18-2-4电功率(多档位) PPT 演示文稿

多档位用电器电功率计算专题《多档位用电器电功率计算专题》，下面我从考情、学情、教法学法、学习目标、教学过程、课后回顾，五个方面进行展示。

1.考情：1综合题既能考查学生对一些物理概念和规律的理解，又能考查学生的分析能力、计算能力和想象思维能力，是考查物理学科素养的重要手段，所以电学计算题在中考中有重要地位, 多档位用电器问题是陕西省近几年中考必考内容，压轴大题，也是学生成绩拉开差距的难题，共占8-9分。

2涉及内容：多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用，涉及到电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。

多挡位电热器的计算是中考中一个重要的考点，更侧重电功率的考查。

通过多挡位用电器的考查，能很好的考查学生对电路结构的认识，同时更能考查对电功率和电热的计算能力，在教学中发现学生对这部分内容掌握的不是很好，分析思路解题思路不清晰，为了攻克这一难点特把它作为一个专项来复习。

1.学情经过第一轮的基础知识复习，学生对本专题所涉及到的知识点已经有了一定的了解和认识，具备了初步的应用能力。

但是由于长期缺乏良好的学习方法和学习习惯，他们在做多挡位电热器的计算题时，经常出现畏惧心理，审题不清、答题不规范、计算步骤不完整、考虑不周密、甚至无从下手的情况，并且该类题很生活化，比如说经常会有家用电器，豆浆机、吹风机、热水器、加湿器、电饭煲等，学生虽然在生活中基本都用过，但是如果不知道它的原理的话，也不一定能做对。

基于这样的学情，所以在本专题教学中，应特别注重对学生学习方法指导，尽可能让学生全程参与、交流讨论，克服他们的畏难心理，对该类计算题充满自信。

三、教法学法本节课教法遵循“以学生自主学习为主，教师引导为辅”的原则。

“以学生自主学习为主”就是让学生成为知识的发现者，而不是被动接受者，“教师引导为辅”就是打破传统教师讲为主体的模式，将教师角色定位在学生发现学习的辅助者，通过教师设计的问题，学生通过自学、小组合作、以及教师讲解提高解题能力。

模块四 电学专题09 电功率之多档位计算*知识与方法多档位计算1.档位识别：加热电阻的功率越大，对应的档温度越高。

2.电热器有多个加热电阻参与，总电压不变，接入电路中的总电阻变化。

分为三种：（1）串联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，逐渐使电阻短路，总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

如果R 1 和R 2 都是加热电阻，根据公式P 总总总2R U =，①开关接1时，R 1被短路，总电阻小，总功率大，是高温档； ②开关接2时，R 1和R 2串联，总电阻大，总功率小，是低温档。

（2）并联电路中，从电功率的公式P 总总总2R U =入手，每闭合一条支路，相当于并联接入一个电阻，则总电阻越小，总功率越大，实现低、中、高档位的变化。

三档：R 1 和R 2 都是加热电阻（R 1 < R 2），如果R 1 和R 2 所在支路均有开关，根据公式P 总总总2R U =，①开关S 1、S 2 均闭合时，R 1和R 2并联，因为R 并联< R 1 < R 2，所以是高温档； ②开关S 1 闭合，S 2 断开时，只有R 1 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是中温档； ③开关S 2 闭合，S 1 断开时，只有R 2 接入电路，因为R 1 < R 2，所以是低温档。

（3）通过开关的变化，两个电阻可以串联、可以并联，又可以单独接。

这一类题的解题突破口在于分析电SR 11 R 2220V2 R 1R 2S 2S 1220V路中电阻的变化。

根据公式P 总总总2R U =①开关S 1断开，S 2接A ，R 1和R 2串联，因为R 串联>R 并联，所以是低温档； ②开关S 1闭合，S 2接B ，R 1和R 2并联，因为R 并联<R 串联，所以是高温档。

3.只有一个加热电阻，串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起功率的变化。

（此类题目中要特别注意区别加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的）滑动变阻器R 0，加热的电阻丝R 1（定值电阻）①滑动变阻器R 0减小时，R 1两端电压增大，根据P 1112R U =，R 1加热功率增大；②滑动变阻器R 0增大时，R 1两端电压减小，根据P 1112R U =，R 1加热功率减小。

220V S R 1 S 1 R 2 多档位用电器的工作状态问题 （一）、多档位用电器的工作原理通常家用多档位用电器是通过改变开关状态来改变接入电路的电阻的大小而改变工作电路，从而改变用电器消耗的电功率，达到改变工作效果的目的。

如常见的电饭锅、电热水器加热时用消耗电功率较大的档；保温时用消耗电功率较小的档。

（二）、多档位用电器工作时所处的状态的判断方法由于家庭电路中电源电压不变（220V),电路中用电器的电阻一般不变，所以通常用公式P=U 2/R 进行判断。

1、电热器加热时（高温档），电功率P=U 2/R 较大，由于电压U 一定，则R 较小；2、电热器保温时（低温档），电功率P=U 2/R 较小，由于电压U 一定，则R 较大。

准备题：1、在下图电路中R 1>R 2，电源电压相同且恒定。

四电路总功率P 甲、P 乙、P 丙、P 丁由大到小的顺序是 。

2、分析各电路能实现几档？说出各档开关状态和相应的等效电路。

（电路中R 1《R 2，电源电压恒定）（1）在图甲中，当开关S 1 时，开关S 2 时，是低档工作状态；当开关S 1 时，开关 S 2 时，是中档工作状态；当开关S 1 时，开关S 2 时，是高档工作状态。

(2)在图乙中，当开关S 时，是低档工作状态；当开关S 时，是高档工作状态。

关键：判断电路中总电阻的大小，从而判断电路中总功率的大小。

典型例题例1、小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。

如图，是其内部简化电路图，开关S 1可分别与触点a 、b 接触。

已知：R 1=60Ω，R 2=180Ω，电源电压保持不变。

请分析和解答以下问题： (1)当开关S 1，置于b 端、S 2断开时，电烤箱处于什么档位? (2)电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少?(3)电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min ，消耗的电能为多少?例2、如图是额定电压为220V 的理发用电吹风的典型电路．其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，正常工作时： (1)要送热风，选择开关应放在 间．(填"AB”、“BC”或“CD'’) (2)已知电动机的额定功率是120W,，当送冷风时，通电5min ，电流所做的功是多少? （3）如果电热丝电阻是55Ω，当送热风时，电路消耗的总功率是多少？例3、电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两档，通过单刀双掷开关S 进行调节，R 0为电热丝。

中考电热器多档位问题解析オ物理知识源于生活，又服务于生活.所以中考中经常遇到联系生活的题目，如多档位用电器是如何工作的？在人教版九年级物理中焦耳定律一节的学习之后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电饭锅、电热水器、电暖气有几个档位的问题，学生学到此不知如何下手，因此，有必要介绍一下这类问题的解题思路：首先清楚高档位电功率最大，中档位次之，低档位电功率最低.第二因为是家庭电路一般情况认为电压是恒定的220 V.因为电压恒定所以我们用到的电功率公式是P=U2/R当U2一定时R越小P越大.这样就找到问题的答案了.[TP4CW05.TIF，Y#][HTH]例1[HTK]小红设计了一个多档位电热水器，其工作电路如图1所示，R1R2是两根电热丝，改变触点1、2、3、4间的连接方式可形成高温、中温、低温等不同档位.试说明哪种连接是高档？哪种是中档？哪种是低档？[HTH]解析[HT]当2与4连接时R1与R2组成串联，电路中电阻最大，根据P=U2/R ，U一定时，R越大，P最小，所以是低档位.当1与2连接时，只有R1接入，此时电阻比2与4连接时小，根据P=U2/R可知P较大，所以是中档.当1与2连接，3与4连接时，R1与R2并联，电阻最小，根据P=U2/R ，P最大，所以是高档.除上述题型外还有利用短路形成电热器的档位问题的.[TP4CW06.TIF，Y#][HTH]例2[HTK]内部电路如图2所示，R1是加热电阻，阻值为48.4 Ω，R2是限流电阻，阻值为484 Ω，煮饭时，接通电源220 V，问：（1）开关S处于什么状态时电饭锅处在加热状态；（2）饭熟后S处于什么状态时电饭锅位于保温状态；（3）求保温与加热两种状态电饭锅消耗的电功率之比是多少？[HTH]解析[HT]（1）当S闭合时R2被短路，电路中只有R1，电路中电阻最小，U一定，根据P=U2/R可知电功率最大，所以处于加热状态.（2）当S断开时短路线去掉R2与R1串联，电路中电阻最大，U一定，根据P=U2/R可知电功率最小.所以处于保温状态.（3）加热时电功率P保=U2/48.4保温时P热=[SX（]U2[]48.4+484[SX）]，所以两次的功率之比为11∶1.总之，多档位问题中除了会用P=U2/R分析电热器处于什么档位外，还会在已知用电器额定电压、额定功率的题中运用P=U2/R求电阻，如2008年中考最后一道大题就是多档位电热毯问题仍然用到P=U2/R.[HTH]例3[HTK]某电热毯只有一个挡位，使用不方便.小明想用一电阻丝作发热体与其串联，将它改造成有两个挡位的电热毯.已知原电热毯的额定电压为220 V，为了测定它的额定功率，小明把它与一个标有“220 V 25 W”灯泡串联在家庭电路中（如图1所示），电压表的示数为176 V.（电源电压恒为220 V，不考虑温度对电阻阻值的影响）求：（1）原电热毯的额定功率多大？（2）为了使改造后的电热毯（如图3所示）在低温挡位时的总发热功率为原电热毯额定功率的五分之三，小明需一个阻值多大的电阻丝？（保留一位小数）（3）改造后的电热毯，在低温挡位时工作10 min，R0消耗多少电能？[TP4CW07.TIF，BP#][HJ0.9mm][HTH]分析[HT]（1）因小灯泡的额定电压，额定功率已知，所以根据P=U2/R得R=U2/P，小灯泡的电阻RL=[SX（]U2[]PL[SX）]=[SX（]2202[]25[SX）]=1936 （Ω）.电热毯电阻R0的电压U0=220 V-176 V=44 V，根据串联电路电压之比等于电阻之比，所以R0=（[SX（]U0[]UL[SX）]）RL=（[SX（]44 V[]176 V[SX）]）×1936 Ω=484 Ω，所以电热毯的额定功率P额=[SX（]U2额[]R0[SX）]=[SX （]（220 V）2[]484 Ω[SX）]=100 W.（2）改造后的电热毯在低档位时，开关处于断开状态，R0与Rx串联，总电阻是R0与Rx的和，所以电阻最大，电功率最小，据题意可知：总发热功率P=[SX（]3[]5[SX）]P额=[SX（]3[]5[SX）]×100 W=60 W，电路的总电阻R总=[SX（]U2[]P[SX）]=[SX（]（220 V）2[]60W[SX）]=806.7 Ω，电热丝的电阻Rx=R总-R0=806.7 Ω-484 Ω=322.7 Ω.（3）改造后的电热毯在低档位时，R0消耗的电能W0[WB]=P0T=I2R0T=（[SX（]P[]U[SX）]）2R0T[DW]=（[SX（]60 W[]220 V[SX）]）2 ×484 Ω×10×60 s=21600 J.[HTH]例4[HTK]图5所示是家用饮水机的工作原理图，其中S是温度控制开关，当水温升高到一定温度时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，[TP4CW08.TIF，Y#]已知电阻R0=55 Ω，R=2365 Ω.（1）当开关S处于“2”档时，通过电阻R和R0的电流各是多大？（2）当开关S分别处于“1”档或“2”档时，饮水机的总功率各是多少？（3）请判断当开关S处于“1”档时，饮水机处于加热状态还是保温状态？简述理由.[HTH]解析[HT]（1）当开关S处于“2”档时，R被短路，通过电阻R的电流为零.通过电阻R0的电流I=[SX （]U[]R0[SX）]=[SX（]220 V[]55 Ω[SX）]=4 A.（2）当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率P1=[SX（]U2[]R0+R[SX）]=[SX（]（220 V）2[]2365 Ω+55 Ω[SX）]=20 W，当开关S处于“2”档时，饮水机的总功率P2=[SX（]U2[]R0[SX）]=[SX（]（220 V）2[]55 Ω[SX）]=880 W.（3）当开关S处于“1”档时，饮水机处于保温状态.理由是当开关S处于“1”档时，饮水机的总功率远小于开关S处于“2”档时，饮水机的总功率.。