《用電器多擋位問題》電功率PPT
專題概述
用電器的多擋位問題是集電熱、電功、電功率于一體的綜合性問題,是電學(xué)問題的重點(diǎn)和難點(diǎn)。其主要類型包括用電器的多擋位問題、電熱器的多擋位問題。
解答用電器的多擋位問題時(shí)關(guān)鍵是弄清楚用電器的工作特點(diǎn),不同擋位對(duì)應(yīng)的功率、電流、電阻等物理量。例如:豆?jié){機(jī)工作時(shí)主要包括加熱和打漿兩個(gè)過程、全自動(dòng)洗衣機(jī)工作時(shí)主要包括洗衣和脫水兩個(gè)過程、電吹風(fēng)工作時(shí)主要明確是吹冷風(fēng)還是吹熱風(fēng)等。
解答電熱器類問題需要把握好兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
關(guān)鍵點(diǎn)一:正確判斷出電熱器的擋位。一般來說,電熱器通常有“高溫?fù)?rdquo;“中溫?fù)?rdquo;和“低溫?fù)?rdquo;,根據(jù)電功率的公式P=U2R可知,當(dāng)電壓一定時(shí),電阻越大,電功率越小,電阻越小,電功率越大,所以高溫?fù)蹩傠娮枳钚,低溫(fù)蹩傠娮枳畲蟆?/p>
關(guān)鍵點(diǎn)二:明確不同擋位的電熱器結(jié)構(gòu)。
(1)短路式:如圖甲所示,兩個(gè)電阻串聯(lián),用開關(guān)S1與其中的一個(gè)電阻并聯(lián),當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí),電阻R2短路,只有一個(gè)電阻工作,此時(shí)為高溫?fù);?dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí),兩個(gè)電阻串聯(lián),總電阻最大,為低溫?fù)酢?/p>
(2)單刀雙擲式:如圖乙所示,將主要工作電阻R1放在干路上,一條支路只用導(dǎo)線,另一條支路連接附加電阻。當(dāng)開關(guān)S擲向附加電阻支路時(shí),兩電阻串聯(lián),為低溫?fù);?dāng)開關(guān)S擲向純導(dǎo)線支路時(shí),只有主要電阻R1工作,為高溫?fù)酢?/p>
(3)并聯(lián)式:如圖丙所示,兩個(gè)電阻并聯(lián),用開關(guān)S1控制兩個(gè)電阻,開關(guān)S2控制其中的電阻R2,當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合時(shí),兩個(gè)電阻都工作,此時(shí)總電阻小,為高溫?fù);?dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),只有電阻R1工作,此時(shí)總電阻大,為低溫?fù)酢?/p>
類型一 電熱器的多擋位問題
1.如圖3-ZT-1所示,電阻R1>R2,電源電壓均為U,在相同時(shí)間內(nèi),圖甲電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q甲,圖乙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q乙,圖丙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丙,圖丁電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丁,則( 。
A.Q甲>Q乙>Q丙>Q丁
B.Q丁>Q丙>Q乙>Q甲
C.Q。綫乙>Q甲>Q丙
D.Q甲>Q丙>Q乙>Q丁
2.電源電壓均為U不變時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi),兩電阻串聯(lián)時(shí)總電阻最________,產(chǎn)生的總熱量最________,發(fā)熱功率最________;兩電阻并聯(lián)時(shí)總電阻最________,產(chǎn)生的總熱量最________,發(fā)熱功率最________。如果電熱器處于兩電阻串聯(lián)的狀態(tài),則電熱器一般處于________(選填“高”“中”或“低”)擋位;如果電熱器處于兩電阻并聯(lián)的狀態(tài),則電熱器一般處于________(選填“高”“中”或“低”)擋位。
3.如圖3-ZT-2所示是電熱水壺的工作電路圖,閉合開關(guān)S1,當(dāng)電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí),開關(guān)S2處于________狀態(tài)。若電熱水壺加熱狀態(tài)時(shí)的功率為1210 W,則電阻R1=________Ω。如果保溫狀態(tài)下電熱水壺的總功率是加熱狀態(tài)時(shí)的10%,則R2的功率為________W。
4.某保溫電熱水壺電路如圖3-ZT-3所示,S是溫控開關(guān),電熱水壺上標(biāo)有“220 V 1000 W”字樣,保溫時(shí)R1的電功率為12.1 W,問:(不考慮溫度對(duì)電阻阻值的影響)
(1)當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)電熱水壺處于保溫狀態(tài)還
是加熱狀態(tài)?為什么?
(2)加熱狀態(tài)時(shí),電熱水壺正常工作的
電流是多少?
(3)R1和R2的阻值各是多少?
5.某科技制作小組的同學(xué)利用兩段阻值不同的電熱絲R1和R2,設(shè)計(jì)成具有高、中、低三擋位的電熱器,電路圖如圖3-ZT-4所示,其中R1=2R2。在安全情況下,用三擋分別給同一容器中質(zhì)量均為2 kg的水加熱。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
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