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专题18 多挡位电热器电功率的计算【1 】（2020广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/kWh”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】（1）4A；（2）1100；（3）800W。点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用PUI求电路总电流；（2）分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用P可知什么情况为保温档，再利用P求R2的阻值；（3）3000r/kWh表示电饭锅每消耗1kWh的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转200r消耗的电能，再利用P求电饭锅此时的实际加热功率。【2】（2020重庆A卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,溶足盆的挡位不同。求：(1)额定加热电流(2)R1和R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min电能表(如图丙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流I加4A;由图可知当s接a时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以R255，R串484,所以R1R串-R2484-55429(3)圆盘转了30转消耗的电能W0.01kw t1minh所以P0.6kw600W.【3】（ 2020天津卷）图为某电热器的电路原理图，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为800W和40W。（1）将开关S接“1”时，电热器处于（选填“加热”或“保温”）状态。（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20的水加热到100，需要多长时间？（【水的比热容为4.2103J/（kg），假设电能全部转化为水的内能】【答案】加热 210s【解析】解：（1）将开关S接“1”时，电路为R2的简单电路，电路中电阻最小，根据P=可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以此时电热器处于加热状态。（2）水吸收的热量：（2）电热器在加热状态下正常工作，将0.5kg初温为20的水加热到100，需要的时间为210s。点睛：本题考查了吸热公式和电功率公式的应用，关键是电功率公式的灵活应用和电热器的状态的判断。【难点中心】电功、电功率一直都是初中物理考查的重要内容，一般与串并联、欧姆定律等电学知识结合起来考查，综合性较强，命题形式多种多样，故也是个难点，其中与生活实际相联系的命题形式仍是今后的主流考查方向，两档位用电器电功率的计算是近几年常考的热点。【考点难点突破】【知识链节】电功率：定义：电功率等于电功和时间之比。意义：表示消耗电能的快慢。符号：P单位：瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW），1kW103W电功率的定义式： W=Pt 第一种单位：P电功率瓦特（W）；W电功焦耳（J）；t通电时间秒（s）。第二种单位：P电功率千瓦（kW）；W电功千瓦时（kWh）；t通电时间小时（h）。电功率计算公式： =UI（适用于所有电路）对于纯电阻电路可推导出：P= I2R= 【技能方法】所谓的两档位电热器一般分为高温档和低温档，是在电源电压不变的情况下，通过改变电阻的大小，高档位电阻小，低档位电阻大，由可知，电热器的电功率发生了改变。两档位电热器一般是通过开关来改变档位的，常见的电路有以下两种：（1）短路型S闭合时,电阻R被短路,只有R0工作,此时为高温档挡;断开时,两电阻串联总电阻较大,此时为低挡.（2）单刀双掷型主要工作的电阻放在干路上，一条支路用导线，一条之路连接在附加电阻上，当S接附加电阻时两电阻串联，是低温挡;S接导线时，电路中只有一个电阻，为低温挡.【1】如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40，加热该浆使其温度升高到100，需要吸收多少热量_？设该浆的比热容为4.0103J/（kg）（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大_,_？（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作lmin所消耗电能为多大_？【答案】 2.4105J 48.4 151.6 70800J则R2的阻值：R2R串R120048.4151.6；（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率：P总180W+1000W1180W，正常工作lmin所消耗电能：WPt1180W60s70800J。点睛：（1）利用Q吸cm（tt0）求加热该浆需要吸收的热量；（2）由图知，当S接a时，电路中只有R1，电阻较小，由P可知，此时电功率较大，为加热档；当S接b时，电路中R1、R2串联，电阻较大，由P可知，此时电功率较小，为保温档；利用P求R1、R串；再利用串联电阻的特点求R2；（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，求出总功率，再利用WPt求正常工作lmin所消耗电能。【2】如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关S1，温控开关S2，两个加热电阻丝R1，R2（阻值不变）。该加热器部分参数己知：额定电压220V，加热功率为4840W，保温功率为400W求：（1）当S1，S2都闭合，该加热器处于（选填“加热”或”保温”）状态时，电路中的总电流；（2）傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，加热器保温状态下的实际功率。（保留整数）【答案】加热 22A 331W【解析】电路中的总电流I=22A。（2）当开关S1闭合，S2断开，电路为R2的简单电路，此时处于保温状态，由P=可得，电阻R2的阻值：R2=121，根据P=U2RP=U2R可得，当电路两端电压为200V时，加热器保温状态下的实际功率：P实际=331W。答：（1）加热；电路中的总电流为22A；（2）加热器保温状态下的实际功率为331W。点睛：本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道加热功率为两电阻并联时的功率；【3】如图甲所示的养生壶是指一种用于进行养生保健的可以烹饮的容器，类似于电热水壶，装满水时，水的质量是2kg，有加热和保温两档，简化的工作电路如图乙所示。某次该养生壶装满初温为20的水，接在家庭电路中，它正常工作时的功率和时间关系如图丙所示（外界大气压为1个标准大气压）。求：（1）当开关S1、S2均闭合时，养生壶处于什么状态？此时电阻R2的阻值是多少？（保留1位小数）（2）保温时通过养生壶插头的电流为多少？（保留1位小数）（3）若通电10min恰好将一壶水烧开，则加热养生壶的热效率是多少？水的比热容是4.2103J/（kg）【答案】（1）40.3 （2）1.8A （3）93.3%电阻R1 的阻值：R1 =R总 -R2 =121-40.3=80.7；（2）由P=UI可知，保温时电流：I=P保温/U=400W/220V1.8A；（3）由=m/V可知，水的质量为：m=V=1.0103 kg/m3 210-3 m3 =2kg，1个标准大气压水的沸点是100，水吸收的热量：Q吸 =cm（t-t0 ）=4.2103 J/（kg）2kg（100-20）=6.72105 J，由图象可知，加热时电热水瓶的功率P加热 =1200W，则10min消耗电能产生的热量：Q=W=P加热 t=1200W1060s=7.2105 J，热水瓶效率：=Q吸/W100%=6.72105J/7.2105J100%93.3%
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