Question

如图是一条电热毯电路的示意图，R₀是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关．电热毯铭牌上标有“220 40W”字样，问：（不考虑温度对电阻值的影响）

（1）要使电热毯处于低温挡，开关S应处于什么状态？（不用阐明理由）

（2）发热电阻丝R₀的阻值是多大？

（2）当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在20min内R₀产生的热量是多少？

（4）需要完全燃烧多少kg酒精才能和（3）中R₀产生的热量相等？（不计热损失，酒精的热值为3.0×10⁷J/kg）

　

Answer 1

分析：    （1）根据上图S闭合时，电路中只有R₀工作；S断开时，R与R₀串联在电路中，R要分去一部分电压，由P=判断电热毯处于什么状态；

（2）已知额定电压和额定功率，根据电功率公式P=UI=就会算出电热毯的电阻；

（3）当电热毯处于低温挡时，R与R₀串联在电路中，已知R₀的阻值、通过的电流、通电时间，电阻R₀产生的热量根据Q=I²Rt可求．

（4）求出了在20min内R₀产生的热量Q，而Q_放=Q，根据Q_放=mq求酒精的质量．

解答：    解：

（1）根据图示，当S闭合时，只有R₀在电路中，电热毯处于高温档；当S断开时，R与R₀串联在电路中，由P=可知电热毯处于低温状态，

答：要使电热毯处于低温档，开关应处于断开状态．

（2）∵P=UI=，

∴R₀===1210Ω；

答：发热电阻丝R₀的阻值是1210Ω．

（3）当电热毯处于低温挡时，R与R₀串联在电路中，

电阻丝10s内产生的热量：

Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×20×60s=14520J，

答：20min内电阻丝R₀产生的热量是14520J；

（4）由题知，Q_放=Q=14520J，

而Q_放=mq，

需要酒精：

m===4.84×10^﹣4kg．

答：需要完全燃烧4.84×10^﹣4kg的酒精．