Question

18．如圖是一條電熱毯電路的示意圖，R₀是發(fā)熱電阻絲，R是串聯(lián)在電路中的電阻，S是控溫開關(guān)．電熱毯標(biāo)牌上標(biāo)有“220V、40W“字樣．問（不考慮溫度對電阻值的影響）：
（1）試說明開關(guān)S應(yīng)處于什么狀態(tài)電熱毯處于低溫?fù)酰?br />（2）發(fā)熱電阻絲R₀的阻值是多大？
（3）當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r，電路中的電流為0.1A，R的電阻多大？此時在10s內(nèi)電阻絲R₀產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)上圖S閉合時，電路中只有R₀工作，S斷開時，R與R₀串聯(lián)在電路中，R要分去一部分電壓，電熱毯處于低溫狀態(tài)；
（2）根據(jù)電功率P=UI公式就會算出電熱毯的電阻；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，再由歐姆定律計算R的電阻，由焦耳定律就會算出產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）根據(jù)圖示，當(dāng)S閉合時，只有R₀在電路中，電熱毯處于高溫檔；
當(dāng)S斷開時，R與R₀串聯(lián)在電路中，R分去一部分電壓，因此電熱毯處于低溫狀態(tài)；
（2）根據(jù)電功率公式P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₀=$\frac{{U}_{額}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{40W}$=1210Ω，
（3）已知當(dāng)電熱毯處于低溫?fù)鯐r，R與R₀串聯(lián)在電路中，電路中的電流I=0.1A，串聯(lián)電路中的電流相等，
則I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$，
即0.1A=$\frac{220V}{R+1210Ω}$，
解得R=990Ω；
電阻絲10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×10s=121J．
答：（1）要使電熱毯處于低溫檔，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）發(fā)熱電阻絲R₀的阻值是1210Ω．
（3）R的電阻為990Ω，10s內(nèi)電阻絲R₀產(chǎn)生的熱量是121J．

點評 本題考查的知識點較多，有串聯(lián)電路的相關(guān)知識，電功率公式的計算，焦耳定律公式的計算，屬于常見的考題．