Question

18．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．电热毯标牌上标有“220V、40W“字样．问（不考虑温度对电阻值的影响）：
（1）试说明开关S应处于什么状态电热毯处于低温挡．
（2）发热电阻丝R₀的阻值是多大？
（3）当电热毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，R的电阻多大？此时在10s内电阻丝R₀产生的热量是多少？

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，电热毯处于低温状态；
（2）根据电功率P=UI公式就会算出电热毯的电阻；
（3）根据串联电路电流相等，再由欧姆定律计算R的电阻，由焦耳定律就会算出产生的热量．

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，R分去一部分电压，因此电热毯处于低温状态；
（2）根据电功率公式P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₀=$\frac{{U}_{额}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{40W}$=1210Ω，
（3）已知当电热毯处于低温挡时，R与R₀串联在电路中，电路中的电流I=0.1A，串联电路中的电流相等，
则I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$，
即0.1A=$\frac{220V}{R+1210Ω}$，
解得R=990Ω；
电阻丝10s内产生的热量Q=I²R₀t=（0.1A）²×1210Ω×10s=121J．
答：（1）要使电热毯处于低温档，开关应处于断开状态．
（2）发热电阻丝R₀的阻值是1210Ω．
（3）R的电阻为990Ω，10s内电阻丝R₀产生的热量是121J．

点评 本题考查的知识点较多，有串联电路的相关知识，电功率公式的计算，焦耳定律公式的计算，属于常见的考题．