陕西省2024年物理中考热点备考重难专题：挡位类电热器相关计算（习题课件）(共34张PPT)

(共34张PPT)
陕西 物理
挡位类电热器相关计算
2024中考备考重难专题课件
课件说明
一、课件设计初衷
基于老师在二轮专题复习中，找好题、选好题来攻克重难题型有较大的需求，特设计重难专题课件.在制作过程中，通过设计启发式问题、思维过程性分析，有助于学生掌握解题思路和方法，提高课堂效率.
二、课件亮点
1.依据区域考情，针对性选题
按照本地区考情及考法选题，针对性强，有效提高老师备课效率
2.一题多设问，提高课堂效率
通过改编题，做变式或补充设问，让老师可以用一道题讲透一类题，为老师提供原创好题
3.一题多解与思路引导，体现思维过程
通过问题启发式激发学生思考，为学生提供多种的解题思路和方法；利用思路引导的形式分析解题思路，解题的关键点挖空进行设问，形成解题思维
三、课件使用场景
适用于中考二轮专题复习
挡位类电热器相关计算
典例精讲
实战演练
1
要点回顾
2
3
考情总结
挡位类电热器相关计算，近10年连续考查，单挡位用电器考查3次，多档位用电器考查7次(两挡位5次，三挡为2次)
①考查形式：仅2022年为选择题涉及，其余均为解答题，为3-4问；
②设问类型：
a.计算：求电阻(5次)、电流(4次)、电能(3次)、功率(3次)、热量(4次)、时间(2次)、加热效率(1次)；
b.解决实际问题：单挡位用电器考查电路改装、电路安全问题；多档位用电器考查电路设计、电路选择、电路工作状态选择.
③核心知识： 、P=UI、W=Pt、W=UIt、Q=cm t、
要点回顾
由 得
U不变，R最小
U不变，R最大
P最大
高温挡
P最小
低温挡
(P为电热器额定功率、U为额定电压、R为电路总电阻)
挡位判断的依据：
多挡位问题解题思路：
看总电阻
＞ ＞ ＞
判断甲、乙、丙、丁四个电路的电功率大小(R1>R2)
电阻关系：
功率关系：
＞ ＞ ＞
能力点练习
R丁
R甲
R乙
R丙
P丁
P甲
P乙
P丙
(1)两挡位家用电器挡位问题
①R1 , R2串联
开关S闭合,S0断开时,电路连接情况： 处于
开关S、S0都闭合时,电路连接情况： 处于
求R2：
“先算后减”，即由 先分别算高温挡、低温挡工作时的总电阻，再两者相减得出R2 .
R1、R2串联，
低温挡
只接入R1，
高温挡
②R1, R2并联
开关S闭合，S0断开时，电路连接情况： 处于
开关S、S0闭合时，电路连接情况： 处于
“先减后算”，即用高温挡的功率减去低温挡的功率，得到R1单独工作时的功率，再根据 算出R1.
求R1：
只接入R2，
低温挡
R1、R2并联，
高温挡
(2)三挡位家用电器挡位问题
①单刀双掷
开关S1断开，S2接b，电路连接情况： 处于
S1闭合，S2接b，电路连接情况： 处于
S1闭合，S2接a，电路连接情况： 处于
R1、R2串联，
低温挡
只有R1接入电路，
中温挡
R1、R2并联，
高温挡
②并联式（R1只闭合S、S2，电路连接情况： 处于
S、S1、S2都闭合时，电路连接情况： 处于
只闭合S、S1，电路连接情况： 处于
只有R2接入电路，
低温挡
只有R1接入电路，
中温挡
R1、R2并联，
高温挡
典例精讲
例1 如图甲是多功能汤锅，额定电压为220 V，内部加热电路如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻，使用时通过控制开关的通断实现加热和保温功能的切换．具体参数如下表所示．
(1)汤锅处于保温挡时温控开关S2应处于________状态；
挡位 加热挡 保温挡
功率P/W 1 100 220
断开
当S1、S2闭合时:电阻_______接入电路，处于______挡
当S1闭合、S2断开时:电阻_______接入电路，处于______挡
R1、R2
R2
加热
保温
(2)R2的电阻为多少？
解：(2)当S1、S2均闭合时，电路为R2的简单电路，
为加热挡；则R2的阻值
挡位 加热挡 保温挡
功率P/W 1 100 220
R2＝ ＝ ＝44 Ω
已知额定电压、额定加热功率，求电阻
当S1、S2闭合时:电阻R2接入电路，处于加热挡
代入数据求解
电阻R=______
44 Ω
R1未知能否判断三个挡位情况？为什么？
？
不可以，无法比较两电阻阻值的大小.
(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10 min消耗多少度电？
(3)分析图乙可知，当多功能汤锅处于保温挡时电路中的总电阻
由串联电路电阻规律可知R1的阻值R1＝R总－R2
＝220 Ω－44 Ω＝176 Ω
R总＝ ＝ ＝220 Ω
44 Ω
(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10 min消耗多少度电？
(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10 min消耗多少度电？
当S、S1闭合、S2断开时:电阻_______接入电路，处于______挡
当S、S2闭合、S1断开时:电阻_______接入电路，处于______挡
当S、S1、S2闭合时:电阻___________接入电路，处于______挡
R1、R2并联
R1
高温
中温
R2
低温
176 Ω
44 Ω
电能W＝______
P高温t
代入数据求解
求出P高温
P高温＝________
(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10 min消耗多少度电？
分析图丙可知，当S、S1闭合时，电路为R1的简单电路，此时为低温挡；
当S、S2闭合时，电路为R2的简单电路，为中温挡；当S、S1、S2均闭合
时，R1、R2并联，为高温挡；
挡位 加热挡 保温挡
功率P/W 1 100 220
当S、S1、S2均闭合时，R1、R2并联，为高温挡；高温挡的功率
(3)为了适应不同食材的烹煮条件，小明在不改变其内部电路元件的前提下对电路的连接方式进行了改装，如图丙所示，改装后的多功能汤锅有三个挡位(高温挡、中温挡和低温挡)，求新改进的高温挡工作10 min消耗多少度电？
多功能汤锅以新高温挡工作10 min消耗的电能
W＝P高温t＝1 375 W×10×60 s＝8.25×105 J
P高温＝ ＝ ＝1 375 W
挡位 加热挡 保温挡
功率P/W 1 100 220
(4)在某次使用汤锅炖汤时小明发现汤锅很热，但锅连接的导线几乎不热，请你利用所学的知识解释这一现象．
(4)汤锅与导线串联，通过它们的电流相等，锅内发热电阻的阻值比导线
阻值大很多，根据Q＝I2Rt可知，发热电阻产生的热量比导线产生的热量
多得多，所以与其相连接的导线几乎不热．
挡位 加热挡 保温挡
功率P/W 1 100 220
实战演练
1.(2021陕西22题)某型号煎烤机有上下两个加热盘，由两个开关控制其工作状态.R1为下盘电热丝.R2为上盘电热丝，两电热丝阻值相等，煎烤机的最大额定功率为2 200 W.如图为煎烤机的内部简化电路图(不考虑温度对电热丝阻值的影响).
(1)按照安全用电的要求，将a、b两点接入家庭电路，完成连线.
开关应接在哪条线上？
火线
(2)煎烤机正常工作时电路中的最大电流是多少？以最大额定功率工作时，1 min消耗多少电能？
解：(2)由P＝UI可得，煎烤机正常工作时，电路中的
最大电流
耗的电能
W＝Pt＝2 200 W×1×60 s＝1.32×105 J
由P＝ 得，煎烤机以最大额定功率工作时，1 min消
I＝ ＝10 A
代入数据求解
Pt
电流I=____
电能W=____
(3)电热丝R1的阻值是多大？
(3)当开关S1、S2都闭合时，R1与R2并联，煎烤机
以最大额定功率工作，由于R1＝R2得，P1＝P2
电热丝R1的额定功率
R1＝ ＝44 Ω
电热丝R1的阻值
由P＝UI、I＝ 得
P1＝ ＝1 100 W
代入数据求解
R1＝R2→
P1＝P2
已知P＝2 200 W
求出P1
R1＝____
2.(2023中考压轴题)某同学新买的电热饭盒，图甲是它的内部电路图. R1、R2都是加热电阻(R1＜R2)，R1的阻值为242 Ω.开关S可控制“加热”、“保温”或“断开”状态的转换，保温挡的功率是44 W.
(1)当开关S接2时，电热饭盒处于________(选填“加热”或“保温”)挡．
保温
当S接1时:电阻_______接入电路，处于______挡
当S接2时:电阻_______接入电路，处于______挡
R1
保温
R2
加热
(2)加热挡的功率．
(2)加热挡的功率
P加热＝ ＝200 W
代入数据求解
功率P=____
(3)R2的阻值．
(3)由P＝UI＝ 可得，R2的阻值
R2＝ ＝1 100 Ω
代入数据求解
阻值R=____
(4)当开关S接1时，通电10 min消耗的电能．
(4)由P＝ 得，通电10 min消耗的电能
W′＝P加热t＝200 W×10×60 s＝1.2×105 J
代入数据求解
电能W=____
Pt
(5)在用电高峰期，该同学断开家中其他用电器，只让电热饭盒处于工作状态，1 min能使图乙所示的电能表的转盘转过9转，则电热饭盒的实际功率为多少？
(5)由图乙可知，消耗的电能W″＝ kW·h＝0.003 kW·h
P实＝ ＝0.18 kW＝180 W
则电热饭盒的实际功率
3 000 r/(kW·h)的物理意义是什么？
表示每消耗1 kW·h的电能，电能表的表盘转3 000转.
创新考法
U1↓
原理
推动挡板→
L↓→
R1↓→
I↑→
U2↑→
电流表
电压表
3.如图甲所示为学生进行坐位体前屈考试的情景，通过手指推动挡板在刻度尺上移动的距离得出成绩. 课后同学们讨论，能不能设计出一个自动显示成绩的仪器，在老师的指导下，同学们利用实验室器材设计了如图乙所示的电路，电源电压为6 V，电阻R1为一根长30 cm粗细均匀的电阻丝，其阻值与长度的关系如图丙所示，R2的阻值为30 Ω.
目的
(1)若推板推得越远，显示的示数越大，则应将_______(选填“电压”或“电流”)表作为显示器.
推动挡板→L↓→R1↓→I↑→U2↑→U1↓
电流表
电压表
电流
(2)挡板在10 N力的作用下前进了10 cm，则手对挡板做的功为多少？
解：(2)手对挡板做的功
W＝Fs＝10 N×0.1 m＝1 J
(3)某同学进行测量时，电压表的示数为1.5 V，则挡板向左移动了多少？
(3)由串联电路电压特点可知，当电压表示数为1.5 V
时，R2两端的电压U2＝U－U1＝6 V－1.5 V＝4.5 V
U1=1.5 V
求出R1
根据图像得出L
求出U2
U=6 V
R2=30 Ω
求出I
U1=1.5 V
由图丙可知，此时R1接入电路中的长
度为10 cm，则挡板向左移动了30 cm
－10 cm＝20 cm
电路中的电流I＝ ＝0.15 A
此时电阻R1接入电路中的阻值R1＝ ＝10 Ω
U=6 V
R2=30 Ω
U1=1.5 V
4. 如图甲所示为电子体重测量仪的原理，其中金属弹簧上端和滑动变阻器R′(最大值为20 Ω)的滑片焊接在一起，下端与电压表的一端及开关连接.R0为保护电阻，其阻值大小为5 Ω. 重力大小可通过电压表示数来转换，电源的电压为12 V.(g取10 N/kg)
(1)小华双脚站立在平台上，观察电压表的示数为U双，然后抬起一只脚，观察电压表的示数为U单，则U双_______(选填“大于”“小于”或“等于”)U单.
等于
小华双脚站立在平台上→
目的
原理
电压表UR′↑
UR0↓→
I↓→
R↑→
F↑→
接触面积减小，压力不变
(2)已知小华质量为60 kg，平台所受压力F与变阻器接入电路的阻值之间的关系如图乙所示，求称量小华体重时，电压表的示数.
已知m→
求出I
根据图乙得出R′
求出F=G=mg
已知U=12 V、R0＝5 Ω
求出UR′
I=____
(2)已知小华质量为60 kg，平台所受压力F与变阻器接入电路的阻值之间的关系如图乙所示，求称量小华体重时，电压表的示数.
解：(2)平台所受压力
F＝G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N
F＝600 N时，变阻器接入电路的阻值为15 Ω
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则此时电路中的电流
电压表的示数
UR′＝IR′＝0.6 A×15 Ω＝9 V
I＝ ＝0.6 A
(3)在称量小红的体重时，电压表示数为8 V，则小红的质量是多少kg
已知U、U′→
根据图乙得出F
求出R′
求出U0
求出m
串联电路中各处的电流相等
F=G＝mg
(3)在称量小红的体重时，电压表示数为8 V，则小红的质量是多少kg
(3)在称量小红的体重时，电压表示数为8 V，根据串联电路中总电压等于
各分电压之和可得，R0两端的电压U0＝U－U′＝12 V－8 V＝4 V
串联电路中各处的电流相等，
解得：R″＝10 Ω
由图乙可知，对应的压力即小红的重力为400 N
由G＝mg可得，小红的质量
则 ，即
m′＝ ＝40 kg