3.初中科学-电热档位问题

2023年4月21日发(作者：200平米办公室装修设计)

个性化辅导教案

学生 学校 年级 九年级 课次

科目 科学 教师 日期 时段

课题

教学目标考

点分析

教学重难点

教学内容

电热档位问题

1、焦耳定律的计算公式及其应用

（1）公式：Q=IRt．

2

（2）推导式：Q=t和Q=UIt．（仅适用于纯电阻电路）

电热档位问题

（3）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q=W；非纯电阻电路时Q＜W．

一、双档位问题

1.串联电路中的双档位问题

例一：某学校食堂有一个电水壶的铭牌如表所示．如

图是电水壶的电路图，R为加热器，当温度较低

时，温控开关S处于闭合状态，加热器加热．当

水沸腾后，会自动断开进入保温状态．从而实

额定电压

额定功率

水壶装水质量

频率

220V

4400W

10kg

50Hz

现了自动温度开关控制．若加热器电阻阻值不随温度变化

而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：

（1）电水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多大？

（2）若电水壶产生的热量全部被水吸收，现将一满壶23℃的

水在标准大气压下烧开需要多长时间？[水的比热容C=4.2×10J/（kg•℃）]．

3

（3）当电水壶处于保温状态时，通过加热器的电流是1A，此时电阻R的电功率是多少？

0

1

例二：如图所示是家用饮水机的工作原理电路，其中S是温度控制开关，当水温升高到一定

温度时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，已知电阻R=55Ω，R=2365Ω.

0

（1）当开关S处于“2”挡时，通过电阻R和R的电流强度各为多大？

0

（2）当开关S分别处于“1”挡和“2”挡时，饮水机的总功率各是多少？[来

（3）请判断当开关S处于“1”挡时，饮水机处于加热状态还是保温状态？简述理由。

例三：电热加湿器工作原理：加湿器水箱中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。下表是某同学设计的

电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示，R、R为阻值相同的发热电阻，1、2、3、

12

4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。

(1)若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾

最短时间为3分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热

损失，c=4.2 x10J/( kg·℃)，结果保留两位小数）

水

3

(2)加湿器在低档时的发热功率；

(3)对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，

请提出一条改进的建议

.

额定电压

额定最大发热功率

水箱容积

适用面积 40～60m

220V

400W

4L

2

2

2.并联电路中的双档位问题

例一：如图所示是一种电热水龙头，又图是它的电路简图。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、R是电热丝，R=55Ω，

122

温水档的电功率是2.2kw。试回答或求解下列问题：

（1）S旋到____位置时，水龙头流出温水；S旋到____位置

时，水龙头流出热水。（选填“1”、“2”或“3”）

（2）电热丝R的阻值是多大？

1

（3）S旋到热水档时，电路中的总电流是多大？

例二：新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳

的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关．煮

饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变

化的图象如图乙所示。.求：

（1）S和S1都闭合时电饭锅的电功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）这30min内电饭锅产生的热量。

3

课堂练习：

1、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）？

2、CFXB型电饭锅有两档，其原理如图所示．R0是发热电阻，R是串联限流电阻．“2”是高

温烧煮档，“1”是焖饭、保温档．当开关S与接线柱2相连时，电饭锅的总功率为1100W；

当开关S与接线柱1相连时，电饭锅的总功率为22W．求：

（1）R0的阻值；

（2）串联电阻R的阻值；

（3）开关S在“1”档时，串联电阻R上消耗的电功率．

4

3、如图是家乐牌节能型家用电饭煲及简化的电路图．当S1、S2都闭合时，R1、R2两个发

热体同时给锅加热，处于高温加热状态；当只闭合S1时，处于低温保温状态．已知家

庭电路电压为220V，R2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R2的电流是多少安？

（2）低温保温状态时，R1的阻值是多少欧？

（3）如果用来煮一次米饭（高温加热状态）用30min．则电饭锅要消耗多少电能？

3.双电阻串并联变换档位问题

例一：两根阻值分别为R=60Ω和R=90Ω的电热丝，将它们串联后接在家庭电路上，经过

12

25min产生热量Q．如果将这两根电热丝改为并联，仍接在家庭电路上，两电热丝并联

后的总电阻R= Ω，经过 min可产生同样的热量Q．

例二：把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功W若把这两段电热

1

丝并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W，则W与W之比是（ ）

212

A．4：1 B．2：1 C．1：4 D．1：2

5

课堂练习：

1、将一个可调温的电热器接在电源电压不变的电路中，电热器内部有两根阻值不相等的电热

丝．当两根电热丝串联使用时，电热器消耗的总功率为220W；当只使用其中一根阻值

较大的电热丝时，电热器消耗的功率为275W；若将两根电热丝并联使用，则电热器消

耗的总功率为（ ）

A．495W B．990W C．1100W D．1375W

2、两个阻值相同的电热丝并联，4分钟可以烧开一壶水，如果串联使用，接在同一电路中，

需多长时间烧开同样的一壶水？

二、三档位问题

例一：在物理小组课外活动中，慧龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成

高中低三档位的电热器，电路图如图所示，其中R1=2R2．在安全情况下，用三档分别

给同一容器中质量相同的水加热（水均未沸腾）．

(1)求R1的阻值是多少？

(2)电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是多少？

(3)结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？

6

例二：如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图，它有高、中、低三个档位，已知R1=120Ω，

R2=240Ω，

求：（1）闭合S1、S3，断开S2时，电烤箱处于什么档位？电路中的电流是多大？

（2）闭合S3，断开S1、S2时，通电一分钟电路中电流产生的热量是多大？

（3）当电烤箱处于低温档时，它消耗的电功率是多大？（结果保留一位小数）．

课堂练习：

1、下表为某电烤箱铭牌的部分参数（其中高温档的额定功率模糊不清），其简化电路如图所

示，R1、R2均为电热丝（电阻不随温度变化），

求：该电烤箱

（1）在低温档正常工作时的电流；

（2）中温档正常工作5min消耗的电能；

（3）在高温档正常工作时的额定功率（计算结果保留一位小数）

2、某电火锅装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有高、中和

7

额定电压

额定功率 低温档

220V

中温档

高温档

440W

1100W

低温三档，当开关S2闭合、S1接触a时，它处于高温档，此时电路功率为P1；当开关

S2闭合、S1断开时，它处于中温档，此时电路功率为P2；当开关S2断开、S1接触b

时，它处于低温档，此时电路功率为P3；求：P1：P2：P3

1.学生本次课对老师的评价：○特别满意 ○满意 ○一般 ○差

2.本次课我学到了什么知识：

学生

总结

评定

学生签字：

1.学生上次作业完成情况：

教师

总结

评定

2.学生本次上课表现情况:

3.老师对本次课的总结：见《课堂反馈表》

教师签字： 课前审阅课后检查

： ：

课后作业

8

学生 科目 科学 教师

课次 完成时间

完成

情况

9

1、严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴．一只靴内加热电路如

图所示，电源电压恒定，S为三档旋钮开关（金属片M可分别

2

拨至a、b、c处），电阻丝R、R规格相同且阻值不变，b为电

12

阻丝R的中点．这只电热靴的低温档为6W，则其中温档和高

1

温档分别为（ ）

A．8W，12W B．8W，24W C．12W，18W D．12W，24W

2、如图所示，是某电器内部的电路结构图，R、R为阻值相同的电热丝，不同的连接方式

12

及其发热功率不同．下列说法正确的是（ ）

A．甲的发热功率与丙的发热功率相等

B．丁的发热功率是丙的发热功率的2倍

C．丙的发热功率是乙的发热功率的2倍

D．丁的发热功率是乙的发热功率的4倍

3、定值电阻R和R的阻值之比为5：2，将它们以某种方式连接在电源两端，若定值电阻的

12

阻值不随温度变化，下列说法中正确的是（ ）

A．若电阻R和R串联，则它们的电功率之比为5：2

12

B．若电阻R和R串联，则它们的电功率之比为2：5

12

C．若电阻R和R并联，则它们的电功率之比为2：5

12

D．若电阻R和R并联，则它们的电功率之比为5：2

12

4、两根阻值相同的电热丝，分别串联和并联后接在同一电源上，烧开同一壶水所用的时间t

1

和t，则t：t= ．

212

5、如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保

持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好

正常发光．若灯丝电阻不变，试求：

（1）小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？

（2）小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是多少？

3）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？ （

10

教师签字： 课前审阅： 课后检查：

11