多档位电热器专题训练.ppt

1、专题训练,电热器多档位问题,景山初中部 李登峰,一、相关公式回顾,请同学们写出计算电功率的几个公式,1、P= W/t 2、P=UI 3、P=U2/R 4、P=I2R,注：3和4仅适用于纯电阻电路,二、专题诠释,多档位的电热器问题是集电功、电热、电功率的综合性问题，是电学的重点和难点。解答此类问题需要把握好两个关键点。,关键点一： 正确判断出电热器的档位。一般来说，电热器通常有“高温档”“中温档”和“低温档”，根据公式P=U2/R 可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越 ；电阻越小，电功率越 ，所以高温档电阻最 ，低温档电阻最 。,小,大,小,大,练习1、下列两个电路，总功率较大的是（ ）,练习

2、2、下列两个电路，总功率较大的是（ ）,A,B,（一）单刀双掷式,思考：（1）比较S接a和S接b时 电路的总电阻？,分析：S接a时，R1和R2串联，电路总电阻最大，S接b时，只有R1接入电路，电路总电阻最小，根据公式P=U2/R可知，在电压一定时，S接a时总功率最小，电路处于低温档， S接b时总功率最大，电路处于高温档。,关键点二：明确不同档位的电热器结构,（2）比较S接a和S接b时电路的总功率？,（二）短路式,思考：（1）比较S闭合和S断开时的总电阻的大小？,分析：S断开时，R1和R2串联，电路总电阻最大，S闭合时，R2被短路，电路总电阻最小，根据公式P=U2/R可知，在电压一定时，S断开时

3、总功率最小，电路处于低温档， S闭合时总功率最大，电路处于高温档。,（2）S闭合和S断开电热器分别处于什么档位？,说明：短路式和单刀双掷式虽然形式不同，但实质相同，都是采取两个电阻串联和只接入一个电阻的方式改变电路的电阻从而改变电功率的。,练习1、一电热饮水机。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。 电路原理如图乙所示。电源电压恒为220V，当开关S接a时，电路中电流为5.5A，当开关S接b时，电路消耗的功率为44w。求：,（1）R1和R2的阻值； （2）开关S接b时，电路中的 电流。 （3）该饮水机在保温状态工作 100S，R2产生的热量。,（三）并联式,思考：（1）比较S

4、闭合和S断开时电路的总电阻？,分析：S闭合时，R1和R2并联，电路总电阻最小，S断开时，只有R1接入电路，电路总电阻最大，根据公式P=U2/R可知，在电压一定时，S断开时总功率最小，电路处于低温档， S闭合时总功率最大，电路处于高温档。,思考：如果R1大于R2，再增加一个开关，能否再增加一个中温档？,（2）比较S闭合和S断开时电路的总功率？,练习2、如图在物理小组课外活动中，组长毛毛和他的组员利用两段阻值不同的电阻丝R1和R2，设计了一个高、中、低三个档位的电热器，其R1=2R2，经过测试，该电热器在低温档正常工作时的电功率为100w。,（1）请说明电热器分别处于三个不同档位时S1和S2的状态

5、,（2）求出,（3）求出电热器正常工作时高温档和中温档的电功率,（四）综合式,思考：该电热器（R1R2）分别有哪几个档位？,提示：最高档位应该是总电阻最小时，R1和R2并联时总电阻最小；最低档应该是总电阻最大时， R1和R2串联时总电阻最大；单独接入R1或R2时的电阻介于二者之间，档位也应该是介于二者之间。,所以，闭合S1、S2，断开S3接2时， R1和R2并联，为最高档，P4=U2/R1+U2/R2；S3闭合，S1、S2断开时， R1和R2串联，为最低档，P1=U2/(R1+R2)；只闭合S2时，只有R2接入电路，为第三档位，P3=U2/R2；只闭合S1时，只有R1接入电路，为第二档位，P2

6、=U2/R1。,练习3、如图是王捷设计的一个电热水器的电路，电热丝R1=44 ，电源电压U=220V不变，求： （1）该热水器的电功率,（ 2）陈象博同学想在此电路的基础上增加一个开关和一个电热丝R2，使该电路具有保温功能，应该如何改装？画图说明,解：由P=U2/R1得 P=(220V)2/44=1100w 答：该热水器的功率为1100w,S断开时R1和R2串联，电路处于保温状态，S闭合时，R2被短路，电路处于加热状态。,（3）若要求改装后的电路的保温功率为22w，请求出R2的阻值；,（4）若不要求有保温功能，但要求冬季的功率能调到3300w，在原电路的基础上增加一个开关和一个电热丝R3，又该如何改装？并求出改装后的R3的阻值,解：S断开时R1和R2串联，为保温状态， 此时P保=U2/(R1+R2)，公式变形可得 R1+R2=U2/P保=（220V）2/22w=2200， 所以R2=2200-44=2156,解：,闭合S，R1和R3并联，可使总功率变大 P总=P1+P3 P3=P总-P1=3300w-1100w=2200w 由P3=U2/R3可得 R3=U2/P3=（220V）2/2200w=22 答：R3的阻值为22,练习4：家用电熨斗为满足不同 布料的整烫需要，通常设计成 三档不同的温度档右图是它 的工作原理图，其中、 为电热丝，且110