资源简介

多挡位电热器的相关计算
一、多挡位电热器是利用电流的热效应工作的。
电热器电路是纯电阻电路，一般接在家庭电路，电压为220V，是个常量，所以：
（1）比较电热的多少一般用Q=W=t，比较功率的大小用。
（2）如果已知各挡功率，计算电热（电功）用Q=W=Pt。
（3）如果没有已知功率，通常通过计算出电功率，再用Q=W=t计算电热。
当然根据题目已知也可以用其他公式进行计算。
二、多个加热电阻的电热器：
多挡位电热器，顾名思义，电热器有多个挡位，不同挡位电功率不同。由于用电器多接在220V电压下工作，所以依据可知：
①当电路中电阻越大，电功率越小，为低挡位（保温挡）工作；
②当电路中电阻越小，电功率越大，为高挡位（加热挡）工作；
③当电阻介于大电阻和小电阻之间时，为中温挡。
通常家用多挡电热器是通过改变开关状态，改变工作电路结构，从而改变用电器消耗的电功率，实现高温挡、中温挡和低温挡的转换的。
高温挡——通过开关的转换，实现电路的并联，并联支路越多，电阻越小，功率越大，温度越高；
低温挡——通过开关的转换，实现电路的串联联，串联电阻越多，电阻越大，功率越小，温度越低；
三、只有一个加热电阻的电热器：
串联电阻分压，使加热管的电压改变从而引起电功率变化。这类题目中要特别注意区分加热电阻和分压电阻，分压电阻的电热是不能用来加热的。
四、电热器是用来加热的，所以常常与比热容相关计算联系起来，考查被加热的物质吸收的热量、温度变化等，进而计算加热效率。
被加热的物质吸收的热量Q吸=cm△t，消耗的电能W=Pt，加热效率。当电能全部转化为水的内能时，W=Q吸。在计算过程中，要注意被加热的物质的温度变化时，“升高了”还是“升高到”。
五、中考题型分析
中考中，多挡位电热的计算是中考中一个重要的考点，综合性强，往往是中考中压轴的题目。主要以综合应用计算题的形式出现，常常结合考查电路结构、欧姆定律、电功率、电热及其变形公式等内容，分值7分左右；当然也会有填空、选择题，分数较少，2-3分。
★常考知识点一：多挡位电热器挡位判断：
典例1.如图是高、中、低“三档”电热器的工作电路，如果将电热器调至高温档工作，应该闭合开关______；如果调至中温档工作，已知电源电压为，通电时间为，则它产生的热量的表达式：______。
典例2.如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同。电热水器功率有高、中、低三档。当断开，接时，其功率为低档，大小为。
请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦。不必写出推导过程
小林选用某功率档加热水箱里的水，水温升高用了，求此过程电热水器的效率。水的比热容
★常考知识点二：多挡位电热器的相关计算：
典例3.如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，和是阻值分别为和的电热丝。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。则开关接触______触点时选填“”或“”或“”，水龙头放出的温水；若将两电阻的位置互换，温水档的电功率将______，水龙头在热水挡正常工作产生的热量是______。不用科学记数法表示
典例4.型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关进行调节，、为电热丝，当开关接加热档时，电路的功率为，当开关接保温档时，电路的总功率为，、阻值恒定不变。
整壶水的质量
额定电压
加热时的总功率
保温时的功率
在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？
电热丝、的阻值多大？
在一标准大气压下把一满壶水从烧开需要分钟，求这个热水壶的效率是多少？【】
跟踪训练
5.小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫原理如图所示，发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，为挡位切换开关，和为电热丝，电源电压为，，若开关切换到时，电路处于______ 档，此时电路中的电流是，则电热丝两端的电压______ ；电加热座椅垫在高温挡工作产生的热量______ 。
6.有一种电热水壶常有两个档“烧水”和“保温”，如图是其内部简化电路图，已知，，当接时，电热水壶处于______选填“烧水”和“保温”挡，当接时，通电产生的热量是______。
7.图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关，要让电暖器处于第二挡工作，则应再将开关________闭合；若电暖器在第二挡正常工作，则产生的热量是________。
额定电压
功率选择 一档 二挡 三挡
8.某电热水器的额定电压为，有高温和低温两个档位，高温档的电功率为在额定电压下，高温档工作时将、初温的水加热至不计热量损失求：
水吸收的热量为多少？
电热水器需要工作多长时间？
9.有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三档，并可以手动调节，它的等效电路如图所示，其中，均为电热丝，单刀双掷开关可接或。
开关、处于什么状态时，电热水壶处于低温档？
电热水壶处于高温档时的电功率是多大？
用高温档加热时，把水从加热到需多长时间？，不计热量损失，时间结果保留一位小数
10.下表为一台电饭煲的铭牌，其内部简化电路如图所示，和均为电热丝．
牌电饭煲
额定电压
额定功率 高温档
低温档
电源频率
试求：电饭煲在高温档正常加热工作时的电流；
电路中的阻值；
电饭煲在低档保温正常工作，电路中产生的热量．
11.如图甲所示是一款电烤箱，图乙是其简化电路图。它设有高、中、低三挡开关。已知、，取，求：
电烤箱中火档的电功率是多少？
将烤肉从加热到， 需要吸收多少热量？
若电烤箱的加热效率为，那么用高温挡将烤肉从加热到，需要多长时间？
12.在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示某家用电中药壶，右表是其铭牌，猛火挡额定功率字迹已被磨损；工作电路简化为图乙所示，其中为挡位开关，、为定值电阻，、为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。。
牌电药壶
额定电压
额定功率 猛火挡
文火挡
判断灯是红灯还是绿灯；
求电中药壶文火挡正常工作电流做的功；
猛火档的额定功率；
当把家中的其他用电器都与电源断开，在标准大气压下用猛火挡将的药液加热至沸腾药液的沸点与水相同，标有“”字样的电能表转过转。求此电中药壶的加热效率。药液的比热容为
答案和解析
1.【答案】、、
【解析】解：由电路图可知，当开关、、闭合时，两电阻并联，
根据电阻的并联特点可知，此时电路中的总电阻最小，
由可知，此时电热器的电功率最大，处于高温档位；
当闭合开关、闭合时，电路中只有工作，
，
由可知，此时电热器处于中温档位，
内产生的热量：
。
故答案为：、、；。
根据可知，在电源的电压不变时，要调到电热器的高温档位，应使电路中的总电阻最小，根据电阻的并联特点可知两电阻并联时电路中的总电阻最小，据此判断需要闭合的开关；
当电路中只有工作时，电热器处于中温档位，根据焦耳定律求出通电时间为内产生的热量。
本题考查了电功率公式和焦耳定律的灵活应用，关键是根据电阻的并联特点和两电阻之间的关系确定电热器的档位。
2.【答案】解：当断开，接时，两加热管电阻串联，电热水器处于低温档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，，即，
当闭合，接时，加热管电阻并联，电热水器处于高温档，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻为，
则；
当闭合，接时，电路为一根加热管电阻的简单电路，电热水器处于中温档，
则；
水的体积：
，
由可得，水的质量：
，
则水吸收的热量：
，
若消耗的电能，
则电热水壶的功率，
所以，加热档位为高温档，消耗的电能：
，
此过程电热水器的效率：
。
答：电热水器的高、中档功率分别是、；
此过程电热水器的效率为。
【解析】当断开，接时，两加热管电阻串联；当闭合，接时，加热管电阻并联；当闭合，接时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并联和求出电热水器的高、中档功率；
知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据求出水吸收的热量，根据求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据求出消耗的电能，利用求出电热水器的效率。
本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断。
3.【答案】 变大
【解析】解：由电路图可知，接时处于断路状态，接时，电路中只有工作，接时，电阻、并联，根据可知，接时为冷水挡，接时为温水挡，接时为热水挡，则开关接触触点时，水龙头放出的温水，此时的电功率为：
；
若将两电阻的位置互换，温水挡的电阻由变为，电阻变小，根据可知电功率将变大。
当开关接触、触点时，电路中、电热丝并联，
此时的电功率：；
水龙头在热水挡正常工作产生的热量为。
故答案为：；变大；。
当开关接触、触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；当开关接触、触点时，电路中只有电热丝工作，根据求出此时电功率的大小；当开关接触、触点时，电路中、电热丝并联，电路总功率等于各部分电功率之和，根据可以求出此时的电功率大小，比较可知，开关接触不同位置时的状态；若将两电阻的位置互换，温水挡的电阻由变为，电阻变小，根据分析温水档的电功率变化情况；根据计算水龙头在热水挡正常工作产生的热量。
本题考查并联电路特点和电功率公式的灵活运用，分清电路的连接是解题的关键。
4.【答案】解：
由表格数据可知，保温时的功率为，
由可得保温档正常工作时，电路中的电流：
；
由图知接时只有接入电路，为加热状态，
由可得的电阻：
，
接时两电阻串联，为保温状态，
总电阻：，
所以；
水吸收的热量：
；
热水壶消耗的电能：，
热水壶的效率：。
答：在保温档正常工作时，电路中的电流是；
电热丝、的阻值分别是和；
热水壶的效率是。
【解析】本题考查了串联电路特点、功率和热量公式的应用以及效率的计算，关键是正确分析电路，明确电路状态。
由表格数据，根据计算在保温档正常工作时，电路中的电流；
由电路图知接时两电阻串联，为保温状态；接时只有接入电路，为加热状态，根据电路特点和计算两电阻的阻值；
利用吸热公式来计算热量；消耗的电能可利用公式来计算，热水壶的效率则是吸收的热量与消耗的总电能的比。
5.【答案】低温
【解析】解：当开关接时，、串联；当开关接时，只有工作；当开关接时，没有电阻工作处于，处于关挡；
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，
所以当开关接时，、串联，电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小，座椅垫处于低温挡；
当开关接时，只有工作，电路中的总电阻最小，电功率最大，座椅垫处于高温挡；
根据得电热丝两端的电压为：
，
由串联电路电压的规律得电热丝两端的电压为：
；
高温挡加热时座椅垫工作产生的热量为：
。
故答案为：低温；；。
当开关接时，、串联；当开关接时，只有工作；当开关接时，没有电阻工作；根据串联电路的电阻特点和可知高温挡、低温挡以及关挡的电路连接；根据欧姆定律算出电热丝两端的电压，由串联电路电压的规律算出电热丝两端的电压；
根据求出高温挡加热时座椅垫工作产生的热量。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
6.【答案】保温
【解析】解：由电路图可知，当开关置于“”档时，两电阻串联，电路电阻最大，根据可知，电饭锅电功率最小，处于保温状态；
当开关置于“”档时，被短路，只有接入电路，电路电阻最小，电饭锅电功率最大，处于加热状态。
此时电路中电流：；
通电电路产生的热量：。
故答案为：保温；。
电路电压一定，由可知，电阻越大，电功率越小，分析电路图确定电饭锅的状态；
由计算电路中电流，由计算通电电路产生的热量。
本题考查欧姆定律和电功率公式应用以及电热的计算，分析清楚电路结构是关键。
7.【答案】
【解析】由电路图可知，闭合开关、时，单独接入电路，由可知，电路中电阻最大，由可知，功率最小，电暖器处于第一挡；
闭合开关、时，单独接入电路，由可知，电路电阻较大，由可知，功率较大，电暖器处于第二挡；
闭合开关、、时，、并联，电路中电阻最小，由可知，功率最大，电暖器处于第三挡；
电暖器在第二挡正常工作产生的热量为 ．
8.【答案】解：
水吸收的热量：
；
不计热量损失，电热水器消耗的电能，
由可得，电热水器需要工作的时间：
。
答：水吸收的热量为；
电热水器需要工作。
【解析】知道水的质量和初温、末温、比热容，根据求出水吸收的热量；
不计热量损失，消耗的电能，再利用求电热水器需要工作的时间。
本题考查了吸热公式、电功率公式的应用，注意利用好条件：不计热量损失，消耗的电能。
9.【答案】解：由电路图知，当断开，接时，、串联，电路总电阻最大，电源电压一定，由可知，此时总功率小，电热水壶处于低温挡；
当闭合，接时，、并联，总电阻最小，由可知，总功率最大，电热水壶处于高温挡，
、并联时，总电阻：，
高温档加热时，电路消耗的功率：；
把水从加热到吸收的热量：
；
不计热量损失，；
由可得，所需时间。
答：当断开，接时，电热水壶处于低温档；
用高温档加热时，电功率是；
把水从加热到需要。
【解析】由可知，电压一定时，电路电阻越大，功率越小，电热水壶处于低温挡，根据电路图分析电路结构，判断低温挡时，开关的状态；
当、并联，电路电阻最小，由可知，功率最大，电热水壶处于高温挡，根据并联电阻的规律算出总电阻，利用可求得高温档加热时的电功率；
根据可求得水吸收的热量，不计热量损失，，利用可求得时间。
本题考查了电功率公式、吸热公式、电功公式的应用，分清电热水壶处于不同状态时电路的连接方式是关键。
10.【答案】解：由可得，电饭煲在高温档正常加热工作时的电流：
；
由电路图可知，开关、闭合时，电路为的简单电路，电饭煲处于高温档，
由可得，电路中的阻值：
；
由电路图可知，开关闭合、断开时，与串联，电饭煲处于低温档，
由可得，低档保温正常工作时的电流：
，
工作电路中产生的热量：
．
答：电饭煲在高温档正常加热工作时的电流为；
电路中的阻值为；
电饭煲在低档保温正常工作，电路中产生的热量为．
【解析】电饭煲在高温档正常加热工作时的功率和额定功率相等，根据求出电流；
由电路图可知，开关、闭合时，电路为的简单电路，电路中的总电阻最小，电饭煲处于高温档，根据求出电路中的阻值；
由电路图可知，开关闭合、断开时，与串联，电路中的总电阻最大，电饭煲处于低温档，根据求出低档保温正常工作时的电流，根据求出工作电路中产生的热量．
本题考查了串联电路的特点和电功率公式、焦耳定律的应用，分清电饭锅不同档位时电路的连接方式是关键．
11.【答案】解：当开关闭合、接时，、并联；当断开、接时，只有工作；当断开、接时，、串联；
根据串并联电路的电阻特点可知，串联电路的总电阻大于任一分电阻，并联电路的总电阻小于任一分电阻，
所以当开关闭合、接时，、并联，电路中的总最小，根据可知，电路中的总功率最大，电烤箱处于高温挡；
当断开、接时，、串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电烤箱处于低温挡；
当断开、接时，只有工作，电烤箱处于中温挡；
电烤箱中火档的电功率：；
烤肉的质量，
将烤肉从加热到，需要吸收的热量：；
由可知，用高温挡将烤肉从加热到，电烤箱消耗的电能：，
电烤箱高温挡的电功率：，
由可知，需要加热的时间：。
答：电烤箱中火档的电功率是；
将烤肉从加热到，需要吸收的热量；
若电烤箱的加热效率为，那么用高温挡将烤肉从加热到，需要的时间为。
【解析】当开关闭合、接时，、并联；当断开、接时，只有工作；当断开、接时，、串联，根据串并联的特点和可知各种状态下的电路连接，并根据可求出电烤箱中火档的电功率；
知道烤肉的质量、比热容、初温和末温，利用求出将烤肉从加热到，需要吸收的热量；
根据效率公式求出用高温挡将烤肉从加热到，电烤箱消耗的电能，根据求出高温挡的功率，利用求出需要加热的时间。
本题是电热综合题，主要考查串并联电路的特点、电功率公式、吸热公式以及效率公式的灵活运用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
12.【答案】解：指示灯的阻值忽略，当开关闭合，打至触点时，电路为两电阻和指示灯的串联的电路，此时电路中总电阻较大，根据可知总功率较小，电中药壶处于文火挡；
当开关闭合，打至触点时，电路为和指示灯的串联电路，此时电路中总电阻较小，根据可知总功率较大，电中药壶处于猛火挡。
当开关闭合，打至触点时，电路为和指示灯的串联电路，电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，故A灯是红灯；
电中药壶文火挡正常工作电流做的功；
、为阻值可忽略不计的指示灯，电中药壶处于文火挡时，根据可知，根据电阻串联的特点可知，
根据可知猛火档的额定功率；
药液吸收的热量；
消耗的电能，
此电中药壶的加热效率。
答：灯是红灯；
电中药壶文火挡正常工作电流做的功为；
猛火档的额定功率为；
此电中药壶的加热效率为。
【解析】指示灯的阻值忽略，当开关闭合，打至触点时，电路为两电阻和指示灯的串联的电路，此时电路中总电阻较大，根据可知总功率较小，电中药壶处于文火挡；当开关闭合，打至触点时，电路为和指示灯的串联电路，此时电路中总电阻较小，根据可知总功率较大，电中药壶处于猛火挡。
当开关闭合，打至触点时，电路为和指示灯的串联电路，电中药壶处于猛火挡，此时红灯亮，据此分析；
根据得出电中药壶文火挡正常工作电流做的功；
、为阻值可忽略不计的指示灯，电中药壶处于文火挡时，根据可知总电阻，根据可知的阻值；根据可知猛火档的额定功率；
根据得出药液吸收的热量；表示的是电路中每消耗的电能，电能表的转盘转，求出转盘转电路中消耗的电能，根据得出此电中药壶的加热效率。
本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活息息相关，使学生觉得学了物理有用，在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。

展开更多......

收起↑