Question

7．電熱桌墊在冬天很受歡迎（如圖甲）．某校綜合實踐活動小組的同學探究了它的原理，查看說明書后發(fā)現(xiàn)：該電熱桌墊由8伏電源供電，發(fā)熱部分由R₁和R₂組成，調(diào)溫檔有關(guān)、低溫、高溫三檔，已知兩圖中R₁均為6歐，R₂均為2歐．

（1）按如圖乙的電路，當S₁閉合、S₂斷開時電熱桌墊處于低溫檔（選填“關(guān)”、“低溫”或“高溫”）．
（2）圖乙中該電熱桌墊消耗的最大功率是多少瓦？
（3）若該電熱桌墊實際電路如圖丙，現(xiàn)電熱桌墊處于高溫檔，開關(guān)S₁閉合，S₂閉合（選填“斷開”或“閉合”）．
（4）圖丙中當電熱桌墊處于低溫檔時，求10分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦？（不考慮溫度的變化對電阻的影響）

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可確定乙圖的高、低檔的電路連接，并求出最大功率；
（3）根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可確定丙圖的高溫檔時開關(guān)的連接；
（4）由并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可確定丙圖低溫檔電路的連接，根據(jù)W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t求10分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）如圖乙的電路，當S₁閉合、S₂斷開時，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)的電阻大于其中任一電阻，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，可知，此時是為電熱桌墊處在低溫檔；
（2）當兩個開關(guān)都閉合時，電路中只有R₂，此時電路的最大功率：
P_大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（8V）^{2}}{2Ω}$=32W；
（3）根據(jù)并聯(lián)電阻小于其中任一個電阻，故兩電阻并聯(lián)時，電路的總最電阻最小，功率最大，故開關(guān)S₁閉合，S₂閉合；
（4）圖丙中，只閉合S₁時，電路中只有R₁，為低溫檔，
10分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是：
W=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（8V）^{2}}{6Ω}$×10×60s=6400J．
答：（1）低溫；
（2）圖乙中該電熱桌墊消耗的最大功率是32W；
（3）閉合；閉合；
（4）圖丙中當電熱桌墊處于低溫檔時，求10分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是6400J．

點評 本題考查電功率公式和電功公式的運用，關(guān)鍵是根據(jù)電阻的串聯(lián)和并聯(lián)規(guī)律確定高、低溫檔電路的連接．