《電功率多檔位問題》

電功率多檔位問題類型1.電熱器的多檔位問題根據(jù)電功率的公式可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻越小，電功率越大；電阻越大，電功率越小。阻小溫高功率大，阻大溫低功率小。例1.如圖所示，電阻R1>R2，電源電壓均為U，在相同時(shí)間內(nèi)，圖甲電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q甲，圖乙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q乙，圖丙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丙，圖丁電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丁，則（）A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲C.Q丁>Q甲>Q乙>Q丙D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁答案：C。例2.電源電壓不變時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)，兩電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最________，產(chǎn)生的總熱量最________，發(fā)熱功率最________；兩電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最________產(chǎn)生的總熱量最________,發(fā)熱功率最________。如果電熱器處于兩電阻串聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）檔位；如果電熱器處于兩電阻并聯(lián)的狀態(tài)，則電熱器一般處于________（選填“高”“中”或“低”）檔位。答案：大；小；??；?。欢?；大；低；高。例3.如圖所示是電熱水壺的工作電路圖，閉合開關(guān)S，當(dāng)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S2處于________狀態(tài)。若電熱水壺在加熱狀態(tài)時(shí)的功率為1210W，則電阻R1=________Ω。如果保溫狀態(tài)下電熱水壺的總功率是加熱狀態(tài)時(shí)的10%，則保溫狀態(tài)下R2的電功率為________W。答案：閉合；40；108.9。例4.如圖所示是某種電熱器工作的部分電路圖，電源電壓U=220V不變，兩根電熱絲的電阻關(guān)系為R1=2R2，通過旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S，接觸不同觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高、低兩個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換，低溫?fù)鯐r(shí)的發(fā)熱功率為440W。求：（1）R1和R2的電阻值。（2）電熱器處于高溫?fù)鯐r(shí)的總功率。（3）如果在高溫?fù)跸鹿ぷ?min產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下這些熱量能夠讓2kg、40℃的水溫度升高多少。[水的比熱容為c=4.2×103J（kg·℃）]解析：（1）R1=110Ω，R2=55ΩS接bc，僅R1接入電路阻值最大，功率最小，低溫檔，（2）P=1320WS接cd，R1、R2并聯(lián)，阻值最小，功率最小，高功檔發(fā)熱總功率：P=P1+P2=1320W（3）高溫?fù)跸鹿ぷ?min產(chǎn)生的熱量：Q放=W=Pt=1320W×420s=5.544×105J水吸收的熱量：Q吸=Q放=5.544×105J理論上水的末溫：t末=106℃標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，水沸騰過程中水溫不再升高，因此溫度升高100℃－40℃=60℃例5.智能加熱眼罩電路有高、中、低三擋并可手動(dòng)調(diào)節(jié)，其額定電壓為6V，低溫?fù)?、中溫檔的額定功率分別為3W和6W。利用所學(xué)的電學(xué)知識(shí)她設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的等效電路，用兩定值電阻R1和R2表示兩電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S1可接a或b。當(dāng)智能加熱眼罩正常工作時(shí)，求：（1）低溫檔加熱的電流。（2）電阻R1的阻值。（3）高溫?fù)跫訜岬念~定功率。解析：（1）P=UI→（2）S2閉合，S1接b→中溫檔，R總=R1→（3）S2斷開，S1接b→低溫檔→R1、R2串聯(lián)，R總=R1+R2，R2=R總－R1=6ΩS2閉合、S1接a→高溫檔，→類型2.用電器的多檔位問題常見的家用小電器處于不同的工作狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲單獨(dú)工作或同時(shí)工作，從而實(shí)現(xiàn)多檔位的工作需要。例1.小明買了一臺(tái)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)。豆?jié){機(jī)外部是一個(gè)金屬圓環(huán)形狀的電熱管，負(fù)責(zé)對(duì)液體加加熱煮沸。左表是這個(gè)豆?jié){機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。右圖是豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){的過程中電熱管和電動(dòng)機(jī)交替工作的Pt圖像。請(qǐng)解答下列問題：型號(hào)tSYL624圖像額定電壓220V頻率50Hz電動(dòng)機(jī)功率120W加熱功率1210W容量1000mL（1）由右圖可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱管的連接方式是________。電熱管工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為_______能。（2）豆?jié){機(jī)中電熱管的電阻是多大？（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？解析：（1）由圖可知，電流分別流經(jīng)電動(dòng)機(jī)和電熱管，所以電動(dòng)機(jī)和電熱管的連接方式是并聯(lián)；加熱時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）電熱管工作時(shí)的電功率：P1=1210W，由P=UI可得，通過的電流：（3）由圖丙可知豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，電動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間為t1=2min=120s，電熱管的工作時(shí)間為t2=9min=540s，電動(dòng)機(jī)消耗的電能：W1=P1t1=120W×120s=14400J電熱管消耗的電能：W2=P2t2=1210W×540s=653400J總功消耗的電能：W=W1+W2=14400J+653400J=667800J（4）豆?jié){機(jī)在加熱狀態(tài)下1min內(nèi)實(shí)際消耗的電能：豆?jié){機(jī)的實(shí)際功率：例2.某簡(jiǎn)易電吹風(fēng)簡(jiǎn)化電路如下圖所示，其主要技術(shù)參數(shù)如下表，在家庭電路中使用該電吹風(fēng)，通過計(jì)算回答：額定電壓220V額定功率熱風(fēng)時(shí)：990W冷風(fēng)時(shí)：110W（1）當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí),通過電動(dòng)機(jī)的電流。（2）電熱絲的電阻。（3）若用此吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)擋5min把頭發(fā)吹干，則電熱絲產(chǎn)生的熱量是多少?解析：（1）冷風(fēng)→電熱絲不工作→開關(guān)接B、C，只有電動(dòng)機(jī)工作，由P=UI可得，吹冷風(fēng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流：（2）熱風(fēng)→電熱絲、電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作→開關(guān)接A、B，二者并聯(lián)電熱絲的功率：PR=P熱－P冷=990W－110W=880W（3）Q=W=PRt=880W×5×60s=2.64×105JQ=2.64x105J例3.佳佳給奶奶買了一款足浴盆。這款足浴盆工作時(shí)的簡(jiǎn)化電路如圖所示，它有加熱功能和按摩功能。電動(dòng)機(jī)線圈電阻為4Ω，加熱電阻正常工作時(shí)電功率為1kW，電源電壓為220V穩(wěn)定不變。問：（1）啟動(dòng)按摩功能時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為0.1A。按摩20min電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是多少?（2）加熱電阻正常工作時(shí)的電阻是多少?（3）足浴盆中體積為4L、初溫為20℃的水升高至40℃，水吸收的熱量為多少?若加熱時(shí)間為420s。它的加熱效率為多少?[c水=4.2×103J/（kg·℃）]解析：（1）Q=I2Rt=（0.1A）2×4Ω×20×60s=48J（2）→（3