题目内容
15.如图甲是某款电热水龙头,即开即热,冷热兼用,图乙是它的原理电路,图丙为它的部分参数,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换,有关参数如丙,不考虑温度对电阻丝的影响,请回答下列问题:(1)
(2)R2的电阻是60.5Ω.
分析 (1)当开关处于不同位置时,分析电阻的接入方式,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$结合表格中热水、温水功率判断放出的是温水还是热水;
根据P=UI求出电流;
(2)放热水时两电阻并联,根据P=UI求出总电流,再根据并联电路的电流特点求出R2支路的电流,再根据欧姆定律求出R2的阻值.
解答 解:(1)开关仅与1接触时,电阻R1单独接入电路,开关与1、2接触时,电阻R1和电阻R2并联接入电路,总电阻比开关仅与1接时小,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电源电压不变,开关与1、2接触时,电路中总电阻小,功率大,放出来的是热水;开关仅与1接触时,电路中电阻比开关与1、2接触电阻大,功率小,放出来的是温水;
此时的电流I1=$\frac{{P}_{温水}}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A;
(2)开关与1、2接触时,放出来的是热水,两电阻并联,
由P=UI得:
总电流I=$\frac{{P}_{热水}}{U}$=$\frac{3000W}{220V}$=$\frac{150}{11}$A,
R2支路的电流I2=I-I1=$\frac{150}{11}$A-10A=$\frac{40}{11}$A,
由欧姆定律得:
R2的电阻R2=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{220V}{\frac{40}{11}A}$=60.5Ω.
故答案为:(1)温;10;(2)60.5.
点评 此题主要考查的是学生对电路连接、功率、并联电路的电流特点、欧姆定律计算公式的理解和掌握,弄清楚电路连接是解决此题的关键.
练习册系列答案
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(1)根据表中数据,判断元件R0可能是由半导体材料制成的,并简要说明理由.理由其电阻随温度的升高而减小;
(2)元件R0接入如图1所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.80A.已知电路中的电源电压为4.8V,此时定值电阻阻值为2Ω;
(3)小明为了探究流过R0的电流I与两端电压U的具体表达关系,做出了如图2所示的U-I曲线,发现电流与电压不成正比,没有找到其规律.小明猜想:流过R0的电流I可能与两端电压的平方(即U2)有一定关系,于是与小东一道算出U2,如表:
并根据表格数据做出I-U2的图象(如图3).
由表格及图象中的数据规律推断出电流I与电压U的关系式为I=${\frac{6}{5}U}^{2}$(不考虑单位).
| I/A | 0.30 | 0.60 | 0.80 | 1.20 | 1.80 | 2.60 | 3.10 |
| U/A | 0.50 | 0.71 | 0.82 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
(2)元件R0接入如图1所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.80A.已知电路中的电源电压为4.8V,此时定值电阻阻值为2Ω;
(3)小明为了探究流过R0的电流I与两端电压U的具体表达关系,做出了如图2所示的U-I曲线,发现电流与电压不成正比,没有找到其规律.小明猜想:流过R0的电流I可能与两端电压的平方(即U2)有一定关系,于是与小东一道算出U2,如表:
| I/A | 0.30 | 0.60 | 0.80 | 1.20 | 1.80 | 2.60 | 3.10 |
| U/V | 0.50 | 0.71 | 0.82 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
| U2/V2 | 0.25 | 0.50 | 0.67 | 1.00 | 1.44 | 2.25 | 2.56 |
由表格及图象中的数据规律推断出电流I与电压U的关系式为I=${\frac{6}{5}U}^{2}$(不考虑单位).
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