冬天小明同学使用电热毯时.发现电热毯有高温档和低温档.他决定探究电热毯内部电路．图甲.乙分别是他和同学们设计的电热毯的模拟电路图(电热丝相当于电热毯内部发热电阻)．电源电压为6V．(1)图甲中定值电阻R1=10Ω.电热丝R2=20Ω.请说明要使电热毯处于低温档时.开关S1.S2应处于什么状态?并计算低温档时电热毯发热电功率,(2)图乙中两根� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．冬天小明同学使用电热毯时，发现电热毯有高温档和低温档，他决定探究电热毯内部电路．图甲、乙分别是他和同学们设计的电热毯的模拟电路图（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）．电源电压为6V．

（1）图甲中定值电阻R₁=10Ω（置于电热毯外部），电热丝R₂=20Ω，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S₁、S₂应处于什么状态？并计算低温档时电热毯发热电功率；
（2）图乙中两根电热丝R₂=20Ω、R₃=10Ω，请计算高温档时电热毯发热电功率．
（3）长时间使用电热毯睡觉对人体会有一定的伤害，特别是小孩和青少年．虽然在冬天外界气温很低，但人的体温还是维持在37℃左右，这个生理活动是通过脑干的体温调节中枢来调节．

分析（1）当电热毯处于低温档时，此时电路中的发热电功率最小，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路中的总电阻最大，从甲图可知，应将开关S₁闭合，S₂断开，电阻R₁和R₂串联．
（2）当电热毯处于高温档时，此时电路中的发热电功率最大，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电路中的总电阻最小，从乙图可知，应将开关S₁、S₂闭合，电阻R₂和R₃并联；
（3）人的体温还是维持在37℃左右，在寒冷条件下通过体温调节中枢进行神经和体液调节，使产热增加，散热减少，从而使体温保持相对稳定．

解答解：（1）从甲图可知，开关S₁闭合，S₂断开，电阻R₁和R₂串联，此时电路中的总电阻最大，电路中的发热电功率最小，为低温档，
R₁=10Ω，R₂=20Ω，
此时电路中的总电阻为：R=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω，U=6V，
则低温档时电路中的电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
此时的发热电功率，即电炉丝R₂的功率为：P=I²R₂=（0.2A）²×20Ω=0.8W．
（2）从乙图可知，开关S₁、S₂闭合，电阻R₂和R₃并联，此时电路中的总电阻最小，电路中的发热电功率最大，为高温档，
U₂=U₃=U=6V，
电路中总电流I_并=I₂+I₃=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$+$\frac{{U}_{3}}{{R}_{3}}$=$\frac{6V}{20Ω}$+$\frac{6V}{10Ω}$=0.9A，
此时电路总功率：P=UI_并=6V×0.9A=5.4W；
（3）人的体温还是维持在37℃左右，在寒冷条件下通过体温调节中枢进行神经和体液调节，从而维持体温稳定．
答：（1）闭合S₁断开S₂，此时电功率为0.8W；
（2）高温档时电热毯发热电功率为5.4W；
（3）脑干的体温调节中枢．

点评本题考电功率的计算，要熟悉串并联电路的特点，掌握欧姆定律及电功率公式的运用．

练习册系列答案

	A．	一只成年母鸡质量约为300g
	B．	一台家用空调正常工作时功率约为50W
	C．	四冲程汽油机的效率约为70%
	D．	电磁波在真空中的传播速度约为3.0×10⁸m/s

	A．	p_A＜p_B		B．	p_A=p_B
	C．	p_A＞p_B		D．	条件不足，无法判断

	A．	太阳经过凸透镜形成光斑		B．	手影的形成
	C．	水中铅笔看起来变弯折		D．	塔在水中形成倒影

	A．	通过R₁的电流是0.3A，R₁的阻值是40Ω
	B．	通过R₂的电流是0.2A，R₂的阻值是60Ω
	C．	通过R₃的电流是0.5A，R₃的阻值是24Ω
	D．	电源电压是12V，干路中的总电流是2.4A

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