这种靴子只有北方人穿!真的不怕被电?到底什么物理原理?

北方寒冷的冬季有一种“电热靴”,这种电热靴穿在脚上非常温暖,而且可以随着环境温度而调节温度,到底什么物理原理呢?穿上后人会不会被电?

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这就是今天要讲的一道中考物理题,这种物理题几乎是每年中考必考物理题!

对于初三的学生来说,临近中考,除了回归基础、查缺补漏之外,还有一个重要的问题需要解决,那就是针对每年的中考物理真题,认真研究一下,对于那些几乎年年考查的物理题一定要重新归纳一下方法!

“一入物理深似海”!物理习题似乎无穷无尽,但是,千变万化的物理题却是万变不离其宗。即各类物理习题的解决方法是固定的。

物理太难学,但是只要打好基础、同时高度重视对各种物理习题的方法归纳,就一定能够学好物理。进行方法归纳的目的就是要学会通过一道题会一类题!通过一个错误复习一大片相关物理知识!

今天要说的这类物理题属于“电学”内容中的“档位”问题。由于此类题与生活联系太紧密,而且特别具有典型性,同时能够考查电学中的几乎所有知识点,所以,此类题成为各地历年中考物理重点题型。

中学物理电学“档位”问题的绝大部分题型出现在最后的压轴大题中,也可以出现在选择题、填空题之中。

下面这道中考物理题中所提到的“电热靴”对于北方人特别是严寒冬季中的北方人来说并不陌生,但是对于南方人来说几乎没有见过。

请先看一下这道物理题:

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对于第一次接触“档位”问题的中学生来说,此类题很容易出错或者选不出最佳公式。

其实,此类题的解决方法几乎可以说是固定的!

只要遇到“档位”问题,需要解决的第一个问题就是什么时候是高档位、什么时候是低档位。

首先我们要知道,各种用电器所谓的“档位高低”其实就是用电器“消耗电功率的大小”。高档位时消耗的电功率大;低档位时消耗的电功率小。如果还有中档位,则中档位消耗的电功率不大不小。所以,“判断档位的高低的方法就是求电功率的大小”!

其次,我们知道家用电器都是并联的,并且其并联电压为220V,故电压相同。

然后,我们只需要根据电阻大小就可以判断出电功率大小,从而得出各个档位时对应的电阻连接方式!比如说电路中有两个电阻,当这两个电阻串联时,电阻最大,对应的电功率最小,档位最低;当这两个电阻并联时,电阻最小,对应的电功率最大,档位最高;当取其中一个电阻时,对应的电阻不大不小,所以电功率也不大不小,档位为中档!所以此类题常常是以多个开关的不同组合方式获得不同档位的。

所以,很显然,我们应该选用的电功率公式及其解答过程如下图中所示。

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根据此电功率公式,对于电热靴来说,

当旋钮开关旋转到a时,连入电路中的电阻为两个串联电阻,R1最大,故总的电阻为所有连接方式中最大电阻,此时应该为低档位。

当旋钮开关旋转到c时,连入电路中的电阻只有R2,为所有连接方式中最小电阻,此时应该为高档位。

当旋钮开关旋转至b时,连入电路中的电阻不大不小,此时应该为中档位。

然后,我们列出三种连接方式下的档位公式,如上图所示。很显然,本题的答案应该为A。

其实,由于电热靴采用的电源电压一般都特别低,远低于人体的安全电压36V,所以,及时发生漏电情况,也不会对人体造成危害,所以不用担心人被电的问题。

这就是北方寒冬时所穿的电热靴的档位问题,其余的中学物理常考查的有关档位问题的用电器还有:电饭锅、电熨斗、电热毯等等。生活当中无处不在的物理现象和物理问题就是中考题的来源。

中学生朋友们,万物之理谓之物理,物理有趣且有用,为了美好的未来,加油!

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