小专题(十一)　多挡位电热器问题的计算 ----2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

小专题(十一)　多挡位电热器问题的计算 第十五章　电能与电功率 类型一　串联两挡位的电热器问题 1. (2024·合肥包河期末)图甲是一款养生壶,它内部简化电路如图乙所示。该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位,其额定电压为220V,已知电阻丝R2的阻值为88Ω,该养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3∶1,则电阻丝R1的阻值为 　44　Ω。(忽略温度对电阻丝阻值的影响)  44　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. (2024·苏州)某电饭煲的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关,当S接a时,电饭煲处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭煲处于保温挡,通过的电流为0.25A。求: (1) R1的阻值。 解:(1) 当S接a时,电路为R1的简单电路,电饭煲处于高温挡,通过的电流为4A,根据欧姆定律可得,R1的阻值R1= =55Ω 第2题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 电饭煲高温挡的功率。 解:(2) 根据P=UI可得,电饭煲高温挡的功率P高=UI高=220V×4A=880W 第2题 (3) 保温16min,分压电阻R2产生的热量。 解:(3) 开关S自动切换到b,此时两电阻串联,电饭煲处于保温挡,通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得,分压电阻R2的阻值R2= R2t=(0.25A)2×825Ω×16×60s=4.95×104J 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. 某型号电饭煲的铭牌上标有“220V　1100W”字样,其简化原理图如图所示。它有高温烧煮和保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝。当电饭煲处于高温烧煮挡时,电路的功率为1100W;当电饭煲处于保温挡时,电路的总功率为22W。 (1) 电饭煲在高温烧煮挡时电路中的电流。 解:(1) 在电压U一定时,电阻R越小,电功率越大,由电路图可知,S接2触点时,电路电阻最小,此时电饭煲功率最大,在高温烧煮挡。由题意知,高温烧煮时功率为1100W,电饭煲在高温烧煮挡时电路中的电流I高温= =5A 第3题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 电阻丝R0的阻值。 解:(2) 电阻丝R0的阻值R0==44Ω 第3题 (3) 保温10min,电热丝R0产生的热量。 解:(3) 电饭煲保温时电流I保温=R0t=(0.1A)2×44Ω×10×60s=264J 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 类型二　并联两挡位的电热器问题 4. 图甲是家庭常见的养生壶,正常工作电压为220V,其底座的加热器有“加热”和“保温”两个挡位(如图乙),其中加热功率为1100W,R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时,为 　保温　挡。当调节到加热挡时,通电1min电流通过R2产生的热量为 　5.28×104　J。  保温　 5.28×104　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. (跨学科实践·日常生活)学校创新小组的晓智设计了一种多挡位电热切割刀如图甲所示,其工作电路如图乙所示。电源电压为12V,R1、R2为阻值相等的两个电热丝。当S1闭合、S2断开时,电路中的电流为2A。求: (1) R2的阻值大小。 解:(1) 由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时,只有R1工作,可知R1的阻值R1==6Ω,根据题意可知,R2的阻值R2=R1=6Ω 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 当S1、S2都闭合时,电路的总功率。 解:(2) 当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,R2两端的电压U2=U1=U=12V,通过R2的电流I2==2A,根据并联电路的电流特点可知,干路的总电流I=I1+I2=2A+2A=4A,电路的总功率P=UI=12V×4A=48W 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (3) 使用高温挡切割1min,电路产生的总热量。 解:(3) 当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电路中的电流最大,电功率最大,电热切割刀处于高温挡,高温挡切割1min,电路产生的总热量Q=W=Pt=48W×1×60s=2880J 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 类型三　三挡位的电热器问题 6. 如图甲所示为一款电煎药壶,工作电路简化为图乙,它在工作时,有高温、中温和低温三个挡位。已知正常工作时,高温挡功率为600W,中温挡功率为200W。当Sa接1,同时Sb断开时,电路处于 　低温　挡,其中电阻R2的阻值为 　242　Ω;用该电煎药壶的高温挡正常工作20min,放出热量的70%全部被药液吸收,能将 　1.5　kg的药液从20℃升高到100℃。[药液的比热容取4.2×103J/(kg·℃)]  低温　 242　 1.5　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. (2023·泸州)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示。已知电源电压U=220V保持不变,电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω。通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换;当水温降到60℃时,电路自动切换成低温挡进行保温。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 解:(1) 当S1闭合,S2拨到B时,R1、R2并联;当S1断开,S2拨到A时,R1、R2串联;当S1闭合,S2拨到A时,电路为R1的简单电路;因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,串联电路的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由P=UI==440W 第7题 (1) 当电热水壶处于中温挡时,求电热水壶消耗的电功率。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时,求通过电阻丝R1的电流之比。 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 第7题 (3) 用电热水壶高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃,自动断电,其中电热水壶的加热效率η=84%。当电热水壶中水温降到60℃时,继续保温t=1.8h,求电热水壶这次加热和保温一共消耗的电能。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 $$