滬科版物理九年級全冊課課練：專題訓(xùn)練 電熱器的多擋位計(jì)算（含答案）

1、專題訓(xùn)練電熱器的多擋位計(jì)算類型一串聯(lián)型多擋位電熱器方法詮釋:電熱器的實(shí)際功率不同,對應(yīng)的擋位不同,實(shí)際功率越大,擋位越高。根據(jù)P=U2R可知,當(dāng)電源電壓U保持不變時,電阻越小,電熱器的功率越大。串聯(lián)型多擋位電熱器一般通過局部短路來改變擋位,串聯(lián)的電阻越少,電熱器的功率越大,擋位越高。1.冬天,人們常用電熱毯來取暖。如圖圖ZT9-1所示是某品牌電熱毯的等效電路,有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)?低溫?fù)蹼姽β蕿?5 W,已知電阻R=484 。求:(1)開關(guān)S閉合時電熱毯處于擋。(2)電熱毯在低溫?fù)豕ぷ? h所消耗的電能。(3)電阻R0的阻值。圖ZT9-12.2020十堰 如圖圖ZT9-2甲所示為某電飯鍋的簡化電路

2、原理圖,R1和R2為加熱電阻,且阻值保持不變,R1=44 ,S為靠近加熱盤的感溫開關(guān),1、2是開關(guān)連接的觸點(diǎn),加熱盤溫度達(dá)到103 時,S自動切換到保溫狀態(tài)。某次煮飯時,僅將電飯鍋接入220 V的電路,按下開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接,工作了10 min,S自動切換到保溫狀態(tài),保溫時圖乙所示電能表的轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)轉(zhuǎn)過5轉(zhuǎn)。求:圖ZT9-2(1)加熱狀態(tài)時,電飯鍋消耗的電能。(2)R2的阻值。(3)用電高峰時,實(shí)際電壓只有額定電壓的80%,電飯鍋加熱狀態(tài)的實(shí)際功率。3.2020紹興 如圖圖ZT9-3所示是某電烤箱的內(nèi)部簡化電路圖,下表是電烤箱銘牌的部分信息,R0和R均為電熱絲,其他電阻均忽略不計(jì)。已知

3、R=202 。圖ZT9-3額定電壓220 V頻率50 Hz額定功率高溫?fù)醯蜏負(fù)?00 W(1)電烤箱A、B觸點(diǎn)中連接火線的是觸點(diǎn)。(2)閉合總開關(guān),將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到如圖圖所示位置,此時電烤箱處于(選填“高溫?fù)酢被颉暗蜏負(fù)酢?。(3)在額定電壓下,電烤箱高溫?fù)豕ぷ? min產(chǎn)生的熱量為J。類型二并聯(lián)型多擋位電熱器方法詮釋:根據(jù)P=U2R可知,當(dāng)電源電壓U保持不變時,電阻越小,電熱器的功率越大。并聯(lián)型多擋位電熱器一般通過開關(guān)的通斷來改變擋位,而且各支路可以單獨(dú)工作,也可以同時工作。當(dāng)并聯(lián)的電阻越多時,總電阻越小,用電器的功率越大,擋位越高。4.2020鎮(zhèn)江 某電烤箱內(nèi)部簡化電路如圖圖ZT9-4所示,

4、R1和R2為長度和材料均相同的電熱絲,銘牌上的部分參數(shù)如圖表所示。該電烤箱處于低溫?fù)鯐r,正常工作12 min所消耗的電能為kWh,R2的阻值為,R1的橫截面積比R2的。圖ZT9-4電烤箱參數(shù)表額定電壓220 V額定功率高溫?fù)?500 W低溫?fù)?00 W5.2020云南 如圖圖ZT9-5甲所示是某款電熱水龍頭,圖乙是它的電路原理圖。R1、R2是電熱絲,R1=24 ,R2=48 。通過旋轉(zhuǎn)手柄使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋的切換。當(dāng)開關(guān)S接觸2、3觸點(diǎn)時,水龍頭放出的是水。不考慮溫度對電熱絲阻值的影響,水龍頭在熱水擋位正常工作時電路消耗的功率是W。圖ZT9-56.2020

5、鹽城 如圖圖ZT9-6甲所示為某電烤箱的內(nèi)部簡化電路,S1為自動控制開關(guān),R1和R2均為電熱絲,圖乙是電烤箱正常工作時電流隨時間變化的圖像。求:(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r的功率。(2)電熱絲R2的阻值。(3)15 min內(nèi)R1消耗的電能。圖ZT9-6類型三混合型多擋位電熱器方法詮釋:根據(jù)P=U2R可知,當(dāng)電源電壓U保持不變時,電阻越小,電熱器的功率越大?；旌闲碗姛崞鞯碾娐分幸话阌卸鄠€電阻,通過多個開關(guān)的組合或旋轉(zhuǎn),可以將電阻并聯(lián)、串聯(lián)或單個接入電路。當(dāng)電阻串聯(lián)時,總電阻最大,功率最小,處于低擋位;當(dāng)電阻單獨(dú)接入電路時,總電阻較大,功率較小,處于中擋位;當(dāng)電阻并聯(lián)時,總電阻最小,功率最大,處于高擋位。7

6、.2019通遼 有一臺熱水器,內(nèi)部簡化電路如圖圖ZT9-7所示,R1和R2均為電熱絲,R1=88 ,R2=22 。(1)如圖何控制S1和S2,使熱水器處于高溫?fù)?(2)求低溫?fù)跽９ぷ? min電熱絲產(chǎn)生的熱量。(3)求中溫?fù)跽９ぷ鲿r熱水器的功率。圖ZT9-78.2019威海改編 火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式,如圖圖ZT9-8所示為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖,它有高、中、低三個加熱擋位,旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3和4”接線柱。正常工作時,低溫?fù)豕β蕿楦邷負(fù)豕β实?5,R1的阻值為242 ,R2的阻值為60.5 。(忽略溫度對電阻的影響)(1)請指

7、出開關(guān)置于什么接線柱時,火鍋處于低溫?fù)酢?2)R3的阻值是多少歐姆?電火鍋處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r,在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦耳?圖ZT9-8答案1.(1)高溫(2)低溫?fù)蹼姽β蕿?5 W,所以工作1 h消耗的電能為W=Pt=25 W3600 s=9104 J。(3)在低溫?fù)豕ぷ鲿r電功率為25 W,此時R和R0串聯(lián),電路中總電阻為R總=U2P=(220V)225W=1936 ,所以R0=R總-R=1936 -484 =1452 。2.(1)由圖甲可知,當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時,電路中只有R1,電路中電阻較小;當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時,電路中R1、R2串聯(lián),電路中電阻較大。電源電壓一定,由P=U2

8、R可知,當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接時,電路電功率較大,電飯鍋處于加熱狀態(tài);當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時,電路電功率較小,電飯鍋處于保溫狀態(tài)。按下開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接,加熱10 min,電飯鍋消耗的電能:W加熱=UIt=U2R1t=(220V)2441060 s=6.6105 J。(2)當(dāng)開關(guān)S與觸點(diǎn)2連接時,R1、R2串聯(lián),電路電功率較小,電飯鍋處于保溫狀態(tài),工作1 min消耗的電能:W保溫=53000 kWh=16003.6106 J=6000 J,保溫功率:P保溫=W保溫t=6000J60s=100 W,由P=U2R可得:R串=U2P保溫=(220V)2100W=484 ,R2的阻值:R2=R串-R1=

9、484 -44 =440 。(3)用電高峰時,實(shí)際電壓U實(shí)際=220 V80%=176 V,電飯鍋加熱狀態(tài)的實(shí)際功率:P實(shí)際=U實(shí)際2R1=(176V)244=704 W。3.(1)A(2)低溫?fù)?3)1.452105 (1)由電路圖可知,總開關(guān)與A觸點(diǎn)相連,根據(jù)安全用電的原則可知,連接火線的是A觸點(diǎn);(2)由電路圖可知,將旋鈕開關(guān)轉(zhuǎn)到如圖圖所示位置,R0與R串聯(lián),此時電路的總電阻最大,由P=UI=U2R可知,電源電壓不變時,電路的總功率最小,電烤箱處于低溫?fù)?(3)由電路圖可知,R0與R串聯(lián),電烤箱處于低溫?fù)?此時電路的總電阻:R總=U2P低=(220V)2200W=242 ,因串聯(lián)電路中總

10、電阻等于各分電阻之和,所以,R0的阻值:R0=R總-R=242 -202 =40 ,電烤箱處于高溫?fù)鯐r,電路為R0的簡單電路,工作2 min產(chǎn)生的熱量:Q=W=U2R0t=(220V)240260 s=1.452105 J。4.0.148.4小 由電路圖可知,當(dāng)S1、S2都閉合時,R1、R2并聯(lián),電路的總電阻最小,由P=U2R可知,電烤箱的電功率較大,此時電烤箱處于高溫?fù)?開關(guān)S1閉合、S2斷開時,電路為R1的基本電路,電路的電阻較大,由P=U2R可知,電烤箱的電功率較小,此時電烤箱處于低溫?fù)酢?1)電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?2 min消耗的電能:W=P低t=50010-3 kW1260 h=0

11、.1 kWh;(2)由P=U2R可得,R1的阻值:R1=U2P低=(220V)2500W=96.8 ,R2的功率:P2=P高-P低=1500 W-500 W=1000 W,R2的阻值:R2=U2P2=(220V)21000W=48.4 ;(3)因R1R2,而R1和R2為長度和材料均相同的電熱絲,則R1的橫截面積比R2小。5.溫3025 (1)當(dāng)開關(guān)S接觸2、3觸點(diǎn)時,只有電阻R1接入電路,電路的電阻最大,由P=UI=U2R可知,電源的電壓一定時,電路的電功率最小,水龍頭放出的是溫水;(2)當(dāng)開關(guān)S接觸3、4觸點(diǎn)時,電阻R1和R2并聯(lián),電路的總電阻最小,總功率最大,水龍頭處于熱水擋,因并聯(lián)電路中

12、總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,電路中的總電阻:R=R1R2R1+R2=244824+48=16 ,水龍頭在熱水擋位正常工作時電路消耗的功率:P=U2R=(220V)216=3025 W。6.(1)由圖可知,只閉合開關(guān)S,電路為R1的基本電路,電路的電阻較大,由P=U2R可知電功率較小,處于低溫?fù)?當(dāng)S和S1閉合時,兩個電阻并聯(lián),電路的總電阻較小,由P=U2R可知電功率較大,處于高溫?fù)?由P=UI可知,電源電壓不變,低溫?fù)鯐r通過電路的電流較小;由圖乙可知,低溫?fù)鯐r的電流是6 A,低溫?fù)豕ぷ鲿r的功率為P低=UI1=220 V6 A=1320 W。(2)由圖乙可知,高溫?fù)鯐r的總電流是10

13、A,由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知通過R1的電流不變,由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,通過R2的電流為I2=I-I1=10 A-6 A=4 A,電熱絲R2的阻值為R2=UI2=220V4A=55 。(3)15 min內(nèi)R1消耗的電能:W1=UI1t=220 V6 A1560 s=1.188106 J=0.33 kWh。7.(1)由圖知,當(dāng)閉合開關(guān)S1,并將S2撥至位置a時,R1和R2并聯(lián)接入電路,此時電路中的總電阻最小,電源電壓不變,由P=U2R可知,此時總功率最大,熱水器處于高溫?fù)酢?2)當(dāng)斷開S1,并將S2撥至位置b時,R1和R2串聯(lián)接入電路,由P=U2R可知,此時總功率最小,熱水器處于低溫?fù)酢４藭r熱水器

14、正常工作5 min電熱絲產(chǎn)生的熱量:Q=U2R1+R2t=(220V)222+88560 s=1.32105 J。(3)當(dāng)閉合開關(guān)S1,并將S2撥至位置b時,R2短路,電路為R1的基本電路,熱水器處于中溫?fù)?此時電路的功率:P中=U2R1=(220V)288=550 W。8.(1)當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“1和2”接線柱時,R2、R3串聯(lián),電路中電阻最大,根據(jù)P=U2R可知,電功率最小,電火鍋處于低溫?fù)酢?2)當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“2和3”接線柱時,R3短路,電路為R2的簡單電路,電路電阻較大,根據(jù)P=U2R可知,電功率較大,電火鍋處于中溫?fù)?當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“3和4”接線柱時,R1、R2并聯(lián),電路中電阻最小,根據(jù)P=U2R可知,電功率最大,電火鍋處于高溫?fù)?高溫?fù)鯐r的電功率:P高=P1+P2=U2R1+U2R2=(220