专题训练九 电学综合之多挡位用电器 课件- 2025-2026学年九年级物理全一册人教版（2024）

专题训练九 电学综合之多挡位用电器 【解题技巧】 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 改变用电器电功率，以实现对挡位的控制．家庭电路中电源电 压U＝220 V．根据P＝ 可知，R总越大，P实越小，挡位越低； R总越小，P实越大，挡位越高． 【针对训练】 1．[2024·西宁]如图甲所示为某品牌电热水壶的简化电路，有 加热和保温两挡，R1和R2均为阻值不变的发热电阻丝．某次将质 量为2 kg，初温为20 ℃的水加热了4 min，电热水壶的加热效 率为87.5%，电功率与时间的关系图像如图乙所示[水的比热容 c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]，下列说法正确的是( ) A．当开关S接2时，电热水壶处于加热状态 B．R2的阻值为110 Ω C．加热4 min后，水的末温为70 ℃ D．水吸收的热量为4.2×104 J 2．[2024·达州]如图所示是某品牌电热毯内 部电路简化图，该电热毯具有高低两挡加热 功能，下列说法正确的是( ) A．只闭合开关S1时，电路处于高温挡 B．只闭合开关S2时，电路处于低温挡 C．同时闭合开关S1、S2时，电路处于高温挡 D．同时闭合开关S1、S2时，电路处于低温挡 3．[2024·滨州]某次实践活动中，小滨观察了某型号家用电热 水器的铭牌如图甲所示，他查看说明书发现其简化电路如图乙 所示．已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)． 下列分析错误的是( ) A．当S接“1”时，电热水器为高温挡 B．满箱水由20 ℃升高到70 ℃，水吸收的热量为1.26×107 J C．R的阻值为24.2 Ω D．断开其他用电器，仅让电热水器高温挡正常加热1 min，可使图丙所示电能表的转盘转100 r 4．[2024·镇江]如图所示是某电热水壶内部电加热器原理电 路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于 _____挡．已知该电热水壶处于“加热”挡，通电0.1 h可使标 有1 200 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的 电能为____kW·h.电热水壶“保温”挡功率为100 W，则R2＝ ______Ω. 保温 0.1 435.6 5．[2024·科尔沁区模拟]如图所示，甲是某款多功能家用涮烤电火锅，可使烧烤、火锅同时进行，也可单独控制，烧烤锅分为左右两盘，其简化电路如图乙所示．汤锅内温控开关在温度达到100 ℃时，自动由加热切换到保温．已知该锅加热效率为80%.电火锅部分参数如表所示： 额定电压 额定功率 220 V 汤锅 烧烤锅 加热 保温 左盘 右盘 1 000 W 484 W 440 W 880 W (1)求定值电阻R2的值； (2)在露营时将其接在户外移动电源上(输出电压220 V)，闭合烧烤锅左盘开关且汤锅处于保温挡时，求电路中电流； (3)若仅使用汤锅且汤锅正常工作，内装有3 kg，初温为20 ℃的汤汁(沸点100 ℃)，初始调至加热挡位，不考虑汤汁质量变化，加热汤汁30 min所消耗的电能为多少？[c汤汁＝4×103 J/(kg·℃)] 6．[2024·呼和浩特模拟]图甲是某品牌的电加热饭盒，它有 加热和保温两个挡位，使用时底层放220 mL的水，可利用蒸 汽环流立体加热．图乙是电加热饭盒的简化电路图和相关参 数，根据这些信息计算下列问题： (1)加热时的电流； (2)电阻R2的阻值； (3)不计热量损失，将220 g水从20 ℃加热到100 ℃，需要多 长时间？[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)] 额定电压 220 V 加热功率 220 W 保温功率 40 W eq \f(U2,R) 解：(1)由图可知，涮烤电火锅的汤锅部分，电阻R1和R2串联，当R1和R2同时接入电路时，由P＝eq \f(U2,R)知，此时功率较小，电火锅处于保温挡，此时电路总电阻为R串＝eq \f(U额2,P保温)＝eq \f(（220 V）2,484 W)＝100 Ω，当温控开关闭合时，电阻R2被短路，电路中只有R1接入电路，由P＝eq \f(U2,R)知，此时功率较大，电火锅处于加热挡，则此时R1电阻为R1＝ eq \f(U额2,P加热)＝eq \f(（220 V）2,1 000 W)＝48.4 Ω，则电阻R2的阻值为R2＝R串－R1＝100 Ω－48.4 Ω＝51.6 Ω； (2)闭合烧烤锅左盘开关且汤锅处于保温挡时，电路的总功率P总＝484 W＋440 W＝924 W， 根据P＝UI知，电流I＝eq \f(P总,U额)＝eq \f(924 W,220 V)＝4.2 A； (3)由Q吸＝cmΔt可得，将初温为20 ℃的汤汁加热至沸腾，汤汁吸收的热量为Q吸＝c汤汁m汤汁Δt＝4×103 J/(kg·℃)×3 kg× (100 ℃－20 ℃)＝9.6×105 J， η＝eq \f(Q吸,W)知，消耗的电能为 W电＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(9.6×105 J,80%)＝1.2×106J， 将汤汁加热至沸腾时，所需的时间为 t加热＝eq \f(W电,P)＝eq \f(1.2×106J,1 000 W)＝1 200 s， 电火锅将汤汁加热至沸腾后，处于保温挡的时间为 t保温＝t－t加热＝30×60 s－1200 s＝600 s， 电火锅保温挡时消耗的电能为 W保温＝P保温t保温＝484 W×600 s＝2.904×105 J， 则整个过程中，电火锅消耗的总电能为W总＝W电＋W保温＝1.2×106J＋2.904×105 J＝1.490 4×106J. 解：(1)根据P＝UI可得加热过程中电路中的电流为： I加＝eq \f(P加,U)＝eq \f(220 W,220 V)＝1 A； (2)分析电路可知，S接1时，电路等效为R1接在电源上的简单电路，此时总电阻较小，根据P＝eq \f(U2,R)可知功率较大，电加热饭盒为加热挡，则R1阻值为： R1＝eq \f(U2,P加)＝eq \f(（220 V）2,220 W)＝220 Ω， S接2时，R1、R2串联，此时总电阻较大，根据P＝eq \f(U2,R)可知功率较小，电加热饭盒为保温挡，总电阻为： R总＝eq \f(U2,P保)＝eq \f(（220 V）2,40 W)＝1210 Ω， 根据串联电路电阻规律可得，电阻R2的阻值为： R2＝R总－R1＝1 210 Ω－220 Ω＝990 Ω； (3)水吸收的热量为： Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.22 kg×(100 ℃－20 ℃)＝73 920 J， 不计热量损失，则消耗电能为： W＝Q吸＝73 920 J， 则由P＝eq \f(W,t)可得，加热时间为： t＝eq \f(W,P加)＝eq \f(73 920 J,220 W)＝336 s. $$