Question

15．如圖甲為一款有高、低溫兩檔的家用蒸汽電熨斗，其電路原理如圖乙所示，R₁、R₂為電熱絲，其額定電壓均為220V．電路的工作原理是：當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，電熨斗處于低溫檔；當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電熨斗處于高溫檔．正常工作時(shí)低溫和高溫?fù)醯碾姽β史謩e為880W和1980W．（電源電壓保持不變，不計(jì)電熱絲電阻隨溫度的變化）
（1）電熨斗在高溫檔狀態(tài)下正常工作5分鐘消耗多少電能？
（2）在低溫檔狀態(tài)下正常工作時(shí)電路中的電流是多大？
（3）電熱絲R₂的電阻是多少？

Answer 1

分析 （1）已知高溫檔功率，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算高溫檔狀態(tài)下正常工作5分鐘消耗電能；
（2）已知低溫檔功率，根據(jù)P=UI計(jì)算低溫檔狀態(tài)下正常工作時(shí)電路中的電流；
（3）根據(jù)P=UI計(jì)算高溫檔電流，求出R₂電流，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算R₂的電阻．

解答 解：
（1）t=5min=300s，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$，電熨斗高溫檔狀態(tài)下5min消耗電能：
W_高=P_高t=1980W×300s=5.94×10⁵J；
（2）由電功率公式P=UI，電熨斗低溫檔狀態(tài)下工作時(shí)的電流：
I_低=$\frac{{P}_{低}}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
（3）由題目可知：當(dāng)S₁ S₂閉合，兩電阻并聯(lián)，電熨斗處于高溫檔，此時(shí)電阻R₁、R₂中總電流：
I=$\frac{{P}_{高}}{U}$=$\frac{1980W}{220V}$=9A；
當(dāng)S₁閉合，S₂斷開(kāi)時(shí)，電熨斗處于低溫檔，
I₂=I-I_低=9A-4A=5A，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，電熱絲R₂的電阻：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω．
答：（1）電熨斗在高溫檔狀態(tài)下正常工作5分鐘消耗電能5.94×10⁵J；
（2）在低溫檔狀態(tài)下正常工作時(shí)電路中的電流是4A；
（3）電熱絲R₂的電阻是44Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，明確電路結(jié)構(gòu)，熟練運(yùn)用公式即可解題．