电热器多档位问题的分析
计算电功W的公式:计算电功率P的公式:
思考:实验室提供的实验器材除电源、开关外,还有电流表、电压表各一只,两只定值电阻R1=6 Ω,R2=4Ω。
(1)请你任选其中三件器材用符号表示填入图中,组成甲、乙、丙、丁四个不同的电路,要求组成电路的各元件均能正常工作,且各个电路消耗的电功率满足P甲> P乙> P丙> P丁。
(2)若电源电压为6V,求各图电路的总功率。
甲乙
丙丁
例1、电饭煲具有保温和加热功能,晓东同学设计了如图所示的模拟电路(R1>R2),其中保温状态和加热状态电功率都最小的是:
例2、如图所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机的电路原理图,机内有温控开关S0,该饮水机的部分参数已知:额定电压为220 V,加热时的总功率为880 W,保温时的功率为80 W,R1、R2为加热电阻丝(假设它们的阻值不变)。
求:
(1)当S和S0闭合时,饮水机处在什么状态?此时电路的总电流
是多大?
(2)在加热状态下,电阻丝R1的阻值为多少?
例3、某品牌的电加热器工作电路如图所示,其额定电压为220 V,加
热功率为1100 W,保温功率为44 W。
单刀双掷开关S接b时,电加热
器处于 (选填“保温”或“加热”)状态;电路中定值电阻R2的
阻值为Ω。
例4、小亮家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220 V,低温档、中温档的额定功率为22 W和44 W.利用所学的电学知识他设计了
一个等效电路图,如图乙所示,用两定值
电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开
关S2可接a或b.当它接入家庭电路中正
常工作时:
(1)低温档加热的电流多大?
(2)中温档加热5 h,消耗多少度电?
(3)高温档加热的额定功率是多少瓦?
当堂评价:
1、如图所示是某电热水壶加热和保温电路原理图,R1=44 Ω,当开关S1
断开,S2闭合,电热水壶处于_______状态;该电热水壶的加热功率是
_______ W。
2、如图所示是一种电热水龙头,旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水.已知R1、R2是电热丝,R2=55 Ω,温水挡的电功率是2.2 kW.试回答或求解下列问题:
(1)S旋到________位置时,水龙头流出温水;S
旋到________位置时,水龙头流出热水。
(填
“1”“2”或“3”)
(2)电热丝R1的阻值是多大?
(3)S旋到热水挡时,电路中的总电流是多大?
3、武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利。
这一种
电热课椅主要由坐垫和脚踏组成,它的电路示意图如图所示。
坐
垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260 Ω、150 Ω,脚踏内的电
热丝R3的阻值为400 Ω。
闭合开关S1,调节开关S2,可以使脚踏
分别处于“低温挡”“中温挡”和“高温挡”。
(不考虑温度的变
化对电阻的影响)
(1)该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦?
(2)当脚踏处于中温挡时,电流在10 s内做的功是多少焦?
4、某工厂开发研制了一种高、中、低三档家用电火锅,观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成.改变档位就是改变电热丝连入电路的方式.研究发现:旋动开关,当转换开关在中档位置时,发热功率为600 W,这时只有一个电阻丝连入电路.那么,当转换开关分别处于高、低两档位置时,其发热功率分别为______W和______W.
课后检测:
1、如图所示是某款电热水龙头的电路原理图。
R1、R2为电热丝,通
过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温
水、热水挡之间的切换。
当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出
的是____(选填“冷”“温”或“热”)水。
若R2=2R1,水龙头在温水
挡正常工作时电功率为2000 W,则它在热水挡正常工作1 min消耗的电能为____________ J。
2、严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴。
一只靴内加热电
路图如图所示,电源电压恒定,S2为三挡旋钮开关(金属片M可分
别拔至a、b、c处),电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变,b为电
阻丝R1的中点。
这只电热靴的低温挡为6 W,则其中温挡和高温
挡分别为:
A.8 W 12 W B.8 W 24 W C.12 W 18 W D.12 W 24 W 3、某型号的电饭锅有两档,其原理如图所示,电阻R1=44 Ω.当开关S闭合时,电饭锅处于高温档,当开关S断开时,电饭锅处于焖饭、保温档,焖饭、保温时电饭锅的功率为高温档功率的0.02倍,求:
(1)高温档的功率;
(2)焖饭、保温时电路中的电流;
(3)电阻R2的阻值.
4、如图所示,是一种煲汤用的电热锅工作原理图,调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态,温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间,其中R1=605 Ω,R2=96.8 Ω,电热锅的部分参数如下表所示。
容积 4 L
额定电压220 V
加热额定功率500 W
保温额定功率80 W
(1)电热锅处于保温档正常工作时,锅内的水温度始终不变,则该电热锅的散热功率是多少?
(2)电热锅处于高温档(切换开关接“1”)正常工作时,在标准大气压下高温加热2 kg的水,10 min内消耗多少电能?设散热功率不变,水的初温为75 ℃,则加热10 min后水的最终温度是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。