资源简介

专题训练(四)　多挡位用电器的识别与计算
类型一　串联短路式多挡位用电器的识别与计算
1.一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡,其工作原理如图所示(虚线框内为电热水壶的发热部位)。已知R1=44 Ω,R2=2156 Ω,当开关S置于2时连入电路的总阻值是　　　　Ω;当开关S置于1时连入电路的总阻值是　　　　Ω。前后两个电路中电源电压不变,根据公式P=可知:当开关S置于1时,电热水壶的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于　　　　挡,电功率为　　　　W;当开关S置于2时,电热水壶的电功率
　　　　(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于　　　　挡,电功率为　　　W。
2.如图甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图,图乙是它的部分参数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),当S和温控开关S0闭合时,饮水机处于
　　　　(选填“加热”或“保温”)状态,R1的电阻是　　　　Ω;当只闭合开关S时,饮水机处于
　　　　(选填“加热”或“保温”)状态,电路中的总电阻是　　　　Ω,R2的电阻是　　　　Ω。
3.[2020·大连] 如图所示是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝,S为单刀双掷开关。R1的阻值是88 Ω,R2的阻值是352 Ω,电源电压是220 V。开关S接“1”时,为加热状态;开关S接“2”时,为保温状态。试求:
(1)加热状态时,电路中的电流是多大。
(2)加热状态时,通电5 min电流做功是多大。
(3)保温状态时,电路消耗的总功率是多大。
类型二　并联开关式多挡位用电器的识别与计算
4.如图所示为某电热饮水机的电路原理图,有“保温”和“加热”两个挡位;已知电源电压保持220 V不变,电阻R1的阻值为1210 Ω,电阻R2的阻值为121 Ω。当开关S、S1都闭合时,连入电路的总阻值是　　　 Ω;当只闭合开关S时,连入电路的总阻值是　　　　 Ω。前后两个电路中电源电压不变,根据电功率公式P=可知:当开关S、S1都闭合时,电热饮水机的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”),电热饮水机处于　　　挡,电功率为　　　　W;当只闭合开关S时,电热饮水机的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”),电热饮水机处于　　　　挡,电功率为　　　　W。
5.如图甲所示是一种饮水机的电路原理图,R1和R2均为电热丝,饮水机工作时功率随时间变化的关系图象如图乙所示。饮水机工作时,电阻R1的阻值为　　　Ω,电阻R2的阻值为　　　Ω,则30 min内电路消耗的总电能为　　　　J。
6.[2020·潍坊] 如图甲所示是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110 Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如下表所示,求:
(1)低温挡加热时电路中电流的大小。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103 J/(kg·℃),将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间。
加热效率 80%
额定电压 220 V
低温挡功率 440 W
中温挡功率 880 W
高温挡功率
类型三　多触点开关式多挡位用电器的识别与计算
7.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个挡位的发热功率,如图所示是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。电阻R1的阻值为48.4 Ω,电阻R2的阻值为96.8 Ω,且电源电压保持不变。请你分析:
(1)当开关S1置于b端、S2断开时,R1与R2　　　　联,此时连入电路的总阻值　　　　(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=可知,此时电功率　　　　(选填“最大”或“最小”),为　　　　温挡。
(2)当开关S1置于a端、S2闭合时,R1与R2　　　　联,此时连入电路的总阻值　　　　(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=可知,此时电功率　　　　(选填“最大”或“最小”),为　　　　温挡。
(3)当开关S1置于b端、S2闭合时,电路为R1的简单电路,为　　　　温挡。
8.[2021·丽水] 智能家居带给我们健康、舒适的生活,如智能马桶(图甲)。某品牌智能马桶座圈的简易加热电路如图乙所示,电阻R1和R2是阻值恒定的电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,再通过开关S1的通断,实现“高、中、低”三种温挡的调节,其中低温挡的功率为20 W,电阻R2的阻值为1210 Ω。
(1)座圈加热时,把电能转化为　　　　能。
(2)当开关S1闭合、S2接a时,该座圈的电路相当于图中的　　　　。
(3)1 kW·h的电能可供该座圈低温挡工作多少小时
(4)该座圈处于中温挡工作时的电功率为多少瓦
答案
1.44　2200　较小　保温　22　较大　加热　1100
2.加热　40　保温　1210　1170
[解析] 由电路图可知,开关S处于闭合状态下,开关S0断开时,两电阻串联,电路电阻较大;开关S0闭合时,只有电阻R1接入电路。当温控开关S0闭合时,电路中的电阻较小,由P=可知,电压一定时,电热饮水机功率较大,处于加热状态;当温控开关S0断开时,电路中的电阻较大,电功率较小,饮水机处于保温状态。电热饮水机处于加热状态时,电路为R1的简单电路,由公式P=可得,R1的电阻:R1===40 Ω;电饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,则电路中的总电阻:R总===1210 Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的电阻:R2=R总-R1=1210 Ω-40 Ω=1170 Ω。
3.(1)开关S接“1”时,为R1的简单电路,为加热状态,由欧姆定律可得,电路中的电流:
I1===2.5 A。
(2)加热状态时,通电5 min电流做的功:
W=UI1t=220 V×2.5 A×5×60 s=1.65×105 J。
(3)开关S接“2”时,两电阻串联,电路的总电阻为R=R1+R2=88 Ω+352 Ω=440 Ω,
保温状态时电路消耗的总功率:
P===110 W。
4.110　1210　较大　加热　440　较小　保温　40
5.220　110　6.6×105
[解析] 由电路图可知,开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,由P=UI=可知,电路中的总功率最大,为高温状态;同理可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最大,功率最小,为低温状态,功率为220 W,所以R1===110 Ω。因为电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,电阻R2的功率:P2=P高-P低=660 W-220 W=440 W;因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R2的阻值:R2===110 Ω。由图乙可知,30 min内电路消耗的总电能:W=P高t高+P低t低=660 W×600 s+220 W×1200 s=6.6×105 J。
6.(1)根据表格数据可知,电饭锅处于低温挡时的电功率是440 W,则低温挡加热时电路中电流为I===2 A。
(2)低温挡加热时连入电路的电阻为R===110 Ω,
因此低温挡加热时连入电路的电阻是R1。
根据P=可知,只闭合S2时,电路为R2的简单电路,电饭锅处于中温挡,
根据表格数据可知,中温挡P2=880 W,
电热丝R2的阻值为R2===55 Ω。
(3)当S1、S2都闭合时,电热丝R1、R2并联,电路总电阻最小,由P=可知,此时电饭锅处于高温挡,则高温挡的功率为P=P1+P2=440 W+880 W=1320 W,2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃吸收的热量为Q=c粥mΔt温=4.0×103 J/(kg·℃)×2.2 kg×(74 ℃-20 ℃)=4.752×105 J,
已知加热效率为80%,则需要消耗的电能为
W===5.94×105 J,
由P=可得,将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间:
t时===450 s。
7.(1)串　最大　最小　低
(2)并　最小　最大　高　(3)中
8.(1)内　(2)C
(3)1 kW·h的电能可供该座圈低温挡工作的时间:t===50 h。
(4)当开关S1闭合、S2接a时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=可知此时总功率最大,为高温挡;
当开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,总电阻较小,根据P=可知此时总功率较大,为中温挡;
当开关S1断开、S2接b时,两电阻串联,总电阻最大,根据P=可知此时总功率最小,为低温挡。
该座圈处于低温挡时,电路的总电阻:R串===2420 Ω,则R1=R串-R2=2420 Ω-1210 Ω=1210 Ω,
该座圈处于中温挡工作时的电功率:P中温===40 W。

展开更多......

收起↑