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电学专题(三)-多档位家用电器计算与设计典型例题R1R2SR1R2SR1R2S例1、甲乙两图中R1=10,R2=20,均连接在6V的电源两端。甲图:S断开,电路总功率为 W;S闭合,电路总功率为 W。乙图:S断开,电路总功率为 W;S闭合,电路总功率为 W。例2、 CFXB型“220V、1100W”电饭煲原理图如图3所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过开关S进行调节,R0为电热丝。当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W ;当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W。求:(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?(2)电热丝R0的阻值多大?(3)当电饭煲在正常焖饭、保温挡时电路中的电流多大?焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少?例3、 下表为某品牌取暖用油汀的铭牌,其内部电路如图所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,闭合开关S,30min 内油汀消耗的电能为0.88kWh。求:(1)通过R1的电流;(2)电热丝R2的电阻;(3)30min 内开关S1闭合的时间。例4、小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个挡位的发热功率,图4是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:Rl=60.5,R2=121,电源电压保持不变。当开关S1置于b端,S2断开时,电烤箱处于 挡位:电烤箱在中挡位工作时,消耗的电功率是 W;电烤箱在高挡位工作时,对食物加热5min,消耗的电能是 J。巩固练习1图4是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是水 (选填“冷”、“温”或“热”)。若R22R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则它在热水挡正常工作1min消耗的电能为 J。2如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其背面粘贴有等大的电热膜使用时镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于成像,下表是该防雾镜的相关数据:面积大小110dm2镜子质量1.1kg额定电压220V额定功率1W/dm2(1)求防雾镜正常工作时的电流(2)经测试,在-10环境下正常工作400s使平面镜的平均温度升高了40,求电热膜绐平面镜的加热效率玻璃的比热容为0.75103J/(kg)(3)如图乙所示,小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热极的功率在原功率的25%100%之间变化,以满足不同季节使用的需要请求出R的最大阻值3如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,水箱装水最多0.3kg,加热功率有大小两个档位,设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法,其中电热丝R1=56,R2=44(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速成小水珠,放出热量,将衣服熨平(填物态变化名称);(2)如果选择甲电路,电路中最大电流为 A,如果选择乙电路,电路中最大电流为 A,由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A,故设计师最终选择了甲电路;(计算结果保留一位小数)(3)请分别计算这款挂烫机两个档位的额定功率;(4)若将水箱中0.22kg的水从25加热到100,挂烫机至少需要加热多长时间?水的比热容c=4.2103J/(kg)4小亮家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率为22W和44W利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图,如图乙所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b当它接入家庭电路中正常工作时:(1)低温档加热的电流多大?(2)中温档加热5h,消耗多少度电?(3)高温档加热的额定功率是多少瓦?5PTC是一种半导体陶瓷材料,它的发热效率较高。PTC有一个人为设定的温度叫“居里点温度”,当它的温度低于“居里点温度”时,其电阻值会随温度升高而变小;当它的温度高于“居里点温度”时,其电阻值随它的温度升高而变大。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料。它的工作电路如图乙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC电阻,它的电阻值与温度的关系如图丙所示。该电热水壶在“居里点温度”状态工作时,电路消耗的总功率为1100W。求:(1)由图丙知该PTC材料的“居里点温度”是 ;(2)R0的阻值为多少?(3)当RT的温度为130时,电路中RT的实际功率为多少?额定电压/V2201挡加热器额定功率/W5502挡加热器额定功率/W110保压温度/102最大容积/dm336如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表是其部分参数,接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,1档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,与触点c接通,2挡加热器工作,保持锅内温度和压强不变,进入保压状态现将质量为2.0kg,初温为36的混合物质放入压力锅中,接通电路使其正常工作20min假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热容c=4.0103J/(kg)求: (1)R1、R2的阻值(2)电压力锅加热多少时间后开始保压? (3)电压力锅最后2min内消耗的电能额定电压220V高档发热功率400W水箱容积3L适用面积2040m27如图1所示是某型号电热加湿器的原理图,如表为其部分技术参数R1、R2为发热电阻,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换(低档为小功率加热,高档为大功率加热)(1)加湿器需在高档加热,开关S应旋转至触点 (选填:“1、2”、“2、3”或“3、4”)位置;(2)电阻R1的阻值;(3)加湿器处于低档位置时的发热功率;(4)如图2所示是某次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器消耗的总电能8某型号的电饭锅有两档,分别是高温烧煮和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)已知R1 = 44,R2 = 2156(1)开关S置于_ 挡(选填“1”或“2”)时是高温烧煮挡,它的功率是多大?(2)保温焖饭时电路中电流是多少?10min产生的热量是多少?(3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施9在学习了电学知识后,同学们尝试“设计电路和编制习题”,老师提供了以下器材:电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线(1)小虎第一个完成设计,他设计的电路如图1所示他编制的试题是:“在图1所示的电路中,闭合开关s1,通电5min产生多少热量?(2)小华思考一会儿,设计了能提供两种功率工作的电路编制的试题是:“在小虎设计的电路上再加一个开关,使电路能以两种功率工作,其大、小功率之比是_请你在图1中完成小华的设计,并将电路大小功率之比填入空格中(3)小明经过认真思考后,用了三个开关,设计了能提供三种功率工作的电路请你在图2的方框内,画出小明所设计的电路图
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