Question

8．小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電熱水壺，電路如圖所示，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)熱體的電流為1A．求：
（1）R₁、R₂的電阻值（不計(jì)溫度對(duì)電阻值的影響）？
（2）電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)發(fā)熱體的電功率？

Answer 1

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）根據(jù)P=UI求出電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)發(fā)熱體的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到a時(shí)，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，只有R₁接入電路，
由I=$\frac{U}{R}$得R₁的電阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{220V}{5A}$=44Ω；
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)，R₁、R₂串聯(lián)，I₂=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₁的電壓：U₁=I₂R₁=1A×44Ω=44V，
因?yàn)榇��?lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，
所以R₂的電壓：U₂=U-U₁=220V-44V=176V，
則R₂的電阻：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{176V}{1A}$=176Ω；
（2）加熱狀態(tài)時(shí)發(fā)熱體的電功率：P₁=UI₁=220V×5A=1100W．
答：（1）R₁、R₂的電阻值分別為44Ω、176Ω；
（2）電熱水壺處于加熱狀態(tài)時(shí)發(fā)熱體的電功率為1100W．

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、電功率的計(jì)算，此類(lèi)題型經(jīng)常是用來(lái)考查基本規(guī)律的．