Question

13．如圖（1）所示是某品牌電熱毯及相關(guān)參數(shù)，圖（2）該電熱毯的電路的示意圖，R₀是電熱毯發(fā)熱電阻絲，R是可串聯(lián)在電路中的定值電阻，S是溫控開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)上標(biāo)有“高（溫）、低（溫）、關(guān)”的字樣．注：額定功率是其使用高溫檔時(shí)的功率．（不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響）求：

（1）要使電熱毯處于高溫檔，則開(kāi)關(guān)S的動(dòng)觸片置于c觸點(diǎn)（選填“a”“b”或“c”），并說(shuō)出理由動(dòng)觸片置于c點(diǎn)時(shí)只有R₀接入，此時(shí)電功率最大．（可結(jié)合具體公式回答）
（2）求發(fā)熱電阻絲R₀的阻值？
（3）當(dāng)電熱毯處于低溫檔時(shí)電路中的電流為0.1A．求電阻R的阻值？
（4）若電熱毯處于高溫檔時(shí)，每天工作5小時(shí)，則每天要消耗多少度電？

Answer 1

分析 （1）由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當(dāng)連入的電阻小時(shí)，電功率大，由此可知高溫檔時(shí)開(kāi)關(guān)S的動(dòng)觸片應(yīng)置于觸點(diǎn)c；
（2）由電熱絲的銘牌可求電熱絲的電阻；
（3）當(dāng)處于低溫檔時(shí)，電阻串聯(lián)接入，利用歐姆定律求解；
（4）電熱毯處于高溫檔時(shí)，只有R₀接入，利用W=Pt求解．

解答 解：（1）根據(jù)圖示，動(dòng)觸片置于c點(diǎn)時(shí)只有R₀接入，即只有R₀在電路中，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)電功率最大；
電熱毯處于高溫檔；當(dāng)動(dòng)觸片置于b點(diǎn)時(shí)，R與R₀串聯(lián)在電路中，此時(shí)總電阻大于R₀電阻，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知電熱毯處于低溫狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)觸片置于a點(diǎn)時(shí)，是關(guān)閉狀態(tài)；
由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，動(dòng)觸片置于c點(diǎn)時(shí)只有R₀接入，此時(shí)電功率最大；
（2）由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：R₀=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{44W}$=1100Ω；
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得，在低溫檔時(shí)R串聯(lián)接入電路R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{0.1A}$=2200Ω；
則R=R_總-R₀=2200Ω-1100Ω=1100Ω；
（4）已知P=44W=0.044kW，t=5h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，每天要消耗電能：
W=Pt=0.044kW×5h=0.22kW•h=0.22度．
答：（1）c；動(dòng)觸片置于c點(diǎn)時(shí)只有R₀接入，此時(shí)電功率最大；
（2）發(fā)熱電阻絲R₀的阻值為1100Ω；
（3）電阻R的阻值為1100Ω；
（4）若電熱毯處于高溫檔時(shí)，每天工作5小時(shí)，則每天要消耗0.22度電．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于電功率的理解和掌握，主要理解由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電壓相同時(shí)，電阻R越小，電功率越大．