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第一部分 考点突破
第3讲　电功率
微专题六　多功率用电器的分析与计算
（2023.21,2 分、2022.29,9 分）
多功率用电器的变挡问题,其本质是电路在工作过程中发热电阻的组合发生了变化.解决问题的关键是将动态电路变成多个静态电路,并根据题意比较出不同静态电路的发热总功率的大小,由此得到符合题意的不同挡位所对应的不同的工作电路.
　　　　 小明家的电烤箱如图甲所示,简化电路如图乙所示,已知R1、R2均为加热电阻,R2=156 Ω,高温挡的额定功率为1 100 W;当开关S闭合、S1______时,电烤箱处于低温挡,此挡的额定功率为_____W;若某次家中电压偏低,电烤箱在低温挡工作1 min,如图丙所示的电能表转盘转了10转,则它的实际功率为_____W.
两挡位
1
甲
乙
丙
断开
242
200
变式1　(2022·北部湾经济区29题9分)善于观察的小明发现,家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低,夏季水温偏高,还发现水龙头标有“220 V　2 200 W”.于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯(电阻不计)设计了如图所示的电路进行改进,其中R0为改进前水龙头的发热电阻.开关S1可以只与c相连或同时与a、b相连,使其具有两挡工作状态,且冬季与夏季水龙头的工作的总电流之比为4∶1.求:
(1)电阻R0的阻值;
解:根据P=得,R0的阻值
R0===22 Ω
答:略.
(2)改进前,若水龙头的热效率为90%,正常加热100 s提供的热量;
解:改进前,由于水龙头的热效率为90%,根据P=得,正常加热100 s提供的热量
Q=Wη=Ptη=2 200 W×100 s×90%=1.98×105 J
答:略.
(3)改进后,冬季使用时水龙头工作的总电功率.
【疑难拆解】　①S1与a、b相连时适用的季节;
②S1与c相连时适用的季节;
③电阻R的阻值;
④冬季使用时水龙头工作的总电功率.
解:①由电路图可知,将开关S1与a、b相连时,R与R0并联,总电阻较小,根据P=可知,此时电路的总功率较大,水龙头处于冬季工作状态,此时电路中的电流I1=+
②将开关S1与c相连时,R与R0串联,总电阻较大,总功率较小,水龙头处于夏季工作状态,此时电路中的电流I2=
③由题知,水龙头分别处于冬季与夏季时总电流之比为4∶1,则(+)∶=4∶1,解得:R=22 Ω
④冬季使用时水龙头的总电功率
P冬=+=+=4 400 W
答:略.
　　　　(2023·南宁三模)如图是某蛋糕机的简化电路图,通过调节开关可以实现高、中、低温三个挡位,当S1断开、S2接A时,蛋糕机处在____(选填“高”“中”或“低”)温挡;蛋糕机的额定电压为220 V,低温挡的功率为220 W,中温挡的功率为440 W,则R2的阻值为_____Ω.
三挡位
2
低
110
变式2　(2023·广西)如图是简易榨汁杯的电路原理图,工作站有榨汁、加热、保温三挡.当闭合开关_____时,榨汁杯处于榨汁挡;只闭合开关S2时,榨汁杯处于______挡.
S1
保温
变式3　(2023·鄂州)如图甲所示,空气炸锅利用热空气流高效快速烹制食物,以烹制食物的外酥里嫩、味美可口而广受大众的认可和欢迎.如图乙所示是某品牌空气炸锅加热部分的简化电路图,其额定电压为220 V,定值电阻R1和R2为发热体,其中R2=44 Ω.通过开关S1的通断和单刀双掷开关S2在A、B间的连接转换可实现高、中、低三个挡位的调节.已知中温挡的额定功率为440 W.求:
甲
乙
(1)当开关S1______(选填“断开”或“闭合”)、S2______(选填“接A”或“接B”)时,空气炸锅为低温挡;
断开
接A
(2)R1的阻值;
解:当开关S1闭合、S2接A时,电路为R1的简单电路,总电阻较大,根据P=可知,此时总功率较小,空气炸锅为中温挡
R1的阻值
R1===110 Ω
答:R1的阻值为110 Ω;
(3)当空气炸锅处于高温挡时,正常工作10 min消耗的电能.
解:当开关S1闭合、S2接B时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=可知,此时总功率最大,空气炸锅为高温挡
空气炸锅正常工作10 min消耗的电能
W=t+t=×10×60 s+×10×60 s=9.24×105 J
答:当空气炸锅处于高温挡时,正常工作10 min消耗的电能为9.24×105 J.

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