Question

【題目】如圖1所示是某型號(hào)電烙鐵工作原理圖，接通電源后分為工作和保溫兩個(gè)狀態(tài)．R1、R2為發(fā)熱電阻，且R2=4R1 ， S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)連接在不同位置時(shí)完成工作和保溫的轉(zhuǎn)換．
（1）電阻R1的阻值；
（2）電烙鐵處于低檔位置時(shí)的發(fā)熱功率；
（3）如圖2所示是某次使用電烙鐵工作30min的圖象，則這段時(shí)間內(nèi)電烙鐵消耗的總電能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖1知，開(kāi)關(guān)S接“1”時(shí)兩電阻串聯(lián)，接“2”時(shí)只有R1接入電路．電源電壓一定，接“1”時(shí)總電阻最大，由P= 可知，此時(shí)為保溫狀態(tài)；接“2”時(shí)電阻最小，為工作狀態(tài)；由圖2知，工作功率：P工作=200W，由P= 可得R1的阻值：R1= = =242Ω
（2）解：由題知，R2=4R1，則電烙鐵處于低檔位置時(shí)的發(fā)熱功率（保溫功率）：P保溫= = = =40W
（3）解：由圖2知，工作30min時(shí)，其中工作狀態(tài)的時(shí)間為10min，保溫狀態(tài)的時(shí)間為20min，

所以電烙鐵消耗的總電能：

W總=W工作+W保溫=P工作t工作+P保溫t保溫=200W×10×60s+40W×20×60s=1.68×105J

【解析】（1）由圖分析，開(kāi)關(guān)S在不同位置時(shí)，根據(jù)P= 分析電烙鐵的工作狀態(tài)；由圖2知，電烙鐵工作狀態(tài)下功率，由P= 計(jì)算R1的阻值；（2）已知R2=4R1 ， 由P= 計(jì)算電烙鐵處于低檔位置時(shí)的發(fā)熱功率；（3）由圖2讀出電烙鐵30min內(nèi)的高檔和低檔工作時(shí)間，由W=Pt計(jì)算消耗的電能．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解電功的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒），以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．