Question

如圖是一個(gè)電熱毯電路原理圖。是R₀是電熱毯中的電阻絲，R是與電熱毯電阻絲串聯(lián)的電阻，電熱毯上標(biāo)有“220V 100W”字樣，S是控制電熱毯處于加熱狀態(tài)或保溫狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。

(1)用學(xué)過(guò)的公式推理說(shuō)明開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電熱毯是處于加熱狀態(tài)還是保溫狀態(tài)？

(2)若要求在保溫時(shí)電流通過(guò)電阻絲R₀每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻R的阻值應(yīng)是多大？

 

Answer 1

【答案】

（1）略�。�2）4356Ω

【解析】試題分析:根據(jù)公式P=U²/R可知，電熱毯工作時(shí)，電壓是不變的，電熱毯的功率和它的電阻是反比關(guān)系。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，兩個(gè)電阻是串聯(lián)，電阻較大，功率就較小。所以電熱毯是處于保溫狀態(tài)。保溫時(shí)電流通過(guò)電阻絲R₀每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻絲R₀的功率是1w。利用“220V 100W”字樣計(jì)算出電熱毯發(fā)熱電阻的阻值是484Ω，根據(jù)電阻R₀的功率和電阻計(jì)算出通過(guò)它的電流，在利用歐姆定律的公式計(jì)算電阻R的阻值。

保溫時(shí)電流通過(guò)電阻絲R₀每分鐘有60J的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電阻絲R₀的功率是

P=60J/60S=1W

電熱毯發(fā)熱電阻R₀的阻值是

R₀=（U_額）²/P_額=（220V）²/100W=484Ω

通過(guò)電阻R₀的電流是

電路的總電阻是

R_總=U/I=220V/ =4840Ω

電阻R的阻值是

R= R_總- R₀=4840Ω-484Ω=4356Ω

考點(diǎn):本試題考查的是電熱的計(jì)算。

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于此類(lèi)試題，學(xué)生應(yīng)把握電熱毯不論是保溫還是加熱，電壓是不變的。根據(jù)公式P=U²/R可知，電熱毯的功率和它的電阻是反比關(guān)系。即保溫時(shí)電阻串聯(lián)，加熱時(shí)是電阻R被短接。