Question

10．如圖所示為小明設(shè)計(jì)的電烙鐵工作電路，電烙鐵可處于正常工作和預(yù)熱兩種狀態(tài)，電烙鐵上標(biāo)有“220V 40W”的字樣，R₀為定值電阻．
（1）電烙鐵是利用電流的熱效應(yīng)工作的．
（2）電烙鐵正常工作時(shí)功率為40W，暫時(shí)不用時(shí)的預(yù)熱功率為10W，則R₀的阻值為1210Ω．（設(shè)電烙鐵的電阻不隨溫度的變化而變化）

Answer 1

分析 （1）電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象是電流的熱效應(yīng)；
（2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，電路為電烙鐵的簡(jiǎn)單電路，電烙鐵正常工作，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電烙鐵的電阻；開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，電烙鐵和R₀串聯(lián)，電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I²R求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₀的阻值．

解答 解：
（1）電烙鐵在工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生熱量，故是利用了電流的熱效應(yīng)；
（2）由電路圖可知，開(kāi)關(guān)S接2時(shí)，R₀被短路，電路為電烙鐵的簡(jiǎn)單電路，電烙鐵正常工作，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電烙鐵的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，電烙鐵和R₀串聯(lián)，電烙鐵處于預(yù)熱狀態(tài)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{R}′}{R}}$=$\sqrt{\frac{10W}{1210Ω}}$=$\frac{1}{11}$A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{\frac{1}{11}A}$=2420Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₀的阻值：R₀=R_總-R=2420Ω-1210Ω=1210Ω．
故答案為：（1）熱；（2）1210Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流的熱效應(yīng)、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用，判斷好電烙鐵的兩種狀態(tài)是關(guān)鍵．