题目内容
【题目】小亮家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率为22W和44W.利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图,如图乙所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b.当它接入家庭电路中正常工作时:
(1)低温档加热的电流多大?
(2)中温档加热5h,消耗多少度电?
(3)高温档加热的额定功率是多少瓦?
【答案】
(1)解:由P=UI可得,低温档加热的电流:
I= = =0.1A;
答:低温档加热的电流为0.1A;
(2)解:由P= 可得,中温档加热5h消耗的电能:
W=P中温t=44×10﹣3kW×5h=0.22kWh=0.22度;
答:中温档加热5h,消耗0.22度电;
(3)解:当开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,马桶盖处于中温档,
由P= 可得,R1的阻值:
R1= = =1100Ω,
当开关S1断开、S2接b时,R1与R2串联,马桶盖处于低温档,
则电路中的总电阻:
R= = =2200Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω,
当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联,电热马桶盖处于高温档,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R′= = =550Ω,
高温档加热的额定功率:
P高温= = =88W.
答:高温档加热的额定功率是88W.
【解析】(1)利用电功公式的变形公式低温档加热的电流;
(2)利用功的公式W=Pt计算电功;
(3)利用电功率公式的变形公式分别计算出电阻R和R1的电阻,再根据并联电路中的总电阻与各并联电阻的关系,计算出并联电路的总电阻,再利用电功率公式的变形公式计算高温档加热时电路中的总功率,即高温档加热时的额定功率 .