题目内容

16.如图是一个电热毯的简化电路图,电源电压为220V,R1是发热电阻,R2是阻值为616Ω的分压电阻,S是控制电热毯工作状态的开关.S转到触点1为断开状态;
问:
(1)S转到触点2时处于低温状态,转到触点3时处于高温状态(选填“低温”或“高温”).
(2)当开关S转到触点3时,若此时功率为100W,电热毯的发热电阻R1是多大?
(3)当开关S转到触点2时,此时R1的发热功率是多大?

分析 (1)S转到触点2时R1与R2串联,转到触点3时电路为R1的简单电路,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断两种情况下电路的总功率,功率大的为加热状态,功率小的为低温状态;
(2)当开关S转到触点3时,电路为R1的简单电路,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻R1的阻值;
(3)当开关S转到触点2时,R1与R2串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出此时R1的发热功率.

解答 解:(1)S转到触点2时,R1与R2串联,电路中的总电阻最大,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热毯的总功率最小,处于低温状态;
转到触点3时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,电热毯的总功率最大,处于高温状态;
(2)当开关S转到触点3时,电路为R1的简单电路,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,电阻R1的阻值:
R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{(220V)^{2}}{100W}$=484Ω;
(3)当开关S转到触点2时,R1与R2串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{484Ω+616Ω}$=0.2A,
此时R1的发热功率:
P1=I2R1=(0.2A)2×484Ω=19.36W.
答:(1)低温;高温;
(2)电热毯的发热电阻R1是484Ω;
(3)当开关S转到触点2时,R1的发热功率是19.36W.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,会判断电热毯两种状态对应的档位是关键.

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