Question

5．如圖所示為一款有高、低溫兩檔的蒸汽電熨斗電路原理圖．R₁、R₂為電熱絲，其中R₂=242Ω．水升溫并汽化成水蒸氣，從而熨燙衣服
（1）電熨斗處于低溫檔時(shí)，正常工作功率為1100W．求R₁的電阻是多大？通電3min產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）若將該款電熨斗進(jìn)行改造，使其正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿?000W．要求只改變其中一個(gè)電熱絲的阻值，請(qǐng)你通過分析和計(jì)算，求出該電熱絲改變后的阻值應(yīng)為多少？

Answer 1

分析 （1）已知電熨斗的功率，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出R₁的電阻，由W=Pt求出電熨斗3min產(chǎn)生的熱量；
（2）由題意知，改造后電熨斗的功率變小，可以通過改造電阻R₁來實(shí)現(xiàn)；由功率公式及并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出改造后R₁的功率，然后由功率的變形公式求出改造后電阻R₁的阻值．

解答 解：（1）由電路圖知：當(dāng)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，電熨斗處于低溫檔，此時(shí)只有電阻R₁接入電路；
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，R₁的電阻：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{低}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω．
通電時(shí)間t=3min=180s，
產(chǎn)生的熱量：
Q=W=P_低t=1100W×180s=1.98×10⁵J．
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，電熨斗處于高溫?fù)�，總功率為P=1000W，
電阻R₂的功率：
P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（220{V）}^{2}}{242Ω}$=200W，
電阻R₁的功率：
P₁′=P-P₂=1000W-200W=800W，
則電阻R₁改變后的阻值：
R₁′=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}^{′}}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω．
答：（1）R₂的電阻是44Ω；通電3min產(chǎn)生的熱量是1.98×10⁵J；
（2）可將電阻R₁的阻值改為60.5Ω，電熨斗正常工作時(shí)高溫?fù)豕β适?000W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率的計(jì)算公式、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及高、低溫?fù)醯呐袛嗟戎�識(shí)，分清電路結(jié)構(gòu)，知道什么狀態(tài)下電熨斗處于高溫?fù)酢⑹裁礌顟B(tài)下處于低溫檔是本題的難點(diǎn)，熟練功率公式及其變形公式和并聯(lián)電路的特點(diǎn)是正確解題的關(guān)鍵．