(2006•大兴区二模)有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,已知R1=605Ω,如

(2006•大兴区二模)有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,已知R1=605Ω,如图所示,利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为两档,两档的功率之比为1:4,问:
(1)开关处于什么状态时,电热毯的功率最大?最大功率是多大?
(2)电阻R2的阻值应为多大?
(3)改变R1、R2的阻值,请另外设计一个不同的电路,实现上面的功能.要求画出电路图并计算R1和R2的阻值.
豆豆爱睡觉 1年前 已收到1个回答 举报

女人淡如水 幼苗

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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)先求出低档时的功率,再利用公式R=
U2
R
求出电路的总电阻,根据串联电路电阻的规律进一步求出电阻R2的阻值.
(3)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)开关闭合时,电热毯的功率最大;
最大功率:
Pmax=
U2
R1=
(220V)2
605Ω=80W;
答:开关闭合时,电热毯的功率最大,最大为80W.
(2)低档位的功率:
Pmin=[1/4]Pmax=[1/4]×80W=20W,
此时两电阻串联,电路中的总电阻:
R=
U2
Pmin=
(220V)2
20W=2420Ω,
R2=R-R1=2420Ω-605Ω=1815Ω;
答:电阻R2的阻值应为1815Ω.
(3)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:

S断开时,电路的功率Pmin=20W,则
R1=
U2
Pmin=
(220V)2
20W=2420Ω;
S闭合时,R2的功率P2=Pmax-Pmin=80W-20W=60W,则
R2=
U2
P2=
(220V)2
60W≈807Ω.
答:电路图如上图所示,R1和R2的阻值分别为2420Ω、807Ω.

点评:
本题考点: 电功率的计算;串、并联电路的设计;欧姆定律的应用.

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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