路 如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合，可以让电火锅在不同挡位工作。 ××牌电火锅 额定电压 220 V 额定功率 低温挡 500 W 中温挡 1 000 W 高温挡 1 500 W （1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ （2）求R1∶R2的值。 （3）若家庭电路的电压是220 V，某插座的额定电流是5 A， 用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综 合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。 1 2 3 4 5 上一页 下一页 　解： （1）根据P＝可知，电火锅在低温挡工作时，电路中 电阻应该最大，由题意可知，R1＜R2，故当电热丝R2单独接入 电路时，电路中的功率最小，为低温挡，此时开关S1断开，S2 闭合。 解： （1）根据P＝可知，电火锅在低温挡工作时，电路中 电阻应该最大，由题意可知，R1＜R2，故当电热丝R2单独接入 电路时，电路中的功率最小，为低温挡，此时开关S1断开，S2 闭合。 1 2 3 4 5 上一页 下一页 （2）根据并联电路的电阻规律可知，若R1、R2并联，电路中 电阻最小，根据 P＝可知，功率最大，为高温挡，由（1）可 知，当R2单独接入电路时，为低温挡，所以R1单独接入电路 时，为中温挡，根据P＝可知，R1、R2的阻值之比＝＝ ＝＝ （2）根据并联电路的电阻规律可知，若R1、R2并联，电路中 电阻最小，根据 P＝可知，功率最大，为高温挡，由（1）可 知，当R2单独接入电路时，为低温挡，所以R1单独接入电路 时，为中温挡，根据P＝可知，R1、R2的阻值之比＝＝ ＝＝ 1 2 3 4 5 上一页 下一页 （3）该插座允许接入的最大功率Pmax＝UI额＝220 V×5 A＝1 100 W，故电火锅工作时各挡位功率之间的关系为P低＜P中＜ Pmax＜P高，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 中温挡。　 （3）该插座允许接入的最大功率Pmax＝UI额＝220 V×5 A＝ 1 100 W，故电火锅工作时各挡位功率之间的关系为P低＜P中＜ Pmax＜P高，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择 中温挡。　 1 2 3 4 5 上一页 下一页 谢谢观看 $$