專項(xiàng)訓(xùn)練12　電熱器多擋位問題

1、.專項(xiàng)訓(xùn)練十二電熱器多擋位問題限時(shí):45分鐘一、填空題1.2019·成都 某款迷你電飯煲有加熱和保溫兩擋。其電路如圖ZX12-1所示。R1=88 ,R2=2112 ,開關(guān)S撥至選填“1或“2時(shí)是保溫?fù)?保溫10 min產(chǎn)生的熱量J。 圖ZX12-12.如圖ZX12-2所示是一電熱毯電路的示意圖,R0是電熱毯發(fā)熱電阻絲,R是串聯(lián)在電路中的定值電阻,S是多擋位選擇開關(guān),開關(guān)上標(biāo)有“高溫、低溫、關(guān)的字樣。電熱毯高溫?fù)醯墓β蕿?10 W。那么要使電熱毯處于高溫?fù)?那么開關(guān)S的動(dòng)觸片應(yīng)置于選填“a“b或“c點(diǎn)。假設(shè)電熱毯處于高溫?fù)趺刻煺９ぷ? h,那么20天消耗kW·h的

2、電能。 圖ZX12-23.如圖ZX12-3所示是某種電熱保溫鞋的工作原理示意圖。電源電壓6 V,R1、R2的阻值分別為3 、6 ,通過旋轉(zhuǎn)扇葉開關(guān)S,接觸不同觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高、中、低三個(gè)擋位的切換。保溫鞋在低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電功率是W,它在高溫?fù)豕ぷ? min產(chǎn)生的熱量是J。 圖ZX12-3二、計(jì)算題4.2019·鹽城 在綜合理論活動(dòng)中,小峰設(shè)計(jì)了一種煮飯電路,如圖ZX12-4甲所示。圖中R1和R2均為電熱絲,S1是自動(dòng)控制開關(guān),煮飯時(shí)將該電路接入220 V的電路中,在20 min內(nèi),電路總功率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。求:105 min內(nèi)通過R1的電流。230 min

3、內(nèi)電路消耗的電能。31015 min內(nèi)R1的電功率。圖ZX12-45.如圖ZX12-5所示是某型號電壓力鍋工作電路簡圖,下表是其部分參數(shù)。接通電路后,開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b接通,1擋加熱器開場加熱。當(dāng)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度到達(dá)102 時(shí),開關(guān)S自動(dòng)與a、b斷開,并與觸點(diǎn)c接通,2擋加熱器工作,此時(shí)鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度不變,保持鍋內(nèi)壓強(qiáng)不變,進(jìn)入保壓狀態(tài)?，F(xiàn)將質(zhì)量為2.0 kg、初溫為36 的混合物質(zhì)放入電壓力鍋中,接通電路使其正常工作20 min。假設(shè)加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)吸收,混合物質(zhì)的比熱容為c=4.0×103 J/kg·。求:圖ZX12-5 額定電壓/V2201擋加熱器

4、額定功率/W5502擋加熱器額定功率/W110保壓溫度/102最大容積/dm331R1、R2的阻值。2電壓力鍋加熱多少秒后開場進(jìn)入保壓狀態(tài)。3電壓力鍋?zhàn)詈? min內(nèi)消耗的電能。6.2019·重慶B卷 如下表所示為某電烤箱的銘牌,高溫?fù)躅~定功率模糊不清。如圖ZX12-6所示的虛線框內(nèi)是電烤箱內(nèi)部的簡化電路圖。R1和R2均為電熱絲,R2=72.6 。電烤箱開關(guān)接1時(shí)是低溫?fù)?接2時(shí)是高溫?fù)?。?額定電壓220 V額定功率高溫?fù)?#215;××W低溫?fù)?00 W圖ZX12-61電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0 min電流做的功。2R1的阻值。3在某用電頂峰期,假設(shè)家庭電路中

5、只有電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?發(fā)現(xiàn)標(biāo)有“3000 imp/kW·h的電能表的指示燈在2 min內(nèi)閃爍了81次,求此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓。7.如圖ZX12-7甲是某型號電熱爐,圖乙是其電路構(gòu)造簡圖。通過控制擋位開關(guān)S1、S2可以獲得四擋加熱功率。電熱絲R1的阻值為44 ,不計(jì)溫度對R1、R2阻值的影響。1當(dāng)開關(guān)S2斷開,S1與觸點(diǎn)a接通時(shí),求通過開關(guān)S1的電流。2當(dāng)開關(guān)S2斷開,S1與觸點(diǎn)b接通時(shí),電熱爐對1 kg水加熱7 min,水溫升高30 ,求電熱絲R2的阻值。消耗的電能有75%被水吸收,水的比熱容為4.2×103 J/kg·。3假設(shè)開關(guān)S2閉合時(shí)電熱爐的電功率

6、總比S2斷開時(shí)大,請比較R1、R2阻值的大小關(guān)系,并寫出分析過程。圖ZX12-7參考答案1.21.32×1042.c4.4解析 要使電熱毯處于高溫?fù)?接入電路的電阻應(yīng)最小,那么開關(guān)S的動(dòng)觸片應(yīng)置于c點(diǎn);電熱毯20天消耗的電能W=Pt=110×10-3 kW×20×2 h=4.4 kW·h。3.61080解析 根據(jù)公式P=U2R可知,電壓一定時(shí),消耗的功率與電阻成反比,當(dāng)旋轉(zhuǎn)扇葉開關(guān)至b、c觸點(diǎn)時(shí),只有R2連入電路,此時(shí)電路中連入電阻最大,電功率最小,處于低溫?fù)鯛顟B(tài),低溫?fù)豕β蔖低=U2R2=(6V)26=6 W;當(dāng)旋轉(zhuǎn)扇葉開關(guān)至c、d觸點(diǎn)時(shí),此

7、時(shí)兩電阻并聯(lián),電路中連入電阻最小,電功率最大,處于高溫?fù)鯛顟B(tài),在1 min內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量Q1=U2R1t=(6V)23×60 s=720 J,電阻R2產(chǎn)生的熱量Q2=U2R2t=(6V)26×60 s=360 J,在高溫?fù)豕ぷ? min產(chǎn)生的熱量Q=Q1+Q2=720 J+360 J=1080 J。4.解:1由題意和題圖可知05 min內(nèi),S1處于閉合狀態(tài),此時(shí)的電功率P1=1100 W,電路中的電流I1=P1U=1100W220 V=5 A。2由圖乙可知,30 min內(nèi)電路在電功率為1100 W時(shí)工作時(shí)間為20 min;在電功率為440 W時(shí)工作時(shí)間為10 min,

8、那么30 min內(nèi)電路消耗的電能W=W1+W2=P1t1+P2t2=1100 W×20×60 s+440 W×10×60 s=1.584×106 J=0.44 kW·h。3由1題可知R1=UI1=220V5A=44 。依題意可知1015 min內(nèi),S1處于斷開狀態(tài),R1與R2串聯(lián),此時(shí)電路總電功率為P2=440 W,I'1=P2U=440W220V=2 A,1015 min內(nèi)R1的電功率為P'1=I'12R1=2 A2×44 =176 W。5.解:1由題圖和表格可知,1擋加熱器加熱時(shí),電阻R1與R2并

9、聯(lián)接入電路,P1=550 W,U2R1+U2R2=P1,2擋加熱器加熱時(shí),電阻R2單獨(dú)接入電路P2=110 W,U2R2=P2,聯(lián)立得:R1=110 ,R2=440 。2由題意可知,當(dāng)混合物質(zhì)溫度到達(dá)102 時(shí),進(jìn)入保壓狀態(tài),那么有P1t1=cmt,t1=cmtP1=4.0×103 J/(kg·)×2.0kg×(102-36)550W=960 s。3由2題知20 min內(nèi)1擋加熱時(shí)間t1=960 s=16 min,故后4 min為2擋加熱器工作,所以最后2 min內(nèi)電壓力鍋消耗的電能W=P2t2=110 W×2×60 s=1.32&#

10、215;104 J。6.解:1電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?0 min電流做的功W=P低t=400 W×10×60 s=2.4×105 J。2由題圖可知,開關(guān)接1時(shí),R1與R2串聯(lián),總電阻最大,總功率最小,電烤箱處于低溫?fù)?開關(guān)接2時(shí),只有R1接入電路,總電阻最小,總功率最大,電烤箱處于高溫?fù)?。處于低溫?fù)鯐r(shí),電路的總電阻R=U2P低=(220V)2400W=121 ,那么R1的阻值R1=R-R2=121 -72.6 =48.4 。3指示燈閃爍81次,電烤箱消耗的電能W'=81imp3000imp/(kW·h)=0.027 kW·h,工作時(shí)間t

11、'=2 min=130 h,那么電烤箱在高溫?fù)醯膶?shí)際功率P實(shí)=W't'=0.027kW·h130 h=0.81 kW=810 W;由公式P=U2R得U=PR,那么此時(shí)家庭電路兩端的實(shí)際電壓U實(shí)=P實(shí)R1=810W×48.4=198 V。7.解:1當(dāng)S2斷開,S1接a時(shí),電路中只有R1工作,I=UR1=220V44=5 A。21 kg水溫度升高30 需要吸收的熱量Q吸=cmt=4.2×103 J/kg·×1 kg×30 =1.26×105 J,消耗的電能W=Q吸=1.26×105 J75%=1.68×105 J,所以加熱功率P=Wt=1.68×105 J7×60s=400 W,那么電路的總電阻R總=U2P=(220V)2400W=121 ,由題圖可知,當(dāng)開關(guān)S2斷開,S1接b時(shí),R1、R2串聯(lián)接入電路,故R2的阻值R2=R總-R1=121 -44 =77 。3R1的阻值大于R2的阻值。當(dāng)S2閉合時(shí):S1接a,R1與R2并聯(lián),此時(shí)電熱爐功率P1=U2R1+U2R2;S1接b,R1被短路,只有R2工作