初中物理新沪粤版九年级上册15章专题五 多挡位电热器的计算作业课件（放映显示答案）（2026秋）

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专题五 多挡位电热器的计算S1、S2 闭合S1闭合、S2 断开R1 的简单电路R1 、R2串联低温档高温档低温档高温档S 接 aS 接 bR1 的简单电路R1 、R2串联    (1)求以最大功率工作时电路中电流大小。(2)如图乙，电能表上参数“r/ (kW ·h )”前面数值不清。让电热器以最大加热功率单独工作 72 s，与之相连的该电能表铝盘转过 66 圈。请求出该数值大小。(3)求电热器处于保温挡时，电路中电能的利用率。请从节能的角度对电热器提出改进建议。解:(1)已知电源电压为 220 V，最大加热功率为 1 100 W，则以最大功率工作时电路中电流 (2)电热器以最大加热功率单独工作 72 s 所消耗的电能W ＝ P加t加 ＝ 1 100 W×72 s ＝ 79 200 J ＝ 0.022 kW · h，则电能表上的参数 即模糊不清的数值为 3 000。  电热器处于保温挡时，R2 的最大阻值和 R1 串联在电路中，由 W ＝ I2Rt 可知，电路中电能的利用率 电路中电能的利用率较低，R2 消耗了大部分电能，为了节能，可以将 R2 的阻值减小。(3)小星想设计的加热电路需满足：水温低于 20 ℃ 时，启动高挡快速加热，功率为 440 W；水温在 20 ℃ 至 30 ℃ 之间时，启动低挡保温；水温高于 30 ℃ 时，断开整个电路。他找到 4 个温控开关(功能见下表)，选择两个设计了如图电路。请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号。温度低于20 ℃ 时闭合，高于20 ℃时断开温度低于20 ℃ 时断开，高于20 ℃时闭合温度低于30 ℃ 时闭合，高于30 ℃时断开温度低于30 ℃ 时断开，高于30 ℃时闭合S1S3R2R1解:(1)电热丝 R1 正常工作时的电流 (2)电热丝 R1 的电阻 电热丝 R2 的电阻 串联时，电热丝 R1 两端的电压为 U1 ，电热丝 R2 两端的电压为U2 ，通过它们的电流相等，R1 与 R2 两端的电压之比 S1S3R2R1S1、S2 闭合R1 的简单电路低温档高温档 S1 闭合、S2 断开 R1 、R2并联解: (1)由图乙知，加热挡的功率 P加热＝ 484 W，加热时间t ＝ 5 min＝ 300 s，饮水机处于加热挡阶段消耗的电能W ＝ P加热t ＝ 484 W×300 s＝1.452×105 J。   (1)低温挡时通过 R1 的电流。(2) R2 的阻值。(3)如果不计热损失，用高温挡把 50 kg 水从 27 ℃ 加热到 60 ℃ 需要的时间。  (2)高温挡时，R1 与 R2 并联，则高温挡的功率    S 接触 1、2高温档 R0 、R1并联S 接触 2、3S 接触 3、4R1 、R2串联R1的简单电路中温档低温档  解:(1)当 S 闭合，S0 接 1 时，R1、R2、R3 串联；当 S0 接 2 时，R1 被短路，R2、R3 串联；S0 接 3 时，电路为 R3 的简单电路。根据串联电路的总电阻大于任一串联电阻可知，S0 接 3 时电路的电阻最小，S0 接 1 时电路总电阻最大。   (2)将电煎锅调至中挡煎制食物 3 min，则食物吸收的热量Q吸＝ cm(t2 －t1)＝ 4.0×103 J/ (kg·℃) ×50×10－3 kg×(139℃ －4 ℃)＝ 2.7×104 J，此时电煎锅消耗的电能W ＝P中t ＝500 W×3×60 s＝9×104 J，电煎锅加热食物的效率 (1)旋钮开关旋转到 3 挡位时，电热水壶处于________(选填“高挡”“中挡”或“低挡”)加热状态。高挡(2)在低挡加热工作时的总电流为 0.1 A，求通电 10 min 电阻丝产生的总热量。(3)在中挡加热工作时的电功率为 440 W，求 R 的大小。（2）在低挡加热工作时，通电 10 min 电阻丝产生的总热量Q ＝W＝UIt ＝220 V×0.1 A×10×60 s ＝ 13 200 J。 1. [多选][深圳中考]某爱心团队去养老院送电暖气，电暖气有低、中、高三挡，已知 R1＝55Ω，R2＝44Ω。以下正确的是 ( )A. 使用“低温挡”只需要闭合 S2B. 使用“高温挡”要闭合 S1、S2C. 闭合 S1、S2 时，通过 R1、R2 的电流之比为 5∶4D. 中温挡工作 1min，产生的热量为 6.6×104JBD2. [南阳模拟]某款加热桌垫内部装有 2 根电阻丝，设置有 2个挡位，高温挡的功率为 88 W，低温挡的功率为 22W，电路图如图所示。只闭合开关 S1，电路处于_______(选填“高温”或“低温”)挡；桌垫以高温挡工作 10 min，消耗的电能是________J，电阻丝 R1 的阻值是_________Ω。 低温5.28×1045503. [苏州中考]如图是一款电水壶的电路简图，R1、R2 均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为 88W，R1 的阻值为44Ω，加热时应将开关旋至_______(选填“1”或“2”)位置，加热功率为________W，R2的阻值为________ Ω。21 1005064. [威海中考]某汽车加热座椅的工作原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，通过控制开关通断，实现高、中、低三挡加热功能，其中高、中挡位的电功率分别为 60W、30W，电源电压为12V。处于低挡位时开关的通断情况为________________，此时电路的总功率为_________W。S1断开、S2接 2155. [广州中考]某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，R1、R2、R3 为加热电阻，其中 R1、R2的阻值均为1 100Ω，通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入 220V的家庭电路中。（1）旋转开关转至_______(选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时，电热敷腰带处于高温挡工作，说明理由：________________________________________________。　de电路中的总电阻最小，总功率最大（2）电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为 0.25A，求通电 10min 消耗的电能。（3）旋转开关转至 bc 时，电热敷腰带的电功率为 22W， 求电路的总电流。（4）旋转开关转至 cd 时，求电热敷腰带的电功率。解：（2）电热敷腰带在高温挡工作 10min，消耗的电能W=UIt=220V×0.25A×10×60s = 3.3×104J。（3）旋钮开关转至 bc 时，电路的总电流 。（4）旋钮开关转至 cd 时，只有 R2 工作，电热敷腰带的电功率 。6. [深圳中考]图甲是某款鸡蛋孵化器，底部装有加热器。通电后，加热器对水加热，水向上方鸡蛋传递热量，提供孵化所需能量。孵化器简化电路如图乙，R1、R2 都是发热电阻，孵化器相关参数如表所示。（1）孵化器在保温挡正常工作，通过 R2 的电流是多少?（2）R2 的阻值是多少?（3）孵化器利用加热挡正常工作 5min 消耗的电能是多少？芳芳同学算出水在这段时间吸收热量 2.16×104J，则孵化器对水加热的效率是多少?解：（1）由图乙可知，当 R2 单独工作时是保温挡，由表中数据可知保温挡的额定功率为 22W，由 P＝UI 可得通过 R2 的电流 。（2） R2的阻值 。（3）由表知，加热挡的额定功率为 80W，孵化器利用加热挡正常工作 5min 消耗的电能 W=P加热t =80W×5×60s＝2.4×104J，加热过程中电能转化为内能被水吸收，已知水吸收的热量为2.16×104J，则孵化器对水加热的效率 。7. 一款小型电火锅如图甲，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知 R1的阻值为176Ω，电火锅的部分参数如下表所示。[c水= 4.2×103J/ (kg·℃)]（1）R2 的阻值是多少?（2）电火锅在低温挡工作时的功率是多少?（3）某次使用时，在 1 个标准大气压下，用中温挡将 1 kg水从 20℃加热到沸腾，用时 14min，不计热量损失，该电火锅中温挡的实际功率是多少?解：（1）高温挡时，电路为 R3 的简单电路，则 R3 的阻值 。中温挡时，R2与R3串联，此时电路总电阻 ，则 R2 = R中－R3=110Ω－44Ω=66 Ω 。 （2）低温挡时，R1与R3串联，电火锅在低温挡工作时的电功率 。（3）水吸收的热量Q吸= c水mΔt = 4.2×103J/(kg· ℃)×1kg×(100 ℃－ 20 ℃)=3.36×105J，不计热量损失，电火锅消耗的电能 W= Q吸= 3.36×105J，该电火锅中温挡的实际功率 。