問題詳情:
圖*是某家用電熨斗.電路原理如圖乙,R1、R2爲發熱體,R1的阻值爲110Ω,透過S1、S2實現溫度控制.電源電壓爲電熨斗的額定電壓220V,電熨斗消耗的最大功率爲660W.
(1)只閉合S1,求透過R1的電流;
(2)只閉合S2,求R2在60s內產生的熱量;
(3)爲適應更多衣料,小明對電路做了改造(如圖*).當電熨斗控制開關S1、S2處於原低溫工作狀態不變時,移動滑片P,相應發熱體的功率可在原功率的25%~100%之間變化.求滑動變阻器最大阻值至少爲多少?
【回答】
(1)2A;(2)13200J.(3)220Ω.
【詳解】
(1)由圖乙知道,只閉合S1 時,爲R1 的簡單電路,由I=U/R知道,此時透過R1 的電流是:
I1 =U/R1=220V/110Ω=2A;
(2)由圖乙知道,當只閉合S1 時,爲R2的簡單電路;當閉合S1、S2 時,R1與R2 並聯,電路的總電阻最小,電路的總電流最大,且電路的最大總電流是:
I=P/U=660W/220V=3A,
由P=UI=U2R知道,此時電熨斗消耗的功率最大,由於並聯電路中各支路*工作、互不影響,所以,此時透過R1 的電流仍是:
I1 =2A,
所以,當只閉合S2 時透過R2 的電流是:
I2 =I-I1 =3A-2A=1A,
所以,R2 在60s內產生的熱量:
Q2 =W2 =UI2 t=220V×1A×60s=1.32×104 J.
(3)由於I1>I2,所以,當只閉合S2時,圖乙電路中的電流最小,電熨斗的電功率最小,即處於低溫工作狀態,且R2 的阻值是:
R2 =U/I2=220V/1A=220Ω,
由圖*知道,控制電熨斗原低溫工作狀態不變時,應只閉合S2 ,電路爲R2 與滑動變阻器串聯,若發熱體的功率爲原功率的25%,則滑動變阻器要完全接入電路中,由串聯電路的特點知道,此時電路的電流是:
I2′=
此時電路的總電阻是:
R=U/I2′=220V/0.5A=440Ω,
因爲串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,所以,滑動變阻器最大阻值是:
R滑 =R-R2 =440Ω-220Ω=220Ω
【點睛】
本題考查的是串並聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式及電熱公式的應用,解題的關鍵是正確的判斷兩電路中低溫工作狀態電路的連接方式,有一定的難度.
知識點:歐姆定律
題型:計算題