1、电热器的多挡位加热问题1.小何家有一台如图甲所示的电取暖茶几，其上下面板均可发热，上加热面板的最大电功率为968 W，下加热面板的最大电功率为484 W，原理如图乙所示，R1和R2分别为上、下面板加热电阻。(家庭电路电压为 220 V)求： (1)电阻R1的阻值；(2)下加热面板以最大电功率工作1 h，消耗的电能；(3)小何将家中其他用电器全部关闭，闭合开关S、S1，并把上加热面板调至最高挡，观察到标有“2 000 imp/(kWh)”字样的电能表的指示灯在6 min内闪烁了160次，则电取暖茶几工作的实际电压是多少？ 2.图甲是静静老师使用的一款新型智能养生壶，它具有加热、保温两挡功能，壶内
2、部简化电路如图乙所示，其中R1和R2为电热丝，S2为自动控制开关，该养生壶的主要参数如表所示。求：产品名称智能养生壶额定电压220 V额定加热功率880 W额定保温功率100 W(1)在加热状态，该养生壶正常工作时的电流；(2)电热丝R1的阻值；(3)某天早上静静老师将该养生壶接入家庭电路中单独工作，在该养生壶给水加热的过程中，观察到家里电能表(如图丙所示)的转盘5 min内转了220转，则该养生壶加热时的实际电压是多大？3.图甲是一个简易多挡位的电热器工作电路图，旋钮开关旋转至1、2、3分别表示不同的挡位，各电热丝的规格完全相同(忽略电阻变化)，当旋钮开关旋至低温挡时电热器的功率是110 W
3、。求：(1)每个电热丝的阻值；(2)用电高峰期只让该电热器通电2 min，电能表(图乙)的转盘转了20转，电热器消耗的实际电功率；(3)通过数据计算判断(2)问中电热器可能所处的工作挡位。4.图甲是小侨家的电水壶，表中是它的部分参数，图乙是它的加热电路的原理图，只有一根用来加热的电热丝R0，为了能够实现多挡加热和保温功能，小侨找来了定值电阻R1和R2，将电水壶的加热电路改造成图丙所示电路，使得电热丝R0可以分别以额定功率的100%、64%和25%工作。小侨用改造后的电水壶以最大功率将1.1 kg的水从20 加热到沸腾(1标准大气压下)，用了7 min。水的比热容为4.2103 J/(kg)求：
4、容积/L1.5额定电压/V220额定功率/W1 100(1)水吸收的热量；(2)电水壶以最大功率加热时的效率；(3)R1和R2的阻值。5.如图是某型号电压力锅工作电路简图，表中是其部分参数。接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，1挡加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到102 时，开关S自动与a、b断开，并与触点c接通，2挡加热器工作，此时锅内混合物质温度不变，保持锅内压强不变，进入保压状态。现将质量为2 kg，初温为36 的混合物质放入电压力锅中加热，设置保压时间5 min，混合物质的比热容为c4.0103 J/(kg)。求：额定电压/V2201挡加热器额定功率/W5502挡加热器额定功率
5、/W110保压温度/102最大容积/dm33(1)R1的阻值；(2)电压力锅从加热到刚开始保压，混合物质吸收的热量；(3)假设加热器产生热量的80%被混合物质吸收，电压力锅共消耗的电能。6.图甲是小媛家新买的新型电热水壶，该电热水壶有加热、保温和干烧断电功能，其简化电路如图乙所示。S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘温度达到120 时自动断开，S2是壶壁温控开关，闭合时对水加热，断开时对水保温。已知电热水壶的加热功率为1 100 W，保温功率为55 W。 甲 乙(1)求电热水壶处于加热状态时电路中的电流；(2)求电阻R2的阻值；(3)若水烧开后，S2没有自动断开，当壶里的水烧干瞬间，发热
6、盘的温度为110，已知发热盘的质量为0.44 kg，比热容为0.5103 J/(kg)，若电热水壶的加热效率为80%，则经过多长时间S1才会断开？7.如图为新型多挡位电火锅的原理图，其中S为温控器(控制电火锅不超过某一个温度，对其起保护作用)，三个灯泡为发热电阻R1、R2、R3相应的工作指示灯，其功率忽略不计。表格给出了部分相应状态时电火锅的功率值。为了延长电火锅的使用寿命，不得同时闭合S1、S2、S3三个开关。电火锅的铭牌上标有“220 V50 Hz”的字样。根据图表资料，分析计算：挡位S1S2S3功率(W)1闭合断开断开2002断开闭合断开5003断开断开闭合4闭合断开闭合5断开闭合闭合1
7、 300(1)发热电阻R1的阻值。(2)电火锅处于3挡位时，10 min内消耗的电能。(3)电火锅处于4挡位时，加热42 s后，锅内1 kg水的温度升高了8 ，此过程中电火锅的加热效率。c水4.2103 J/(kg)8.在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯家购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态)，它的内部简化电路如图乙所示，其中只有R1为加热管(放出的热量能被水吸收)，R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220 V，其加热时的额定功率为1 210 W，且保温时R1的功率和加热时R1的功率之比为425。求
8、：(1)在加热状态正常工作时，通过R1的电流；(2)电阻R2的阻值；(3)某傍晚用电高峰期，实际电压为200 V，他只让家中电热中药壶通电工作，使其处于“保温”状态6 min，他家电能表表盘如图丙所示，求该过程中电能表指示灯闪烁的次数n。参考答案1.解：(1)由P可得，电阻R1的阻值：R150 。(2)由P可得，下加热面板以最大电功率工作1 h，消耗的电能：W下P下t0.484 kW1 h0.484 kWh。(3)闭合开关S、S1，电取暖茶几消耗的电能：W kWh0.08 kWh，电取暖茶几的实际功率：P实0.8 kW800 W，由P可得，电取暖茶几工作的实际电压：U实200 V。2. 解：(
9、1)由PUI可知，在加热状态，该养生壶正常工作时的电流：I4 A。(2)由图乙可知，当开关S1闭合、开关S2断开时，电阻R1、R2串联，养生壶处于保温状态，当开关S1、S2都闭合时，电阻R1被短路，电路中只有R2工作，养生壶处于加热状态，电热丝R2的阻值：R255 ，保温状态时串联电路的总电阻：R484 ，电热丝R1的阻值：R1RR2484 55 429 。(3)养生壶消耗的电能：W kWh2.64105 J，实际加热功率：P实880 W，养生壶的实际功率等于额定功率，所以养生壶的实际电压等于额定电压为220 V。3.解：当旋钮开关旋转至1时，两个电热丝串联，为低温挡；当旋钮开关旋转至2时，电
10、路只有一个电热丝工作，为中温挡；当旋钮开关旋转至3时，两个电热丝并联，为高温挡。(1)由P可得，P低温，则每个电热丝的阻值：R220 。(2)电热器消耗的电能：W kWh2.4104 J，电热器的实际电功率：P200 W。(3)中温挡功率：P中温220 W。高温挡功率：P高温440 W。故电热器可能处于中温挡。4. 解：(1)水吸收的热量：Qc水mt4.2103 J/(kg)1.1 kg(100 20 )3.696105 J。(2)电水壶以最大功率加热时消耗的电能：WPt1 100 W760 s4.62105 J，加热效率：100%80%。(3)当S1闭合时，电路只有R0工作，此时电水壶以额定
11、功率的100%工作，则R0的阻值：R044 ，当只闭合S2时，R0与R1串联，此时电水壶以额定功率的64%工作，则有：64%P()2R0，即64%1 100 W()244 ，解得R111 ，当S1、S2都断开时，R0、R1与R2串联，此时电水壶以额定功率的25%工作，则有：25%P()2 R0，即25%1 100 W()244 ，解得R233 。5解：(1)当开关S与触点a、b接通时，R1与R2并联，电压力锅处于1挡加热状态，当开关S自动与a、b断开并与触点c接通时，电路变为R2的简单电路，电压力锅处于2挡保温状态，R1的功率：P1P1挡P2挡550 W110 W440 W，由P可得，R1的阻
12、值：R1110 。(2)混合物质吸收的热量：Q吸cm(tt0)4.0103 J/(kg)2 kg(102 36 )5.28105 J。(3)由可得，电压力锅共消耗的电能：W6.6105 J。6解：(1)由图乙可知，当S1、S2闭合时，电路中只有R1工作，电热水壶处于加热状态。由PUI可得，电热水壶处于加热状态时电路中的电流：I5 A。(2)由P可得，R1的阻值：R144 ，当S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电热水壶处于保温状态，此时电路的总电阻：R880 ，电阻R2的阻值：R2RR1880 44 836 。(3)发热盘吸收的热量：Q吸cm(tt0)0.5103 J/(kg)0.44 kg
13、(120 110 )2.2103 J，由可得，消耗的电能：W2.75103 J，由P可得，加热时间：t2.5 s。故当壶里的水烧干瞬间，经过2.5 s的时间S1才会断开。7解：(1)由题知，电火锅处于1挡位时，只闭合开关S1，电路为只有R1的简单电路，由P得，发热电阻R1的阻值：R1242 。(2)由题知，电火锅处于2挡位时，只闭合开关S2，电路为只有R2的简单电路，电火锅处于3挡位时，只闭合开关S3，电路为只有R3的简单电路，电火锅处于5挡位时，开关S2、S3闭合，R2、R3并联，电火锅处于3挡位时的功率：P3P5P21 300 W500 W800 W，电火锅10 min内消耗的电能：WP3
14、t800 W1060 s4.8105 J。(3)由题知，电火锅处于4挡位时，开关S1、S3闭合，R1、R3并联，电火锅处于4挡位时的功率：P4P1P3200 W800 W1 000 W，电火锅处于4挡位时，加热42 s消耗的电能：WP4t1 000 W42 s4.2104 J，水吸收的热量：Q吸c水mt4.2103 J/(kg)1 kg8 3.36104 J，电火锅的加热效率：100%80%。8解：(1)由题意可知，加热时只有R1接入电路，保温时R1和R2串联接入电路。由PUI可得，在加热状态正常工作时，通过R1的电流：I15.5 A。(2)由P可得，R1的阻值：R140 ，保温时R1的功率：P保温1P加热1 210 W193.6 W，保温时，R1两端的电压：U188 V，电路中的电流：I2.2 A，电阻R2的阻值：R2R140 60 。(3)用电高峰期，电热中药壶实际保温功率：P保温实400 W，电热中药壶消耗的电能：WP保温实t400 W660 s1.44105 J0.04 kWh，电能表指示灯闪烁的次数：n0.04 kWh1 200 imp/(kWh)48 im14
