Question

【题目】某兴趣小组模拟冬季温防自动加热和保温的电路如图所示，光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点．R1、R2为电热丝，a、b间电压U=24V，R1=72Ω，晚上电路的发热功率为12W．
（1）保温时S应处于（填“闭合”或“断开”）状态；
（2）求R2的阻值；
（3）求该电路白天和晚上分别工作5min和3min所产生的热量之比．

Answer 1

【答案】
（1）断开
（2）解：晚上电路的发热功率为12W．由于白天保温、晚上加热则晚上电路中只有R2连入；

由P= 可知，电阻阻值：R2= = =48Ω

（3）解：保温时两电阻串联，则总电阻R=R1+R2=72Ω+48Ω=120Ω；

则白天工作5min所产生的热量为Q1= t1= ×5×60s=1440J；

晚上工作3min所产生的热量Q2=P加热t1=12W×3×60s=2160J；

所以 = =

【解析】（1）根据P= 可知加热时电路中的电阻值最小，则应将R1短路，只有R2连入，电路保温时，电阻应最大，两电阻应都接入电路．（2）已知晚上电路的发热功率，利用P= 求出R2的阻值；（3）利用Q=W=Pt= t求出产生的热量然后求其比值．
【考点精析】本题主要考查了电功率的计算公式和焦耳定律在实际中的应用的相关知识点，需要掌握计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R；当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q． （如电热器，电阻就是这样的．）如果电流做功时、不仅把电能转化为内能，同时还转化为其他形式的能时．此时，电功大于产生的热：即W>Q 计算产生的热量只能用：Q= I2Rt 计算电功只能用：W = UIt才能正确解答此题．