例说电热器的多档功率问题
http://www.newdu.com 2025/09/23 10:09:17 人民教育出版社 佚名 参加讨论
例说电热器的多档功率问题 山东省高唐县琉寺中学 李洪生 例1．（2012年宿迁）某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路如图1所示，当S分别置于“1”档和“2”档时，______档是保温状态，当S接“2”档时，电路中的电流大小是______，通电100s电路产生的热量是______J。  解析：电源电压为220V不变，当S接“1”档时，电路中R与R0串联，此时电阻为两个电阻的和；当S接“2”档时，电路中只有R0，此时电阻小于串联时电阻，根据公式  可知，电压一定时，电阻越大，电功率越小，所以“1”档是保温状态。当S接“2”档时，电路中只有R0，电路中的电流为： ；通电100s电路产生的热量为 。例2．（2012年山西）下表为电烤箱铭牌的部分参数，其简化电路如图2所示。当开关s闭合时，电烤箱处于______温档。当电烤箱在高温档工作时，1min消耗的电能是______J。  解析：由公式 可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大。所以当开关S闭合时，R2短路，只有R1工作，电功率大，为高温档。由电烤箱铭牌可知，在高温档工作时，功率为P高=1100W，所以电烤箱在1min内消耗的电能为  。例3．（2012年泰州）如图3所示是某电热器的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为l10Ω、220Ω。  （1）S1闭合、S2开时，求电热器的功率； （2）S1、S2都闭合时，求电热器的工作电流； （3）S1，S2都闭合时，电热器是处于“高温档”还是处于低温档通过有关计算证明你的结论。 解析：当S1闭合，S2断开时，只有电阻R1通电，电热器的功  。当S1、S2都闭合时，两电阻并联接入电路，电热器的工作电流  。当S1、S2都闭合时，电热器功率  ，因此 ，所以当S1、S2都闭合时电热器是处于高温档。例4．（2012年广东）某保温电热水壶电路如图4所示，S是温控开关，R1为加热器。当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时通过电热水壶的电流是5A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时电热水壶的电功率为165W。（不考虑温度对电阻阻值的影响），求：  （1）加热电阻R1的阻值是多大？ （2）在保温状态下，通过电阻R2的电流是多少？ 解析：当开关S接到a时，电路为R1的简单电路，且I1=5A，R1的阻值  。当开关S切换到b时，两电阻串联，电热水壶的电阻最大，由公式 知，电热水壶的电功率最小，处于保温状态，P保温=165W，电路中的电流 。例5．（2012年陕西）如图5所示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图。R1、R2为电热丝，其中R2=242Ω，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。  （1）电热丝是利用电流的_______效应工作的。分析电路图，闭合S1，当S2_______时，电熨斗处于高温档。 （2）电熨斗处于低温档时，正常工作功率为100W。求：通过电路的电流是多大？R1的电阻是多大？通电3min产生的热量是多少？ （3）若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温档功率为1000W。要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？ 解析：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，闭合S1，当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，电熨斗处于高温档。由电路图知：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档，此时只有电阻R1接入电路；通过电路的电流  ，R1的电阻 ；通电t=3min=180s产生的热量 。当开关S1与S2都闭合时，电熨斗处于高温档，电阻R2的功率  ，电阻R1的功率 ，则电阻R1改变后的阻值 。例6．（2012年苏州）下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图6所示，R1和R2均为电热丝。求： （1）低温档正常工作时的额定功率； （2）中温档正常工作10分钟产生的热量； （3）高温档正常工作时的额定电流。   解析：由热水器的铭牌知，热水器处于低温档正常工作时的额定功率：  。由热水器的铭牌知，中温档正常工作10分钟产生的热量： 。由电路图知：开关S1断开、S2接b时，两电阻串联。热水器电阻最大，由公式 知，热水器的电功率最小，热水器处于低温档，此时 ，即： ，由电路图知：开关S1闭合、S2断开时，只有电阻R1接入电路，热水器处于中温档，此时 ，即： 。 解得：R1=44Ω，R2=66Ω。由电路图知：开关S1闭合、S2接a时，两电阻并联，此时热水器电阻最小，由公式 知，热水器的电功率最大，热水器处于高温档，高温档正常工作时的额定电流为 。 (责任编辑：admin)
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