Question

【题目】2019年，无为县进一步加大农村环境“三大革命”改厕民生工程资金投入，主要是为了改善农民生活环境、减少疾病传播、提高农民生活质量和健康水平。小明家住农村，学完电学的他，也想为家人出一份力，他家的厕所离房子有一段距离。晚上，家人上厕所都要带上手电筒，很不方便，若灯整夜开着又浪费电。他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装，将“220V 20W”的节能灯、阻值为1980Ω的电阻和开关S、S1连成如图所示的电路。天黑后，S处于闭合状态，当无人入厕时，开关S1断开，此时灯较暗，但能起到指示作用；当有人入厕时，闭合开关S1，灯泡正常发光，起到照明作用（不考虑温度对节能灯电阻的影响）。

(1)当S、S1都闭合时，电阻R处于________状态（填“短路”、“断路”或“通路”）；

(2)当S1断开时，通电10min，电阻R产生的热量是多少J ______？

(3)计算无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的总功率各是多少 _______？

Answer 1

【答案】短路 2970J 11W；20W

【解析】

(1)当S、S1都闭合时，电流从电源正极流出，流过开关S，流过灯泡，然后往上流，流过开关S1，最后回负极，没有电流流过电阻R，电阻R处于短路状态。

(2)由题意可知，节能灯电阻是

当S1断开时，电灯和电阻R串联接在电路中，电路中的电流大小是

根据焦耳定律可知，通电10min，电阻R产生的热量是

(3)无人入厕时，S1是断开的，由上述可知，电流大小是0.05A，电路消耗的总功率是

有人入厕时，S1是闭合的，只有灯泡接入电路，电路消耗的总功率是

答：(1)当S、S1都闭合时，电阻R处于短路状态；(2)当S1断开时，通电10min，电阻R产生的热量是2970J；(3)无人入厕时，电路消耗的总功率是11W；有人入厕时，电路消耗的总功率是20W。