Question

小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電熱水壺，電路如圖所示，已知U_AB=220V，S是溫控開(kāi)關(guān)，R₁為發(fā)熱體．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到a時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)發(fā)熱體R₁的電流是5A；當(dāng)水燒開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)S自動(dòng)切換到b，電熱水壺處于保溫狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)發(fā)熱體R₁的電流為1A（不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響）．
求：
（1）R₁、R₂的電阻值；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S自動(dòng)切換到b后，10min內(nèi)R₁消耗的電能．

Answer 1

解：（1）由歐姆定律I=得：
R₁的阻值R₁===44Ω；
開(kāi)關(guān)接b時(shí)，I₂=1A；
R₁兩端的電壓；U₁=I₂R₁=1A×44Ω=44V；
R₂兩端的電壓：U₂=U-U₁=220V-44V=176V；
R₂的電阻；R₂===176Ω；
（2）t=10min=600s；
R₁消耗的電能W=UIt=44V×1A×600s=2.64×10⁴J；
答：（1）R₁的阻值為44Ω，R₂的阻值為176Ω；（2）10min內(nèi)R₁消耗的電功為2.64×10⁴J．
分析：（1）由圖可知當(dāng)開(kāi)關(guān)接a時(shí)，只有R₁接入電路，由歐姆定律可求得R₁的阻值；開(kāi)關(guān)接b時(shí)，由歐姆定律可求得R₁兩端的電壓，則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出R₂兩端的電壓，再由歐姆定律可求得R₂的阻值；
（2）流過(guò)R₁的電流及兩端的電壓均已得出，故可由電功公式W=UIt求得R₁消耗的電功．
點(diǎn)評(píng)：本題考查物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，由題目可以看出應(yīng)用的是基本的串聯(lián)電路和歐姆定律，此類(lèi)題型經(jīng)常是用來(lái)考查基本規(guī)律的．