Question

20．某品牌家用電熨斗的電路如圖甲所示，額定電壓為220V，最大功率為440W，發(fā)熱部分由調(diào)溫電阻R和定值電阻R₀組成，調(diào)溫電阻R是可變電阻，其最大阻值為110Ω．電阻值均不受溫度影響．

（1）定值電阻R₀的阻值是多大？
（2）該電熨斗工作時(shí)的最小功率多大？此時(shí)通過電路的電流是多大？
（3）該電熨斗在最大功率下工作30分鐘消耗電能多少千瓦時(shí)？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)調(diào)溫電阻R=0Ω時(shí)電熨斗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出定值電阻R₀的阻值；
（2）當(dāng)調(diào)溫電阻R=110Ω時(shí)電熨斗的電功率最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出通過電路的電流，再根據(jù)P=UI求出該電熨斗工作時(shí)的最小功率；
（3）根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)調(diào)溫電阻R=0Ω時(shí)，電熨斗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{440W}$=110Ω；
（2）當(dāng)調(diào)溫電阻R=110Ω時(shí)，電熨斗的電功率最小，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)通過電路的電流：
I=$\frac{U}{R{+R}_{0}}$=$\frac{220V}{110Ω+110Ω}$=1A，
電熨斗的最小電功率：
P′=UI=220V×1A=220W；
（3）當(dāng)電熨斗功率是440W=0.44kW時(shí)，達(dá)到最大功率；t=30min=0.5h；
W=Pt=0.44kW×0.5h=0.22kW•h．
答：（1）定值電阻R₀的阻值是110Ω；
（2）該電熨斗工作時(shí)的最小功率為220W，此時(shí)通過電路的電流是1A；
（3）該電熨斗在最大功率下工作30分鐘消耗電能0.22千瓦時(shí)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式和歐姆定律、電阻串聯(lián)特點(diǎn)的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)分析電熨斗的最大和最小電功率．