版块17 电功率 专题17-8 电路改装计算 （学生版） 初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲

专题17-8 电路改装计算 典例·解读 例1、小翔随爸爸在商店选中一款速热式电热水器，它的工作电路图和铭牌如图所示(图中 R 是加热电阻，其电阻不随温度而 变化)，则： (1)电热水器正常工作时，电路中电 流是多大？(结果保留一位小数) (2)电热水器正常工作15 m，加热 电阻R 消耗的电能是多少k·? (3)根据题中电路图，再给你一个加 热电阻R0和两个开关S1、S2，请你对该电热水器进行电路改装．设计要求：不同季节 电热水器的额定功率不同，夏天额定功率是2 000 ，春、秋两季额定功率是4 000 ， 冬季额定功率是6 000 ，请画出改装后的电路图，并计算R0 (4)从安全用电考虑，如果该电热水器直接安装到家庭电路中，可能会造成什么后果及影 响？(写一种) 第 1 页 / 共 5 页 【答】（1） ；（2）1 k·；（3）改装图见解析； ；（4）①烧坏电路；②保险丝熔断； ③空气开关跳闸；④电能表工作不正常或烧坏电能表． 【解析】解：(1)根据P＝U 可得，电热水器正常工作时电路中的电流： (2)P＝4 000 ＝4 k，t＝15 m＝025 ， 则正常工作15 m 加热电阻R 消耗的电能： ＝Pt＝4 k×025 ＝1 k· (3)由题意可知，两加热电阻应采取并联，分别用一个开关控制，如答图甲所示： 功率P0=2000，由 得， R0的阻值为 (4)答：如果该电热水器直接安装到家庭电路中，由于总功率很大，根据 例2、下表是某品牌电热水壶的主要技术参数．(设电阻不随温度而变化) (1)求电热水壶正常工作时的电流． (2)该电热水壶只有一个发热电阻R，请你利用一个定值电阻R0、一个开关S 对该电热 水壶进行改装，使它还具备保温功能．画出改装后的电路图． (3)要使电热水壶保温时发热电阻R 的功率为额定功率的，R0 的阻值应为多大？ (4)在改装后的电路中再接入一个电阻R1，使电路消耗的功率最大，请算出R1＝160 Ω 时电路的最大功率． 第 2 页 / 共 5 页 额定电压 220 V 额定功率 1210 【答】（1）55；（2）见解析；（3）80Ω；（4）1 5125 【解析】（1）电热水壶正常工作时的电流为： =55 (2)要想增加一个保温功能，保温时消耗的功率要比加热时小，应该增加一个电阻和一个开 关，改装后的电路图如答图所示：当开关断开时为保温状态，当开关闭合时为加热状态． (3)由电功率P＝U＝ 得电热水壶的电阻为 当实际功率为额定功率的1/9 时，实际功率P’=U’’= = , 解得：R0=80Ω (4)在电压一定的情况下，电路消耗的功率 ，电阻越小，电路消耗的功率越大， 再接入一个电阻R1，使电路消耗的功率最大，R1只能并联在R 的两端．当开关S 闭合、R1 与R 并联时电路消耗的功率最大 培优·训练 一、选择题 1、把“220 V 800 ”的电炉丝改装后接在110 V 的电路上，欲使改装后的实际功率仍 为800 ，下列改装方中，有效的做法是( ) 第 3 页 / 共 5 页 、截取原电热丝长度的二分之一接入电路 B、将两根相同规格的电热丝串联接入电 路 、将两根相同规格的电热丝并联接入电路 D、将原电热丝对折后，并联接入电路 2、高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如 图所示的计重秤原理图，且希望车辆越重，仪表示数越大．已知弹簧整体每受104 压 力时，被压缩1 m；不受压力时，指针在R 的最上端．电源电压为45 V，电压表量程 为0～15 V，电流表量程为0～06 ，R 为长10 m，标有“50 Ω 03 ”字样的均匀电 阻丝，R1＝10 Ω 以下说法正确的是( ) 为满足题意，称重表应由电路中的电压表来改装，且改装后的称重表表盘刻度是均匀的 B 符合题意改装后，称重表的零刻度线和电表的零刻度线重合 符合题意改装后，该电路能达到的最小功率为2025 D 符合题意改装后，能允许通过的车最大称重为9×104 3、如图是实验室中常用的由电炉丝盘绕的加热电炉，实验老师在改装电炉时，为了使电 功率减小为原来的一半，下列措施中可行的是（ ） 、截去一半电炉丝 B、串联上一条与原来相同的电炉丝 、并联上一条与原来相同的电炉丝 D、把连接电炉和电源的导线长度增加一倍 4、由一个标有“220V 或110V，500”的电炉，它对应的电炉丝连线图如图所示，其中 B 为电热丝的中点抽头，下列说法正确的是（ ） 、将B 端与220 伏特电源相连功率为250 瓦特 B、将端与220 伏特电源相连功率为500 瓦特 、将连在一起作为一个接线端，再将它和B 端与110 伏特电源相连功率为1000 瓦特 D、将端与110 伏特电源相连功率为250 瓦特 二、填空题 1、如图所示的电路中电源电压是220 V，R1、R2是两个电热丝，其中R1标有“220 V 1 100 ”字样，闭合开关S1，电路消耗的总功率是22 ，则电热丝R2的电阻为_______ _Ω 若在图中的电路上再加一个开关S2，使电路能以两种功率工作，且以大功率 状态工作时消耗的功率远大于原电路的总功率，则改装后电路在大功率状态下， 工作42 m 所产生的热量，可将初温为20 ℃的________kg 的水烧开．[ 水＝ 42×103 /(kg·℃)，气压为一标准大气压] 三、计算题 第 4 页 / 共 5 页 1、如图甲为某型号电子秤，其原理结构如图乙所示，R0为定值电阻；R 是压敏电阻，其 阻值随所受压力F 变化的关系如图丙所示，改写电压表(量程为3 V)的表盘数值后可直 接读出所称量物体的质量．设踏板的质量为5 kg，电源电压保持9 V 不变，求：(g 取 10 /kg) (1)空载时，电压表的示数为1 V，求R0的阻值； (2)该电子秤的量程是多大？ (3)如果保持电子秤结构和电压表量程不变，只在电 路中增加一个电阻，使电子秤的量程变为110 kg，计算说明应使用多大的电阻？如何连接？ 第 5 页 / 共 5 页