(2008•呼和浩特)如图所示是电热毯的工作原理图,其额定电压220V,R1=605Ω,利用S的通断可以使电热毯的发热功

(2008•呼和浩特)如图所示是电热毯的工作原理图,其额定电压220V,R1=605Ω,利用S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为高温、低温两挡,低温挡功率为高温挡功率的[1/4].试问:
(1)开关处于什么状态时,电热毯为高温挡?此时功率多大?
(2)另外设计一个不同的电路实现上面的功能,要求只改变R1和R2的电阻值.请画出电路图并求出R1和R2的电阻值.
卯月美和 1年前 已收到1个回答 举报

mrb138 花朵

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解题思路:(1)根据公式P=
U2
R
可知,电源电压不变,电路电阻越大,电功率越小,由电路图可知,两电阻串联时电阻最大,功率最小,只有一个电阻工作时,电阻最小,功率最大,根据公式P=
U2
R
可求最大功率.
(2)改变电路实现上面的功能,可以根据电阻的并联,且其中的一个电阻由开关单独控制来实现;最小功率时开关断开,此时的功率为20W,根据R=
U2
P
求出其电阻值,开关闭合时电路的总功率减掉断开时的功率即为另一电阻的电功率,然后根据R=
U2
P
求出另一电阻的阻值.

(1)由电路图可知,开关闭合时,只有电阻R1接入电路,
此时电路电阻最小,电源电压一定,由P=
U2
R可知此时电功率最大,因此S闭合为高温挡;
高温挡功率为P=
U2
R1=
(220V)2
605Ω=80W;
(2)低档位的功率:
Pmin=[1/4]Pmax=[1/4]×80W=20W,
实现上面的功能,可以把两电阻并联,且其中的一个电阻由开关单独控制,如下图所示:

∵P=
U2
R,
∴S断开时为低温挡,R2=
U2
P2=
(220V)2
20W=2420Ω,
S闭合时为高温档,功率为P=80W,P1=P-P2=80W-20W=60W,
R1=
U2
P1=
(220V)2
60W=807Ω;
答:(1)开关处于闭合状态时,电热毯为高温挡,此时功率80W.
(2)电路图如图所示;R1的阻值为807Ω,R2的电阻值为2420Ω.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及电功率公式的应用,关键是会根据电阻的串并联设计功率相同的电路,对学生的能力要求较高,有一定的难度.

1年前

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