1、1多挡电热器的分析与计算多挡电热器是电流热效应的重要应用之一，它主要通过开关改变电路连接，变换电热器的发热状态，下面结合考题分析。一、电热丝串联对于电热丝串联的多挡电热器，只有一个电热丝工作时电热器处于高温状态，电热丝串联都 工作时电热器处于低温状态。例 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 1 所示，电源电压恒定，S 2为三挡旋钮开关（金属片 M 可分别拨至 a、 b、 c 处） ，电阻丝 R1、 R2规 格相同且阻值不变， b 为电阻丝 R1的中点。这只电热靴的低温挡为 6W，则其中温挡和高温挡分别为（ ）A.8W，12W B.8W，24WC.12W，18W D.
2、12W，24W解析 电源电压恒定， 根据公式 RUP2可知，电热靴的低、中、高温挡由电阻决定电阻丝 R1、 R2规格相同且阻值不变，设电阻丝 R1、 R2的阻值为 R金属片 M 拨至 a 处，电阻丝 R1、 R2串联，电热靴 为低温挡W621UP低即 2R金属片 M 拨至 b 处，电阻丝 21R1、 R2串联，电热靴为中温挡 W83231URUP中金属片 M 拨至 c 处，只有电阻丝 R2工作，电热靴为高温 挡W122RP高答案 AR1 R2S1S2a b cM图 12二、电热丝并联对于电热丝并联的多挡电热器，开关都闭合时两个电热丝并联都工作电热器处于高温挡，单独一个电热丝工作时电路处于中温或
3、低温挡。例 2 某三挡电炖锅的工作电路可简化为如图 2 所示的电路图，其两段电热丝的阻值分别为 R1和 R2，且 R1 R2，说明书的部分参数如下表。（1）在低温挡工作时，电路中的电流多大?（结果保留一位小数）（2）请直接判断当开关 S1断开、S 2闭合时，电炖锅处于哪个挡位， 并求出 R2的阻值。（3）小颖对该电炖锅说明书中所标的功率值产生怀疑，她用所学知识和爸爸进行了如下实验：关掉家里的其他用电器，只让电炖锅在高温挡单独工作，她观察到家中的电能表标着“1800 revs(kWh)”，且在 l min 内电能表的转盘转了 15 转。请帮助她计算出电炖锅在高温挡工作时的实际功率，如与额定功率有
4、差异 ，试写出一种可能原因 。解析 (1)由于 R1 R2，只闭合 S1时，电阻 R1工作，根据公式 RUP2可知，电炖锅为低温挡电路中的电流 A9.0VWUPI低 温低 温(2)开关 S1断开、S 2闭合时，电阻 R2工作，因 R2 R1，所以电 炖锅为中温挡由表知 40中 温电阻 12)(2中 温PR(3)开关 S1、S 2都闭合时，电阻 R1、 R2并联进入电路，电炖锅为高温挡消耗的电能 J103J6.805h80r/kW4Nn实际功率 s6J34tP实答案 (1)0.9A (2)中温 121 (3)500W 差异的原因可能有 ：实际电压偏低，电热丝的阻值不符 合设计要求，电能表的测量存
5、在误差等三、串、并联转换图 23对于串、并联转换电路，电热丝并联时电热器处于高温挡，一个电热丝单独工作时处于中温挡，电热丝串联工作时处于低温挡。例 3 如图 3 所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图，它有高、中、低三个挡位，已知 R1=120， R2=240，求：（1）闭合 S1、S 3，断开 S2时，电烤箱处于什么挡位？电路中的电流是多大？（2）闭合 S3，断开 S1、S 2时，通电一分钟电路中电流产生的热量是多大？（3）当电烤箱处于低温挡时，它消耗的电功率是多大？（结果保留一位小数）解析 (1)闭合 S1、S 3，断开 S2时， R1与 R2并联，电路中总电阻最小，根据公式RUP2可知，电功率最大即为高温挡状态电路中的电流 A75.240V121URI(2)闭合 S3，断开 S1、S 2时，电阻 R1工作，电路为中温挡通电一分钟电流产生的热量 J1042.s620)(1 tQ(3)闭合 S2，断开 S1、S 3时， R1与 R2串联，此时电烤箱处于低温挡电功率是 W4.30)V(21UP低答案 (1 )高温 2.75A (2)2.4210 4J (3)134.4W220VR1R2S1 S2S3图 3
