35.微专题(十六) 电热器挡位问题-【决胜中考】2025年中考物理全程复习配套课件（安徽专版）

物理 返回目录 微专题(十六)　电热器挡位问题 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 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。 (3)保温16 min，分压电阻R2产生的热量。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 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 ，根据欧姆定律可得，R1的阻值R1==55 Ω。 (2)根据P=UI可得，电饭锅高温挡的功率 P高=UI高=220 V×4 A=880 W。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 (3)当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，此时两电阻串联，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得，分压电阻R2=-R1=-55 Ω=825 Ω，保温16 min，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。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 2.(2024·南充)如图甲所示为某品牌电热水壶。该型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220 V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100 W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件，其中R2=60.5 Ω。现将此电热水壶装入0.45 L初温为20 ℃的水，接到220 V的家庭电路中，选用加热挡加热至100 ℃。已知该电热水壶加热效率为80%，ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求： (1)电热水壶中水吸收的热量。 (2)加热挡的电功率。 (3)需要的加热时间。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 解：(1)水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.45×10-3 m3=0.45 kg，水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.45 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.512×105 J。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 (2)由P=可知，电阻越小时，电功率越大，故当开关接2和3时为保温挡，只有R1工作，当开关接3和4时，为加热挡，此时R1和R2并联，R2的功率P2==800 W，故加热功率 P加=P2+P保=800 W+100 W=900 W。 (3)电热水壶加热时消耗的电能W==1.89×105 J，则加热时间t==210 s。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 3.(2024·天津)生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为U0的电源上(如图所示)，加热功率为P0，该电热丝的电阻 R0=  　。  (不考虑温度对电阻的影响) 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为U0的电源上，可以得到另外两个加热功率P1和P2，且P1<P2。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出P1与P2之比。说明：电热丝上只有a、b、c三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 解：如图所示 推导：P1==2P0，P2=2P0+2P0=4P0，P1∶P2=1∶2 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关S，通过开关S0的通断和S在1、2触点间的切换，实现加热垫P0、P1和P2三挡功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。 如图所示 微专题(十六)　电热器挡位问题 返回目录 谢谢观看 返回目录 $