三、电热器电流的热效应

15.3电热器电流的热效应,第二课时,西安市第五十八中学韩兴安,当时小明觉得很纳闷：爸爸是怎么知道他开了电视机的呢?,生活中的物理,前段时间，小明的爸爸出门前嘱咐小明在家好好做作业，不要看电视，小明挡不住精彩电视的诱惑，还是偷偷地开了电视机，看完后小明立刻关了电视机。刚关了一会儿爸爸就回来了，看到小明在认真做作业，心里很高兴，可是后来爸爸发现小明说了谎。,（用手摸电视机后盖，会感觉比较热）,小明刚刚学习了电学后知道了真相，发现物理如此有趣，从此，更喜欢上了物理，特别是最近刚学习了电学，善于发现问题也喜欢动手探究了，更喜欢钻研了。,电饭锅、电热水器、电熨斗、电热毯等都是利用来工作的.,饮水机,电压力锅,电热水壶,电热毯,电流的热效应,15.3电热器电流的热效应,第二课时,关于多档位家用电器的计算,例1.小明发现家里有一种电饭锅，有加热和保温两种工作状态，查看说明书知道（由机内温控开关S0自动控制），并从说明书上收集到如下数据与如图所示的原理电路图他想知道：（1）该电饭锅工作时能量是转换？（2）该电饭锅何时处于保温状态；（3）当电饭锅正常加热15min后，消耗多少度电？,一多挡位变化的电路图类,多档位电热器问题是集电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。,如果有两个电阻且R1R2,R丁R甲R乙R丙,在电压一定时，P=U2/R可知电阻越小，功率越大，属于加热档。电阻越大，功率越小，属于低温档。,P丙P乙P甲P丁,串联型,（2）请说出该电饭锅何时处于保温状态.,分析：由图可知，当开关S闭合、S0断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率是44W,（1）该电饭锅工作时能量是转换？,电能,内能,（3）当电饭锅正常加热15min后，小明想知道消耗了多少度电？,（3）电饭锅正常加热15min消耗的电能：W=P高t=0.8kWx15/60h=0.2kw.h=0.2度,例2.小明看到爸爸使用一种新型热饮咖啡机如图甲所示，查看说明书图乙是它工作电路的简化图，R1、R2为发热电阻，S0为温控开关.其相关参数如表所示.小明想思考如下问题：(1)热饮咖啡机是利用原理来工作的，在加热过程中，主要通过方式使咖啡的内能增加.（2）开关处于什么情况是加热状态？(3)若把质量为0.8kg的咖啡从20加热到90需要多少时间？（加热过程中不计热量损失）c咖啡4103J/(kg),并联型,(3)咖啡吸收的热量Q吸c咖啡m(tt0)4103J/(kg)0.8kg(9020)2.24105J咖啡机消耗的电能为WP加热t加热由于不计热量损失，所以WP加热t加热Q吸因此由WP加热t加热可得t加热=W/P加热=Q吸/P加热=2.24105J/800W=280S,(3)若把质量为0.8kg的咖啡从20加热到90需要多少时间？（加热过程中不计热量损失）c咖啡4103J/(kg),(1)热饮咖啡机是利用原理来工作的，在加热过程中，主要通过方式使咖啡的内能增加.,（2）开关各在什么情况下热饮咖啡机处于相应的档位？,（2）由图可知，开关S、S0都闭合时是加热状态。开关S、闭合、S0断开时处于保温状态。,例3.小明又看到家里有一款电热炉如图甲所示，其工作原理如图乙所示，下表为其铭牌的部分参数(其中高温挡的额定功率模糊不清)，R1、R2均为电热丝(电阻不随温度变化).小明很好奇，该电热炉是如何实现高、中、低档位的？高温档的功率到底是多少呢？,（1）电热炉是利用来工作的。(2)开关S1断开，开关S2接到b，电热炉处于挡.(3)电热炉高温挡的功率是多少？,？,混联型,(2)开关S1断开，开关S2接到b，电热炉处于挡.,【解析】(2)当开关S1闭合，S2接a时，R1与R2并联；当开关S1闭合，S2接b时，R2被短路，电路中只有R1工作；当开关S1断开，S2接b时，R1与R2串联.根据PU2/R可知电压一定时，电阻越小，电路消耗的功率最大，则开关S1断开，开关S2接b时，电热炉处于低温挡.,（1）电热炉是利用来工作的。,(3)电热炉高温挡的功率是多少？,(3)低温挡时，RR1R2U2/P低（220V)2/550W88中温挡时，R1U2/P中（220V)2/1100W44R2R-R1=884444该电热炉处于高温挡时，R1、R2并联，总电阻R总22功率P高U2/R高（220V)2/222200W,检测1.如图甲所示是一个电陶炉，其中猛火功率为1210W，其工作电路如图乙所示，R1为大发热环，R2为小发热环且阻值为400，S为电源开关，S0为智能温控开关，自动控制电陶炉在“猛火”与“文火”之间切换图丙是该电陶炉在完成某次“智能煎炒”模式下的发热功率随时间变化的图像求：,检测1题图,课堂检测,(1)电陶炉在“智能煎炒”模式下的最大工作电流；,解：(1)电陶炉“猛火”时工作电流最大，由PUI得最大电流为I5.5A,已知：猛火功率为1210W,R1为大发热环，R2为小发热环且阻值为400,S为电源开关，S0为智能温控开关,(2)方法一：当电陶炉“文火”工作时，只有R2连入电路，则“文火”时的电流I0.55A产生热量Q文I2R2t(0.55A)240060s7260J方法二：由PUI和I得“文火”时的功率P文121W在纯电阻电路中QWPt121W60s7260J,(2)电陶炉在“文火”煲汤模式工作1min产生的热量；,(3)由题图丙可知，在“智能煎炒”过程中“猛火”工作了9min，“文火”工作了2min，“猛火”消耗的电能W1P猛t猛1210W960s653400J“文火”消耗的电能W22Q27260J14520J消耗总电能W总W1W2653400J14520J667920J,(3)电陶炉在“智能煎炒”过程中消耗的电能,检测2.图甲是小明教室的电热饮水机，通过机内温控开关S进行自动控制，实现加热和保温两种功能，电路原理图如图乙所示电源电压恒为额定电压220V，R2的阻值为1012，当开关S接a时电路中的电流为2.5A；求：,检测2题图,(1)有时水桶内壁会有小水滴，它们是因_(填物态变化的名称)形成的,(2)在加热状态下，将水箱中300mL的水从20加热到100，饮水机至少需要加热多长时间？(小数点后保留两位),(1)有时水桶内壁会有小水滴，它们是因_(填物态变化的名称)形成的,液化,【解析】水桶内壁有小水滴，是由于在温度较高时，部分水会汽化变成水蒸气，遇到桶壁变冷时，水蒸气又液化变成液态的小水滴,(2)水的质量：m水V1.0103kg/m3300106m30.3kg水吸收的热量：Q吸c水m(tt0)4.2103J/(kg)0.3kg(10020)1.008105J饮水机正常加热时的电功率：P热UI1220V2.5A550W饮水机至少需要的加热时间：t183.27s,(2)在加热状态下，将水箱中300mL的水从20加热到100，饮水机至少需要加热多长时间？(小数点后保留两位),通常通过以下三种方式改变档位，实现：高温档、中温档、低温档,规律P=U2/R.,方法：利用开关的闭合与断开，改变电阻的连接方法，从而改变电阻的大小,计算多档位问题：1.多档位是实