九上物理期末压轴必考电功率多档位问题

九上物理期末压轴必考电功率多档位问题1．如图甲所示为便携式可折叠电热水壶，图乙为工作原理图，电热水壶具有“加热”“保温”两种功能，当水壶中的水被加热至100℃时，电热水壶会进入保温模式。已知R2=48.4(1)求的阻值。解：由电路图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1和R2串联，电路总电阻最大，根据电功率公式P=U电热水壶处于保温状态；保温时电路的总电阻为：R根据串联电路电阻的特点，R1的阻值为：R(2)现将该壶装1.5kg的水，用“加热”挡使水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量。解：水从20℃升高到100℃，吸收的热量为：Q=4.2×1(3)在上述（2）过程中，若关闭家中其他用电器，发现标有2400imp/（kW·h）的电能表的指示灯共闪烁了400次。求电热水壶的工作效率。解：加热过程中，电热水壶消耗的总电能为：W电热水壶的工作效率为：η=2．如图甲所示，为某品牌电饭煲，其发热元件为两个电阻，R1的阻值为50Ω，该电饭煲可实现高温、中温、低温三挡的挡位调节。电路额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1断开，开关S接a端时为低温挡；闭合开关S1、开关S接a处时为中温档，中温挡功率是242W。求：(1)R2的电阻值；解：S1断开，S接a时，R1、R2串联，电路电阻最大，为低温挡；S1闭合，S接a时，R1短路，只有R2接入电路，电路电阻较小，为中温挡；S1闭合，S接b时，R1与R2并联，电路电阻最小，为高温挡。由P=U2R得，R2(2)低温挡功率；解：低温挡电路电阻为：R低温挡功率：P(3)小青发现在晚上用电高峰时用电饭煲煮饭比平时时间长，晚上她进行了测量，关掉家里其他电器，仅让电饭煲处于高温挡工作，她观察到家里电能表（如图丙所示）1min转盘转了50转，则高温挡的实际电功率为多少？解：电饭煲处于高温挡工作消耗的电能为：W高温挡的实际电功率为：P3．如图为实践小组设计的高、中、低三挡恒温热水器的工作原理图。电源电压恒为20V，四个电阻R为相同的PTC热敏电阻。当开关旋转至2时，热水器处于中温挡，消耗的电功率随温度变化的曲线如图所示。加热过程中热水器的热量损失功率与水温和室温之差成正比，比例为0.2W/℃。若室温为20℃，求(1)中温挡工作时，通过PTC电阻的最大电流；解：由图1可知，开关旋转至2时，此时只有一个电阻R接入电路，热水器处于中温挡。由P=UI可知，当电功率最大时，电路中的电流最大，由图2可知，中温挡最大电功率为20W，则中温挡工作时，通过PTC电阻的最大电流为：I(2)在相同温度下，高温档和低温挡的电功率之比；解：由P=U2R可知，当开关旋转至3时，两个电阻R并联，此时总电阻最小，为高温挡；当开关旋转至1时，两个电阻R串联，此时总电阻最大，为低温挡。设每个电阻R的阻值为r，则高温挡电阻R高=低温挡功率为P低所以相同温度下高温挡和低温挡的电功率之比为：P(3)高温挡工作时，水最终保持的稳定温度。解：当热量损失功率与高温挡的功率相等时，达到稳定温度，观察图2，找到一个精确的点能满足要求，如图在t=60℃时，中温挡（一个电阻）时功率为：P则60℃时高温挡的功率为：2×4W=8W此时水温与室温差为：60℃-20℃=40℃热量损失功率为：0.2W/℃×40℃=8w符合要求，故最终水温保持在60℃。4．如图甲、乙所示是小明家的调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，和均为电烤箱中的加热元件，的阻值为66Ω。当电烤箱低温挡正常工作时，电路的电功率为440W。求：(1)低温挡正常工作时，电路中的电流是多少？解：根据电路图乙可知，当电烤箱处于低温挡工作时，开关S1闭合，S2断开，此时电阻R1和R2串联接入电路，电路总电阻最大，总功率最小，已知低温挡正常工作时的电功率为440W，工作电压为220V，根据电功率公式，可得低温挡正常工作时电路中的电流：I(2)电烤箱高温挡正常工作时的功率是多少？解：根据欧姆定律，可得低温挡工作时电路的总电阻：R由于低温挡时R1和R2串联，根据串联电路电阻的特点，可得R当电烤箱处于高温挡工作时，开关S1和S2均闭合，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路，此时电路总电阻最小，总功率最大，高温挡正常工作时的功率为：P(3)为了适应不同功能的温度需求，小明对原电路进行了改造如图丙，移动滑片可以连续调节发热体的电功率，最低可将发热体电功率调至原低温挡功率的十分之一，则滑动变阻器R连入电路的最大阻值是多少？解：根据电路图丙，改造后的电路中，发热体R1与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小，发热体R1的电功率