电学档位计算

1．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图7甲是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图7乙中的哪2．电暖器是常见的家用电器之一。某电暖器有“低热”和“高热”两种工作状态。开关S1闭合，电热丝R1工作，电暖器处于“低热”状态；开关S1、S2均闭合，电热丝R1、R2同时工作，电暖器处于“高热”状态。在如图6所示的四个电路图中，符合上述设计要求的是3.图4甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶。它的内部有2只相同的PTC（正温度系数）加热元件，其工作电路如图4乙所示，扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关S同时掷向A、B，枪口冒出胶液，松开扳机，联动开关S同时掷向B、C。单只PTC元件的电阻随温度的变化如图4所示。关于PTC元件的工作情况，下列说法正确的是（）A．扣动扳机，两只PTC元件串联在电路中B．松开扳机，只有一只PTC元件接入电路C．松开扳机，当温度为80℃时，电路消耗的电功率为55WD．扣动扳机，当温度为180℃时，1min电路消耗的电能为4800J4．如图11甲是一种双向双动式和面机。主要构造为：一个带搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机，在和面过程中二者交替工作，搅拌器正反搅拌。搅拌电动机正转时间、反转时间和料桶电动机的转动时间分别为t1、t2和t3，且t1∶t2∶t3＝1∶1∶1。和面机的名牌如图11乙所示。图7甲图7乙ABCD额定电压220V额定频率50Hz搅拌电动机功率900W料桶电动机功率图6220VS1S2R1R2C220VS1S2R1R2B220VS1S2R1AR2220VS1S2R1R2D图4甲扳机胶条乙PTCPTC220VR1R2ABCS丙R/Ωt/℃2200121096888080130180230出水口R2220VBASR1图25为了测量和面机料桶电动机的功率，小阳将家里的其它用电器都关闭，他观察到和面机正常工作12min，恰好搅拌机正转、反转和料桶电动机的转动各完成两次，家里标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过了480转，计算料桶电动机的功率600W。5.如图25所示，是一台标有“220V550W”字样的饮水机的加热水槽部分工作原理电路图。S是一个温控开关，R1为电加热丝，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W。不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值，A、B是两种不同颜色的指示灯。求:(1)加热丝R1的阻值(88Ω)(2)饮水机加热5分钟消耗电能(1.65×105J)(3)饮水机处于保温状态时电阻R2的阻值132113212AVIU6．（6分）课外活动小组要设计一个加热功率为200W、保温功率为20W的电热器，其简易电路图如图18甲所示，R1，R2是电热丝，电热器接在220V恒压电源上，设电热丝的阻值不随温度变化。（1）求：R1的阻值。242（2）求：电热器处于保温状态时，R2消耗的电功率。18W（3）用甲图中的电热丝R1和R2连接成如图18乙所示电路图，通过计算说明这样的设计是否满足设计要求。解：22212122222121(220V)(1)S242200W20W(2)S220V20W220V242198V220V20W198V=18W220V198V(3)217820W/220V(220V)S=200W242URPPIUUUIRPIUURIUPPR甲加甲保甲保甲保甲保甲保闭合甲图中的开关：断开甲图中的开关：闭合乙图中的开关：；2221+21(220V)=22.2W2178=200W22.2W=222.2W200WS=200W20WURPPPPP乙加乙保＞断开乙图中的开关：＞则乙图中的设计不满足设计要求。图18S220VR1R2乙S220VR2R1甲图11甲乙7．小明为了使一把标有“220V40W”字样的电烙铁，正常工作时的功率为40W，保温时的功率为10W，设计了如图21所示的电路。闭合开关S时，电烙铁正常工作；断开开关S时，电烙铁处于保温状态，可以节约电能。现有额定电压为220V，额定功率分别是25W、40W、100W的灯泡可供选择，电源两端电压不变，设电烙铁及灯泡的阻值都不随温度变化。小明在选择符合要求的灯泡后按图连接了实际电路，当电烙铁处于保温状态时，整个电路消耗在1min40s内消耗了2000J的电能。8．小玲家电热吹风机的铭牌如表格所示，其工作原理如图（甲）所示。由于使用了多年，吹风机中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，电动机性能仍保持不变。小玲只把该吹风机接入220V的家庭电路中，并使其吹热风，发现电能表的转盘6min内转过110圈，电能表规格如图（乙）所示。求：（1）此吹风机吹热风时，电热丝的实际电阻值是多少。（1）121R；（2）如图所示的开关动片已和触点C和d相连。如果开关动片转动到和b和c相连，5min消耗的电能是多少。（2）12000JW9.图28甲为一款有高温、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其工作原理电路如图28乙所示，其中R1、R2为电热丝。电源电压恒定不变，电熨斗的部分参数见下表，不计电热丝电阻随温度的变化，求：（1）电熨斗在低温档正常工作10s，电流所做的功（2）电路中电阻R2的阻值（3）假设在用电高峰时，家庭电路实际电压为200V，电熨斗在高温档的实际功率是多少？（结果保留一位小数）解：（1）W=P低t=1100W×10s=11000J（2）P2=P高-P低=1980W-1100W=880W55880W)V220(2222PUR（3）W4.1636W1980V220)V200(222额2）（额实实PUUP图8图9甲乙hH2H1S电烙铁L××牌电熨斗额定电压220V额定功率高温档1980W低温档1100W电源频率50HZRRS2S1220V乙甲图28图17甲乙丙U图6R1R2UR2UR1R210、图17是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=121Ω和R2=55Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，——9共10个金属触点，可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多档位工作的要求。若将此电热器接入家庭电路中，求：（1）当旋转开关的箭头指向图17中位置D或I时，通过电热器的电流；（2）当旋转开关的箭头指向图17中位置C或H时，电热器消耗的电功率；（3）当旋转开关的箭头指向图17中位置A或F时，电热器在5min内产生的热量。10.解：（1）当旋转开关的箭头指向位置D时，等效电路如图6甲所示；[来源:学§科§网]（1分）通过电热器的电流I=A455220V2RU（1分）（2）当旋转开关的箭头指向位置C时，等效电路如图6乙所示；串联的总电阻R串=R1+R2=121Ω+55Ω=176Ω（1分）电热器消耗的电功率串RUP2W275176(220V)2（1分）（3）当旋转开关的箭头指向位置A时，等效电路如图6丙所示；并联电路的总电阻1660555121551212121RRRRR并（1分）电热器产生的热量J1084.360516605)V220(522stRUQ并（1分11.电饭锅是家庭常用的电器，既有加热功能，又有保温功能。如图24所示，是某电饭锅简化的工作电路．S1是一个磁钢式限温开关，S2是双金属片保温开关，R0是发热体加热电阻，阻值为50Ω。L1（黄）、L2（红）分别是保温指示灯和加热指示灯，R1、R2是指示灯降压电阻（保护指示灯），阻值均为10KΩ。接通电源后（电源电压保持不变），按下电饭锅的操作按钮，此时S1和S2均闭合，加热指示灯L2（红）亮，电饭锅进入加热工作状态；当锅内温度达到70℃时，开关S2断开，电饭锅仍处于加热状态工作；当锅内温度达到103℃时，限温开关S1会自动断开，此时电饭锅进入保温工作状态，保温指示灯L1（黄）亮，加热指示灯L2（红）熄灭。若将R0、R1、R2均看作定值电阻，L1（黄）、L2（红）两灯电阻非常小，可忽略不计。求：（1）画出发热体加热电阻R0在加热状态正常工作时的等效电路图，并求出此时R0消耗的电功率；（2）若电饭锅处于加热状态正常工作过程中，共消耗0.25kW.h的电能，则电饭锅处于加热工作状态所用时间是多少分钟？（3）若将L2、R2所在的支路去掉（虚线框部分），将S1和S2均闭合，电饭锅能否进入加热和保温两种工作状态，若可以，请计算保温时R0消耗的电功率。（4）若在北京某地区使用该电饭锅将水加热到沸腾时发现，电饭锅始终无法进入保温状态，请分析造成这一现象可能的原因。（合理即可）（本题方法正确即可，结果可粗略计算）36.（1）等效电路如图1WVRUP96850220202图1（2）min1525.0968.025.0hWhkwPWt（3）能，保温时电路如图2图24S1S2220VAVRRUI02.01005022010图2WARIP02.05002.022保温（4）原因：加热沸腾时锅内气压小（达不到沸点为103℃时的气压），水的沸点低于103℃，限温开关S1在锅内温度低于103℃时不能自动断开。或者“限温开关、保温开关其中之一或全部损坏，无法断开”12．小芸爸爸在商店选中一款速热式电热水器，小芸阅读说明书后知道该电热水器的额定功率是4400W．额定电压是220V，工作电路图如图22所示（图中R是给水加热的电阻），小芸向爸爸指出该电热水器夏天4400W的额定功率过大，浪费电能，冬天4400W的额定功率过小，不能满足人对热水的需要．两人交流讨论后根据自家的实际情况，从节约、低碳、环保的角度，提出了以下选购要求：①该电热水器额定电压是220V；②夏天额定功率是2200W，春、秋两季额定功率是4400W，冬季额定功率是6600W．求：（1）如图22所示，该电热水器正常工作15min，加热电阻R消耗的电能？（2）如图22所示，该电热水器正常工作时，电路中电流强度是多大？（3）请你用两个加热电阻1R，2R和两个开关1S，2S设计出符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图（画在答题卡上），并计算出加热电阻1R和2R的阻值各是多大？36．解：（1）正常工作15min加热电阻R消耗的电能：64400W1560s=3.9610JWPt；（2）由P=UI可得，电热水器正常工作时电路的电流强度：4400W20A220VI（3）由题意可知，两加热电阻并联，分别用一个开关控制电路，如下图所示：夏季：只闭合开关1S时，电路为1R的简单电路，总功率12200WPP1=2200W，由2UPR可得：2211(220V)222200WURP春、秋两季：只闭合开关2S时，电路为2R的简单电路，总功率24400WP，则2222(220V)114400WURP图22（冬季：同时闭合开关1S和2S，总功率122200W+4400W=6600WPPP总．）13、在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图10甲所示是他设计的电热水器的工作原理图，R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图10乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“”表示，“”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图10乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两点接通，同时另一端也将3、4两点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以