初中科学同步讲义(浙教版) 九年级上册 第3章 专题1 多档位电热器的计算(学生版)

专题一 多档位电热器的计算

知识点01 串联电路中的高温挡和低温挡分析

判断电热器高温挡和低温挡的依据是电热器的功率，当电源电压一定时，串联的电阻越多，总电阻越大，总功率越小，温度挡位越小。

【能力拓展】

当题中没有电源电压与所求电阻时，可设电源电压为U总，电阻为R1，U总=U1+U2列方程可得。

【即学即练1】(2021·台州)某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。

(1)开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是________。

(2)开关转至bd位置时，该电热器可实现________功能、它的额定功率是________瓦。

【即学即练2】小峻家中有一个足浴盆，其部分铭牌信息如表格所示，图甲为足浴盆的工作电路，R1、R2均为电热丝，当开关S接a、b触点时，足浴盆的挡位不同。求：

型号 MLJY－01

额定电压 220V

额定加热功率 880W

额定保温功率 100W

(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，小峻关闭家中其他用电器，只让足浴盆通电，使其处于加热状态1min，电能表(如图乙所示)的圆盘转了30转，则浴足盆加热的实际功率为多少瓦？

知识点02 并联电路中的高温挡和低温挡分析

当电源电压一定时，并联电路中并联的电阻越电阻越小，总功率越大，温度挡位越大。

【即学即练3】(2021·南湖模拟)电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，解决了压力锅的安全问题，如图是某品牌的电压力锅和它的简化电路图，R1为工作时的加热电热丝，额定功率为800W；R2为保温保压电热丝，且R2=4R1，使用时同时闭合开关S1、S2，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，排气阀开始排气；S2为限时开关，可以设定保温保压时间。

(1)电压力锅工作时，把电能转化为________能；

(2)加热功率为额定功率800W时，电阻丝R的阻值为多少欧姆?

(3)用电压力锅煮骨头汤时食物更容易煮透。假设某次要煮水和骨头共计4千克，水的初温20℃，不计热损失，加热到最高温度120℃时，至少需要多少时间?(C水=4.2×103J/(kg℃)，设骨头的比热容与水相同)

【即学即练4】(2021·金华)便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。

项目 参数

工作电压(V) 20

低档位功率(W) 5

高档位功率(W) 10

完成下列问题：

(1)旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于________档位；

(2)加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？ (3)加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？

知识点03 两个电阻在串联和并联电路中通过，比较功率来判断温度挡位

根据P=U2/R，要比较功率的大小只需要比较总电阻的大小即可， 当总电阻最大时 ,功率最小，为低

温挡;当总电阻最小时,功率最大，为高温挡。

【即学即练5】(2021·宁波模拟)小科家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。如图是其内部简化电路图，R1＝R2，开关S1可分别与触点a、b接触。当开关S1置于a端，S2闭合时，电烤箱处于 (选填“高温”、“中温”或“低温”)挡位；该电烤箱高中低三挡的功率之比P高∶P中∶P低＝ 。

【即学即练6】(2021九上·余姚月考)电热桌垫在冬天很受欢迎(如图甲)。某校综合实践活动小组的同学探究了它的原理，查看说明书后发现：该电热桌垫由8伏电源供电，发热部分由R1和R2组成，调温档有关、低温、高温三档，已知两图中R1均为6欧，R2均为2欧。

(1)按如图乙的电路，当S1闭合、S2断开时电热桌垫处于 档(选填“关”、“低温”或“高温”)。

(2)图乙中该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦？

(3)若该电热桌垫实际电路如图丙，现电热桌垫处于高温档，开关S1闭合，S2 (选填“断开”或“闭合”)。

(4)图乙中当电热桌垫处于低温档时，求10分钟内产生的热量是多少焦？(不考虑温度的变化对电阻的影响)

题组A 基础过关练

1．某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是( ) 分层提分

A．P甲＞P乙＞P丙 B．P甲＜P乙＜P丙

C．P甲＝P乙＝P丙 D．P甲＝P乙＞P丙

2.(2020九上·杭州月考)如图所示，ab和bc是两根电阻丝，若将a、b端接入某一恒定电压的电路时，功率是24W；若将b、c端接入同一电路中时，功率是12W，则a、c端接入该电路时，电功率是( )

A.36W B.12W C.8W D.4W

3、如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S，电流表的示数为0.2A，再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.3A．那么闭合S、S1后，R1与R2的电功率之比是( )

A．2：3 B．3：2 C．5：2 D．1：2

4.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( ) A. B. C. D.

5.(2020八上·杭州月考)某品牌电饭锅有"高温烧煮"和"保温"两档模式，其内部电路原理如图所示。按下温控开关按钮，进入"高温烧煮"模式煮饭；当达到设定温度(饭煮熟)时，温控开关会自动弹起进入"保温"模式。该电饭锅处于"高温烧煮"模式时，以下判断正确的是( ) A.只有R1接入电路 B.只有R2接入电路电饭锅

C.R1与R2串联接入电路 D.R1与R2并联接入电路

6.小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻，三个灯泡为上述发热电阻相应的工作指示灯，其电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有多挡功率。当只闭合S1时，测得功率为200W；当只闭合S2时，测得功率为100W；小星设计此电热器最大发热功率为800W，则( )

A.当只断开S3时，功率为500W B.此电热器一共可有六挡不同的功率

C.三个发热电阻的阻值之比为5∶10∶2 D.此电热器可能有一挡的功率为400W

7、(2019春•嘉祥县月考)如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝，不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是( )

A．甲的发热功率与丙的发热功率相等

B．丁的发热功率是丙的发热功率的4倍

C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍

D．丁的发热功率是乙的发热功率的2倍

题组B 能力提升练

1.(2020九上·西湖月考)如图所示，为电饭锅的电路原理图，当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮状态，此时功率为1000瓦。饭熟后，控制开关自动断开，电饭锅处于保温状态，若此时电饭锅的功率为100瓦，电热板和保温器的电阻各为________、________(假设电阻值不随温度的变化而变化)。

2.(2019·杭州模拟)某同学设计的具有保温、加热两挡调节功能的电加热器电路如图所示，已知电源电压为220V，电热丝R1的阻值为60Ω，电加热器处于保温档时的功率为484W，则电热丝R2的阻值为________Ω，电加热器处于加热档时的功率为________W。若该同学选用了熔断电流为5A的熔丝，则你认为该电加热器在实际使用中会出现的状况是：________ 。

3.如图所示为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220伏，具有“加热”“保温”两种功能，对应功率分别为400瓦和40瓦。当开关S1、S2均闭合，饮水机处于 (填“保温”或“加热”)状态，R1的阻值为 欧姆。

4.如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。

额定电压 220V 容积

30L

加热功率 2000W 保温功率 800W

(1)开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。

(2)R2的阻值为多大？

(3)在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？

5.(2021·金华模拟)某滚桶洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω，和242Ω。

(1)当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是 (选填“加热水”、“保温洗涤”或“脱水”)。

(2)若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，脱水时间为6分钟，则脱水过程中消耗的电能是多少？

(3)洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为多少？

6.(2020·南浔模拟)饮水机(图甲)是家庭、办公室常见的用电器，给人们生活带来了很大的方便，那么饮水机内部的电路原理图是怎么样的呢？小金同学对此产生了好奇，他观察发现：在饮水机的侧面有一张铭牌(图乙)。在饮水机背面有一个制热开关(图丙)，当接通电源后，若闭合制热开关饮水机正常工作，若断开制热开关饮水机不工作。当闭合制热开关后，正面红色加热指示灯亮，显示为加热状态；一会之后，红色指示灯灭绿指示灯亮显示为保温状态。小金又查阅资料得到：饮水机内部还有温控开关，在温度低于一定温度时会自动闭合，而在高于一定温度时又会自动断开。根据上述现象小金同学画出饮水机内部电路原理图(图丁)

(1)若按照小金设计的电路原理图(图丁)，则________是温控开关(选填“S1”或“S2”)。饮水机处于保温状态时，开关S1、S2工作状态是________。

(2)若按照小金设计的电路原理图，请计算R1阻值。

7.(2021·丽水模拟)空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，无油烟味，深受广大市民青睐．如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50欧，R2=200欧，额定工作电压为220伏，内部电路可简化为图乙所示电路。