2013年中考电热器多档问题精选精析 山东省高唐县琉寺中学 李洪生 姜玉燕 例1 (2013·重庆)如图1所示为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗,其电路原理如图2所示,R1、R2为电热丝,其额定电压均为220V。电路的工作原理是:当S1闭合,S2断开时,电熨斗处于低温档;当S1、S2都闭合时,电熨斗处于高温档。正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变,不计电热丝电阻随温度的变化。) (1)电熨斗正常工作时,在高温档状态下电路中的总电流是多大? (2)若电热丝R2的电阻为44Ω,则电热丝R1的电阻为多少? (3)若电热丝R2烧毁了,要使电路恢复正常工作,小楠设计了这样一个方案: 小楠方案:用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2。请你通过计算和分析,对小楠的方案作出评价。
解析:(1)电熨斗工作时,电流流过电阻产生热量,对水加热,使水汽化为蒸汽,因此电热丝是利用电流的热效应工作的;由电路图知,当闭合S1、S2闭合时,两电阻丝并联,电路电阻最小,电源电压U一定,由公式可知此时电路功率最大,电熨斗处于高温挡;由公式可得,1800W=220V×I,所以在高温档状态下电路中的总电流I=9A; (2)由电路图知:当S1、S2都闭合时,电阻R1和R2组成的是一个并联电路; ,,
(3)小楠方案:“220V 550W”的电热丝的电阻为R3
用两根的电热丝R3并联后总电阻是44Ω,其总功率为1100W,正常工作时符合要求。但当其中一根的电热丝烧坏,电路仍能工作,但P3=550W<1100W,且不能及时发现加以排除,可见小楠方案也不是最佳方案。
解析:(1)当开关处于位置2时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,根据可知:此时功率最小,可见此时放出的是温水;当开关处于位置3时,电阻R1和R2并联接入电路,电路电阻最变小,根据可知:此时功率最小,所以此时放出的是热水; (2)由公式可知,温水功率P温水=2。2kW=2200W, ∴; (3)∵S旋到热水档时,电阻R1和R2并联接入电路,∴根据欧姆定律得:,。 所以,。 例6 (2013·永州)小芸爸爸在商店选中一款速热式电热水器,小芸阅读说明书后知道该电热水器的额定功率是4400W。额定电压是220V,工作电路图如图9所示(图中R是给水加热的电阻),小芸向爸爸指出该电热水器夏天4400W的额定功率过大,浪费电能,冬天4400W的额定功率过小,不能满足人对热水的需要。两人交流讨论后根据自家的实际情况,从节约、低碳、环保的角度,提出了以下选购要求:①该电热水器额定电压是220V;②夏天额定功率是2200W,春、秋两季额定功率是4400W,冬季额定功率是6600W。求: (1)如图所示,该电热水器正常工作15min,加热电阻R消耗的电能? (2)如图所示,该电热水器正常工作时,电路中电流强度是多大? (3)请你用两个加热电阻R1,R2和两个开关S1,S2设计出符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图,并计算出加热电阻R1和R2的阻值各是多大?
解析:(1)正常工作15min加热电阻R消耗的电能: ; (2)由可得,电热水器正常工作时电路的电流:; (3)由题意可知,两加热电阻并联,分别用一个开关控制电路,如图10所示: 夏季:只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,总功率P1=2200W,由可得:;春、秋两季:只闭合开关S2时,电路为R2的简单电路,总功率P2=4400W,则;冬季:同时闭合开关S1和S2,总功率:。 例7 (2013·黑龙江)学校为班级新买的饮水机的电路图如图11所示,铭牌如表示数。S是手动开关,S1是温控开关,当S闭合后,热水箱内的水温低于60℃时S1就自动闭合,水温高于90℃时S1就自动断开,因此这台饮水机有“加热”和“保温”两档功率,在“加热”时,流过电阻R2的电流为______A,R1的电阻值为______Ω。
解析:温控开关S1断开,处于保温状态,这时只有R2工作,通过R2的电流:。而不管饮水机处于加热还是保温状态,R2都工作,其两端电压不变,所以通过R2的电流不变,仍然是0。2A。根据欧姆定律可计算R2的阻值, 。当温控开关S1闭合时,处于加热状态,这时R1和R2并联,,根据并联电路电阻的关系,得:。解得R1=110Ω。 (责任编辑:admin) |