PAGEPAGE1專題(七)電熱器多擋位問題能力點(diǎn)1:多擋位問題的理解根據(jù)公式P=U2家庭電路電壓220V,用電高峰,電壓降低。能力點(diǎn)2:電學(xué)相關(guān)計(jì)算(1)根據(jù)P=U2R計(jì)算電阻,注意區(qū)分(2)實(shí)際電壓或?qū)嶋H功率的計(jì)算:由于加熱電阻的阻值不變,可用P實(shí)P額能力點(diǎn)3:電路識別與分析看準(zhǔn)不同時(shí)刻下的電路連接情況,畫出簡化電路,知道不同時(shí)刻各物理量之間的聯(lián)系紐帶是電源電壓不變,定值電阻的阻值不變。能力點(diǎn)4:坐標(biāo)圖像識別(1)明確坐標(biāo)圖像的研究對象、橫縱坐標(biāo)代表的意義。(2)明確同一坐標(biāo)下字母數(shù)據(jù)間的定量關(guān)系。能力點(diǎn)5:明確題眼,找出隱含條件根據(jù)已知和題意,挖掘題目中隱含的條件與要求的物理量相結(jié)合,找到切入點(diǎn)求解(向文字說明要分)。1.[2019·成都]如圖ZT7-1甲所示是一種家用電暖器,圖乙是其簡化的電路圖,已知R1<R2,電暖器的部分參數(shù)如下表所示。閉合開關(guān)S,要讓電暖器處于第二擋工作,則應(yīng)再將開關(guān)閉合;若電暖器在第二擋正常工作10min,則產(chǎn)生的熱量是J。

圖ZT7-1額定電壓220V功率選擇一擋950W二擋1150W三擋2100W2.[2019·黑龍江]如圖ZT7-2甲所示為家用電熱飲水機(jī),圖乙為它的電路原理圖,下表為它的銘牌。(1)當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),電熱飲水機(jī)處于(選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài),此時(shí)電路中的電流是多大?

(2)飲水機(jī)正常工作時(shí),將熱水箱中的水(滿箱)從20℃加熱到90℃,水吸收的熱量是多少?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](3)電熱飲水機(jī)正常工作時(shí)加熱效率為80%。求將熱水箱中的水(滿箱)從20℃加熱到90℃所需的時(shí)間。

圖ZT7-2水桶容量20L熱水箱容量1L額定電壓220V加熱功率400W保溫功率44W3.[2019·遼陽]如圖ZT7-3甲所示是高、低溫兩擋空氣炸鍋,圖乙是其內(nèi)部簡化電路,R1、R2均為發(fā)熱體,將開關(guān)S分別置于1、2兩位置時(shí),空氣炸鍋處于不同的擋位。已知兩擋空氣炸鍋的高溫?fù)豕β蕿?00W,R2阻值為96.8Ω。(1)求發(fā)熱體R1的阻值。(2)空氣炸鍋一次性可裝入200g牛柳,若將這些牛柳從40℃加熱到190℃,求牛柳需要吸收的熱量。[c牛柳=3×103J/(kg·℃)](3)不計(jì)熱量損失,求用高溫?fù)鯇?00g牛柳從40℃加熱到190℃需要的時(shí)間。圖ZT7-34.[2018·江西]如圖ZT7-4所示是某型號的爆米花機(jī)的電路圖,該爆米花機(jī)具有制作和保溫功能。只閉合開關(guān)S1時(shí),R1加熱,電動(dòng)機(jī)攪拌,開始制作爆米花;只閉合開關(guān)S2時(shí),R2保溫,防止爆米花變涼;爆米花機(jī)的銘牌如下表所示。[c玉米=1.2×103J/(kg·℃)](1)將100g、20℃的玉米粒加熱到300℃成為爆米花時(shí),求玉米粒需要吸收的熱量。(2)電阻R1發(fā)熱,把100g、20℃的玉米粒加熱成為爆米花,需要用時(shí)5min,求R1的加熱效率。(3)求保溫電阻R2的阻值。

圖ZT7-4額定電壓220V加熱功率200W保溫功率22W電動(dòng)機(jī)功率40W

5.[2018·營口]圖ZT7-5甲是一種電熱加濕器,其原理如圖乙所示,閉合開關(guān)S,電熱絲R1將加熱倉中的水加熱到沸騰后變成水蒸氣噴出,增加空氣的濕度。當(dāng)加熱倉中的水對底部的壓強(qiáng)減少到一定程度時(shí),注水閥門便會(huì)自動(dòng)打開從儲(chǔ)水箱中注水。加濕器的工作電壓為220V,最大功率為40W,氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值范圍是0~1210Ω。(1)求電熱絲R1的阻值。(2)若加熱倉以最大功率工作時(shí)的效率為84%,那么將加熱倉中質(zhì)量為30g、溫度為20℃的水加熱到100℃需要多長時(shí)間?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](3)設(shè)電熱絲R1的阻值不變,電熱絲R1工作時(shí)最小功率是多少?圖ZT7-5

【參考答案】1.S16.9×105[解析]由P=U2R可知,R越大P越小,由于R1<R2,則開關(guān)S、S2閉合,S1斷開時(shí),R2單獨(dú)工作,為一擋;開關(guān)S、S1閉合,S2斷開時(shí),R1單獨(dú)工作,為二擋;開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí),R1R2并聯(lián),為三擋。二擋正常工作10min產(chǎn)生的熱量Q=P2t=1150W×10×60s=6.9×102.解:(1)保溫此時(shí)電路中的電流I=P保溫U=44W(2)水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg,水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(90℃-20℃)=2.94×105J。(3)消耗的電能W電=Q吸η=2.94×105所需時(shí)間t時(shí)=W電P加熱=3.解:(1)由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S置于1位置時(shí),R1、R2并聯(lián);當(dāng)開關(guān)S置于2位置時(shí),只有電阻R2接入電路。因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)分電阻,即并聯(lián)后總電阻小于R2的阻值,所以S接1時(shí)為高溫?fù)?接2時(shí)為低溫?fù)?則R2的功率P2=U2R2=發(fā)熱體R1的功率P1=P高-P2=900W-500W=400W,由P=U2R可知,發(fā)熱體R1的阻值R1=U2P(2)牛柳需要吸收的熱量Q吸=c牛柳m牛柳Δt=3×103J/(kg·℃)×0.2kg×(190℃-40℃)=9×104J。(3)不計(jì)熱量損失,則W=Q吸=9×104J,由P=Wt可得,用高溫?fù)鯇⑴Ａ鴱?0℃加熱到190℃,需要時(shí)間t時(shí)=WP高=4.解:(1)玉米粒吸收的熱量Q吸=c玉米m(t-t0)=1.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(300℃-20℃)=3.36×104J。(2)由題知,制作時(shí)給玉米粒加熱的功率P加熱=200W,由P=Wt可得,電阻R1W=P加熱t(yī)時(shí)=200W×5×60s=6×104J,電阻R1的加熱效率η=Q吸W=3(3)只閉合開關(guān)S2時(shí),只有R2連入電路,處于保溫狀態(tài),由P=U2R得,RR2=U2P保溫=5.(1)當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí),氣霧調(diào)節(jié)器接入電路的電阻為0,只有電熱絲R1工作,此時(shí)加濕器的功率最大為40W,由P=U2R可得,電熱絲RR1=U2P大=(2)水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30×10-3kg×(100℃-20℃)=1.008×104J,由η=Q吸W=Q吸η=1.008×