Question

【題目】圖甲是某家用電熨斗。電路原理如圖乙，R1、R2為發(fā)熱體，R1的阻值為110Ω，通過S1、S2實現(xiàn)溫度控制。電源電壓為電熨斗的額定電壓220V，電熨斗消耗的最大功率為660W。

（1）只閉合S1，求通過R1的電流；

（2）只閉合S2，求R2在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；

（3）為適應(yīng)更多衣料，小明對電路做了改造（如圖丙）。當(dāng)電熨斗控制開關(guān)S1、S2處于原低溫工作狀態(tài)不變時，移動滑片P，相應(yīng)發(fā)熱體的功率可在原功率的25%~100%之間變化。求滑動變阻器最大阻值至少為多少？

Answer 1

【答案】（1）2A；（2）13200J。（3）220Ω。

【解析】

（1）由圖乙知道，只閉合S1 時，為R1 的簡單電路，由I=U/R知道，此時通過R1 的電流是：I1 =U/R1=220V/110Ω=2A；

（2）由圖乙知道，當(dāng)只閉合S1 時，為R2的簡單電路；當(dāng)閉合S1、S2 時，R1與R2 并聯(lián)，電路的總電阻最小，電路的總電流最大，且電路的最大總電流是：I=P/U=660W/220V=3A，由P=UI=U2R知道，此時電熨斗消耗的功率最大，由于并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，此時通過R1 的電流仍是：I1 =2A，所以，當(dāng)只閉合S2 時通過R2 的電流是：I2 =I-I1 =3A-2A=1A，所以，R2 在60s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q2 =W2 =UI2 t=220V×1A×60s=1.32×104 J。

（3）由于I1＞I2，所以，當(dāng)只閉合S2時，圖乙電路中的電流最小，電熨斗的電功率最小，即處于低溫工作狀態(tài)，且R2 的阻值是：R2 =U/I2=220V/1A=220Ω，

由圖丙知道，控制電熨斗原低溫工作狀態(tài)不變時，應(yīng)只閉合S2 ，電路為R2 與滑動變阻器串聯(lián)，若發(fā)熱體的功率為原功率的25%，則滑動變阻器要完全接入電路中，由串聯(lián)電路的特點知道，此時電路的電流是：I2′=

此時電路的總電阻是：R=U/I2′=220V/0.5A=440Ω，

因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器最大阻值是：

R滑 =R-R2 =440Ω-220Ω=220Ω