九上物理期末壓軸必考電功率多檔位問(wèn)題1．如圖甲所示為便攜式可折疊電熱水壺，圖乙為工作原理圖，電熱水壺具有“加熱”“保溫”兩種功能，當(dāng)水壺中的水被加熱至100℃時(shí)，電熱水壺會(huì)進(jìn)入保溫模式。已知R2=48.4(1)求的阻值。解：由電路圖乙可知，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，電阻R1和R2串聯(lián)，電路總電阻最大，根據(jù)電功率公式P=U電熱水壺處于保溫狀態(tài)；保溫時(shí)電路的總電阻為：R根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，R1的阻值為：R(2)現(xiàn)將該壺裝1.5kg的水，用“加熱”擋使水從20℃升高到100℃，求水吸收的熱量。解：水從20℃升高到100℃，吸收的熱量為：Q=4.2×1(3)在上述（2）過(guò)程中，若關(guān)閉家中其他用電器，發(fā)現(xiàn)標(biāo)有2400imp/（kW·h）的電能表的指示燈共閃爍了400次。求電熱水壺的工作效率。解：加熱過(guò)程中，電熱水壺消耗的總電能為：W電熱水壺的工作效率為：η=2．如圖甲所示，為某品牌電飯煲，其發(fā)熱元件為兩個(gè)電阻，R1的阻值為50Ω，該電飯煲可實(shí)現(xiàn)高溫、中溫、低溫三擋的擋位調(diào)節(jié)。電路額定工作電壓為220V，內(nèi)部電路可簡(jiǎn)化為圖乙所示電路，當(dāng)開關(guān)S1斷開，開關(guān)S接a端時(shí)為低溫?fù)?；閉合開關(guān)S1、開關(guān)S接a處時(shí)為中溫檔，中溫?fù)豕β适?42W。求：(1)R2的電阻值；解：S1斷開，S接a時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路電阻最大，為低溫?fù)酰籗1閉合，S接a時(shí)，R1短路，只有R2接入電路，電路電阻較小，為中溫?fù)?；S1閉合，S接b時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路電阻最小，為高溫?fù)?。由P=U2R得，R2(2)低溫?fù)豕β?；解：低溫?fù)蹼娐冯娮铻椋篟低溫?fù)豕β剩篜(3)小青發(fā)現(xiàn)在晚上用電高峰時(shí)用電飯煲煮飯比平時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，晚上她進(jìn)行了測(cè)量，關(guān)掉家里其他電器，僅讓電飯煲處于高溫?fù)豕ぷ?，她觀察到家里電能表（如圖丙所示）1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，則高溫?fù)醯膶?shí)際電功率為多少？解：電飯煲處于高溫?fù)豕ぷ飨牡碾娔転椋篧高溫?fù)醯膶?shí)際電功率為：P3．如圖為實(shí)踐小組設(shè)計(jì)的高、中、低三擋恒溫?zé)崴鞯墓ぷ髟韴D。電源電壓恒為20V，四個(gè)電阻R為相同的PTC熱敏電阻。當(dāng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至2時(shí)，熱水器處于中溫?fù)?，消耗的電功率隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱過(guò)程中熱水器的熱量損失功率與水溫和室溫之差成正比，比例為0.2W/℃。若室溫為20℃，求(1)中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，通過(guò)PTC電阻的最大電流；解：由圖1可知，開關(guān)旋轉(zhuǎn)至2時(shí)，此時(shí)只有一個(gè)電阻R接入電路，熱水器處于中溫?fù)?。由P=UI可知，當(dāng)電功率最大時(shí)，電路中的電流最大，由圖2可知，中溫?fù)踝畲箅姽β蕿?0W，則中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，通過(guò)PTC電阻的最大電流為：I(2)在相同溫度下，高溫檔和低溫?fù)醯碾姽β手?；解：由P=U2R可知，當(dāng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至3時(shí)，兩個(gè)電阻R并聯(lián)，此時(shí)總電阻最小，為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至1時(shí)，兩個(gè)電阻R串聯(lián)，此時(shí)總電阻最大，為低溫?fù)?。設(shè)每個(gè)電阻R的阻值為r，則高溫?fù)蹼娮鑂高=低溫?fù)豕β蕿镻低所以相同溫度下高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯碾姽β手葹椋篜(3)高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，水最終保持的穩(wěn)定溫度。解：當(dāng)熱量損失功率與高溫?fù)醯墓β氏嗟葧r(shí)，達(dá)到穩(wěn)定溫度，觀察圖2，找到一個(gè)精確的點(diǎn)能滿足要求，如圖在t=60℃時(shí)，中溫?fù)酰ㄒ粋€(gè)電阻）時(shí)功率為：P則60℃時(shí)高溫?fù)醯墓β蕿椋?×4W=8W此時(shí)水溫與室溫差為：60℃-20℃=40℃熱量損失功率為：0.2W/℃×40℃=8w符合要求，故最終水溫保持在60℃。4．如圖甲、乙所示是小明家的調(diào)溫型電烤箱和簡(jiǎn)化電路圖，它的工作電壓為220V，和均為電烤箱中的加熱元件，的阻值為66Ω。當(dāng)電烤箱低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路的電功率為440W。求：(1)低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中的電流是多少？解：根據(jù)電路圖乙可知，當(dāng)電烤箱處于低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，開關(guān)S1閉合，S2斷開，此時(shí)電阻R1和R2串聯(lián)接入電路，電路總電阻最大，總功率最小，已知低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的電功率為440W，工作電壓為220V，根據(jù)電功率公式，可得低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)電路中的電流：I(2)電烤箱高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的功率是多少？解：根據(jù)歐姆定律，可得低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)電路的總電阻：R由于低溫?fù)鯐r(shí)R1和R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，可得R當(dāng)電烤箱處于高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，開關(guān)S1和S2均閉合，電阻R2被短路，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)電路總電阻最小，總功率最大，高溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)的功率為：P(3)為了適應(yīng)不同功能的溫度需求，小明對(duì)原電路進(jìn)行了改造如圖丙，移動(dòng)滑片可以連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)熱體的電功率，最低可將發(fā)熱體電功率調(diào)至原低溫?fù)豕β实氖种?，則滑動(dòng)變阻器R連入電路的最大阻值是多少？解：根據(jù)電路圖丙，改造后的電路中，發(fā)熱體R1與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小，發(fā)熱體R1的電功率