Question

16．如圖是一個(gè)電熱毯的簡(jiǎn)化電路圖，電源電壓為220V，R₁是發(fā)熱電阻，R₂是阻值為616Ω的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)．S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1為斷開(kāi)狀態(tài)；
問(wèn)：
（1）S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)處于低溫狀態(tài)，轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)處于高溫狀態(tài)（選填“低溫”或“高溫”）．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)，若此時(shí)功率為100W，電熱毯的發(fā)熱電阻R₁是多大？
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，此時(shí)R₁的發(fā)熱功率是多大？

Answer 1

分析 （1）S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)R₁與R₂串聯(lián)，轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷兩種情況下電路的總功率，功率大的為加熱狀態(tài)，功率小的為低溫狀態(tài)；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻R₁的阻值；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出此時(shí)R₁的發(fā)熱功率．

解答 解：（1）S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電熱毯的總功率最小，處于低溫狀態(tài)；
轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，電路中的總電阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電熱毯的總功率最大，處于高溫狀態(tài)；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{484Ω+616Ω}$=0.2A，
此時(shí)R₁的發(fā)熱功率：
P₁=I²R₁=（0.2A）²×484Ω=19.36W．
答：（1）低溫；高溫；
（2）電熱毯的發(fā)熱電阻R₁是484Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，R₁的發(fā)熱功率是19.36W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，會(huì)判斷電熱毯兩種狀態(tài)對(duì)應(yīng)的檔位是關(guān)鍵．