多挡位用电器电热的计算.docx

1、多挡位用电器电热的计算电路中开关的断开与闭合会导致电路部分电阻被短接或电路的连接方式改变，电路发生改变时，电路中的总电阻会变化，在电源电压不变的条件下，消耗的电功率(或电能)会变化。多挡位用电器的高挡位电功率大，低挡位电功率小，通常情况下通过开关的开闭来改变电路的总电阻，从而实现高、中、低挡位间的转换。多挡位用电器电热的计算：首先根据开关的断开与闭合确认电路的连接情况(连接方式、接入电路的电阻)，其次理清电路中I、U、R的关系，最后根据已知条件，选择适当的公式运算。类型一串联型1如图Z81所示，电阻R1R2，电源电压均为U，在相同时间内，图甲电路中电阻产生的总热量为Q甲，图乙电路中电阻产生的总

2、热量为Q乙，图丙电路中电阻产生的总热量为Q丙，图丁电路中电阻产生的总热量为Q丁，则()图Z81AQ甲Q乙Q丙Q丁 BQ丁Q丙Q乙Q甲CQ丁Q乙Q甲Q丙 DQ甲Q丙Q乙Q丁2某中学为解决同学们的饮水问题，购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示，如图Z82所示是饮水机的电路图，S是用感温材料制成的温控开关，R1是电阻，R2是供加热用的电阻丝。图Z82(1)分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于_状态，当S断开时处于_状态。(2)在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？(3)正常工作时该饮水机将热水罐中0.6 kg、18 的水加热到93 ，用时6 min，则热水罐中的水吸收的热量和该饮水机

3、加热状态时的效率是多少？c水4.2103 J/(kg)额定频率50 Hz环境温度1038 加热功率550 W环境湿度90%额定电压220 V制热水能力90 5 L/h3PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高。PTC有人为设定的一个温度点，当PTC的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。如图Z83甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻，它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在RT设定温度状态工作时，电路的总功率为1100 W。问：

4、图Z83(1)用此水壶将2 kg的水从25 加热到100 ，水需要吸收多少热量？水的比热容是4.2103 J/(kg)(2)R0的阻值为多少？(3)当RT的温度为130 时，电路中RT的实际功率为多少？4林红同学设计了一种电热水壶，电路如图Z84所示，S是温控开关，R1为发热体。当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时发热体的电功率为1000 W；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时发热体的电功率为160 W。(1)求R1、R2的电阻值。(不计温度对电阻值的影响)(2)为充分利用好电能，在不改变电路连接方法的前提下，请你对林红的设计提出合理的改进办法。图Z84类型二并

5、联型5下表是从某台电热饮水机的说明书上收集到的信息，图Z85是其简化的电路图。经分析得知，电热饮水机有加热和保温两种工作状态，当S闭合、S0断开时，饮水机处于保温状态，当S、S0同时闭合时，饮水机处于加热状态。求：热水箱容量2 L额定电压220 V加热时的功率400 W保温时的功率40 W图Z85(1)电热饮水机在保温状态下正常工作时的电流是多少。(保留两位小数)(2)电热饮水机保温2 h放出的热量是多少。(3)电阻R1的阻值是多大。(保留两位小数)6如图Z86甲所示是林红家的节能型电饭煲，图乙是其简化的电路图。当S1、S2都闭合时，R1、R2两个发热体同时给锅加热，处于高温加热状态；当只闭合

6、S1时，处于低温保温状态。已知家庭电路电压为220 V，R2工作时的阻值为88 ，电饭煲低温保温状态时的功率为40 W。求：图Z86(1)高温加热状态时，通过R2的电流是多少。(2)低温保温状态时，R1的阻值是多少。(3)如果用高温加热来煮一次米饭需用时30 min，则电饭锅要消耗的电能是多少。7林红家买了一台电烤箱，有低温、中温、高温3个挡位的发热功率。如图Z87所示是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知R148.4 ，R296.8 ，电源电压保持不变。(1)当开关S1置于a端、S2闭合时，电烤箱处于_挡位；当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于_挡位。(均选填“高温”

7、“中温”或“低温”)(2)电烤箱在中温挡位工作时，实际电功率是多少？(3)电烤箱在高温挡位工作时，对食物加热6 min，消耗的电能为多少？图Z8782019江西如图Z88所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为500 W。求：图Z88(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将2 kg温度为30 的水烧开(标准大气压下)需要20 min，水所吸收的热量及电热水壶的效率。(2)电热水壶高温挡的额定功率。(3)若某次电热水壶用高温挡加热0.1 h，耗电0.09 kWh，通过计算判

8、断此时电热水壶是否正常工作。详解详析1C2(1)加热保温(2)在加热状态下，饮水机正常工作时，U额220 V，P额550 W，所以电路中的电流：I额2.5 A。(3)由Qcmt，水吸收的热量：Q水吸c水m水t4.2103 J/(kg)0.6 kg(93 18 )1.89105 J。消耗的电能：W电Pt550 W660 s1.98105 J；100%100%95.5%。3(1)水吸收的热量：Q水吸c水m水t4.2103 J/(kg)2 kg(100 25 )6.3105 J。(2)由题意可知，在电阻值与温度的关系图像中PTC的人为设定温度为100 ；当RT在设定温度状态工作时，由图丙可知RT34

9、 ，R0、RT串联，由P可得，电路中的总电阻：R总44 ，因为串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，所以R0的阻值为R0R总RT44 34 10 。(3)当RT的温度为130 时，由图像可知，此时RT的阻值为100 ，电路中的总电阻：R总R0RT10 100 110 ，电路中的电流：I2 A，RT两端的电压：UIRT2 A100 200 V，RT的实际功率：PUI200 V2 A400 W。4(1)S接在a时，电路为R1的简单电路，电热水壶处于加热状态，此时功率：Pa，则电阻R1的阻值：R148.4 。S接在b时，R1、R2串联，电热水壶处于保温状态，但只有R1是发热体，R2起限流作用，此时功率

10、：PbIb2R1()2R1，代入数据解得：R272.6 。(2)当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，R1是发热体，R2起限流作用，浪费了能量；应该将R2与R1都作为发热体，把R2上消耗的电能转化的内能也加以利用，用于保温，节约电能。5(1)当S闭合、S0断开时，饮水机处于保温状态，电路中只有R2，功率为P240 W，此状态下正常工作时的电流：I20.18 A。(2)电热饮水机保温2 h消耗的电能：WP2t0.04 kW2 h0.08 kWh；电热饮水机是纯电阻，电热饮水机保温2 h放出的热量：QW0.08 kWh0.083.6106 J2.88105 J。(3)当S、S0同时

11、闭合时，饮水机处于加热状态，总功率：PP1P2400 W，电阻R1的功率：P1PP2400 W40 W360 W。电阻R1的阻值：R1134.44 。6(1)当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，通过R2的电流：I22.5 A。(2)当只闭合S1时，电路为R1的简单电路，则R1的阻值：R11210 。(3)当S1、S2都闭合时，处于高温加热状态，此时：I22.5 A，I1 A，所以I总I1I22.5 A A，WUI总t220 V(2.5 A A)3060 s1.062106 J。7(1)高温低温(2)当开关S1置于b端、S2闭合时为中温挡位。电烤箱的电功率：Pc1000 W。(3)当S1置于a

12、端，S2闭合时，电烤箱在高温挡位，电阻R1与R2并联。电烤箱的总功率：Pa1500 W，高温挡位加热6 min，电烤箱消耗的电能：WPat1500 W660 s5.4105 J。8(1)标准大气压下水的沸点为100 ，则水吸收的热量：Q水吸c水m水(tt0)4.2103 J/(kg)2 kg(100 30 )5.88105 J，中温挡正常加热20 min，消耗的电能：W电P中t500 W2060 s6105 J，电热水壶的效率：100%100%98%。(2)R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1R2R，甲图为开路，功率：P甲0，乙图中两电阻串联，R乙2R，功率：P乙，丙图中只有电阻R1工作，R丙R，功率：P丙，丁图中两电阻并联，R丁R，功率：P丁2，由以上可知，丙图为中温挡，丁图为高温挡，则电热水壶高温挡的额定功率：P高2P中2500 W1000 W。(3)电热水壶的实际功率：P实0.9 kW900 W1000 W，则此时电热水壶不是正常工作。