15.4 焦耳定律——多档位问题 课件 2026-2027学年沪粤版九年级物理上册

第十五章 电功与电功率 15.4焦耳定律—多档位问题 知识回顾 电流的热效应：电流通过导体时，导体会产生热量。 热量计算公式： Q=I²Rt 电热毯 电饭煲 饮水机 焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 注意观察： 这些发热的电器往往都有加热(高温)档与保温(低温)档两个档位？ 一、电热档位问题 思考：加热档与保温档的本质区别是什么？ 加热档与保温档分析： 一、电热档位问题 ∴加热档与保温档的本质区别是用电器电功率大小不同! 加热档： 产生热量速度快 保温档： 产生热量速度慢 判断档位： R U2 P = （一般情况，档位问题存在于家庭电路，电压恒定为220V） U不变，R较小 → P较大 → 加热档 U不变，R较大 → P较小 → 保温档 判断档位的本质是 判断电路电阻大小 消耗电能速度快 电功率大↑ 消耗电能速度慢 电功率小↓ 二、常见的几种档位电路模型 1、串联型加热电路 若闭合S、断开S1 R1和R2串联，R总=R1+R2 电阻大→低温挡 判断档位： R U2 P = 若同时闭合S、S1 只有R2工作，R总=R2 电阻小→高温挡 二、常见的几种档位电路模型 2、并联型加热电路 若同时闭合S1、S2 R1和R2并联 电阻最小→高温档 判断档位： R U2 P = 若闭合S1、断开S2 只有R1工作，R总=R1 电阻大→低温挡 二、常见的几种档位电路模型 3、串并联互换型 加热电路 判断档位： R U2 P = 若闭合S1，S2接B R1和R2并联 电阻最小→高温档 若断开S1,S2接A R1和R2串联，R总=R1+R2 电阻最大→低温挡 若闭合S1，S2接A 只有R1工作，R总=R1 电阻居中→中温档 判断档位的本质是 判断电路电阻大小 例题1：小明家的电饭锅铭牌与电路如图所示，在一次煮饭过程中，同时闭合开关S1和S2，通电15min后，开关S2弹起断开，电饭锅进入焖饭保温工作状态，再经过10min后，锅内米饭完全煮熟，试计算： （1）本次煮饭的全过程电饭锅消耗了多少电能？ （2）R1和R2的阻值分别是多大？ 小试牛刀 解: （1）由W = P t得，W= P1t1+P2t2= 1100w×900s + 275w×600s = 1.155×106J （2）由题可知,S1、S2都闭合时只有R1工作为加热档, 由题可知,S1闭合S2断开时R1、R2串联为保温档, P热 U2 R1 = = 1100w (220V)2 =44Ω P低 U2 R1+R2 = = 275w (220V)2 =176Ω ∴ R2 = 132Ω 例题2：小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能，其内部简化的电路图如图所示，是可由机内温控开关S0进行自动控制。小明从说明书上收集到如下表中的部分数据和下图所示的电路原理图。 （1）饮水机在加热状态下的总电流？ （2）若R2=55Ω，求R1的大小与保温功率？ 额定电压 220V 频率 50Hz 加热功率 1100W 解:（1）由P = UI 得，I = P/U = 1100W÷220V = 5A 解:（2）由欧姆定律得，I2 = U/R2 = 220V÷55Ω = 4A ∴I1 = I - I2 = 5A - 4A = 1A 解:ZEze则R1 = U / I1=220V÷ 1A = 220Ω 所以保温功率：P温 = U2 / R1 = 220W 小试牛刀 例题3：一个电烤箱有低、中、高三个挡位，如图所示是其简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触，且电源电压保持不变。请你分析一下： （1）当开关S1接b、S2断开时，R1与R2 ______，此时电路的总阻值______，此时电功率______，为____温挡。。 （2）当开关S1接a、S2闭合时，R1与R2______，此时连入电路的总阻值______，此时电功率______，为____温挡。 （3）当开关S1接b、S2闭合时，只有R1工作，为____温挡 串联 最大 最小 低 并联 最小 最大 高 中 判断档位： R U2 P = 小试牛刀 本课结束， 下次课见！ $