Question

20．运用知识解决问题：

（1）电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻大，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而导线不太热．
（2）如图所示家庭电路，吊灯L₁和L₂有开关S控制，墙上有一个固定的三孔插座．请把电路连接完整．
（3）将定值电阻R₁和R₂串联后接在电压为6V的电源两端，R₁：R₂=1：2，R₁的电功率为2W，则R₁两端的电压U₁=2V，R₂=4Ω．

Answer 1

分析 （1）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析判断；
（2）先确定各用电器的连接方式，然后确定开关的接线方式，最后根据家庭电路的正确连接方法完成电路；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线；
（3）在串联电路中用电器两端电压、消耗的电功率与其阻值成正比．已知电源电压和两只电阻比例关系，可以得到两只电阻两端电压；已知R₁的电功率可以得到R₂的电功率；已知R₂消耗的功率和两端电压，可以得到R₂阻值．

解答 解：
（1）电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I_电炉丝=I_导线，通电时间t相同，
因为Q=I²Rt，R_电炉丝＞R_导线，
所以电流产生的热量：Q_电炉丝＞Q_导线，
从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象；
（2）由于家庭电路中的各个用电器是并联连接，所以此电路中的两盏吊灯L₁和L₂并联，开关接在干路上同时控制两盏灯；
首先辨别上面三根线地线、火线、零线．安装三孔插座的方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线．如图所示：
；
（3）已知R₁：R₂=1：2，U=6V，
所以U₁：U₂=R₁：R₂=1：2，
所以U₁=$\frac{1}{3}$U=$\frac{1}{3}$×6V=2V，U₂=U-U₁=6V-2V=4V；
又因为P₁：P₂=R₁：R₂=1：2，
所以P₂=2P₁=2×2W=4W，
因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以R₂=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（4V）^{2}}{4W}$=4Ω．
故答案为：（1）大；多；（2）见上图；（3）2；4．

点评 ①分析电流产生热量多少问题，一般要用焦耳定律；
②掌握家庭电路连接方法，正确、安全用电；
③掌握串联电路的特点及欧姆定律、电功率计算公式及其变形公式．