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      中考電熱器多擋位問題解析

      2017-01-06 14:33:49王香月
      初中生學習·高 2016年12期
      關鍵詞:電飯鍋飲水機擋位

      王香月

      物理知識源于生活,又服務于生活。所以中考中經(jīng)常遇到聯(lián)系生活的題目,如多擋位用電器是如何工作的?在學習了人教版九年級物理中焦耳定律一節(jié)之后,會遇到運用焦耳定律解決電熱毯、電飯鍋、電熱水器、電暖氣有幾個擋位的問題,同學們不知如何下手,因此,有必要介紹一下這類問題的解題思路:首先要清楚高擋位電功率最大,中擋位次之,低擋位電功率最低這一知識點。其次因為是家庭電路,一般情況認為電壓是恒定的220 V。因為電壓恒定所以我們用到的電功率公式是P= ,當U2一定時R越小P越大。這樣就找到問題的答案了。

      例1:小紅設計了一個多擋位電熱水器,其工作電路如圖1所示,R1、R2是兩根電熱絲,改變觸點1、2、3、4間的連接方式可形成高溫、中溫、低溫等不同擋位。試說明哪種連接是高擋?哪種是中擋?哪種是低擋?

      解析:當2與4連接時R1與R2組成串聯(lián),電路中電阻最大,根據(jù)P= ,U一定時,R越大,P最小,所以是低擋位。當1與2連接時,只有R1接入,此時電阻比2與4連接時小,根據(jù)P= 可知P較大,所以是中擋。當1與2連接,3與4連接時,R1與R2并聯(lián),電阻最小,根據(jù)P= ,P最大,所以是高擋。

      除上述題型外還有利用短路形成電熱器的擋位問題的。

      例2:內(nèi)部電路如圖2所示,R1是加熱電阻,阻值為48.4 Ω,R2是限流電阻,阻值為484 Ω,煮飯時,接通電源220 V,問:(1)開關S處于什么狀態(tài)時電飯鍋處在加熱狀態(tài)?(2)飯熟后,S處于什么狀態(tài)時電飯鍋位于保溫狀態(tài)?(3)保溫與加熱兩種狀態(tài)電飯鍋消耗的電功率之比是多少?

      解析:(1)當S閉合時R2被短路,電路中只有R1,電路中電阻最小,U一定,根據(jù)P= 可知電功率最大,所以處于加熱狀態(tài)。(2)當S斷開時短路線去掉R2與R1串聯(lián),電路中電阻最大,U一定,根據(jù)P= 可知電功率最小,所以處于保溫狀態(tài)。(3)加熱時電功率P保= ,保溫時P熱= ,所以兩次的功率之比為11∶1。

      總之,多擋位問題中除了會用P= 分析電熱器處于什么擋位外,還要會在已知用電器額定電壓、額定功率的題中運用P= 求電阻。

      例3:圖3所示是家用飲水機的工作原理圖,其中S是溫度控制開關,當水溫升高到一定溫度時,飲水機從加熱狀態(tài)自動切換到保溫狀態(tài),已知電阻R0=55 Ω,R=2365 Ω。(1)當開關S處于“2”擋時,通過電阻R和R0的電流各是多大?(2)當開關S分別處于“1”擋或“2”擋時,飲水機的總功率各是多少?(3)請判斷當開關S處于“1”擋時,飲水機處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)?簡述理由。

      解析:(1)當開關S處于“2”擋時,R被短路,通過電阻R的電流為零。通過電阻R0的電流I= = =4 A。(2)當開關S處于“1”擋時,飲水機的總功率P1= = =20 W,當開關S處于“2”擋時,飲水機的總功率P2= = =880 W。(3)當開關S處于“1”擋時,飲水機處于保溫狀態(tài)。理由是當開關S處于“1”擋時,飲水機的總功率遠小于開關S處于“2”擋時。

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