2024年中考物理总复习课件：专题五第六节 电热综合计算(共42张PPT)

(共42张PPT)
专题五 电
第六节 电热综合计算
江西省物理学考试卷对电热综合计算的考查比较频繁，题材一般来源于生活，
常考查电热器，常与吸热公式 及电热转化效率、电能表测电功率知识等
综合考查，在江西省物理学考试卷中占8分左右。近年来考查了暖奶器、榨汁机、
热水器、电磁炉等生活电器的挡位及加热效率问题。通过分析历年此类计算题的得
分率发现，考生们对本节知识点的掌握情况不太好，出错率较高，主要体现在对用
电器的各挡位把握不准。因此，同学们复习时要多做针对性训练。
考点1 挡位问题的相关计算
1.明确电热器挡位改变的原理：通常采用开关对某一发热体“短路”“断路”或“接
通”，使连入电路中的发热体数量或连接方式改变，从而实现挡位的改变。
2.判定电热器不同挡位的方法：
（1）先根据电热器的不同挡位画出等效电路图（不含无用的短路或断路部分、开
关等），并明确发热体及其个数；
（2）分析电路，明确图中发热体的连接方式，并在电路图上标出不同挡位下的总电阻；
（3）在总电压不变的情况下，根据公式 判断：电路中的总电阻最小时是高
温挡；电路中的总电阻最大时是低温挡；若还有其他情况，为中温挡。
3.根据已知条件和待求量，选择含已知量最多的电功、电热或电功率公式，结
合欧姆定律和串、并联电路的特点进行相关计算。（注意各公式的适用范围）
考点加油站
常考的多挡位电路解读：
1.串联式
低温挡：开关闭合、断开，、串联， 。
高温挡：开关、都闭合，只有接入电路， 。
2.并联式
低温挡：开关闭合、断开，只有接入电路， 。
高温挡：开关、都闭合，与并联，小于、 中的任何一个。
3.三挡式
低温挡：开关断开、接,、串联， 。
中温挡：开关闭合、接，短路，接入， 。
高温挡：开关闭合、接,与并联，小于、 中的任何一个。
例1 某学校教学楼有一额定电压为 的电热水器，它的工作
电路如图所示，已知电阻 ，电源电压为 且
保持不变，电热水器处于加热状态时消耗的功率为 。求：
（1）电阻 的阻值；
解:【尝试解答】当开关、均闭合时，电路中只有 工作，电热水器处于加热
状态，由可得电阻 的阻值
（2）电热水器处于保温状态消耗的功率；
【尝试解答】当闭合、断开时，与 串联，电热水器处于保温状态，保温
状态消耗的功率
（3）电热水器处于加热状态时，将水从加热到 所需的时间。［不计
热损失，水的比热容为
【尝试解答】将水从加热到 所需的热量
不计热损失，则电热水器消耗的电能
由 可得所需的时间
【满分笔记】在总电压不变的情况下，根据公式 判断:电路中的总电阻
最小时是高温挡;电路中的总电阻最大时是低温挡。
例2 某电热取暖器的简化电路如图所示，、 为发热电阻。
取暖器工作时，通过开关和 实现低温、高温的挡位控制，
已知高温挡功率为， 。求：
（1）取暖器工作时通过 的电流；
解:【尝试解答】当闭合开关、时，、并联，
取暖器工作时通过 的电流
（2）取暖器处于低温挡时，工作 产生的热量；
【尝试解答】当只闭合开关时，只有工作；当闭合开关、时，、 并
联。根据并联电路的电阻特点可知，并联时的总电阻小于任一分电阻。电压一定，
根据可知，当只闭合时，只有 工作，电路中的电阻最大，电功率最小，
电热取暖器处于低温挡，所以低温挡工作 产生的热量
（3） 的阻值。
【尝试解答】低温挡的额定功率
当闭合开关、时，、 并联，电路中的电阻最小，电功率最大，取暖器处
于高温挡。 的电功率
由可知，通过电阻 的电流
的阻值
【满分笔记】
1.并联电路中，家庭电路电压保持不变。根据公式 可知，
、并联时，总电阻最小，电功率最大，属于高温挡;只有 工作时，总电阻最
大，电功率最小，属于低温挡。
2.本题应重点理解：低温挡功率就是消耗的电功率；高温挡功率等于 、
消耗的电功率之和。
考点2 加热效率的相关计算
解答此类试题，一是要能从铭牌上得到相关信息，二是要灵活运用各种公式及
其变形公式。
考点加油站
1.热量的计算：温度升高时，物体吸收的热量：
2.电功的计算： （适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：（串联电路常用） （并联电路常用）
3.电功率的计算：
（1）定义式： （适用于所有电路）
（2）导出式：， （适用于纯电阻电路）
4.加热效率的计算：
例3 图甲是某品牌电煎锅，图乙是其简化电路图，、 是两个完全相同的电热
丝，为电源开关，通过控制开关、 ，实现“低温”“中温”和“高温”三个挡位间的
切换。该电煎锅的部分参数如表所示，低温挡额定功率字迹已磨损。
甲
乙
电煎锅 额定电压 额定功率 高温挡
中温挡
低温挡
解:当、闭合，拨到时，、并联;当闭合，断开，拨到时， 、
串联;当、闭合，拨到时，电路为 的简单电路。因为并联电路的总电阻
小于各支路的电阻，串联电路的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由
可知，、 并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电煎锅为高
温挡;、 串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电煎锅为低温挡；电路为
的简单电路时，电煎锅为中温挡。
（1）求高温挡时电路中的电流。
【尝试解答】由 可知，高温挡时电路中的电流
（2）求电煎锅处于低温挡时的电功率。
【尝试解答】中温挡时电路为的简单电路，由可知， 的电阻
高温挡时、并联，由并联电路的电压特点可知，高温挡时 两端的电压与中
温挡时两端的电压相等，因此高温挡时的电功率与中温挡时 的电功率相等，
即
由电路的总功率等于各用电器的电功率之和可知，高温挡时 的电功率
由可知， 的电阻
低温挡时、 串联，由串联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻
低温挡的电功率
（3）将电煎锅调至高温挡煎制食物时，电煎锅的加热效率为，则将 食物
从加热至需要多长时间？［食物的比热容取
【尝试解答】食物吸收的热量
由 可知，电煎锅高温挡消耗的电能
由 可知，加热所需时间
【满分笔记】
1.要学会以额定电压、额定功率为突破口，利用求电阻、 求额定电流。
2.根据求出吸收的热量，根据 求出电煎锅高温挡消耗的电能，
再根据 求出加热所需时间。
1.作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电
热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态，由温控开关
自动控制，文火时的电功率为。和均为发热电阻，且 的阻值为
。 求：
甲
乙
（1）中药壶在文火状态下的电流；
解:由 可得，中药壶在文火状态下的电流
（2）将中药从加热至 ，中药吸收的热量；
[答案] 中药吸收的热量
（3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。
[答案] 当接时，与串联在电路中，电路的总电阻最大，由 可知，中
药壶消耗的电功率最小，为文火状态，由 可得，总电阻
则 的阻值
当接时，只有在电路中，电路的电阻最小，由 可知，中药壶消耗的电
功率最大，为急火状态，此时功率
不计热量损失，
由 可得，加热过程所用的时间
2.图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，是加热电阻， 是保温时的分压电阻，
为电源开关，为自动温控开关。、 都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸
腾后，会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的 图像如图乙所示，
不计电阻值随温度的变化。求：
甲
乙
（1）电阻 的阻值。
解：、都闭合时，被短路，电路中只有 工作，煮茶器处于加热状态。由图
乙知
（2）当煮茶器处于保温状态时， 的电功率。
[答案] 当煮茶器处于保温状态时，与 串联，由图乙知
此时 的电功率
乙
（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻在 内消耗的电能。
[答案] 当煮茶器处于保温状态时，由第（2）问可知
电阻 消耗的电能
3.小华查看家中电炖锅的说明书后发现：电炖锅有低温、中
温、高温三挡；电阻 ， 。该电炖锅的
原理图如图所示。请解答：
（1）闭合开关、 ，电炖锅处于______挡。
低温
解：由图可知，当、都闭合时，只有 接入电路，此时电路的总电阻最大，由
可知，此时电路的总功率最小，则电炖锅处于低温挡。
（2）电炖锅高温挡的额定功率为多大？
[答案] 的阻值
电炖锅处于高温挡时，、 并联，则电炖锅高温挡的额定功率
（3）正常工作时，使用电炖锅高温挡加热，可将一锅的汤从 加
热到，电炖锅的加热效率是多少？［汤的比热容取
[答案] 汤吸收的热量
电炖锅高温挡加热 消耗的电能
电炖锅的加热效率
4.下图是一款自动炖煮机的简化电路图，、 是两个完全
相同的电热丝，为电源开关，通过控制开关、 实现“低
温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中
获知，其额定电压为，加热效率为 ，但功率信息模
糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机
中装入的水，闭合开关 ，通过观察其电子显示屏（消耗
（1） 水吸收的热量；
解： 水吸收的热量
电能忽略不计），记录有关信息如表格所示。水的比热容 ，
求：
（2）炖煮机高温挡时的功率；
[答案] 高温挡消耗的电能
（3）炖煮机整个过程消耗的电能。
指示灯状态 工作时间 水温变化
高温灯亮 升至
中温灯亮 保持 不变
低温灯亮 保持 不变
[答案] 由图可知，高温挡时与 并联。
因为
所以
中温挡工作，由图可知，只有 接入电路。
中温挡消耗的电能
低温挡工作，由图可知，与 串联。
低温挡消耗的电能
所以整个过程炖煮机消耗的电能
甲
5.小华家有一个标有“ ”字样的即热式水龙
头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求。
于是他增加了两个相同的发热电阻 和两个指示灯（指
示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，
其中为改进前水龙头的发热电阻，开关 可以同时与
、相连或只与 相连，使其具有两挡工作状态（忽略
发热电阻阻值的变化）。
（1）求 的阻值；
解:根据得 的电阻
乙
（2）改进前，小华关闭家中其他用电器，只让该水龙头
工作，发现家中电能表（如图乙所示）转 ，求
该水龙头此时的实际功率；
[答案] 因为 表示电能表转盘每小时转600
圈用电器消耗的电能，所以 转盘转20圈消耗
的电能
该水龙头的实际功率
[答案] 由电路图可知，将开关与、相连时，电阻与 并联，总电阻最小，
根据 可知，此时电路的总功率最大，水龙头处于高温挡;
由电路图可知，将开关与相连时，与 串联，总电阻最大，总功率最小，水
龙头处于低温挡;
改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为 ，即
解得:
所以高温挡的电功率
（3）改进后，水龙头正常工作时两挡电功率之比为 ，求该水龙头正常工作时高
温挡的电功率。