Question

20．如图所示为一款有高、低温两挡的蒸汽电熨斗电路原理图．R₁、R₂为电热丝，工作时，水升温并汽化成水蒸气，从而熨烫衣服．
（1）电熨斗处于低温挡时，正常工作功率为1100W，求：通过电路的电流是多大？
（2）电熨斗处于高温挡时，正常工作功率为1300W，求：电热丝R₂的阻值是多大？
（3）若将该款电熨斗进行改造，使其正常工作时高温挡功率为1000W，要求只改变其中一个电热丝的阻值，请你通过分析和计算，求出该电热丝改变后的阻值应为多少？

Answer 1

分析 由电路图可以看出：当只闭合开关S₁时，电路中只有R₁有电流通过，此时为低温档；当同时闭合两个开关时，两只电热丝都有电流通过，此时属于高温档．
（1）已知电熨斗的功率，由功率的变形公式可求出通过电路的电流；
（2）已知高温档和低温档的功率，可以得到R₂消耗的功率，利用功率变形公式得到电热丝R₂的阻值；
（3）由题意知，改造后电熨斗的功率变小，可以通过改造电阻R₂来实现；由功率公式及并联电路的特点求出改造后R₂的功率，然后由功率的变形公式求出改造后电阻R₂的阻值．

解答 解：
（1）低温挡工作时，由P=UI可知，
通过电路的电流：I₁=$\frac{{P}_{低}}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（2）R₂消耗的功率为P₂=P_高-P_低=1300W-1100W=200W；
因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以R₂的电阻：R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{200W}$=242Ω；
（3）已知高温挡功率为1000W，改变R₁为R₁′，
则R₁′的功率：P₁′=P-P₂=1000W-200W=800W，
R₁′的电阻：R₁′=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1}′}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω．
答：
（1）通过电路的电流是5A；
（2）R₂的电阻是242Ω；
（3）电热丝改变后的阻值应为60.5Ω．

点评 本题考查了电熨斗的工作原理、求电熨斗的工作电流、电阻丝电阻、电熨斗的改造等问题，分析电路结构，知道什么状态下电熨斗处于高温档、什么条件下处于低温档是本题的难点，也是正确解题的前提；分清电路结构、熟练功率公式及其变形公式、欧姆定律、并联电路的特点是正确解题的关键；应知道利用电流的热效应工作的用电器工作时，电能转化为内能．