华师大版科学九年级上册综合复习专题训练(九) 多挡位用电器的识别与计算（含解析）

专题训练(九)　多挡位用电器的识别与计算
类型一　多挡位用电器的识别
1.两电阻串联或并联的电路中,电源电压不变,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　　　　。如图果电热器处于两电阻串联的状态,则电热器一般处于　　　　(填“高”“中”或“低”)挡位;如图果电热器处于两电阻并联的状态,则电热器一般处于　　　　(填“高”“中”或“低”)挡位。
2.如图示的四个电路中,电源电压均为U,电阻R1>R2。在相同时间内,四个电路中电阻产生的总热量最少的是　　　　,最多的是　　　　。
3.小天家买了一台电烤箱,如图示是其内部简化电路图,观察电路图,判断下列说法正确的是(　　)
A.这台电烤箱只有高、低两个挡位
B.当开关S1置于b端、S2断开时电烤箱处于高温挡
C.当开关S1置于a端、S2闭合时电烤箱处于高温挡
D.当开关S1置于b端、S2闭合时电烤箱处于低温挡
类型二　多挡位用电器的计算
4.如图示是电热饮水机电路原理图,已知R1=100Ω,R2=20Ω,当开关S1、S2闭合时,饮水机处于　　　　(填“保温”或“加热”)状态,饮水机的保温功率与加热功率之比为　　　　。
5.如图示为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围。已知热水器的加热功率为400W,保温功率为100W(忽略温度对电阻的影响),则电路中R2=　　　　Ω。在使用过程中,若电热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J,则此过程中电热水器的保温工作时间是　　　　s。
6.某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图所示,电饭煲加热过程消耗的电能是　　　　kW·h。已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=　　　　Ω。
7.[2020·绍兴] 如图示是某电烤箱的内部简化电路图,下表是电烤箱铭牌的部分信息,R0和R均为电热丝,其他电阻均忽略不计。已知R=202Ω。
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 高温挡
低温挡 200W
(1)电烤箱A、B触点中连接相线的是　　　　触点。
(2)闭合总开关,将旋钮开关转到如图图所示位置,此时电烤箱处于　　　　(填“高温挡”或“低温挡”)。
(3)在额定电压下,电烤箱在高温挡工作2min产生热量　　　　　　J。
答案
1.大　少　小　小　多　大　低　高
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,
所以,两电阻串联时总电阻最大,
由Q=I2Rt=t可知,电源电压U不变时,在相同的时间内,产生的总热量最少,
由P==可知,发热功率最小,电热器一般处于低挡位;
同理可知,两电阻并联时,总电阻最小,在相同的时间内,产生的总热量最多,发热功率最大,电热器一般处于高挡位。
2.C　D　
由题知,R1>R2,根据电阻串联和并联的特点可知,四个图中电路的总电阻关系为RC>RA>RB>RD。由题知,四个电路两端电压相等,由Q=t可知:图C中电路的总电阻最大,相同时间内产生的总热量最少;图D中电路的总电阻最小,相同时间内产生的总热量最多。
3.C　 由电功率公式P=可知,电压一定时,电阻越大,电功率越小。
(1)当开关S1拨到b、S2断开时,两电阻串联,总电阻最大,电路总功率最小,电烤箱处于低温挡。
(2)当开关S1拨到a、S2闭合时,两电阻并联,总电阻最小,电路总功率最大,电烤箱处于高温挡。
(3)当开关S1拨到b、S2闭合时,只有电阻R1工作,R2短路,此时单独一个电阻的阻值小于两电阻串联的总电阻,而大于两电阻并联的总电阻,因此,电烤箱处于中温挡。
(4)综合分析,这台电烤箱有高、中、低三个挡位。
4.加热　1∶6
(1)当开关S1、S2都闭合时,R1短路,只有电阻R2工作,电路中的总电阻最小,由P=可知,电路中的总功率最大,饮水机处于加热状态。
(2)饮水机处于保温状态时,电路为R1、R2的串联电路,则电路的总功率:P保温=;饮水机处于加热状态时,R2单独接入电路,加热功率为P加热=;
所以饮水机的保温功率与加热功率之比:
===。
5.363　400
(1)由电路图可知,开关与触点1连通时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻较小,电源的电压一定时,由P=UI=可知,电路的总功率较大,电热水器处于加热状态;开关与触点2连通时,R1与R2串联,电路的总电阻较大,电路的总功率较小,电热水器处于保温状态。
开关与触点1连通时,电路为R1的简单电路,电热水器处于加热状态,由P=UI=可得,R1的阻值:R1===121Ω;
开关与触点2连通时,R1与R2串联,电热水器处于保温状态,此时电路的总电阻:R===484Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:R2=R-R1=484Ω-121Ω=363Ω。
(2)电热水器10min消耗电能1.2×105J,
设加热时间为t1,则保温时间为600s-t1,则有:W=P加热t1+P保温(600s-t1),
即1.2×105J=400W×t1+100W×(600s-t1),解得:t1=200s,
即电热水器的加热时间为200s,保温时间为600s-200s=400s。
6.0.88　220
(1)由图甲可知:0~5h这段时间是待机状态,待机功率P待=44W;5~6h为加热状态,加热功率P加=880W;6~7h为保温状态,保温功率P保=220W。加热过程所用时间t加=1h,P加=880W=0.88kW,则加热过程消耗的电能:W加=P加t加=0.88kW×1h=0.88kW·h。
(2)由图乙可知,当开关S、S1闭合时,R1与R2并联,电路总电阻较小,总功率较大,总功率为P加=880W。当开关S闭合、S1断开时,电路中只有R2工作,电阻较大,功率较小,其功率为P保=220W。
则R2的阻值:R2===220Ω。
7.(1)A　(2)低温挡　(3)1.452×105
(1)由电路图可知,总开关与A触点相连,根据安全用电的原则可知,连接相线的是A触点。
(2)由电路图可知,将旋钮开关转到如图图所示位置,R0与R串联,此时电路的总电阻最大,由P=UI=可知,电源的电压不变时,电路的总功率最小,电烤箱处于低温挡。
(3)由电路图可知,R0与R串联,电烤箱处于低温挡,此时电路的总电阻:R总===242Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R0的阻值:R0=R总-R=242Ω-202Ω=40Ω,电烤箱在高温挡时电路为R0的简单电路,工作2min产生的热量:Q=W=t=×2×60s=1.452×105J。