2.8電能的量度-多檔位問題與電熱計算（原卷版）

在學習焦耳定律以后，會遇到運用焦耳定律解決電熱毯、電熱水器、電飯鍋、電暖氣等發(fā)熱體的檔位問題，也會遇到電吹風、豆?jié){機等既發(fā)熱又做功的用電器的檔位問題。多檔位的實質(zhì)是在電壓不變時，利用多開關(guān)控制接入電路中電阻的大小，從而改變用電器電功率來實現(xiàn)對檔位的控制。常見的檔位：高溫檔、中溫檔、低溫檔；加熱檔、保溫檔。家庭電路中電源電壓U＝220V，根據(jù)知R總越大，P實越小，檔位越低；R總越小，P實越大，檔位越高。高溫檔：在相同時間內(nèi)放出的熱量最多，熱功率最大，電阻最小；中溫檔：在相同時間內(nèi)放出的熱量低于高溫檔，熱功率低于高溫檔，電阻高于高溫檔；低溫檔：在相同時間內(nèi)放出的熱量最少，熱功率最小，電阻最大。電路圖如下：電路圖（短路式）（并聯(lián)式）（單刀雙擲開關(guān)）低溫檔閉合S，兩電阻串聯(lián)，閉合S，只有R2接入電路，S1斷開，S2接b，R1、R2串聯(lián)，中溫檔只閉合S1，斷開S2，只有R1接入電路，高溫檔閉合S、S0，只有R1接入電路，S、S0均閉合，R1、R2并聯(lián)，S1閉合，S2接a，R1、R2并聯(lián)，原理利用開關(guān)控制局部短路的方式改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現(xiàn)不同檔位的切換。利用串并聯(lián)電路電阻關(guān)系改變接入電路的電阻阻值大小，從而實現(xiàn)不同檔位的切換。利用單刀雙擲開關(guān)控制電路的通斷，改變接入電路的電阻大小，從而實現(xiàn)不同檔位的切換。注意：并聯(lián)電路中求解總功率時，可以采用兩種方法：方法一：求出總電阻，然后再求解總功率（此方法計算量大，不推薦）；方法二：根據(jù)公式求解較為方便。微點撥1、電阻的求解由單獨接入一個電阻的檔位對應的功率進行求解；2、串并聯(lián)電路中，，。1、有一個蒸飯器，其內(nèi)部簡化電路圖如圖所示。這個蒸飯器有三個擋位，其高溫擋功率為2200W，中溫擋功率是1100W。求：(1)和的電阻；(2)低溫擋功率。

2、圖甲是一種電熱水龍頭，圖乙是其簡化電路圖。旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰觸點，從而控制流出的水為冷水、溫水或熱水。已知R1、R2是電熱絲，R1＝22Ω，熱水擋的電功率是3.3kW。求：（1）S旋到溫水擋時的電功率？（2）電熱絲R2的阻值？（3）當S旋到熱水擋時，1min能放出2kg、40℃的熱水，若電熱水龍頭加熱的效率是90%，則水的初溫是多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg?℃），計算結(jié)果保留一位小數(shù)]3、如圖所示是張強同學家新買的一臺電熱鍋其內(nèi)部簡化電路圖，該鍋有高、中、低三個擋位的發(fā)熱功率。開關(guān)S1可分別與觸點a、b接觸，已知發(fā)熱電阻R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，電源電壓220V保持不變。請分析和解答以下問題：（1）當開關(guān)S1置于b端、S2斷開時，電熱鍋處于什么擋位？（2）電熱鍋在中擋位工作時，消耗的電功率是多少？（3）電熱鍋在高擋位工作時，加熱5min，消耗的電能為多少？

1、圖甲為軍軍家新買的電飯煲，它有加熱和保溫兩種功能。圖乙是其簡化電路，電源電壓為220V，R1、R2為電熱絲。當開關(guān)S接加熱擋時，電路的總功率為1100W；當開關(guān)S接保溫擋時，電路的總功率為44W。求：(1)電飯煲在加熱擋和保溫擋時，開關(guān)S應分別與哪個觸點連接？(2)當開關(guān)S接b時，電路中電流為多少？(3)當開關(guān)S接a時，工作10min，電熱絲產(chǎn)生的熱量為多少？2、圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V．它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，圖乙為其簡易電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)．將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示．求：(1)0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量；(2)S和S1均閉合，電路中的總電流；(3)在不考慮熱損失的條件下，當用電高峰期實際電壓為200V時，使用該電飯煲，從開始工作到開關(guān)S1第一次自動斷開需要多長時間．3、幾千年來中國的廚藝最講究的就是“火候”?，F(xiàn)在市場上流行如圖甲所示的新型電飯鍋，采用“聰明火”技術(shù)，電腦智能控溫、控壓，智能化控制食物在不同時間段的溫度，以得到最佳的口感和營養(yǎng)，其簡化電路如圖乙所示。R1和R2均為電熱絲，S1是自動控制開關(guān)。把電飯鍋接入220V的電路中，在電飯鍋工作的30min內(nèi)，電路中總電流隨時間變化的圖像如圖丙所示，求：（1）電飯鍋的最大電功率；（2）電熱絲R2的阻值；（3）25min內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量。4、圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示。求（1）0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量；（2）S和S1均閉合，電路中的總電流；（3）求R1和R2的阻值分別是多少？5、小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如表。電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題：熱風溫度50～75℃額定功率熱風時：990W冷風時：110W額定電壓220V質(zhì)量0.5kg（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？（2）正常工作時電熱絲的電阻是多大？（3）電吹風內(nèi)電動機的線圈電阻是0.8Ω，電吹風吹冷風10min線圈產(chǎn)生的熱量是多少？（4）一天，小華斷開家中其它用電器，只用電吹風吹熱風時，發(fā)現(xiàn)家中標有“220V10（20A）；3000r/（kW?h）”的電能表5min內(nèi)轉(zhuǎn)了200圈，求電吹風此時的實際功率是多少？1、如圖是家用電飯煲的原理圖，它有加熱、保溫的功能，虛線框內(nèi)為電飯煲的加熱、保溫裝置。加熱時，按下溫控開關(guān)S與a、b接觸，此時紅色指示燈亮；當達到一定溫度時，溫控開關(guān)S自動跳接到c，使電飯煲處于保溫狀態(tài)，此時綠色指示燈亮。紅燈標有“6V，1.5W”、綠燈標有“12V，3W”的字樣，發(fā)熱電阻R的額定電壓為220V，額定功率為605W，電飯煲工作時兩燈均正常發(fā)光，求：（1）電阻R1和R2的阻值是多少？（2）若電飯煲在加熱狀態(tài)時的加熱效率是84%，則加熱狀態(tài)下5min能使3kg的水溫度升高多少℃？（3）某次將該電飯煲插在智能插座（能顯示時鐘和消耗電能）上煮飯，煮飯結(jié)束時智能插座顯示的信息如圖所示，則本次煮飯電飯煲在保溫狀態(tài)下工作的時間是多少min？2、下圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感，圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S1是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間變化的圖象如圖丙所示。求：（1）0～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量；（2）S和S1均閉合，電路中的總電流；（3）在不同電壓下，電飯煲從開始工作到S1第1次自動斷開產(chǎn)生的熱量相同。用電高峰期，當實際電壓為198V時，使用該電飯煲，從開始工作到S1第1次自動斷開需要多長時間。3、圖甲為某款新型電飯煲，額定電壓為220V，它采用了“聰明火”技術(shù)，智能化地控制不同時間段的烹飪溫度，以得到食物最佳的營養(yǎng)和口感。圖乙為其電路原理圖，R1和R2為電阻不變的電熱絲，S是自動控制開關(guān)。將電飯煲接入220V電路中，在電飯煲工作的30min內(nèi)，它消耗的電功率隨時間的變化如圖丙所示。求（1）5～10min，電飯煲的功率。（2）20～30min，電飯煲產(chǎn)生的總熱量4、小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表．電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題：（1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？（2）電熱絲工作時的電阻是多大？（3）電吹風內(nèi)電動機的電阻是1Ω，電吹風吹冷風30min產(chǎn)生的熱量是多少？5、如圖甲是一種恒溫調(diào)奶器，可以自動調(diào)試好加水的