分析 (1)根據(jù)題目要求應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式確定兩電阻的連接方式,然后作出電路圖.
(2)應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式求出電阻的阻值.
(3)已知電功率與時(shí)間,應(yīng)用W=Pt可以求出電路消耗的電能.
解答 解:(1)在電壓U一定時(shí),由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,電阻R越大,電功率越小,
不用電烙鐵時(shí)可以讓電阻R1與R2串聯(lián),減小電路總功率,
電烙鐵正常工作時(shí)只有R1接入電路,用開(kāi)關(guān)S控制電阻R2接入與斷開(kāi)電路,電路圖如圖所示:
(2)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,電烙鐵的電阻:
R1=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{40W}$=1210Ω,
由P=I2R可知,電烙鐵功率為10W時(shí)的電流:
I=$\sqrt{\frac{{P}_{保溫}}{{R}_{1}}}$=$\sqrt{\frac{10W}{1210Ω}}$=$\frac{1}{11}$A,
電烙鐵兩端電壓:U1=IR1=$\frac{1}{11}$A×1210Ω=110V,
電阻R2兩端電壓:U2=U-U1=220V-110V=110V,
由I=$\frac{U}{R}$可知,電阻R2的阻值:R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{110V}{\frac{1}{11}A}$=1210Ω;
(3)當(dāng)S斷開(kāi)t=5min=300s時(shí),電路消耗的電能:
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$t=$\frac{(220V)^{2}}{1210Ω+1210Ω}$×300s=6000J;
答:(1)電烙鐵如圖所示;
(2)電阻R2的電阻是1210Ω.
(3)當(dāng)S斷開(kāi)5min時(shí),電路消耗的電能是6000J.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了設(shè)計(jì)電路圖、求電阻阻值、求電路消耗的電能,應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式即可解題.
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A. | 鉆木取火 | B. | 雙手摩擦生熱 | ||
C. | 鋸木頭時(shí)鋸子發(fā)熱 | D. | 燒水時(shí)水溫升高 |
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A. | 上升 | B. | 不變 | C. | 下降 | D. | 無(wú)法確定 |
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A. | 動(dòng)能不斷變化 | B. | 重力勢(shì)能保持不變 | ||
C. | 機(jī)械能在不斷改變 | D. | 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變 |
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