Question

13．電燙斗是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，如圖是某種型號(hào)電熨斗的簡(jiǎn)化電路，R₀為發(fā)熱管，R為調(diào)溫電阻，電熨斗處于加熱狀態(tài)的功率為1100W，電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)發(fā)熱管的功率為88W，（不考慮溫度對(duì)電阻值的影響）
（1）當(dāng)溫控開關(guān)S斷開時(shí)，電熨斗 的總功率將如何變化變小，并請(qǐng)說明原因電路中總電阻增大，總功率變小
（2）電熨斗在加熱狀態(tài)下工作0.1h，消耗的電能為多少kW•h？
（3）調(diào)溫電阻R的電阻為多少Ω？電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)功率為多少W？
（4）若電熨斗處于加熱狀態(tài)下的實(shí)際功率為1000W，實(shí)際電壓為多少V．

Answer 1

分析 （1）由圖分析S閉合和斷開時(shí)電路的連接狀態(tài)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析功率情況；
（2）由P=$\frac{W}{t}$計(jì)算加熱狀態(tài)下0.1h消耗的電能；
（3）先由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算R₀的電阻，再根據(jù)保溫功率計(jì)算電路中電流，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算R的電阻，由P=UI計(jì)算保溫功率；
（4）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算加熱狀態(tài)下的實(shí)際功率為1000W時(shí)的實(shí)際電壓．

解答 解：
（1）由電路圖，S閉合時(shí)R被短路，只有R₀連入電路；當(dāng)S斷開時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路的總電阻R_總=R+R₀．
電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，S斷開后電路中電阻較大，電路消耗功率較小，為保溫狀態(tài)，；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得加熱狀態(tài)下0.1h消耗的電能：
W=P_加熱t=1.1kW×0.1h=0.11kW•h；
（3）在加熱狀態(tài)時(shí)，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得R₀的電阻：
R₀=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
由P=I²R可得此時(shí)電路中電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{保溫}}{{R}_{0}}}$=$\sqrt{\frac{88W}{44Ω}}$≈1.414A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R+R₀=$\frac{U}{I}$，
即：R+44Ω=$\frac{220V}{1.414A}$，解得R≈111.6Ω；
電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)功率：
P=UI=220V×1.414A≈311.1W；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得加熱狀態(tài)下的實(shí)際電壓：
U_實(shí)=$\sqrt{{P}_{實(shí)}{R}_{0}}$=$\sqrt{1000W×44Ω}$≈209.8V．
答：（1）當(dāng)溫控開關(guān)S斷開時(shí)，電熨斗的總功率將變小，原因是電路中總電阻增大，總功率變�。�
（2）電熨斗在加熱狀態(tài)下工作0.1h，消耗的電能為0.11kW•h；
（3）調(diào)溫電阻R的電阻為111.6Ω，電熨斗處于保溫狀態(tài)時(shí)功率為311.1W；
（4）若電熨斗處于加熱狀態(tài)下的實(shí)際功率為1000W，實(shí)際電壓為209.8V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率和歐姆定律公式的應(yīng)用，要能熟練運(yùn)用公式，正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)下電路發(fā)熱情況是關(guān)鍵．