档位型电热的计算.docx
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档位型电热的计算
档位型电热的计算
1、（2008山东）电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从说明书上收集到如下数据及如图所示的电路原理图。
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热时的功率
400W
保温时的功率
40W
（1）请分析说明温控开关S0断开时，饮水机处于哪种工作状态？
（2）求电阻R1的阻值；
（3）求电热饮水机在加热状态下的工作电流。
2（2014齐齐哈尔）如甲图所示的电压力锅，集压力锅、电饭锅的优点于一体，省时节电，热效率高．电压力锅工作原理如图乙，已知R2的电阻值为48.4Ω，单独闭合开关S1时，压力锅的功率为80W．
（1）单独闭合开关S1时，电压力锅处于 状态（选填“保温”或“加热”）．
（2）R1的电阻是多少？
（3）同时闭合开关S1和S2，电压力锅工作1min消耗的电能是多少？
3.（2014哈尔滨）（在物理小组课外活动中，慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成高中低三档位的电热器，电路图如图所示，其中R1=2R2．在安全情况下，用三档分别给同一容器中质量相同的水加热（水均未沸腾）．
（1）求R1的阻值是多少？
（2）电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是多少？
（3）结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？
4.（2014盐城）新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。
R 1 和R 2 均为电热丝，S 1 是自动控制开关．煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。
.求：
（1）S和S 1 都闭合时电饭锅的电功率；
（2）电热丝R 2 的阻值；
（3）这30min内电饭锅产生的热量。
5.如图，是某节能型家用电饭锅（图甲）及其简化电路图（图乙）．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；只闭合S1 时，处于低温保温状态．已知家庭电路电压为220V，R2工作时的电阻为88Ω，电饭锅低温保温状态时的功率为40W．
（1）高温加热状态时，通过的R2的电流是多少安？
（2）低温保温状态时，R1的阻值是多少欧？
（3）如果做一次米饭（高温加热状态）用20min，则消耗多少电能？
6如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图，R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω。
工作时，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服。
（1）电热丝是利用电流的________效应工作的。
分析电路图，闭合S1，当S2________时，电熨斗处于高温挡。
（2）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，求：
通过电路的电流是多大？
R1的电阻
是多大？
通电3min产生的热量是多少？
（3）若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时
高温挡功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？
7（.2009海南），下面的图表是从某台电热饮水机的说明书上收集到的信息。
经分析得知，电热饮水机有加热和保温两种工作状态。
当S闭合时、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：
（1）电热饮水机在保温状态下正常工作时的电流（计算结果保留两位小数）。
（2）电热饮水机保温2小时消耗的电能。
（3）电阻R1的阻值。
8.（2012•泰州）如图是某电热器的原理简图，它有高温、低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为l10Ω、220Ω．
（1）S1闭合、S2开时•求电热器的功率；
（2）S1、S2都闭合时，求电热器的工作电流；
（3）S1，S2都闭合时，电热器是处于“高温挡”还是处于“低温挡”’通过有关计算证明你的结论．
9.（2014四川眉山）某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定．
额定电压
220V
正常工作电流
高温档
5A
低温档
2A
根据师生们的设计，求：
（1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量．
（2）电热丝R1的阻值．
（3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率．
10下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
求：
（1）电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能；
（2）电路中R1的阻值；
（3）电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率．
11（2011广安）下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。
求：
（1）电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能；
（2）电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是多少；
（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）？
12.如图是某电烤箱的内部简化电路图，S是一个温控开关， R 1 、 R 2 为电热丝， R 2 =66Ω．高温档功率为1100W．求：
（1）电烤箱在高温档工作时的电流．
（2）电烤箱在低温档工作时， R 2 消耗的电功率．
（3） R 1 在低温档工作10min消耗的电能．
13小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。
下图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。
已知：
Rl＝60.5Ω，R2=121Ω，电源电压保持不变。
（1）当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱位于什么档位？
请简述理由。
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，产生的热量是多少？
.
14.如图所示的电路是家用电饭锅工作原理图．当开关S闭合时为加热状态，当开关S断开时为保温状态，已知加热时的电功率为800W，保温时的电功率为100W，设R1、R2的阻值不随温度发生变化．求：
（只选作其中的4个问题进行解答）
（1）加热时电路电流是多大？
（2）电阻R2有多大？
（3）当电饭锅处于加热状态时，电路中的电流I是多大？
（4）当S断开时电路中的电流I′是多大？
（5）当S断开时R2两端的电压U2有多大？
（6）当S断开时R2的电功率是多大？
（7）如果做-次米饭（加热状态）需要30min，则电饭锅消耗多少电能?
15（2008杭州）冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R2（置于电热毯外部），电热丝R：
，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态?
并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说 明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态?
并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
答案
1
（1）当S0断开，S闭合时，只有R2连入电路；当S0，S均闭合时，R1，R2并联，两种情况相比，S0断开时，饮水机的工作电流较小，根据P=UI可知，此时饮水机消耗的电功率也较小，所以，当S0断开时，饮水机处于保温状态；
（2）由P=U2/R可知，在保温状态时，R2=U2/P保温=（220V）2/40W=1210Ω
（3）当S、S0均闭合时，饮水机处于加热状态，由P=UI可知
此时的工作电流I=P加热/U=400W/220V=1.82A:
2 解：
（1）由电路图可知，单独闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，电路功率较小，电压力锅处于保温状态；
（2）由P=
可知，电阻R1的阻值：
R1=
=
=605Ω；
（3）电阻R2的功率：
P2=
=
=1000W，
同时闭合开关S1和S2，电压力锅工作1min消耗的电能：
W=（P1+P2）t=（80W+1000W）×60s=6.48×104J；
.3：
（1）S1闭合，S2断开，为低温档，只有R1工作，则
；
（2）S2闭合，S1断开，为中温档，只有R2工作，
因为
，所以中温档工作8min消耗电能为9.6×104J.
（3）S1、S2都闭合，R1、R2并联，为高温档
高温档工作6min消耗电能为
则水升高1℃消耗电能
低温档消耗电能为
则水升高1℃消耗电能
因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能.
4
（1）S和S1都闭合时，R1和R2并联，由图象可知I=3A，所以电饭锅的功率为P=UI=220V×3A=660W
（2）S闭合，S1断开时，只有R1工作，由图象可知I1＝2A，所以R1的功率为P1＝UI1＝220V×2A＝440W；R2工作时的功率P2＝P－P1＝660W－440W＝220W，R2的阻值为R2＝220Ω
（3）30min内电热锅产生的热量Q＝Pt1＋P1t2＝660W×15×60s＋440W×15×60s＝990000J
5.：
解：
（1）
（2）∵
∴
（3）当S1、S2都闭合时，处于高温加热状态，此时：
I2=2.5A，
∴I=2.5A+
W=UIt=220V×（2.5A+
）×30×60s=1.062×106J=0.295kW?
h
6.
（1）热 闭合
（2）低温挡工作时，电路中的电流：
I1＝
＝5A
R1的电阻：
R1＝
＝44Ω
通电3mi
n产生的热量：
Q＝I2Rt＝（5A）2×44Ω×3×60s＝1.98×105 J
或Q＝W＝Pt＝1100
W×3×60s＝1.98×105 J
（3）电熨斗正常工作时，R2的功率：
P2＝
＝200W
要使高温挡功率为1000W，改变R1为R1′，则R1′的功率：
P1′＝P－P2＝1000W－200W＝800W
R1′的电阻：
R1′＝
＝60.5Ω
9
（1）高温档时，只R1接入电路，由机器铭牌可知，电流为5A，电压为220V，
则Q=W=UI高t=220V×5A×60s=66000J；
（2）高温档时，由欧姆定律得：
=44Ω；
（3）低温档时，两电阻为串联，
低温档总功率P=UI低=220V×2A=440W，
R1的功率P1=I低2R=（2A）2×44Ω=176W；
∴P2=P-P1=440W-176W=264W．
=1210Ω；
10解：
（1）当S1闭合，S2断开时，只有电阻R1通电
∴ P1＝U1I1
＝U12/R1
＝（220V）2/110Ω
＝440W
（2）当S1 、S2都闭合时
I总＝I1＋I2
＝U1/R1＋U2/R2
＝220V/110Ω＋220V/220Ω
＝3A
（3）当S1 、S2都闭合时
P＝UI总
＝220V×3A
＝660W＞440W（即S1闭合，S2断开时的功率）
所以，当S1 、S2都闭合时是高温档
11
（1）W=P高温t=1100W×15×60s=990000J；
（2）R1=
=
=44Ω，R=
=
=110Ω，R2=R－R1=110Ω－44Ω=66Ω
（3）P实=
=
≈909.1W。
12解：
（1）由
得
（2）
（3）
15
（1）S1闭合，S2断开。
低温档电热毯发热功率：
P＝I2R2＝[U/（R1+R2）]2 R2
（2） S1、S2均闭合
高温档电热毯发热功率：
．P＝（U2/R2）+ （U2/R3）
（3）较好的电路是乙，
14 因为在甲电路中，低温档时R1要发热，浪费电能。
（1）求加热时的电流：
；
（2）S闭合时，R1被短路，只有R2接在电源上，电饭锅处于加热状态；电功率为800W，由此可得：
（3）电饭锅处于加热状态时电功率为800W，由此可求得：
；
（4）S断开时电饭锅处于保温状态，其功率为100W，由此可求得：
（5）S断开时，R1和R2串联，据问题3中的电流值可求得：
U2＝I'R2＝0.45A×60.5Ω＝27.2V
（6）S断开时，R1和R2串联电路的电流值和R2的电阻值可求得：
P2＝I'2R2＝（0.45A）2×60.5Ω＝12.3W
（7）电饭锅的发热功率为880W，则在30min消耗的电能为：
W＝Pt＝800×10－3kw×0.5h＝0.4kwh。
13.
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，由图可知两电阻串联，此时总电阻最大为R1与R2的和，由发热功率公式P=可知电阻越大，功率越小，因此电烤箱处于低档位；
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