题目内容
如图为一种电热器的电路,它可以按要求变换成两档不同的电路,已知R1是“220V 800W”的电阻丝.(1)电阻丝R1的阻值多大?
(2)当开关S闭合后,电热器15min内产生的热量是多少?
(3)当开关S断开时,若R1的实际功率是50W,则电阻丝R2的实际功率是多少?
分析:(1)由电阻丝的规格可知其额定电压及额定功率,则由功率公式P=
可得出电阻丝的阻值;
(2)开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1接入,则由焦耳定律可求得15min内产生的热量;
(3)开关S断开时,两电阻串联,则由功率公式可求得R1两端的电压,由串联电路的电压规律可求得R2两端的电压,则再由功率公式可求得R2的实际功率.
U2 |
R |
(2)开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1接入,则由焦耳定律可求得15min内产生的热量;
(3)开关S断开时,两电阻串联,则由功率公式可求得R1两端的电压,由串联电路的电压规律可求得R2两端的电压,则再由功率公式可求得R2的实际功率.
解答:解:(1)由P=
可得:
R1=
=
=60.5Ω;
(2)由焦耳定律可得:
15min内的发热量:Q=I2R1t=
t=
×15×60s=7.2×105J;
(3)当S断开时,R1与R2串联
由P实=
可得:
U实=
=
=55V;
由欧姆定律可得,电路中的电流I=
=
;
由串联电路的电压规律可得,R2两端的电压U2=U-U实=220V-55V=165V;
则R2消耗的功率P2=U2I=165V×
=150W;
答:(1)R1的阻值为60.5Ω;(2)15min内R1的发热量为7.2×105J;(3)R2消耗的实际功率为150W.
U2 |
R |
R1=
U2 |
P |
(220V)2 |
800W |
(2)由焦耳定律可得:
15min内的发热量:Q=I2R1t=
U2 |
R1 |
(220V)2 |
60.5Ω |
(3)当S断开时,R1与R2串联
由P实=
| ||
R1 |
U实=
P实R1 |
50W×60.5Ω |
由欧姆定律可得,电路中的电流I=
U实 |
R1 |
55V |
60.5Ω |
由串联电路的电压规律可得,R2两端的电压U2=U-U实=220V-55V=165V;
则R2消耗的功率P2=U2I=165V×
55V |
60.5Ω |
答:(1)R1的阻值为60.5Ω;(2)15min内R1的发热量为7.2×105J;(3)R2消耗的实际功率为150W.
点评:本题考查欧姆定律、功率公式及焦耳定律的计算,在第三问中求电流时,为了保证结果的准确,电路中电流用分数表示,若化成小数则在此处就会出现误差,从而导致结果出现更大的误差.
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