Question

10．如图所示为小明设计的电烙铁工作电路，电烙铁可处于正常工作和预热两种状态，电烙铁上标有“220V 40W”的字样，R₀为定值电阻．
（1）电烙铁是利用电流的热效应工作的．
（2）电烙铁正常工作时功率为40W，暂时不用时的预热功率为10W，则R₀的阻值为1210Ω．（设电烙铁的电阻不随温度的变化而变化）

Answer 1

分析 （1）电流流过导体时产生热量的现象是电流的热效应；
（2）由电路图可知，开关S接2时，电路为电烙铁的简单电路，电烙铁正常工作，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电烙铁的电阻；开关S接1时，电烙铁和R₀串联，电烙铁处于预热状态，根据串联电路的电流特点和P=I²R求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R₀的阻值．

解答 解：
（1）电烙铁在工作时，将电能转化为内能，产生热量，故是利用了电流的热效应；
（2）由电路图可知，开关S接2时，R₀被短路，电路为电烙铁的简单电路，电烙铁正常工作，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电烙铁的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
开关S接1时，电烙铁和R₀串联，电烙铁处于预热状态，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=I²R可得，电路中的电流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{R}′}{R}}$=$\sqrt{\frac{10W}{1210Ω}}$=$\frac{1}{11}$A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{\frac{1}{11}A}$=2420Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R₀的阻值：R₀=R_总-R=2420Ω-1210Ω=1210Ω．
故答案为：（1）热；（2）1210Ω．

点评 本题考查了电流的热效应、串联电路的特点和欧姆定律以及电功率公式的应用，判断好电烙铁的两种状态是关键．