专题16　电学多挡位计算 课件(共30张PPT) 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(课件网) 电学多挡位计算 专题16 第十八章　电功率 多挡位的实质是在电压不变时，利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对挡位的控制。 常见的挡位：加热挡、保温挡；高温挡、中温挡、低温挡。 电路图 (短路式) (并联式) (单刀双掷开关) 低温挡 闭合S，两电阻串联，P低＝ 闭合S，只有R2接入电路，P低＝ S1断开，S2接b，R1、R2串联，P低＝ 中温挡 ——— 只闭合S1，断开S2，只有R1接入电路，P中＝ 高温挡 闭合S、S0，只有R1接入电路，P高＝ S、S0均闭合，R1、R2并联，P高＝＋ S1闭合，S2接a，R1、R2并联，P高＝＋ 原理 利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同挡位的切换。 利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同挡位的切换。 利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同挡位的切换。 注意：并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法。 方法一：求出总电阻，然后再求解总功率(此方法计算量大，不推荐)； 一、两挡位用电器 例1　(2023·苏州模拟)如图是一款养生壶和它的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡。电源电压为220 V，电阻丝R1＝R2＝44 Ω，当开关_____闭合时，养生壶在“加热”挡工作。壶内1 kg的水从20 ℃到烧开所需加热时间为336 s。若不计热量损失，加热过程中电热壶的实际功率_____(选填“小于”“大于”或“等于”)额定功率。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，当地气压为1标准大气压] S1和S2 小于 解析　由题图乙可知，当开关S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，当开关S1和S2都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻最小，根据P＝ 可知，电功率最大，养生壶处于加热挡。 变式训练1　(2023·淮北二模)如图甲是某款电热饮水机，它具有加热和保温两挡，额定电压为220 V。图乙是其工作原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝，某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图丙所示。求： (1)饮水机加热5 min消耗的电能； 答案　1.947×105 J　 解析　由题图乙可得，加热功率P加热＝649 W， 加热时间t加热＝5 min＝300 s， 加热挡阶段消耗的电能为W加热＝P加热t加热＝649 W ×300 s＝1.947×105 J。 (2)饮水机处于保温挡时，通过R1的电流I1； 答案　0.2 A 解析　只闭合S时，R1接入电路，此时饮水机处于保温挡，由题图乙可知，保温功率为P保温＝44 W， (3)电阻R1、R2的阻值。 答案　1 100 Ω　80 Ω 若R2单独工作，其功率为P2＝P加热－P保温＝649 W－44 W＝605 W 变式训练2　如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R2＝55 Ω，温水挡的电功率是2.2 kW。求： (1)当流出水为温水时，接入 电阻的值； 答案　见解析 (2)当流出水为温水时，该水龙头1 min消耗的电能若由燃油燃烧提供，所需燃油的质量；(燃油的热值为 4.4×107 J/kg) 答案　见解析 流出温水1 min消耗电能 W＝Pt＝2 200 W×60 s＝1.32×105 J 由题意可知，燃油释放的热量为Q放＝W＝1.32×105 J (3)若该水龙头1 min能放出约1 kg的温水，效率为84%，则温水升高的温度； 答案　见解析 (4)当开关打到什么位置时，处于加热状态？ 答案　见解析 解析　开关打至3位置时，同时接触2和3两个相邻触点，电路由R1单独工作到R1与R2并联，电路电阻变小，电路电功率变大，电路处于加热状态，流出的水为热水。 二、三挡位用电器 例2　(2023·南平一模)图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110 Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温 ... ...