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《用电器多挡位问题》电功率PPT
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《用电器多挡位问题》电功率PPT

专题概述

用电器的多挡位问题是集电热、电功、电功率于一体的综合性问题,是电学问题的重点和难点。其主要类型包括用电器的多挡位问题、电热器的多挡位问题。

解答用电器的多挡位问题时关键是弄清楚用电器的工作特点,不同挡位对应的功率、电流、电阻等物理量。例如:豆浆机工作时主要包括加热和打浆两个过程、全自动洗衣机工作时主要包括洗衣和脱水两个过程、电吹风工作时主要明确是吹冷风还是吹热风等。

解答电热器类问题需要把握好两个关键点。

关键点一:正确判断出电热器的挡位。一般来说,电热器通常有“高温挡”“中温挡”和“低温挡”,根据电功率的公式P=U2R可知,当电压一定时,电阻越大,电功率越小,电阻越小,电功率越大,所以高温挡总电阻最小,低温挡总电阻最大。

关键点二:明确不同挡位的电热器结构。

(1)短路式:如图甲所示,两个电阻串联,用开关S1与其中的一个电阻并联,当两个开关都闭合时,电阻R2短路,只有一个电阻工作,此时为高温挡;当开关S闭合、S1断开时,两个电阻串联,总电阻最大,为低温挡。

(2)单刀双掷式:如图乙所示,将主要工作电阻R1放在干路上,一条支路只用导线,另一条支路连接附加电阻。当开关S掷向附加电阻支路时,两电阻串联,为低温挡;当开关S掷向纯导线支路时,只有主要电阻R1工作,为高温挡。

(3)并联式:如图丙所示,两个电阻并联,用开关S1控制两个电阻,开关S2控制其中的电阻R2,当开关S1、S2同时闭合时,两个电阻都工作,此时总电阻小,为高温挡;当开关S1闭合、S2断开时,只有电阻R1工作,此时总电阻大,为低温挡。

类型一 电热器的多挡位问题

1.如图3-ZT-1所示,电阻R1>R2,电源电压均为U,在相同时间内,图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲,图乙电路中电阻产生的总热量为Q乙,图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙,图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁,则(  )

A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁

B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲

C.Q丁>Q乙>Q甲>Q丙

D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁

2.电源电压均为U不变时,在相同的时间内,两电阻串联时总电阻最________,产生的总热量最________,发热功率最________;两电阻并联时总电阻最________,产生的总热量最________,发热功率最________。如果电热器处于两电阻串联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)挡位;如果电热器处于两电阻并联的状态,则电热器一般处于________(选填“高”“中”或“低”)挡位。

3.如图3-ZT-2所示是电热水壶的工作电路图,闭合开关S1,当电热水壶处于加热状态时,开关S2处于________状态。若电热水壶加热状态时的功率为1210 W,则电阻R1=________Ω。如果保温状态下电热水壶的总功率是加热状态时的10%,则R2的功率为________W。

4.某保温电热水壶电路如图3-ZT-3所示,S是温控开关,电热水壶上标有“220 V 1000 W”字样,保温时R1的电功率为12.1 W,问:(不考虑温度对电阻阻值的影响)

(1)当开关S接a时电热水壶处于保温状态还

是加热状态?为什么?

(2)加热状态时,电热水壶正常工作的

电流是多少?

(3)R1和R2的阻值各是多少?

5.某科技制作小组的同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2,设计成具有高、中、低三挡位的电热器,电路图如图3-ZT-4所示,其中R1=2R2。在安全情况下,用三挡分别给同一容器中质量均为2 kg的水加热。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

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