多擋位用電器電熱的計(jì)算

1、.多擋位用電器電熱的計(jì)算電路中開關(guān)的斷開與閉合會(huì)導(dǎo)致電路部分電阻被短接或電路的連接方式改變，電路發(fā)生改變時(shí)，電路中的總電阻會(huì)變化，在電源電壓不變的條件下，消耗的電功率或電能會(huì)變化。多擋位用電器的高擋位電功率大，低擋位電功率小，通常情況下通過開關(guān)的開閉來改變電路的總電阻，從而實(shí)現(xiàn)高、中、低擋位間的轉(zhuǎn)換。多擋位用電器電熱的計(jì)算：首先根據(jù)開關(guān)的斷開與閉合確認(rèn)電路的連接情況連接方式、接入電路的電阻，其次理清電路中I、U、R的關(guān)系，最后根據(jù)條件，選擇適當(dāng)?shù)墓竭\(yùn)算。類型一串聯(lián)型1如圖Z81所示，電阻R1>R2，電源電壓均為U，在一樣時(shí)間內(nèi)，圖甲電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q甲，圖乙電路中電阻產(chǎn)生的總熱

2、量為Q乙，圖丙電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丙，圖丁電路中電阻產(chǎn)生的總熱量為Q丁，那么圖Z81AQ甲>Q乙>Q丙>Q丁 BQ丁>Q丙>Q乙>Q甲CQ丁>Q乙>Q甲>Q丙 DQ甲>Q丙>Q乙>Q丁2某中學(xué)為解決同學(xué)們的飲水問題，購置了一批臺(tái)式飲水機(jī)，其銘牌如下表所示，如圖Z82所示是飲水機(jī)的電路圖，S是用感溫材料制成的溫控開關(guān)，R1是電阻，R2是供加熱用的電阻絲。圖Z821分析電路圖可知，當(dāng)S接通時(shí)，飲水機(jī)處于_狀態(tài)，當(dāng)S斷開時(shí)處于_狀態(tài)。2在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流是多大？3正常工作時(shí)該飲水機(jī)將熱水罐中0.6

3、kg、18 的水加熱到93 ，用時(shí)6 min，那么熱水罐中的水吸收的熱量和該飲水機(jī)加熱狀態(tài)時(shí)的效率是多少？c水4.2×103 J/kg·額定頻率50 Hz環(huán)境溫度1038 加熱功率550 W環(huán)境濕度90%額定電壓220 V制熱水才能90 5 L/h3PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它的發(fā)熱效率較高。PTC有人為設(shè)定的一個(gè)溫度點(diǎn)，當(dāng)PTC的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，其電阻值會(huì)隨它的溫度升高而變??；當(dāng)它的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，其電阻值隨它的溫度升高而變大。如圖Z83甲所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料。它的工作電路如圖乙所示，R0是定值電阻，其阻值不受溫度的影響。RT是PTC的電阻，

4、它的電阻值與溫度的關(guān)系如圖丙所示。該電熱水壺在RT設(shè)定溫度狀態(tài)工作時(shí)，電路的總功率為1100 W。問：圖Z831用此水壺將2 kg的水從25 加熱到100 ，水需要吸收多少熱量？水的比熱容是4.2×103 J/kg·2R0的阻值為多少？3當(dāng)RT的溫度為130 時(shí)，電路中RT的實(shí)際功率為多少？4林紅同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電熱水壺，電路如圖Z84所示，S是溫控開關(guān)，R1為發(fā)熱體。當(dāng)開關(guān)S接到a時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，此時(shí)發(fā)熱體的電功率為1000 W；當(dāng)水燒開時(shí)，開關(guān)S自動(dòng)切換到b，電熱水壺處于保溫狀態(tài)，此時(shí)發(fā)熱體的電功率為160 W。1求R1、R2的電阻值。不計(jì)溫度對電阻值的影響2為

5、充分利用好電能，在不改變電路連接方法的前提下，請你對林紅的設(shè)計(jì)提出合理的改進(jìn)方法。圖Z84類型二并聯(lián)型5下表是從某臺(tái)電熱飲水機(jī)的說明書上搜集到的信息，圖Z85是其簡化的電路圖。經(jīng)分析得知，電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)，當(dāng)S閉合、S0斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S0同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)。求：熱水箱容量2 L額定電壓220 V加熱時(shí)的功率400 W保溫時(shí)的功率40 W圖Z851電熱飲水機(jī)在保溫狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流是多少。保存兩位小數(shù)2電熱飲水機(jī)保溫2 h放出的熱量是多少。3電阻R1的阻值是多大。保存兩位小數(shù)6如圖Z86甲所示是林紅家的節(jié)能型電飯煲，圖乙是其簡化的電路圖。當(dāng)S

6、1、S2都閉合時(shí)，R1、R2兩個(gè)發(fā)熱體同時(shí)給鍋加熱，處于高溫加熱狀態(tài)；當(dāng)只閉合S1時(shí)，處于低溫保溫狀態(tài)。家庭電路電壓為220 V，R2工作時(shí)的阻值為88 ，電飯煲低溫保溫狀態(tài)時(shí)的功率為40 W。求：圖Z861高溫加熱狀態(tài)時(shí)，通過R2的電流是多少。2低溫保溫狀態(tài)時(shí)，R1的阻值是多少。3假如用高溫加熱來煮一次米飯需用時(shí)30 min，那么電飯鍋要消耗的電能是多少。7林紅家買了一臺(tái)電烤箱，有低溫、中溫、高溫3個(gè)擋位的發(fā)熱功率。如圖Z87所示是其內(nèi)部簡化電路圖，開關(guān)S1可分別與觸點(diǎn)a、b接觸。R148.4 ，R296.8 ，電源電壓保持不變。1當(dāng)開關(guān)S1置于a端、S2閉合時(shí)，電烤箱處于_擋位；當(dāng)開關(guān)S1

7、置于b端、S2斷開時(shí)，電烤箱處于_擋位。均選填“高溫“中溫或“低溫2電烤箱在中溫?fù)跷还ぷ鲿r(shí)，實(shí)際電功率是多少？3電烤箱在高溫?fù)跷还ぷ鲿r(shí)，對食物加熱6 min，消耗的電能為多少？圖Z8782019·江西如圖Z88所示是某家用電熱水壺內(nèi)部的電路簡化構(gòu)造圖，其中R1、R2為阻值一樣的電熱絲，有甲、乙、丙、丁四種不同的連接方式，該電熱水壺加熱有高溫、中溫、低溫三擋，中溫?fù)醯念~定功率為500 W。求：圖Z881電熱水壺調(diào)至中溫?fù)跽＜訜幔瑢? kg溫度為30 的水燒開標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下需要20 min，水所吸收的熱量及電熱水壺的效率。2電熱水壺高溫?fù)醯念~定功率。3假設(shè)某次電熱水壺用高溫?fù)跫訜?.1

8、h，耗電0.09 kW·h，通過計(jì)算判斷此時(shí)電熱水壺是否正常工作。詳解詳析1C21加熱保溫2在加熱狀態(tài)下，飲水機(jī)正常工作時(shí)，U額220 V，P額550 W，所以電路中的電流：I額2.5 A。3由Qcmt，水吸收的熱量：Q水吸c(diǎn)水m水t4.2×103 J/kg·×0.6 kg×93 18 1.89×105 J。消耗的電能：W電Pt550 W×6×60 s1.98×105 J；×100%×100%95.5%。31水吸收的熱量：Q水吸c(diǎn)水m水t4.2×103 J/kg·&

9、#215;2 kg×100 25 6.3×105 J。2由題意可知，在電阻值與溫度的關(guān)系圖像中PTC的人為設(shè)定溫度為100 ；當(dāng)RT在設(shè)定溫度狀態(tài)工作時(shí)，由圖丙可知RT34 ，R0、RT串聯(lián)，由P可得，電路中的總電阻：R總44 ，因?yàn)榇?lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，所以R0的阻值為R0R總RT44 34 10 。3當(dāng)RT的溫度為130 時(shí)，由圖像可知，此時(shí)RT的阻值為100 ，電路中的總電阻：R總R0RT10 100 110 ，電路中的電流：I2 A，RT兩端的電壓：UI×RT2 A×100 200 V，RT的實(shí)際功率：PUI200 V×2

10、 A400 W。41S接在a時(shí)，電路為R1的簡單電路，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，此時(shí)功率：Pa，那么電阻R1的阻值：R148.4 。S接在b時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電熱水壺處于保溫狀態(tài)，但只有R1是發(fā)熱體，R2起限流作用，此時(shí)功率：PbIb2·R12·R1，代入數(shù)據(jù)解得：R272.6 。2當(dāng)水燒開時(shí)，開關(guān)S自動(dòng)切換到b，電熱水壺處于保溫狀態(tài)，R1是發(fā)熱體，R2起限流作用，浪費(fèi)了能量；應(yīng)該將R2與R1都作為發(fā)熱體，把R2上消耗的電能轉(zhuǎn)化的內(nèi)能也加以利用，用于保溫，節(jié)約電能。51當(dāng)S閉合、S0斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，電路中只有R2，功率為P240 W，此狀態(tài)下正常工作時(shí)的電流：I2

11、0.18 A。2電熱飲水機(jī)保溫2 h消耗的電能：WP2t0.04 kW×2 h0.08 kW·h；電熱飲水機(jī)是純電阻，電熱飲水機(jī)保溫2 h放出的熱量：QW0.08 kW·h0.08×3.6×106 J2.88×105 J。3當(dāng)S、S0同時(shí)閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，總功率：PP1P2400 W，電阻R1的功率：P1PP2400 W40 W360 W。電阻R1的阻值：R1134.44 。61當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，通過R2的電流：I22.5 A。2當(dāng)只閉合S1時(shí)，電路為R1的簡單電路，那么R1的阻值：R11210 。3當(dāng)S

12、1、S2都閉合時(shí)，處于高溫加熱狀態(tài)，此時(shí)：I22.5 A，I1 A，所以I總I1I22.5 A A，WUI總t220 V×2.5 A A×30×60 s1.062×106 J。71高溫低溫2當(dāng)開關(guān)S1置于b端、S2閉合時(shí)為中溫?fù)跷?。電烤箱的電功率：Pc1000 W。3當(dāng)S1置于a端，S2閉合時(shí)，電烤箱在高溫?fù)跷?，電阻R1與R2并聯(lián)。電烤箱的總功率：Pa1500 W，高溫?fù)跷患訜? min，電烤箱消耗的電能：WPat1500 W×6×60 s5.4×105 J。81標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ，那么水吸收的熱量：Q水吸c(diǎn)水m水tt04.2×103 J/kg·×2 kg×100 30 5.88×105 J，中溫?fù)跽＜訜?0 min，消耗的電能：W電P中t500 W×20×60 s6×105 J，電熱水壺的效率：×100%×100%98%。2R1、R2