Question

20．運用知識解決問題：

（1）電爐子工作時，通過導線和電爐絲的電流相等，電爐絲電阻比導線電阻大，根據焦耳定律可知，相同時間內電爐絲產生的熱量比導線多，所以電爐絲熱得發(fā)紅而導線不太熱．
（2）如圖所示家庭電路，吊燈L₁和L₂有開關S控制，墻上有一個固定的三孔插座．請把電路連接完整．
（3）將定值電阻R₁和R₂串聯后接在電壓為6V的電源兩端，R₁：R₂=1：2，R₁的電功率為2W，則R₁兩端的電壓U₁=2V，R₂=4Ω．

Answer 1

分析 （1）由焦耳定律知道，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方、導體電阻大小和通電時間成正比．電爐絲和連接的導線串聯在電路中（通過的電流相等），通電時間是相同的，而電爐絲的電阻比導線的電阻大，據焦耳定律分析判斷；
（2）先確定各用電器的連接方式，然后確定開關的接線方式，最后根據家庭電路的正確連接方法完成電路；三孔插座的接法：上孔接地線，左孔接零線，右孔接火線；
（3）在串聯電路中用電器兩端電壓、消耗的電功率與其阻值成正比．已知電源電壓和兩只電阻比例關系，可以得到兩只電阻兩端電壓；已知R₁的電功率可以得到R₂的電功率；已知R₂消耗的功率和兩端電壓，可以得到R₂阻值．

解答 解：
（1）電爐子在使用時，電爐絲和導線串聯，I_電爐絲=I_導線，通電時間t相同，
因為Q=I²Rt，R_電爐絲＞R_導線，
所以電流產生的熱量：Q_電爐絲＞Q_導線，
從而出現電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導線卻不怎么發(fā)熱的現象；
（2）由于家庭電路中的各個用電器是并聯連接，所以此電路中的兩盞吊燈L₁和L₂并聯，開關接在干路上同時控制兩盞燈；
首先辨別上面三根線地線、火線、零線．安裝三孔插座的方法：上孔接地線，左孔接零線，右孔接火線．如圖所示：
；
（3）已知R₁：R₂=1：2，U=6V，
所以U₁：U₂=R₁：R₂=1：2，
所以U₁=$\frac{1}{3}$U=$\frac{1}{3}$×6V=2V，U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
又因為P₁：P₂=R₁：R₂=1：2，
所以P₂=2P₁=2×2W=4W，
因為P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以R₂=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（4V）^{2}}{4W}$=4Ω．
故答案為：（1）大；多；（2）見上圖；（3）2；4．

點評 ①分析電流產生熱量多少問題，一般要用焦耳定律；
②掌握家庭電路連接方法，正確、安全用電；
③掌握串聯電路的特點及歐姆定律、電功率計算公式及其變形公式．