1、电热器档位专题一、相关公式回顾一、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：注：3和和4仅适用于纯电阻电路仅适用于纯电阻电路二、专题诠释二、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。关键点一关键点一：正确判断出电热器的档位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 。小小大大小小大大练习1、下列
2、两个电路，总功率较大的是（）练习2、下列两个电路，总功率较大的是（）AB（一）单刀双掷式单刀双掷式思考：（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，电路处于低温档低温档，S接b时总功率最大，电路处于高温档高温档。关键点二：关键点二：明确不同档位的电热器结构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
3、路，电路总电阻最小，根据公式P=U2/R可知，在电压一定时，S断开时总功率最小，电路处于低温档低温档，S闭合时总功率最大，电路处于高高温档温档。（2）S闭合和S断开电热器分别处于什么档位？例题例题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。解：S接a时，为只有R1的简单电路，电阻较小，根据P=U2/R，总功率较高，为加热状态；S接b
4、时，为R1与R2的串联电路，根据P=U2/R，电阻较大，总功率较小，为保温状态。（1）R1=U/Ia=220V/5.5A=40 R总=R1+R2=U2/Pb=（220V）2/44W=1100 R2=R总-R1=1100-40=1060（2）Ib=U/R总=220V/1100=0.2A 或 Ib=Pb/U=44W/220V=0.2A（3）Q=Ib2R2t=（0.2A）21060100s=4240J （三）并联式（三）并联式思考：（1）比较S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
5、，S断开时总功率最小，电路处于低温档低温档，S闭合时总功率最大，电路处于高温档高温档。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？例题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（2）求出R1和R2的阻值（3）求出电热器正常工作时高温档和中温档的电功率解：（1）S1闭合、S2断开时，为只有R1的简单电路，电阻最大，总功率最小，为低温档
6、；S1断开、S2闭合时，为只有R2的简单电路，为中温档；S1和S2均闭合时，R1和R2并联，电阻最小，总功率最大，为高温档。（2）R1=U2/P低=（220V）2/100W=484 R2=R1/2=484/2=242（3）P中=U2/R2=（220V）2/242=200W P高=P低+P中=100W+200W=300W（四）综合式（四）综合式思考：电热器（R1R2）分别有哪几个档位？S3闭合，S1、S2断开时，R1和R2串联，为最低档，此时 P1=U2/(R1+R2)；只闭合S1时，只有R1接入电路，为较低档，此时 P2=U2/R1；只闭合S2时，只有R2接入电路，为较高档，此时 P3=U2/
7、R2；闭合S1、S2，断开S3时，R1和R2并联，为最高档，此时 P4=U2/R1+U2/R2。例题3、如图是小王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）该热水器的电功率解：P=U2/R1=(220V)2/44=1100w（2）小陈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：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，电路为只有R1的简单电路，此时电路处于加热状态。（3）若要求改装后的电路的保温功率为22w，请求出R2的阻值；解：S断开时，R1和R2串联，为保温状态，R总=R1+
8、R2=U2/P保=（220V）2/22w=2200，所以R2=R总-R1=2200-44=2156解：如图闭合S，R1和R3并联，可使总功率变大，P总=P1+P3 则P3=P总-P1=3300w-1100w=2200w由P3=U2/R3可得R3=U2/P3=（220V）2/2200w=22（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的阻值课堂练习：课堂练习：家用电熨斗为满足不同布料的整烫需要，通常设计成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如图是它的工作原理图，其中三档不同的温
9、度档如图是它的工作原理图，其中、为电热丝，且为电热丝，且=1=11010。右图是电熨斗不同档。右图是电熨斗不同档位时的连接情况（包括高、中、低温档及停止档），位时的连接情况（包括高、中、低温档及停止档），其中图档位电功率为其中图档位电功率为220W220W。请进行档位分析。请进行档位分析,并求出并求出电熨斗处于图时工作电熨斗处于图时工作1 1分钟所产生的热量分钟所产生的热量Q Q。解：图为断路状态，为解：图为断路状态，为停档停档；图；图R R1 1与与R R2 2串联，电阻串联，电阻最大，总功率最小，为最大，总功率最小，为低温档低温档；图为只有；图为只有R R2 2的简单电的简单电路，为路，为
10、中温档中温档；图；图R R1 1与与R R2 2并联，电阻最小，总功率最并联，电阻最小，总功率最大，为大，为高温档高温档。R R总总=R=R1 1+R+R2 2=U=U2 2/P=/P=（220V220V）2 2/220W=220/220W=220R R2 2=R=R总总-R-R1 1=220-110=110=220-110=110P P总总=P=P1 1+P+P2 2=U=U2 2/R/R1 1+U+U2 2/R/R2 2 =（220V220V）2 2/110+/110+（220V220V）2 2/110=880W/110=880W纯电阻电路纯电阻电路 Q=W=PQ=W=P总总t=880Wt=880W1 160s=60s=52800J52800J
