家用电器换挡计算.ppt

1、家用电器换档功率计算,邾城五中 孙志林,考点聚焦,归类示例,知识回顾,1电功率,快慢,P,瓦特(W),电功,时间,UI,探究引导 1）将电阻R1=242接入220V电路中，电阻R1功率是多少？ P=U2/R=(220V)2/242=200W 2）将电阻R1=242与 R2=60.5串联接入220V电路中，电阻R1功率是多少？ R1与R2串联，串联分压，U1：U2=R1：R2=4：1 U1=176V P=U2/R=(176V)2/242=128W 3）将电阻R1=242与 R2=60.5并联联接入220V电路中，电阻的总功率是多少？ R1与R2并联， 1/R总=1/R1+1/R2,R总=48.4

2、 P=U2/R= =(220V)2/48.4=1000W,电热器“多挡”功率问题,小,并,大,串,1理解“高挡”与“低挡” 电热器的电压不变，电路中的两根电阻丝(或多根)组合，可以有多个电阻值，这样出现了多挡功率问题：根据公式PU2/R知，电压一定时，电功率与电阻成反比，故高温挡时总电阻最_(一般电阻丝_联)；低温挡时总电阻最_(一般电阻丝_联)。 2多挡用电器常见电路设计,图153,电功率,电热器“多挡”问题 (1)理解“多挡” 电热器工作时将电能转化为内能(俗称热能)，根据实际需要往往要设计不同挡位。电热器的高低挡指的是“功率”不同，电源电压不变，高挡时功率大，电阻小，为单阻或两阻并联；而

3、低挡时功率小，电阻大，为两阻串联或单阻，具体电路如图所示。,1、在下图电路中R1R2，电源电压相同且恒定。四电路总功率P甲、P乙、P丙、P丁由大到小的顺序是,3多挡功率问题：电热器的“高低挡”指的是“功率”不同，电功率大的为高挡位，电功率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下，通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率，实现高、中、低挡之间的转换。一般是通过电阻短路或改变电路连接方式来实现，常见多挡电路图如图T53所示。,图T53,小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态图乙是电饭锅的电路图，R2=

4、60.5，保温时总功率为100W （1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？ （2）R1的阻值多大？ （3）用电饭锅将5kg水加热升温20（整个过程不计能量损失），需要多长时间？,解：（1）自动开关S接通时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小， 由P=UI=U2/R可知，电路的总功率最大，电饭锅处于加热状态， 此时电功率： P加热=U2/R= （220V）2/ 60.5=800W； （2）自动开关S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大， 由P=UI=U2/R可知，电路的总功率最小，电饭锅处于保温状态， 此时电路中的总电阻： R=U2/P=（220V）2/ 100W

5、=484， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，R1的阻值： R1=RR2=48460.5=423.5； （3）水吸收的热量： Q吸=cmt=4.2103J/（kg）5kg20=4.2105J， 整个过程不计能量损失，由Q=W=Pt可得需要的加热时间： t=525s,图是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W

6、 （1）电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为 A（结果保留两位小数）（2）开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为 W、 W （3）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？,解：（1）根据P=UI可得，电热毯以最小发热功率工作时流过电路中的电流： I=P小/U =30W/220V=0.14A； （2）由电路图可知，当开关位于“3”档时，R1与R2串联，处于低档位， 根据欧姆定律可得，电路中的总电阻： R=U/I=220V/0.14A=4840.3， 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1和R2是两根相同的电热丝 R1=R2=2R=2420.2；

7、当开关处于“1”档时，R1与R2并联，处于高档位， 并联电路中各支路两端的电压相等， 电热毯的发热功率： R并=R/2=2420.2/2=1210.2； P大=U2/R并= =(220V)2/1210.2=120W 当开关处于“2”档时，电路为R2的简单电路， 电热毯的发热功率： P中= U2/R并=(220V)2/2420.2=60W； （3）当开关位于“3”档时，R1与R2串联，电热毯功率为30W， 电热毯工作30分钟产生的热量： Q=W=Pt=30W3060s=5.4104J,如图所示是某款电热水龙头的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷

8、水、温水、热水挡之间的切换当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是水（填“冷”、“温”或“热”），若R1=2R2，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡位时的功率为，它在热水挡时正常工作1min可产生的热量为J,解： （1）当开关同时接触1、2触点时，两电阻出断路状态，电功率为零，水龙头出冷水； 当开关同时接触2、3触点时，电路中只有R1接入电路，电路中的电阻最大，根据P=U2/R可知，在电压一定时，电功率最小，处于保温状态，水龙头放出的是温水； 水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W， 当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，处于加热状态，

9、水龙头出热水； （2）因为R1=2R2，由P=U2/R可知，当电压相等时，R2消耗的功率为R1的2倍， 所以R2功率为P2=22000W=4000W， 加热档位时的总功率为： P=P1+P2=2000W+4000W=6000W； （3）在加热档正常工作1min消耗的电能为： W=Pt=6000W60s=3.6105J,二、规律总结：,造成一个用电器有多个档位的根本原因是用电器本身就是一个复杂的电路，内部一般含有多个发热电阻和多个开关。使用过程中，通过改变电路中的多个开关的状态来改变电路的结构，继而再改变电路中的总电阻，最终改变了电路的总功率（也即用电器的功率），从而实现多个档位间的转换或切换。,档位的高低,开关的状态,总功率的大小,总电阻的大小,电路的结构,2. 用电器处于不同的档位时都是接在同一电源上的，所以整个用电器两端的总电压U 是不变的。这提示或暗示我们最好“整体”考虑。要计算某一档位的电功率大小，可先根据该档位对应的电路结构计算出该档位的总电阻R ，然后运用公式 P=U2/ R 求出对应的电功率。,规律总结：,R串 R1 R2 R并,P串 P1 P2 P并,低档