專題21　電熱的計算（原卷版）

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒

專題21電熱的計算

類型一多檔位電熱器的計算..........................................................................................................................1

【訓(xùn)練1串聯(lián)電路中的高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醴治觥?.....................................................................................1

【訓(xùn)練2并聯(lián)電路中的高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醴治觥?.....................................................................................5

【訓(xùn)練3兩個電阻在串聯(lián)和并聯(lián)電路中通過比較功率來判斷溫度擋】..............................................8

類型二非純電阻電路....................................................................................................................................10

【方法歸納】

QI2Rt(可在任何電路中使用)

1.電熱：U2t

QWPt（只能在純電阻電路中使用）

R

U2

Q＝I2Rt方便串聯(lián)電路計算，Q＝t方便并聯(lián)電路計算

R

2.電熱器“多擋”問題

電熱器工作時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，俗稱熱能，根據(jù)實(shí)際需要往往要設(shè)計不同擋位。電熱器的高低擋指

的是“功率”不同，電源電壓不變，高擋時功率大，電阻小，為單阻或兩阻并聯(lián)；而低擋時功率小，電阻

大，為兩阻串聯(lián)或單阻。在電源電壓不變的情況下，通過改變電路的總電阻從而改變用電器的總功率，實(shí)

現(xiàn)高、中、低擋之間的轉(zhuǎn)換。具體電路如圖所示。

U2

思路點(diǎn)撥：根據(jù)P＝可知，當(dāng)總電壓不變時：①總電阻最大時總功率最小，用電器處于低溫?fù)?；②?/p>

R

電阻最小時總功率最大，用電器處于高溫?fù)?。即電路變化時總電阻大小的關(guān)系為R串＞R單＞R并，電路總功

率的關(guān)系為P串＜P單＜P并。

【?？碱}型】

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類型一多檔位電熱器的計算

【訓(xùn)練1串聯(lián)電路中的高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醴治觥?/p>

【方法歸納】判斷電熱器高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯囊罁?jù)是電熱器的功率，當(dāng)電源電壓一定時，串聯(lián)的電阻越

多，總電阻越大，總功率越小，溫度擋位越小。

1.某款電飯煲有加熱和保溫兩擋，其電路如圖所示，已知R1=88歐，R2=2112歐。開關(guān)S置于________

(填“1”或“2”)時是保溫?fù)?，保?0分鐘產(chǎn)生的熱量是________焦。

2.某型號電飯煲有加熱和保溫功能，如圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，當(dāng)開關(guān)S接觸點(diǎn)1時，該電飯煲

處于________(填“保溫”或“加熱”)狀態(tài)。如圖乙所示為該電飯煲工作時電功率與時間的關(guān)系圖像，則圖中陰

影部分面積表示的物理量是________，其大小為________，電阻R2的阻值為________歐。

3.某型號“220V1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，他有高溫和保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)

節(jié)，R0為電熱絲。當(dāng)開關(guān)S接高溫?fù)鯐r，電路的功率為1100瓦，當(dāng)開關(guān)S接保溫?fù)鯐r，電路的總功率為44

瓦。

(1)電飯煲在高溫?fù)鯐r，開關(guān)Ｓ應(yīng)與哪個觸點(diǎn)連接?

(2)電熱絲R0的阻值多大?

(3)電飯煲在保溫時，電路中的電流有多大?保溫10分鐘，電路中產(chǎn)生的熱量為多少?

4.如圖甲所示為一款電熱靴，如圖乙所示為其中一只靴內(nèi)部的電路簡圖，電源電壓恒定為6伏，S2為三

擋旋鈕開關(guān)(金屬片M可分別拔至a、b、c處)發(fā)熱電阻絲R1、R2阻值相同，b接電阻絲R1的中點(diǎn)。每只電

熱靴的低溫功率為4.5瓦。

(1)請分析金屬片撥至何處為高溫?fù)酢?/p>

(2)電阻絲R2的阻值。

(3)若兩只靴同時打開中溫?fù)酰雮€小時所消耗的電能是多少?

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5.如下表所示為一臺電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡化電路如圖所示，R1和R2均為電熱絲，當(dāng)開關(guān)閉合時，

處于高溫?fù)?，開關(guān)斷開時處于低溫?fù)酢Ｇ螅?/p>

額定電壓220伏

高溫?fù)?210瓦

額定功率

低溫?fù)?40瓦

(1)電烤箱在低溫?fù)跽９ぷ?5分鐘時所消耗的電能。

(2)R2的電阻。

(3)假設(shè)在用電高峰時，電烤箱高溫?fù)豕ぷ鲿r的實(shí)際功率為1000瓦，此時電烤箱工作時的實(shí)際電壓是多

少?

【訓(xùn)練2并聯(lián)電路中的高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醴治觥?/p>

【方法歸納】當(dāng)電源電壓一定時，并聯(lián)電路中并聯(lián)的電阻越多，總電阻越小，總功率越大，溫度擋位

越大。

6.如圖所示為某飲水機(jī)的電路原理圖，其中R1和R2都是電阻性的發(fā)熱體。這種飲水機(jī)有加熱和保溫兩

種工作狀態(tài)，由飲水機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān)S2自動控制。飲水機(jī)銘牌上提供的信息如表所示。

熱水箱容量2升

額定電壓220伏

加熱總功率555瓦

保溫功率55瓦

(1)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時，開關(guān)S1________(填“閉合”或“斷開”，下同)、S2________；當(dāng)飲水機(jī)處于保

溫狀態(tài)時，開關(guān)S1________、S2________.

(2)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時，通過的電流是多少?

(3)發(fā)熱體R1的阻值是多少?

7.如圖所示為額定電壓為220伏的電吹風(fēng)的電路圖，其中電熱絲通電后可以發(fā)熱，電動機(jī)通電后可以送

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風(fēng)，且電動機(jī)的額定功率為120瓦。

(1)要送冷風(fēng)，開關(guān)應(yīng)放在________位置；要送熱風(fēng)，開關(guān)應(yīng)放在________位置。(填“A”B”或“C”)

(2)若電吹風(fēng)在額定電壓下工作，送熱風(fēng)時電路消耗的總功率為560瓦，則電熱絲R的阻值為多大?

8.如圖甲所示為一種電熱水龍頭，圖乙是它的電路簡圖。旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相

鄰觸點(diǎn)，從而控制流出的水為冷水、溫水或熱水。已知R1、R2是電熱絲，R2=55歐，溫水擋的電功率是

2.2千瓦。

(1)S旋到________(填“1”2”或“3”，下同)位置時，水龍頭流出溫水；S旋到________位置時，水龍頭流

出熱水。

(2)電熱絲R1的阻值是多大?

(3)S旋到熱水擋時，電路中的總電流是多大?

9.有一款新型智能電熱水壺，有高、、低三擋，并可手動調(diào)節(jié)，它的等效電路圖如圖所示，其中

R1=R2=88歐，均為電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b。

(1)開關(guān)S1、S2處于什么狀態(tài)時，電熱水壺處于低溫?fù)?

(2)電熱水壺處于中溫?fù)鯐r的電流是多大?

3

(3)用高溫?fù)跫訜釙r，電功率是多大?把1千克水從20℃加熱到100℃需要多長時間?[c水=4.2×10焦/(千

克?℃)，不計熱量損失，計算結(jié)果保留整數(shù)]

【訓(xùn)練3兩個電阻在串聯(lián)和并聯(lián)電路中通過比較功率來判斷溫度擋】

U2

【方法歸納】根據(jù)P，要比較功率的大小只需要比較總電阻的大小即可，當(dāng)總電阻最大時，功

R

率最小，為低溫?fù)?；?dāng)總電阻最小時，功率最大，為高溫?fù)酢?/p>

10.如圖所示，已知R1>R2，電源電壓相同且恒定。四個電路總功率分別為P甲、P乙、P丙、P丁，其中電

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路總功率最大的是.

11.如圖所示為飲水機(jī)的工作原理電路圖，其中S是一個溫控開關(guān)，R1為電加熱管。A、B是同型號不

同顏色的指示燈。當(dāng)開關(guān)S與1接觸時，指示燈A與R1________聯(lián)；當(dāng)S與2接觸時，電路中的電流與接

1相比變________，R1的電功率變________,飲水機(jī)處于________(填加熱“保溫”)狀態(tài)。

12.如圖所示為某家用電器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，其中R1、R2為加熱電阻絲(R1>R2)，下列關(guān)于電阻絲的四種

連接方式的說法，正確的是（）

A.甲的連接方式發(fā)熱功率最小B.乙的連接方式發(fā)熱功率最大

C.丙的連接方式發(fā)熱功率最大D.丁的連接方式發(fā)熱功率最大

13.某電器廠設(shè)計了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，其發(fā)熱體電阻絲如圖所示。A、B、C

為三個接線柱，B是電阻絲中點(diǎn)的接線柱。

(1)說明各擋位的連接方法(文字表述或畫圖連接均可)。

(2)如果要求低溫?fù)醢l(fā)熱功率為200瓦，那么高溫和中溫兩擋的發(fā)熱功率分別應(yīng)是多大?

14.如下表所示為某電烤箱銘牌，如圖所示虛線框內(nèi)是電烤箱內(nèi)部簡化電路圖，R1和R2均為電熱絲。求：

XXX牌電烤箱

額定電壓220伏

高溫?fù)?100瓦

額定功率

低溫?fù)?40瓦

頻率50赫茲

(1)電烤箱在高溫?fù)豕ぷ?0分鐘所消耗的電能。

(2)電路中R2的阻值。

(3)若在電路中加一個“限高溫開關(guān)”，當(dāng)電烤箱超過一定溫度時能自動斷開電路，該開關(guān)最好安裝在A、

B、C中的哪一處?

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類型二非純電阻電路

1.百善孝為先，我們可以從點(diǎn)點(diǎn)滴滴的小事做起。佳佳將自己的壓歲錢省下來給奶奶買了一款足浴盆。

這款足浴盆工作時的簡化電路如圖，它有加熱功能和按摩功能。電動機(jī)線圈電阻為4Ω，加熱電阻正常工作

時電功率為1kW，電源電壓220V穩(wěn)定不變。

(1)啟動按摩功能時，電動機(jī)啟動，通過電動機(jī)線圈的電流為0.1A，按摩20min，電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱

量是多少？

(2)加熱電阻正常工作時的電阻是多少？

(3)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為20℃的水升高至40℃，水吸收的熱量為多少？若加熱時間為420

3

s，它的電加熱效率為多少？[c水＝4.2×10J/(kg·℃)]

2.現(xiàn)有一個小型水電站，如圖所示，發(fā)電機(jī)提供的電壓U＝250V，保持恒定，通過輸電線向較遠(yuǎn)處用

戶輸電，輸電線的總電阻