资源简介

【电热器的档位】
1.如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出
高温档：R2单独工作 中温档：R1单独工作 低温档：R1,R2串联同时工作
2.如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出
高温档：R1,R2并联同时工作 中温档：R2单独工作 低温档：R1单独工作
例1、小明家新买了一个电水壶，原理图如图甲所示，其额定电压为220V，R1和R2是电热丝，该水壶有高温挡、中温挡和保温挡，其中保温挡额定功率为242W。图乙是一种新型插座，它能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等，将该水壶单独插在该插座上，用中温挡加热一段时间后，屏幕两次显示如图丙，[电费单价：0.5元/，忽略温度对电阻的影响]。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）电阻R2的阻值；
（3）该电水壶的中温挡额定功率及高温挡额定功率。
例2、如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了智能化控制不同时间段的烹饪温度，即“聪明火”技术，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关，将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求：
（1）5~10min，电饭煲的功率；
（2）15~30min，电饭煲产生的总热量；
（3）电热丝R1和R2的阻值分别为多少？
例3、如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻。热水器主要参数如下表。
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
（1）开关S跳至 触点位置时，热水器进入保温状态。
（2）R2的阻值为多大？
（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35分钟需要消耗多少电能？
例4、饮水机（图甲）是家庭、办公室常见的用电器，给人们生活带来了很大的方便，那么饮水机内部的电路原理图是怎么样的呢？小金同学对此产生了好奇，他观察发现：在饮水机的侧面有一张铭牌（图乙）。在饮水机背面有一个制热开关（图丙），当接通电源后，若闭合制热开关饮水机正常工作，若断开制热开关饮水机不工作。当闭合制热开关后，正面红色加热指示灯亮，显示为加热状态；一会之后，红色指示灯灭绿指示灯亮显示为保温状态。小金又查阅资料得到：饮水机内部还有温控开关，在温度低于一定温度时会自动闭合，而在高于一定温度时又会自动断开。根据上述现象小金同学画出饮水机内部电路原理图（图丁）
（1）若按照小金设计的电路原理图（图丁），则________是温控开关（选填“S1”或“S2”）。饮水机处于保温状态时，开关S1、S2工作状态是________。
（2）若按照小金设计的电路原理图，请计算R1阻值。
例5、如图所示是带有水温调节功能的家庭水族箱(如图甲)。该水族箱的鱼缸水温调节器铭牌如图乙所示。其工作原理如图丙，R1为阻值可调的电热丝，开关S2为单刀双掷开关，开关S1闭合、S2接b时，电路处于加热状态：当开关S1闭合、S2接a时，电路处于保温状态。(不考虑温度对电阻的影响)
（1）当电路处于加热状态时，通过电阻R2的电流是________安。
（2）当电路处于加热状态，通电10分钟消耗的电能是多少？
（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4瓦，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？
1.某滚桶洗衣机自带加热功能，其洗衣过程分“加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态，图乙是其简化电路图，其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω，和242Ω。
（1）当开关置于2位置时，R2与电动机并联，此时洗衣机的工作状态是 （选填“加热水”、“保温洗涤”或“脱水”）。
（2）若该洗衣机的脱水功率是300W，某次洗衣时，脱水时间为6分钟，则脱水过程中消耗的电能是多少？
（3）洗衣机处于“加热水”状态（R1与R2并联）正常工作的功率为多少？
2.电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲；电热水壶内部简化电路，如图乙。
（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是________(选填“绝缘体”或“导体”)。
（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求；
①电阻R的阻值是多少
②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能
（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合：元件符号为“ ”）,一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“ ”)。要求利用提供的器材对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图、并说明保温的工作原理。
3．如图是温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V保持不变，发热电阻R1规格是“24V 40Ω”。闭合开关S，调节滑片P的位置，当R1正常工作时，求：
（1）电路中的电流。
（2）R2的阻值。
（3）育苗箱正常工作5min产生的热量。
4.某电热砂锅的简化电路如图甲。 为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点　　　　（选填“ab”、“be”或“cd”)位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹饪共消耗多少电能 （3）发热电阻和的阻值分别为多少？
（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
1．小金家买了一个家用电吹风，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，部分技术参数如表格所示。请回答如下问题：
型号 SHZ2010﹣624
热风温度 50℃﹣75℃
额定功率 热风挡：1000W
冷风挡：110W
额定电压 220V
（1）当选择开关旋至AB处时，电吹风机处于 　 　挡位；
（2）当电吹风吹冷风时，电路通过的电流；
（3）当电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能是多少？
2.如图1为一款陶瓷电煎药壶，工作电路简化为如图2所示，它在工作时，有高火加热、文火萃取和小功率保温三个过程。已知正常工作时，高火加热功率为500w，文火萃取功率为100w，若壶中药液的总质量为1kg，且在额定电压下煎药时，测得药液的温度与工作时间的关系如图3所示：
（1）煎药壶工作时的外界大气压 1个标准大气压(选填“大于”、“等于” 或“低于”)；
（2）煎药壶文火萃取时，图2中的开关连接状态是 ；
（3）求煎药壶通电工作满36分钟时，电流所做的功；
（4）求R2的阻值及电煎药壶的额定保温功率。
3.如图甲是一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化，已知经家庭电路转化后的电源电压为12V，R1=20Ω，只闭合开关S2时，电路消耗的总功率为2.88W。求：
（1）只闭合开关S1时电路消耗的电功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）以高温挡正常工作1min电路产生的热量。
4.某品牌电热水器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示R1、R2均为加热电阻（温度对电阻的影响忽略不计），热水器中温档功率为1000W，低温档功率500W．若电热水器中已装满质量为40kg、温度为25℃的水，它能够把水加热到的最高温度为75℃，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃），电源电压为220V．求：
（1）用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量。
（2）R1、R2的电阻值。
（3）高温档的电功率。
（4）若加热电阻产的热量有84%被水吸收，用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度，用高温档需加热多长时间？
5.如图所示是某型号电饭锅内部电路简图，通过温控开关的闭合和自动断开实现“高温烧煮”和“保温”两档切换，铭牌如表（其中保温时电路总功率已经模糊不清），请你解答以下问题：
频率 50HZ
额定电压 220V
高温烧煮功率 880W
保温时电路总功率
（1）按下温控开关按钮，电饭煲处于________档（选填“高温烧煮”或“保温”）。
（2）R1的阻值是多大
（3）若在某次烧饭过程中电饭煲在“高温烧煮”档时正常工作15分钟，后处于“保温”状态6分钟，共消耗电能0.2244kW·h，保温时电路的总功率是多少？
（4）当达到设定温度102℃以上时，温控开关会自动弹起。若某次用该电饭煲的“高温烧煮”档烧水5分钟，电饭煲的烧水效率是90%，其可以将2kg的水从30℃加热到多少摄氏度？（C水=4.2×103J/（kg ℃））
答案及解析
例1、（1）40Ω；（2）160Ω；（3）1210W，1512.5W
【解析】解：（1）根据电路图可知，当S1断开，S2在A时，R1和R2串联，电路总电阻最大，由可知，此时电路为保温挡；当S1闭合，S2在A时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较大，此时电路为中温挡；当S1闭合，S2在B时，R1和R2并联，电路总电阻最小，此时电路为高温挡。由图丙可知，中温挡加热的时间
消耗的电能
则中温挡加热时的实际功率
由可知，R1的阻值
（2）已知保温挡额定功率为242W，则R1和R2串联后的总电阻
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值
（3）电水壶的中温挡额定功率
高温挡额定功率
答：（1）电阻R1的阻值为40Ω；
（2）电阻R2的阻值为160Ω；
（3）该电水壶的中温挡额定功率为1210W，高温挡额定功率为1512.5W。
例2、（1）660W；（2）4.62×105J；（3）110Ω和220Ω
【解析】解：（1）由图丙可知，5~10min，电饭煲的功率为 P=660W
（2）由丙图可知15~30min，电饭煲以660W的功率工作5min，以440W的功率工作10min，根据焦耳定律的计算公式可得，电饭煲产生的总热量为
（3）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电路的总功率 P=660W
只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，由图丙可知，此时电路的总功率为 P′=440W
根据电功率的计算公式可得，电阻R1的阻值为
电阻R2的电功率为
电阻R2的阻值为
答：（1）5~10min，电饭煲的功率为660W；
（2）15~30min，电饭煲产生的总热量为4.62×105J；
（3）电热丝R1和R2的阻值分别为110Ω和220Ω。
例3、（1）b
（2）据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，此时为加热状态，
则R1的阻值为：；
当开关接b时，R1与R2串联，此时为保温状态，
总电阻；
则R2的阻值为：R2=R总-R1=60.5Ω-24.2Ω=36.3Ω。
（3）热水器正常工作35分钟需要消耗电能：W=P加热t=2000W×（60s×35）=4.2×106J。
【解析】（1）当开关切换时，总功率大的为加热状态，总功率小的为保温状态，根据公式分析即可；
（2）首先根据加热状态，利用公式计算出R1的阻值，再根据保温状态计算出总电阻R总，最后根据R2=R总-R1计算即可。
（3）根据W=P加热t计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，当开关接a时，只有R1自己工作，总电阻为R1；
当开关接b时，R1与R2串联，总电阻为R串；则R1根据公式可知，总功率P1>P串； 则前者为加热状态，后者为保温状态。
例4、（1）S2；S1闭合、S2断开
（2）当开关S1闭合、S2断开，只有电阻R2自己工作，此时为保温状态，功率为50W；
当开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，此时为加热状态，功率为550W；
那么电阻R1的功率为： P1=P总-P2= 550W-50W=500W；
那么电阻R1的阻值为： 。
【解析】（1）无论是保温状态，还是加热状态，至少有一个电阻在工作，即开关S1肯定是始终闭合的，它肯定不是温控开关，那么开关S2就是温控开关。保温时总功率小，加热时总功率大，对两种不同状态时的总功率大小进行比较即可；
（2）首先根据P总=P1+P2计算出电阻R1工作时的功率，再根据公式 计算即可。
【解答】（1）若按照小金设计的电路原理图（图丁），则S2是温控开关。
当开关S1闭合、S2断开，只有电阻R2自己工作；
当开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，根据并联电路电阻越并越小的规律可知，总电阻肯定小于R2；
根据公式可知，后者的功率肯定大于前者，那么后者为加热状态，前者为保温状态。
（2）当开关S1闭合、S2断开，只有电阻R2自己工作，此时为保温状态，功率为50W；
当开关S1和S2都闭合时，两个电阻并联，此时为加热状态，功率为550W；
那么电阻R1的功率为： P1=P总-P2= 550W-50W=500W；
那么电阻R1的阻值为： 。
例5、（1）0.4
（2）W=Pt=88W×600s=5.28×104J
（3）R2= =550Ω
R总= =1000Ω
R1=R总-R2=450Ω
【解析】（1）根据丙图可知，开关S1闭合、S2接b时，电路处于加热状态，此时只有电阻R2工作，根据公式计算通过R2的电流即可。
（2）已知加热功率和时间，根据公式W=Pt计算通电10min消耗的电能；
（3）根据 计算电阻R2的阻值。当开关S1闭合、S2接a时，电路处于保温状态，此时电阻R2与R1串联，根据 计算出总电阻，再利用R1=R总-R2串联电路计算出R1的阻值即可。
【解答】（1）开关S1闭合、S2接b时，电路处于加热状态，此时只有电阻R2工作，
通过电阻R2的电流：。
1.（1）保温洗涤
（2）W=Pt=300W×360s=108000J（或W=Pt=0.3KW×0.1h=0.03KWh）
（3）P1= =2000W，
P2= =200W
P=P1+P2=2000W+200W=2200W。
【解析】（1）只有电阻工作肯定为加热水状态，只有电动机工作肯定为脱水状态，既有电阻工作又有电动机工作为保温洗涤状态。
（2）根据W=Pt计算脱水过程消耗的电能；
（3）根据公式分别计算出两个电阻的功率，然后相加得到加热水的总功率。
【解答】（1）根据乙图可知，当开关置于位置2时，电阻R2与电动机同时工作，为保温洗涤状态。
2.（1）绝缘体
（2）①R1= =48.4欧
②W=Pt=1000瓦×300秒=3×105焦
（3）S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，电路处于保温状态。
【解析】（1）容易导电的物体叫导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
（2）①已知额定功率和额定电压，根据公式 计算电阻R的阻值；
②已知电功率和时间，根据W=Pt计算消耗的电能。
（3）根据公式可知，电压相等时，电阻大的，电功率小，为保温状态；电阻小的，电功率大，为加热状态，只需用温控开关控制定值电阻R2的工作与否。
【解答】（1）为防止触电，供电插座的外壳材料必须不容易导电，因此应该选择绝缘体。
（2）① 电阻R的阻值： ；
②正常工作300s消耗的电能：W=Pt=1000W×300s=3×105J。
（3）如下图所示，S闭合，温控开关断开，R1、R2同时工作，此时总电阻变大，根据可知，此时总电阻变小，那么电路处于保温状态。
3．解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，发热电阻R1规格是“24V 40Ω”，当R1正常工作时通过电路的电流：I0.6A；
（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压：U2＝U﹣U1＝36V﹣24V＝12V，
串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值：R220Ω；
（3）育苗箱正常工作5min产生的热量：Q＝W＝U1It＝24V×0.6A×5×60s＝4320J。
答：（1）电路中的电流为0.6A；
（2）R2的阻值为20Ω；
（3）育苗箱正常工作5min产生的热量为4320J。
4.（1）cd （2）0.94KW.h （3），
（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
【解析】（1）总功率大的是高档，小的是低档，根据公式比较总功率的大小即可
当开关旋至bc时，电阻与串联，当开关旋至cd时，只有电阻工作，根据公式可知，因为，，；即当开关旋至bc时，是低档；旋至cd时，是高档。
（2）观察乙图可知，电热砂锅以440 W的功率工作了1 h，以100 W功率工作了5 h
（3）高档加热时，只有工作，；
低档加热时两个电阻串联，；
；
（4）电压力锅锅内气压大，所以水的沸点高，食物在高温下容易熟，可以减少用电时间；加热时间短，散失到空气中的热量少，能量利用率高，所以更省电。
1．解：（1）读图可知，开关旋至AB处时，电热丝与电动机并联，此时功率最大，电吹风正常工作且处于吹热风状态；
（2）由P＝UI得，电吹风吹冷风时，电路通过的电流I0.5A；
（3）电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能W＝P热t＝1000W×5×60s＝3×105J。
答：（1）吹热风；
（2）当电吹风吹冷风时，电路通过的电流是0.5A；
（3）当电吹风吹热风时，正常工作5min消耗的电能是3×105J。
2.（1）低于
（2）Sa接2，Sb断开
（3）解：W=W1+W2=P高t1+P文 t2 = 500W×14×60s+100W×22×60s=5.52×105J
（4）解： R2= =484Ω
P1=P高- P文=500W- 100W = 400W
R1的阻值： R1= =121Ω
P保温= =80W
【解析】（1）液体沸点随气压的增大而升高，随气压的减小而降低；
（2）根据公式比较三种状态下电功率的大小即可；
（3）根据图3确定不同状态的功率以及对应的时间，然后根据W=Pt分别计算出消耗的电能，最后将它们相加即可。
（4）首先根据 计算出R2的阻值，再根据P1=P高- P文计算出R1单独工作的功率，接下来根据 计算R1的阻值，最后根据 计算出保温功率。
【解答】（1）根据图3可知，水的沸点为98℃，低于100℃，因此煎药壶工作时的外界大气压低于1个标准大气压。
（2）根据公式可知，当电压相等时，总功率与总电阻成反比。
当开关Sa接1，Sb断开时，两个电阻串联，总电阻为R串；
当开关Sa接2，Sb断开时，只有R2工作，总电阻为R2；
当开关Sa接2，Sb闭合时，两个电阻并联，总电阻为R并；
那么R串>R2>R并；
根据公式可知，总功率P串那么三个状态依次为保温、文火萃取和高火加热。
（3）根据图3可知，高火加热功率为500W，时间为14min；文火萃取的功率为100W，时间为：36min-14min=22min。
那么电流做的功为：
W=W1+W2=P高t1+P文 t2 = 500W×14×60s+100W×22×60s=5.52×105J。
（4）当开关Sa接2，Sb断开时，只有R2工作，此时功率为100W，
那么R2的阻值： ；
当开关Sa接2，Sb闭合时，两个电阻并联，此时功率为500W；
那么R1此时的功率为：P1=P高- P文=500W- 100W = 400W；
则R1的阻值为： ；
当开关Sa接1，Sb断开时，两个电阻串联，
那么保温功率为： 。
3.（1）7.2W；（2）30Ω；（3）720J。
【解析】解：（1）只闭合开关S1时电路为R1的简单电路，电路消耗的电功率为
（2）只闭合开关S2时，两电阻串联，串联电路总电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和，电阻R2的阻值
（3）当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联接入电路，串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，根据可得此时电路的总功率最大，为高温挡，暖宝宝高温挡的功率为
工作1min产生的热量为
答：（1）只闭合开关S1时电路消耗的电功率为7.2W；
（2）电阻R2的阻值为30Ω；
（3）以高温挡正常工作1min电路产生的热量为720J。
4.（1）用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度需要吸收的热量为8.4×106J；
（2）R1、R2的电阻值均为48.4Ω；
（3）高温档的电功率为2000W；
（4）若加热电阻产的热量有84%被水吸收，用该电热水器把40kg、25℃的水加热到最高温度，用高温档需加热5000s。
【解析】（1）水加热到最高温度时需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（75℃﹣25℃）＝8.4×106J；
（2）由电路图可知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，
电源电压U一定，由P＝UI＝可知，此时总功率最小，电热水器处于低温档；
同理可知，当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，总功率最大，电热水器处于高温档，
所以，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，此时电热水器处于中温档，
则电热丝Rl的阻值：R1＝＝＝48.4Ω，
低温档时电路的总电阻：R＝＝＝96.8Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的电阻值：R2＝R﹣R1＝96.8Ω﹣48.4Ω＝48.4Ω；
（3）当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电热水器处于高温档，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，高温档的电功率：P高＝+＝+＝2＝2P中＝2×1000W＝2000W；
（4）由η＝×100%可得，加热水消耗的电能：W＝＝＝1×107J，
由P＝可得，用高温档需要的加热时间：t′＝＝＝5000s。
5.（1）高温烧煮
（2）按下温控开关，处于高温烧煮，加热功率为880W
R1= =55欧
（3）高温烧煮15分钟消耗电能：W1=P1t1=880W×15×60s=792000J
保温6分钟消耗电能：W2=0.2244×3.6×106J-792000J=15840J
保温功率P2=W2/t2=15840J/6×60s=44W
（4）△t= = = =
升高到30℃+28.3℃=58.3℃
【解析】（1）根据功率的计算式比较两种状态下功率的大小，然后判断所处的档位。
（2）当温控开关闭合时，只有R1单独工作，此时处于高温档，根据公式 计算出R1的电阻。
（3）首先根据公式W1=P1t1计算出高温烧煮消耗的电能，再根据W2=W总-W1计算出保温消耗的电能，最后根据公式计算出保温功率。
（4）首先根据W=Pt计算出消耗的电能，再根据Q=ηW计算出水吸收的热量，最后根据公式 计算出水升高的温度，并根据t=t0+△t计算出水升高到的温度。
【解答】（1）温控开关断开时，电阻R1与R2串联，此时总电阻为R串；
当温控开关闭合时，只有电阻R1工作，此时总电阻为R1；
根据公式可知，串联的总功率P串因此前者为保温状态，后者为高温烧煮状态。
浙教版科学九年级“期末冲刺”专题复习讲义（十八）
电热器

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