人教必刷14 家用电器的档位问题-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版）.doc

必刷14 家用电器的档位问题
电吹风
例69．(2019·荆门)如图为一个电吹风的简易电路，R1、R2为发热用的电阻丝，M为带动风扇转动的电动机，开关S2上扇形的金属片可与触点1、2、3、4接通。只接通S1时，风扇吹冷风，此时回路中电流为0.1A；在保持S1接通的情况下，转动S2，若使S2与2、3接通，风扇吹暖风；若使S2与3、4接通，风扇吹热风。
（1）求吹冷风时，电路消耗的电功率；
（2）吹暖风时，电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的5.5倍；吹热风时，电阻丝的热功率为吹暖风时电阻丝热功率的10倍，求R1、R2的阻值。
【答案】（1）22W （2）R1=40Ω R2＝360Ω
【解析】（1）仅接通S1时，电流全部通过电动机，电路消耗的电功率为P机＝UI＝220V×0.1A=22W；
（2）S2接通2、3时，电动机电压不变，消耗的电功率P机不变，R1与R2串联，电压为U＝220V，电阻丝R1与R2的热功率P1＝ =5.5 P机 ， 即 =5.5 ×22W， ∴R1+R2＝400Ω
S2接通3、4时，R2被短路，仅R1发热，其热功率P2= =10 P1 ，即 =10 ×5.5 ×22W
∴R1=40Ω ，R2＝360Ω
电饭锅
例70．（2019·孝感）家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成，将电饭锅的自动开关S按下，电饭锅处于别热状态，当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性，被吸铁块由弹簧弹开，使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲，某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中，通过的电流
随时间变化的图象如图乙。
（1）当锅内温度为100℃时，自动开关S与　 　（选填“1”或“2”）连接，此时电饭锅处于　 　（选填“加热”或“保温”）状态。
（2）该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少？
（3）电阻R1与R2的阻值之比为多少？
（4）若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W，可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电阻R3？
【答案】（1）1；加热；（2）7.92×105J；（3）1∶3；（4）可以给电阻R1并联一个阻值为220Ω的电阻R3。
【解析】（1）根据题意可知，温度为100℃时（低于103℃），电饭锅处于加热状态，开关S与“1”连接，只有R1连入电路，电路中电阻较小，根据P＝可知，此时的电功率较大，为加热状态；
（2）电饭锅此次工作30分钟消耗的电能：
W＝W1+W2＝UI1t1+UI2t2＝220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s＝7.92×105J；
（3）开关接1时，只有R1连入电路，为加热状态，此时的电流I1＝＝4A；
开关接2时，两电阻串联，为保温状态，此时的电流I2＝＝1A，
则＝＝＝，解得＝；
（4）原来的加热功率P1＝UI1＝220V×4A＝880W，
此时该电饭锅的加热功率提高到1100W，
则并联电阻的功率：P3＝P－P1＝1100W－880W＝220W，
由P＝得，并联电阻的阻值：R3＝＝＝220Ω。
电热水器
例71．(2019·通辽)有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。
（1）如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；
（2）求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）求中温挡正常工作时热水器的功率。
【答案】（1）当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温档；（2）1.32×105J；（3）550W。
【解析】（1）根据公式P＝可知，加热时电路的总电阻较小，再根据并联电路的电阻特点判断电路中电阻的大小关系，从而可以判断出电热水器处于处于什么状态；
（2）先根据P＝判断出电路处于低温档时电路的结构，然后根据Q＝t求出低温档正常工作5min电热丝产生的热量；
（3）先根据P＝判断出电路处于中温档时电路的结构，然后根据P＝求出中温档正常工作时热水器的功率。
解：（1）由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P＝可知，此时总功率最大，热水器处于高温档；
（2）当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P＝可知，此时总功率最小，热水器处于低温档；此时热水器正常工作5min内电热丝产生的热量：
Q＝t＝×5×60s＝1.32×105J；
（3）只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温档；
此时电路的功率：P中＝＝＝550W。
电热水瓶
例72．(2019·铁岭)小李家新买的电热水瓶