4.电加热器两档调温问题

电加热器两档调温问题计算专题

解决方法：熟练的掌握公式；注意识别铭牌中有用的量；理解“加热”和“保温”在题中的意义。

一、两个发热电阻并联

1.电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S自动控制），从说明书上收集到如下

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数据及电路原理图。

⑴请分析说明温控开关S断开和闭合时，饮水机分别处于哪种工作状态?

0

⑵求电阻R的阻值。

2

⑶求电热饮水机在加热状态下的工作电流。

⑷电热饮水机在加热状态下的1min消耗的电能。

2.李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S

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自动控制：当胆内水的温度被加热到90℃时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度

降到60℃时，加热状态就启动。如图是该饮水机的电路原理图。李佳同学通过观察还发现：当胆

内装有1千克水时，饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止。问：

(1)温控开关S在何种状态(断开或闭合)时，饮水机处在保温状

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态?这时饮水机的电功率是多少?

(2)在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?

[已知水的比热容为4.2×10J／(kg·℃)]

3

二、两个发热电阻串联

3.甲、乙、丙所示的是一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图，R1、R2均为电

热丝。

型号 DZP150-15A

电源 220V-50HZ

额定功率 2000W

R

1

R

2

保温功率 40W

允许最大容量约15L

S

温控开关

质量5Kg

规格 200mm（内径）

600mm（高）

甲

乙

丙

求：（1）当该热水器装满20℃的水时，1标准大气压下50分钟把水烧开，求水需要吸收多少热量？

加热过程消耗的电能W 是多少？电热器的效率为多大？水的比热是4.2×10焦/（千克·℃）

3

（2）装满水时出水口与容器底相距5厘米，则出水口受到水的压强多大？

（3）当温控开关 （断开／闭合）时，电热水器处于加热状态；当温控开关 （断

开／闭合）时，电热水器处于保温状态。电热水器中电阻R、R的阻值各多大？

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三、两个电阻串联，只有一个发热电阻

4.饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S是一个温控开关，

R1为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另

一档，饮水机便处于保温状态。

（1）试用学过的公式推理说明温控开关S接a或b时，饮水机分别对应的工作状态。

（2）若饮水机加热时发热板的功率为550W，而保温时发热板的功率为88W，求电阻R的阻值（不

2

考虑温度对阻值的影响）。

（3）当饮水机处于低温挡时，在10s内发热板R产生的热量是多少？

1

1.小丽同学在学完电学后，设计了一个保温箱电路，如图所示，图中的A为温度传感器(达到设定3.某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．图是饮水机的

温度时，它自动断开电路，低于设定温度时，自动接通电路，它的作用相当于开关)，S为温度档电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R是电阻，R是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当

位设定开关，她设定了三个档：4O℃、5O℃、6O℃，加热功率分别为45W、72W、9OW。电源电压是S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态。

36V，且保持不变，R、R、R都是发热体。

123

(1)当S拨至位置1时，加热功率是多少?R的阻值是多少?

1

(2)S拨至位置3时，电路中的电流是多少?

(3)当S拨至位置2时，请你列出与此时电路有关的两个未知物理量并解答。

(1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？

(2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，l8℃的水加热到93℃，用时6min。

用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率。[C

=4.2×10J /(kg·℃)]

(3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R与R的比值应是多少？

2.如图所示的电饭煲，内部有两条电阻丝，每条电阻丝的阻值都为110欧(电阻丝的阻值恒定不变)。4.同学从商店里买来一个电热毯。使用中有时感到温度太高，他想用一个开关和一个电阻把它改装

电饭煲的额定功率从大到小有高、中、低三档，额定电压是220伏。把电饭煲接在220伏的电源上，为两档，使电热毯在单位时间内的发热量为原来的一半。厂家说明书上只写着额定电压为220V，

要求： 没有其他额定指标。请你设计一个方案完成这项改装。要求：

(1)用一个有三个开关的电路图表示出电饭煲内部电路的连接情况，并说明高、(1)画出电路图；(2)推导出所用电阻大小的计算公式；(3)指出安装时必须注意的问题。

中、低三档的连接方式。

(2)分别求出电饭煲高、中、低三档的额定功率。

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额定频率 50Hz 环境温度 10℃～38℃

加热功率 550W 环境湿度 ≤90％

额定电压 220V 制热水能力 ≥90℃ 5L/h

水

3

12

5.冬天，李霞同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，她找来说明书，发现电热毯的电7.电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既安全又节能，某型号电压力锅的额定电压为220V，

路图如图所示，电热毯工作时电路要么处于A状态：s闭合，s断开，S接1；要么处于B状态：右图是其工作原理图，R、R分别是主加热器和保压加热器，R的额定功率为800 W；L是用来指示

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s闭合，s闭合，s接2。 电压力锅工作状态的变色发光二极管，当通过它的电流小于40mA时，发红光，达到40mA时，开始

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(1)判断A、B状态分别对应电热毯哪个档，并说明理由； 发绿光，只要有电流通过L其两端电压就恒为2V;R是特殊电阻，其阻值随锅内温度变化而改变；

(2)已知电热毯在220V电压下工作时，低温档工作时消耗的功率是48.4W，高温档工作时电路的总接通电路．开关S自动与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105℃时，S自动与a、b断

电阻是160Ω,，试求R、R分别为多少(已知R>R)? 开，并与触点c接通．开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．

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6.某科技小组的同学们设计制作了一个多档位电热器模型，为了分析接入电路的电阻对电热器电功8.如图1所示电路是在环境温度为10 C左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。 箱内电阻

率的影响，他们将电表接入电路中，如图12所示。当只闭合开关S时，电压表和电流表的示数分R=5kΩ,R为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V.当电压鉴别器的两

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别为U和I，电阻R消耗的电功率为P；当只闭合开关S时，电压表和电流表的示数分别为U和接入点a,b间的电压U小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从

113322ab

I，电阻R消耗的电功率为P′，并测得此时R消耗的电功率为1.6W，已知U＝2U，P＝4P′，而使箱内温度升高；当U大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。

23322133ab

(电源电压、电阻保持不变) (1)从图2中读出环境温度为15C时的热敏电阻R为 kΩ。

要求：（1）计算出电流I与I的比值。 (2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围？

12

（2）计算出电阻R与R的比值。 (3、若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不

12

（3）通过测量与分析发现：当开磁S、S、S都闭合时，电变的条件下，可采取怎样的措施？

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路消耗的电功率为最大，请你计算出这个电功率。

0

(1)电压力锅正常工作时，若指示灯L发绿光，求R的最大阻值．

0

(2)在保压状态下，加热器正常工作1h耗电0.2kWh，求R的阻值．

2

(3)用该压力锅对5L、20℃的水加热，正常工作35min后，求水温升高到多少摄氏度？已知消耗

的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×10J/(kg•℃)．

3

0

0

2

1.下面是一个电能、太阳能两用热水器的铭牌：

（1）热水器加满水，水温从20℃加热到50℃需吸收热量多少？

（2）若同样的情况下用电加热，需加热器正常工作多长时间？设电能全部转化为热能。

（3）若加热器实际加热的时间为3小时，则此加热器的效率为多少 ？

（4）仅就太阳能热水器和电加热器相比有哪能些优点？

额定电压220V 额定频率50HZ

额定功率800W 整机质量3.2kg

2.在“家电下乡”活动中，小刚家买了一台微渡炉。

(1)他观察电源线插头的三个脚，如图所示，知道其中稍长些的脚E是把微渡炉的外壳与

相连接，而且脚E稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全．原因是 .

(2)微波炉说明书中的铭牌如下表所示，在使用最大加热功率加热时，家庭电路中干路电流增

加多少呢?请你帮小刚计算。

(3)小刚对铭牌中加热效率大于92％有点怀疑，他动手进

行了测量。他用容积是250mL的废矿泉水瓶装满20℃的自来水，

倒入专用塑料杯中，放入微波炉中用最大加热功率加热lmin，

取出后测得温度为78"C。请你计算这台微渡炉的加热效率。[C

3

水

=4.2 x10J／(kg·℃)]

（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政

府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法。

3.下图是家庭常用的电热水壶。

（1）结合你对电热水壶的了解，就电热水壶的结构和使用过程中出现的一些现象，提出一个与

物理有关的问题，并给出简要回答。

示例：问题：用电热水壶烧水时，壶嘴为什么冒白汽？

答：是水蒸气从壶嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的缘故。

问题: 。

答： 。

（2）暑假里的一天，李红去商店购买电热水壶,售货员给他了一份推销××牌电热水壶的宣传

广告，其内容如下，请你根据上面提供的信息，计算：

①电热水壶正常工作时的电阻是多少？

②电热水壶正常工作3分钟消耗多少电能？

③请你估计本地夏季自然界中水的温度为

_________℃，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收

多少热量？[C=4.2×10J/(kg·℃)气压为1标准大气压]

3

水

（4）请你就广告内容作出评价是否可信？

4.随着人们生活水平的不断提高，家用电器的逐渐普及，电热壶已进人千家方户，如图。某课外兴

趣小组利用节假日进行了家庭调查。以下是同学们调查小明家使用电热壶和使用燃气烧水的情况

表。

(1）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间（设水的初温为20 ℃ ）。与实际有

无差别，简要说明原因。

(2）分析调查结果，并结合实际说明使用哪种方法烧水更好一些。

(3）电热壶在设计构造中运用了许许多多哟物理知识。请你举出两点，并说明这样设计的好处，你

对热水壶有什么改进的措施给厂家提出来？

5.在探究“家用电器”的综合实践活动中，小明与同学合作，在爸爸的协助下，以家里的电水壶为

观察、研究对象，记录了如下表中的有关数据。

根据上表中的记录，请解答下面的问题。

（1）求通电2min壶中的水吸收的热量；［＝4.2×10J/（kg·℃）］

c

3

水

（2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值；

（3）求2min内电水壶消耗的电能和实际功率