1、1专题 18 多挡位电热器电功率的计算【1 】 （2018广安卷）电饭锅是家中常用的用电器，下表是小字家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中 R1和 R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？（2）电阻 R2的阻值是多少？（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A） ；3000r/kWh”的电能表 5min 内转了 200 圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？【答案】 （1）4A；（2）1100；（3）800W。点睛：（1）知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率，利用 PUI
2、 求电路总电流；（2）分析 S、S 0闭合和 S 闭合、S 0断开时的电路组成、电阻大小关系，利用 P 可知什么情况为保温档，再利用 P 求 R2的阻值；（3）3000r/kWh 表示电饭锅每消耗 1kWh 的电能，电能表的转盘转 3000r，据此求电能表转盘转 200r 消耗的电能，再利用 P 求电饭锅此时的实际加热功率。2【2】 （2018重庆 A 卷）小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如图甲所示,如图乙为溶足盆的工作电路,R1、R 2均为电热丝,当开关 S 接 a、b 触点时,溶足盆的挡位不同。求：(1)额定加热电流(2)R1和 R2的阻值各为多少欧?(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其
3、它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态 1min 电能表(如图丙所示)的圆盘转了 30 转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?【答案】见解析所示【解析】(1)解额定加热电流 I 加 4A;由图可知当 s 接 a 时处于加热状态，此时电路中只有R2，所以 R2 55 ，R 串 484 ,所以 R1R 串 -R2484 -55 429 (3)圆盘转了 30 转消耗的电能 W 0.01kw t1min h 所以 P 0.6kw600W.【3】 （ 2018天津卷） 图为某电热器的电路原理图，通过将开关 S 置于不同的位置，可以实现“加热” 和“保温”两种状态的变换，对应的额定功率分别为 800W
4、 和 40W。（1）将开关 S 接“1”时，电热器处于 （选填“加热”或“保温”）状态。（2）电热器在加热状态下正常工作，将 0.5kg 初温为 20的水加热到 100，需要多长时间 ？（【水的比热容为 4.2103J/（kg），假设电能全部转化为水的内能】【答案】加热 210s【解析】解：（1）将开关 S 接“1”时，电路为 R2的简单电路，电路中电阻最小，3根据 P= 可知，电源电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以此时电热器处于加热状态。（2）水吸收的热量：（2）电热器在加热状态下正常工作，将 0.5kg 初温为 20的水加热到 100，需要的时间为 210s。点睛：本题考查了吸热公式和
5、电功率公式的应用，关键是电功率公式的灵活应用和电热器的状态的判断。【难点中心】电功、电功率一直都是初中物理考查的重要内容，一般与串并联、欧姆定律等电学知识结合起来考查，综合性较强，命题形式多种多样，故也是个难点，其中与生活实际相联系的命题形式仍是今后的主流考查方向，两档位用电器电功率的计算是近几年常考的热点。【考点难点突破】【知识链节】电功率：定义：电功率等于电功和时间之比。意义：表示消耗电能的快慢。符号： P单位：瓦特（瓦，W） ，常用单位为千瓦（kW） ，1kW10 3W电功率的定义式： t W=Pt Pt第一种单位： P电功率瓦特（W） ； W电功焦耳（J） ；t通电时间秒（s） 。第二
6、种单位： P电功率千瓦（kW） ； W电功千瓦时（kWh） ；t通电时间小时（h） 。4电功率计算公式： tWP =UI（适用于所有电路） 对于纯电阻电路可推导出： P= I2R= U【技能方法】所谓的两档位电热器一般分为高温档和低温档，是在电源电压不变的情况下，通过改变电阻的大小，高档位电阻小，低档位电阻大，由 RUP2可知，电热器的电功率发生了改变。两档位电热器一般是通过开关来改变档位的，常见的电路有以下两种：（1）短路型S 闭合时,电阻 R 被短路,只有 R0工作,此时为高温档挡;断开时,两电阻串联总电阻较大,此时为低挡.（2）单刀双掷型主要工作的电阻放在干路上，一条支路用导线，一条之路
7、连接在附加电阻上，当 S 接附加电阻时两电阻串联，是低温挡;S 接导线时，电路中只有一个电阻，为低温挡.【1】 如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关 S 可切换加热和保温两种状态，R 1、R 2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：5（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水共 1.0kg，打浆完成后浆的初温为 40，加热该浆使其温度升高到100，需要吸收多少热量_？设该浆的比热容为 4.0103J/（kg）（2）电阻 R1和 R2的阻值分
8、别为多大_,_？（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作 lmin 所消耗电能为多大_？【答案】 2.410 5J 48.4 151.6 70800J则 R2的阻值：R 2R 串 R 120048.4151.6；（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，总功率：P 总 180W+1000W1180W，正常工作 lmin 所消耗电能：WPt1180W60s70800J。点睛：（1）利用 Q 吸 cm（tt 0）求加热该浆需要吸收的热量；（2）由图知，当 S 接 a 时，电路中只有R1，电阻较小，由 P 可知，此时电功率较大，为加热档；当 S 接 b 时，电路中 R1、R 2串联，电阻较大，
9、由 P 可知，此时电功率较小，为保温档；利用 P 求 R1、R 串 ；再利用串联电阻的特点求 R2；（3）该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，求出总功率，再利用 WPt 求正常工作 lmin 所消耗电能。【2】 如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关 S1，温控开关 S2，两个加热电阻丝 R1，R 2（阻值不变）。该加热器部分参数己知：额定电压 220V，加热功率为 4840W，保温功率为 400W求：6（1）当 S1，S 2都闭合，该加热器处于 （选填“加热”或”保温”）状态时，电路中的总电流 ；（2）傍晚用电高峰期，若实际电压只有 200V 时，加热器保温状态下的实际功率 。（保留整
10、数）【答案】加热 22A 331W【解析】电路中的总电流 I= = =22A。（2）当开关 S1闭合，S 2断开，电路为 R2的简单电路，此时处于保温状态，由 P= 可得，电阻 R2的阻值：R2= = =121，根据 P=U2RP=U2R 可得，当电路两端电压为 200V 时，加热器保温状态下的实际功率：P 实际 = = 331W。答：（1）加热；电路中的总电流为 22A； （2）加热器保温状态下的实际功率为 331W。点睛：本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道加热功率为两电阻并联时的功率；【3】 如图甲所示的养生壶是指一种用于进行 养生保健的可以烹饮的容器，类似于电热水
11、壶，装满水时，水的质量是 2kg，有加热和保温两档，简化的工作电路如图乙所示。某次该养生壶装满初温为 20的水，接在家庭电路中，它正常工作时的功率和时间关系如图丙所示（外界大气压为 1 个标准大气压） 。求：7（1）当开关 S1、S 2均闭合时，养生壶处于什么状态？此时电阻 R2的阻值是多少？（保留 1 位小数）（2）保温时通过养生壶插头的电流为多少？（保留 1 位小数）（3）若通电 10min 恰好将一壶水烧开，则加热养生壶的热效率是多少？水的比热容是4.2103J/（kg）【答案】 （1）40.3 （2）1.8A （3）93.3%电阻 R1 的阻值： R1 =R 总 -R2 =121-40
12、.3=80.7；（2）由 P=UI 可知，保温时电流： I=P 保温 /U=400W/220V1.8A；（3）由 =m/V 可知，水的质量为： m=V =1.0103 kg/m3 210-3 m3 =2kg，1 个标准大气压水的沸点是 100，水吸收的热量：Q 吸 =cm（ t-t0 ）=4.210 3 J/（kg）2kg（100-20）=6.7210 5 J，由图象可知，加热时电热水瓶的功率 P 加热 =1200W，则10min 消耗电能产生的热量： Q=W=P 加热 t=1200W1060s=7.2105 J，热水瓶效率： =Q 吸 /W100%=6.72105J/7.2105J100%93.3%
