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第28课时 多挡功率问题
01
课标解读
1.能够熟练掌握电功、电热、电功率公式。
2.能够知道家用电器是如何实现多挡位切换的,会进行有关家用电器的
挡位问题的计算。
02
知识点梳理
知识点
多挡功率问题
1.动态分析:______变化——______变化——______变化——______变化
2.挡位改变电功率的原理:
_ _____________________________________________________________。
3.小结:____________________________________。
开关
电路
电阻
功率
在电压一定时,根据公式可知,电阻大,电功率小,电阻小,电功率大
电阻越小挡位越高,电阻越大挡位越低
4.方法指导:
电路图 _________________________________________________ _________________________________________________
高温 (加热) 挡 、都闭合, 短路,只 有 工作 、都闭合,、 并联
高温 (加热) 挡 _ ________ _ ________或_____________
低温 (保温) 挡 断开,闭合,、 串 联 断开,闭合,只有 工作
_ __________ _ _______
续表
例1 [2024湖北模拟] 如图是某电热饮水机的电路图,和均为电热丝,
是温控器。当温度较低时,加热器加热;当水沸腾时, 会自动变换状态,
饮水机进入保温状态。
【名师点拨】 小阻高温挡,大阻低温挡。解答此类问题需要把握好两
个关键点:1.明确不同挡位电热器内部电路结构;2.正确判断出电热器的不
同挡位。
(1)保温状态下,温控器处于______(选填“闭合”或“断开”)状态;
断开
解:由图可知,当断开时,、 串联,此时电路电阻较大,根据公式
可知,电路功率较小,处于保温状态;
当闭合时,被短路,电路为 的简单电路,电阻较小,功率较大,为加
热状态;
(2)已知该电热饮水机处于保温挡时的功率为, 的阻值为
,则 的阻值为多少?
[答案] 在保温状态下,电路的总电阻为
,
则的阻值为 ;
(3)将该电热饮水机单独接入电路正常加热,标有
的电能表转盘转多少转?
[答案] 将该电热饮水机单独接入电路正常加热 消耗的电能为
,
电能表转盘转的转数为
。
变式训练1 [2024海南一模] 某型号电饭煲有加热和保温功能,如图甲所示
为其内部电路原理图,图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像。
当开关 接触点1时,该电饭煲处于______(选填“保温”或“加热”)状态。则
该电饭煲在保温挡工作时消耗的电能是________ 。
加热
60 000
例2 [2024湖南岳阳三模] 图甲为某品
牌即热式电热水龙头,采用终端加热
方式,即开即热,无需预热,不用保
温,无管路热损耗,打开水阀,电源
自动接通,十几秒钟就可将水加热使
用。其电路原理如图乙所示,和 是加热电阻,通过旋转手柄改变与开
关 接触的两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡的切换。
【名师点拨】1.并联电路中求解总功率时,可以采用两种方法:
(1)求出总电阻,然后再求解总功率(此方法计算量大,不推荐);
(2)根据公式 解较为方便。
2.在并联电路中求解电阻时的最佳方法:若 ,则
。
(1)这种即热式水龙头的加热原理是利用了电流的____效应;
热
解:即热式水龙头的加热原理是利用了电流的热效应;
(2)开关接3、4时,水龙头出______(选填“冷水”“温水”或“热水”);
热水
【解析】开关接触3、4触点时,电热丝、 并联,电路中的电阻最小,
根据
可知,此时功率最大,为热水挡,水龙头出热水;
(3)该电热水龙头热水挡的功率为,的阻值为 ,求 的阻值。
[答案] 因并联电路的总功率为各用电器的功率之和,则此时 的功率为
, 的功率为:
,
由 得,
的阻值为: 。
变式训练2 [2024甘肃] 小明家买了一个既可烤肉、又可以吃火锅的多挡位
电火锅,其内部电路原理如图所示,部分参数如表所示,、、 均为
发热电阻,的阻值为 。旋转开关 ,让其和触点1和2、2和3或3和4
接触时,可实现不同挡位的转换。
物理量 参数
额定电压
中温挡功率
低温挡功率
(1)使用中温挡时旋转开关应该旋转到跟______触
点接触的位置,简单说明理由___________________
___________________________________________;
2和3
当开关与触点2和3接触时,电路中只有,由可知为中温挡
(2)求电加热器电路中、 的阻值;
解: 由于旋转开关,让其和触点2和3接触,电路中只有 ,为中温挡,
所以
,旋转开关,让其和触点1和2接触时,与
串联,为低温挡,则总电阻
,
则 ;
(3)在高温挡模式下,向锅内装温度为 的水,高温挡连续正常工
作,水温升高到,求这时电火锅的加热效率 。[电热丝的电阻
不随温度变化, ,水吸收的热量跟电火锅消耗的
电能的比值叫做加热效率]
解:旋转开关,让其和触点3和4接触时,与 并联,为高温挡,
,
锅内装温度为的水,水温升高到 ,吸收的热量:
,
高温挡连续正常工作 ,消耗电能:
,
电火锅的加热效率: 。
变式训练3 [2024安徽合肥一模] 如图甲所示的空气炸锅,它主要由电动机
带动的电风扇和电加热丝组成,工作时电加热丝将空气加热,利用高温空
气来代替食用油,通过高功率的风扇,使高温空气在一个密闭空间内形成
循环热流,通过热流使食物迅速变熟。空气炸锅有两个加热挡,图乙是它
的电路图,部分技术参数如表所示。求:
额定电压
风扇电动机功率
加热功率 低温挡
高温挡
(1)该空气炸锅低温挡正常工作时,通过电动
机的电流;
解:根据表格数据可知,空气炸锅低温挡工作时
的加热功率为 ,
电动机的功率 ,
则此时电路中的总功率: ,
由 可知,空气炸锅低温挡正常工作时,电路中的总电流为
;
答:该空气炸锅低温挡正常工作时,通过电动机的电流为 ;
(2)电加热丝 的阻值;
解:由图乙可知,当开关断开时,、 串联,根据串联电路的电阻特点
可知,此时电路中的总电阻最大,由 可知,电路中的总功率最小,空
气炸锅处于低温挡;当闭合时,只有 工作,电路中的总电阻最小,由
可知,总功率最大,空气炸锅处于高温挡;则由可得, 的阻
值为: ;
答:电加热丝的阻值为 ;
(3)若厨房总开关限制电流为,现已有电饭锅(额定功率 )、
电水壶(额定功率为 )各一个且同时正常工作,能否再使用该空气
炸锅高温挡在厨房进行烹饪?说明理由。
解:由题意知,空气炸锅高温挡工作时的加热功率为
,电动机的功率
,则此时电路中的总功率
。
此时若将额定功率的电饭锅和额定功率为 的电水壶,与空气
炸锅一起接入电路正常工作,且空气炸锅使用高温挡,则此时电路中的总
功率为
,
由 可得,此时电路的电流为
。
由此可知,此时不能在使用空气炸锅高温挡在厨房进行烹饪。
答:见解析。