多档位电热器
多档位用电器电功率计算专题
多档位用电器电功率计算专题《多档位用电器电功率计算专题》，下面我从考情、学情、教法学法、学习目标、教学过程、课后回顾，五个方面进行展示。
1.考情：1综合题既能考查学生对一些物理概念和规律的理解，又能考查学生的分析能力、计算能力和想象思维能力，是考查物理学科素养的重要手段，所以电学计算题在中考中有重要地位, 多档位用电器问题是陕西省近几年中考必考内容，压轴大题，也是学生成绩拉开差距的难题，共占8-9分。
2涉及内容：多挡位电热器是焦耳定律的一个重要应用，涉及到电热、电功、电功率的综合性问题，是电学问题的重点和难点。
多挡位电热器的计算是中考中一个重要的考点，更侧重电功率的考查。
通过多挡位用电器的考查，能很好的考查学生对电路结构的认识，同时更能考查对电功率和电热的计算能力，在教学中发现学生对这部分内容掌握的不是很好，分析思路解题思路不清晰，为了攻克这一难点特把它作为一个专项来复习。
1.学情经过第一轮的基础知识复习，学生对本专题所涉及到的知识点已经有了一定的了解和认识，具备了初步的应用能力。
但是由于长期缺乏良好的学习方法和学习习惯，他们在做多挡位电热器的计算题时，经常出现畏惧心理，审题不清、答题不规范、计算步骤不完整、考虑不周密、甚至无从下手的情况，并且该类题很生活化，比如说经常会有家用电器，豆浆机、吹风机、热水器、加湿器、电饭煲等，学生虽然在生活中基本都用过，但是如果不知道它的原理的话，也不一定能做对。
基于这样的学情，所以在本专题教学中，应特别注重对学生学习方法指导，尽可能让学生全程参与、交流讨论，克服他们的畏难心理，对该类计算题充满自信。
三、教法学法本节课教法遵循“以学生自主学习为主，教师引导为辅”的原则。
“以学生自主学习为主”就是让学生成为知识的发现者，而不是被动接受者，“教师引导为辅”就是打破传统教师讲为主体的模式，将教师角色定位在学生发现学习的辅助者，通过教师设计的问题，学生通过自学、小组合作、以及教师讲解提高解题能力。
多档位用电器
多档位用电器什么是多档位用电器？多档位用电器指的是能够调节功率的电器，其可以适应不同的用电需求。
多档位用电器的常见种类有电风扇、电磁炉、电热水壶等。
不同的多档位用电器应当适用于不同的场合，这样才能发挥出最好的效果。
多档位用电器的优点节能多档位用电器可以根据需要自由地调节功率，这样就能避免不必要的浪费。
在实践中，经常采用较低的功率工作模式，这使得它们比单一功率的电器更为节能。
方便多档位用电器有多种功率档位可以供选择，使用非常方便。
例如，在熬牛奶的时候，可以把电热水壶调到二档以免水花四溅；当需要快速煮沸时，可以把电热水壶调到高功率档位。
安全多档位用电器有多种功率档位和自动断电保护等安全功能，这可以有效减少因电器故障导致的安全事故。
拥有更多的功率档位和更多的安全保护功能，对于家庭和用户来说是非常重要的。
多档位用电器的应用电风扇电风扇是多档位用电器中应用最广泛的电器之一。
它可以让人在不同的环境下调节风量或风速。
发动机转速越低，挡位就越低，风速也越小，能更好的适应不同的房间面积。
电磁炉电磁炉是一种可以通过导电材料来加热的电器。
多数电磁炉具有不同的功率档位，可以根据需要选择不同的功率级别。
电磁炉通过产生磁场来加热锅具中的食物。
磁场强度可通过磁场调整程序来控制。
电热水壶电热水壶是一种非常普遍的多档位用电器，常见于家庭和办公场所。
多数电热水壶有两档及以上功率级别，这样就可以在煮咖啡或其它饮料时从容不迫地使用低功率档位，而快速煮沸食水时则可以使用高功率档位。
多档位用电器是现代家庭和办公环境不可缺少的电器之一。
多档位设计让电器更为灵活和节能，不同功率档位适应不同使用场合，方便快捷并且更加安全。
随着生活水平的提高，人们对多档位用电器的需求将会越来越大。
可视化多档位电热器
专利名称：可视化多档位电热器专利类型：实用新型专利
发明人：蔡芝芝
申请号：CN202121845484.1申请日：20210809
公开号：CN215728424U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及电学量表技术领域，尤其涉及可视化多档位电热器。
包括电源，与电源输出端依次连接的电功率表和电流表，与电流表输出端连接的单刀单掷开关和单刀双掷开关，单刀双掷开关的静触点连接有一个小欧姆电阻，单刀双掷开关的一个动触点与所述电流表连接，单刀双掷开关的另一个动触点与电源负极相连接，小欧姆电阻远离单刀双掷开关的静触点的一端连接有一个大欧姆的电阻，大欧姆电阻的另一端与电源负极连接，单刀单掷开关的动触点与大欧姆电阻的输入端连接，单刀单掷开关的静触点与所述电流表的输出端连接，小欧姆电阻和大欧姆电阻上均黏贴有可逆测温纸。
通过观测可逆测温纸颜色变化得到电热产生的不同，从而得出电热和功率之间的定性关系。
申请人：蔡芝芝
地址：523000 广东省东莞市东城区学前路51号
国籍：CN
代理机构：东莞市卓越超群知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：骆爱文
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多档位电路电功率计算题
1、某多档位电热器，有高、中、低三个档位，其额定功率分别为1200W、800W、400W。
当电热器在中档位工作时，其电功率为：A. 1200WB. 1000WC. 800WD. 600W（答案：C）2、一个家用电饭煲有高温档和保温档，高温档时的功率为1000W，保温档时的功率为100W。
若电饭煲在高温档工作1小时，消耗的电能为：A. 0.1kWhB. 1kWhC. 10kWhD. 100kWh（答案：B）3、一款电取暖器设有两个档位，一档功率为800W，二档功率为1600W。
当取暖器在二档工作时，通过取暖器的电流与一档时相比：A. 减小一半B. 保持不变C. 增大一倍D. 无法确定（答案：C）4、某电热水壶具有加热和保温两档，加热功率为1500W，保温功率为300W。
若该水壶在保温状态下工作5小时，消耗的电能为：A. 1.5kWhB. 0.3kWhC. 7.5kWhD. 15kWh（答案：A，注：此处应为 1.5kWh，因保温5小时消耗电能为300W*5h=1500Wh=1.5kWh，原选项B错误，按题意要求选择最接近且不大于实际值的答案，故修正为A）5、一个多档位电炒锅，额定功率高档为1200W，低档为400W。
若家庭电路电压为220V，则电炒锅在低档工作时的电流约为：A. 0.5AB. 1.8AC. 5.5AD. 18A（答案：B，注：I=P/U=400W/220V≈1.8A）6、某电热毯有高、低两档，高档功率为60W，低档功率未知但小于60W。
若电热毯在低档工作时，10分钟内产生的热量可能为：A. 6000JB. 12000JC. 36000JD. 72000J（答案：A，注：Q=Pt，低档功率小于60W，故10分钟内热量小于60W*600s=36000J）7、一个可调亮度的台灯，亮度最高时功率为25W，最低时功率为5W。
若台灯在最低亮度下工作4小时，消耗的电能最接近：A. 0.02kWhB. 0.1kWhC. 0.2kWhD. 1kWh（答案：A，注：W=Pt=5W*4h=20Wh=0.02kWh）8、某电烤箱具有烘焙和保温两个功能，烘焙时功率为2000W，保温时功率为200W。
多档位电热器
例2.小强同学设计了一种电热水壶，电路如图所示，S是温 控开关，R1为发热体.当开关S接到a时，电热水壶处于加热 状态，此时发热体的电功率为1000W；当水烧开时，开关S 自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时发热体的电功 率为160W. （1）请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响) （2）为充分利用好电能，在不改变电路连接方法的前提下， 请你对小强的设计提出合理的改进办法.
2.电热水器有加热和保温两种状态（由机内温控开关S0 自动控制）,其名牌技术参数如表中所示。问： （1）开关S、S0均闭合时热水器处于哪种工作状态? （2）电阻R1、R2的阻值分别是多少?
3．总结规律
小结：多挡位电热器的工作原理可 利用 解释
例1.有一电热毯，说明书上标明所用的电压为220V，电 热毯电阻由R1和R2组成，R1=605Ω，如图所示，利用 开关S的通断可以使电热毯的发热功率（指电路的总功 率）分为两挡Ⅰ挡为功率最大，Ⅱ挡功率为Ⅰ挡功率的 1/4，试问： ①开关处于什么状态时，电热毯的功率最大？最大功率 为多少W？ ②电阻R2应为多大？ ③加热功率太小，小明爷爷想让加热功率为200w，请你 对电路进行改造满足他的要求
习题课：多挡电热器问题
多挡位电热器问题是集电热、 电功、电功率的综合性问题现几挡？说出各挡开关状态和相应的等效电路。
应用
1．CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图所示， 它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关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． （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）开关S在“1”挡时，串联电阻R上消耗的电功率．
电热器的多档位专题
电热器的多档位功率问题专题生活中的很多家用电器都有多个档位，保温、加热。
什么时候是低温档、中温档、高温档呢？电热器工作时的电压不变，依据电功率公式P=U 2/R 可知，电功率P 的高低主要取决于电阻R 的大小，通过断开闭合不同的开关，改变电路中的电阻，从而产生不同的电功率。
该类题的一般思路是（1）依据题意，先弄清楚每个开关的断开、闭合时电路中电阻(热)丝的连接情况，短路、串联或并联。
（2）电阻丝串联，总电阻变大，电功率变小，是低温或保温档；电阻丝并联，总电阻变小，电功率变大，属于加热或高温档。
典型例题例1、分析下面各电路能实现几档？说出各档开关状态。
(R 1、R 2为材料相同长度不同的电热丝)例2．某电饭锅内有R 0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路如图1所示，当S 分别置于“1”档和“2”档时，______档是保温状态，当S 接“2”档时，电路中的电流大小是______，通电100s 电路产生的热量是______J 。
例3、某种型号的电烤箱有高、中、低三个档位的发热功率．如图是其内部简化电路图，开关S 1 可分别与触点a 、b 接触．已知：R 1 =60.5Ω，R 2 =121Ω，电源电压为220V ．（1）当S 1 与b 接触、S 2 断开时，电烤箱处于 档位？（2）电烤箱处于中档位工作时消耗的功率是 W(3) 电烤箱处于高档位工作时，对食物加热5min 消耗的电能是 J典型习题1、下表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清），电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求：（1）低温挡正常工作时的额定功率；（2）中温挡正常工作10分钟产生的热量；（3）高温挡正常工作时的额定电流．2、下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝．求：（1） 电烤箱在高温档正常工作15min 所消耗的电能；（2） 电烤箱在低温档正常工作时,R2的阻值是多少；（3）假设在用电高峰时,家庭电路实际电压为200V,电烤箱在高温档的实际功率是多少（实际功率计算结果保留到小数点后1位）?3、如图5所示为一款有高、低温两档的蒸汽电熨斗电路原理图。
多档位用电器工作状态及功率
例题引领
2.如图所示是小明设计的一种家用热水器的电路， R1是发热板电阻80欧，R2是分压电阻800欧。 求： （1）热水器加热时功率是多少？ （2）热水器保温时发热板的功率是多少？ （3）从节能方面，分析此电路有什么不足？
想想应如何改进。
针对训练
1．冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于 是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内 部发热电阻）。 （1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说 明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么 状态?并写出 低温档时电热毯发热电功率的表达式。 （2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说 明要使电热毯处于高温 档时，开关S1、S2应处于什么状态?并写出高温档时电热毯发热电 功率的表达式。 （3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
热身
1．如图所示的四个电路中，电源电压U相同，R1＜R2， 电路的总电阻、消耗的总功率、相同时间放出的总热
量，由大到小进行顺序，正确的是（ ）
A．R乙＞R甲＞R丙＞R丁 C．Q丙＞Q乙＞Q甲＞Q丁
B．P丁＞P甲＞P乙＞P丙 D．以上答案都不正确
2、分析各电路能实现几档？说出各档开关状态和相应 的等效电路。（电路中R1 ＜ R2，电源电压恒定）
甲
乙
（1）在图甲中，
当开关S1 时，开关S2 当开关S1 时，开关S2 当开关S1 时，开关S2 （2）在图乙中，
时，是低档工作状态； 时，是中档工作状态；
当开关S 时，是高档工作状态。
例题引领
1.表为一台电热水器的铭牌（有一项内容模糊不清）， 电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。
课堂目标 ：
正确判断多档位用电器工作时所处的状态， 熟练地进行多档位用电器功率的有关计算。
初中物理：多档位电热器计算题专项复习(答案)
初中物理：多档位电热器计算题专项复习(答案)1.XXX需要购买电热水器，经过调查发现有两种款式可供选择：储水箱式和即热式。
储水箱式电热水器的水箱容积为100L，出水水温可调，最高可达60℃，额定电压为220～240V，额定功率分为两档：一档为1.2KW，二档为2.0KW。
即热式电热水器的额定电压为220～240V，出水温度为30～60℃，额定功率为6KW。
如果XXX家的电能表规格是“220V 10(20)A”，经过计算可得即热式电热水器更适合小红家使用。
如果选择储水箱式电热水器以一档功率加热2小时，需耗电多少KWh？这些电能可以将50L初温为10℃的水加热到多少摄氏度？2.图中展示了某电热器的原理简图，它有高温和低温两档，发热体由R1和R2两个电热丝构成，阻值分别为110Ω、220Ω。
当S1闭合、S2开启时，电热器的功率为多少？当S1和S2都闭合时，电热器的工作电流是多少？当S1和S2都闭合时，电热器处于“高温挡”还是“低温挡”？经过计算可得，电热器在S1闭合、S2开启时的功率为P=U^2/R2=220^2/220=220W，在S1和S2都闭合时的工作电流为I=U/(R1+R2)=220/(110+220)=0.67A。
当S1和S2都闭合时，电热器处于“低温挡”。
3.下表是一台电热水器的铭牌，其中一项内容模糊不清，电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。
根据铭牌，可以得知电热水器的额定电压为220V，额定电流为5A，高温挡为2A，中温挡为模糊不清，低温挡为50Hz。
求低温挡正常工作时的额定功率、中温挡正常工作10分钟产生的热量、高温挡正常工作时的额定电流。
经过计算可得，低温挡正常工作时的额定功率为P=U*I=220*2=440W，中温挡正常工作10分钟产生的热量为Q=P*t=440*10*60=J，高温挡正常工作时的额定电流为I=P/U=2/220=0.01A。
4.电热加湿器的工作原理是：加湿器水箱中的一部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度。
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多档位电热器
一：问题讨论
观察下面这些家用电器，它们工作时与电灯泡（或日光灯）、电视机、
电冰箱等一样保持电功率一直不变吗
二：导学质疑，问题定向
电热器多档位表现形式
1.加热档保温档
2.高温档低温档
功率大功率小
三：合作探究
有两个电阻，如何设计出不同的功率的档位
解决问题：在下图电路中R1>R2，电源电压相同且恒定。
四电路总电阻关系由大到小的顺序是，四电路总功率P甲、P 乙、P 丙、P 丁由大到小的顺序是。
四、练学迁移，创建思维
规律发现与总结
1、U 一定时根据P=U2/R可知：R越大，电功率； R越小，电功率。
2、家庭电路的电压都是220V，当电路中的电阻都是电热丝时，电路中的总电阻越小，加热总功率就，就处于温档；电路中的总电阻越大，加热总功率就越小就处于温档
3、多档位的实质：电热器往往需要设计不同的档位，切换电热器的开关，就能改变电热器的档位，其实质是改变电热器的 .
例1：如图所示是家庭、宾馆常用的电热水壶及其电路原理图．电热水壶
最多能装1L的水，有加热和保温两个档，定值电阻R
1
的阻值为2156Ω，
电热丝R
2
的阻值为44Ω．
（1）开关S
1、S
2
分别处于什么状态时，电热水壶处于加热状态此时电热水
壶的电功率是多少？
（2）在1标准大气压下将一壶30℃的水烧开需要5分钟．则烧开这壶水消耗的电能是多少在这次烧水中，电能转化为热的效率是多少
针对练习：武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利．有一种
电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图．坐垫内的电热丝R 1、R 2的阻值分别为260Ω、150Ω，脚踏内的电热丝R 3的阻值为400Ω．闭合开关S 1，调节开关S 2，可以使脚踏分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”（不考虑温度的变化对电阻的影响） （1）该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦？
（2）当脚踏处于中温档时，电热课椅在10秒内产生的热量是多少焦
例2：如图是家乐牌节能型家用电饭煲及简化的电路图．当S 1、S 2都闭合时，R 1、R 2两个发热体同时给锅加热，处于高温加热状态；当只闭合S 1 时，处于低温保温状态．已知家庭电路电压为220V ，R 2工作时的阻值为88Ω，电饭煲低温保温状态时的功率为40W ．求：
（1）高温加热状态时，通过R 2的电流是多少安 （2）低温保温状态时，R 1的阻值是多少欧
（3）如果用来煮一次米饭（高温加热状态）用时30min ，则电饭锅要消耗多少电能
针对练习：如图1所示是一种电热水龙头和它的电路简图2．旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或
热水．已知R
1、R
2
是电热丝，R
2
=55Ω，温水档的电功率是．试回答或求解
下列问题：
（1）试通过计算流出水为温水时的电阻，说明此时S接触哪两个触点；（2）试计算流出水为温水时，该水龙头1min消耗的电能；
（3）若该水龙头1min能放出约1kg的水，加热过程中不计热损失，试计算流出水为温水时，水升高的温度．
五：拓展延伸
1. 小明家的饮水机具有加热和保温两种功能：当饮水机处于加热状态时，饮水机的红灯亮绿灯灭；水被加热到预定温度时，饮水机内部的温控开关S自动切换到保温状态，此时饮水机的绿灯亮红灯灭，下列电路中与上述情况相符的是（A）
A．B．
C．D．
2. 小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率．如
图是其内部简化电路图，开关S
1可分别与触点a、b接触．已知：R
1
=44
Ω，R
2
=88Ω，电源电压保持不变．请分析和解答以下问题：
（1）画出低、中、高三个档位的等效电路图，并注明是什么档位．（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少瓦特？
（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热1min，消耗的电能为多少焦耳
3. 下图2是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝。
图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”（即AB、CD、EF三个滑片）只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上。
当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30W。
（1）开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为 W、
W。
（2）开关分别处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦
4. 下图是一个电热器的工作原理图，电热器内的两个电热丝R1和R2的阻值分别为Ω和121Ω。
旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0～9共10个金属触点；绕中心轴转动的旋钮两端各有一个金属滑片，转动旋钮可以将相邻的金属触点连通。
电热器通过旋转开关可以实现多档位工作的要求。
（1）将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大
（2）该电热器以最大功率工作时，10min内放出的热量是多少J。