小亮家新裝了一臺智慧電熱馬桶蓋,如圖*所示,他查閱使用說明書發現便座加熱電路有高、中、低三檔並可手動調節,其額...
問題詳情:
小亮家新裝了一臺智慧電熱馬桶蓋,如圖*所示,他查閱使用說明書發現便座加熱電路有高、中、低三檔並可手動調節,其額定電壓為220V,低溫檔、中溫檔的額定功率為22W和44W.利用所學的電學知識他設計了一個等效電路圖,如圖乙所示,用兩定值電阻R1和R2表示兩電熱絲,單*雙擲開關S2可接a或b.當它接入家庭電路中正常工作時:
(1)低溫檔加熱的電流多大?
(2)中溫檔加熱5h,消耗多少度電?
(3)高溫檔加熱的額定功率是多少瓦?
【回答】
【考點】電功率的計算;電功的計算.
【分析】(1)根據P=UI求出低溫檔加熱的電流;
(2)根據W=Pt求出中溫檔加熱5h消耗的電能;
(3)由電路圖可知,開關S1閉合、S2接a時R1與R2並聯,開關S1閉合、S2接b時電路為R1的簡單電路,開關S1斷開、S2接b時R1與R2串聯,根據P=可知,電壓一定時,電路中的總電阻越小,電路的總功率越大,電熱馬桶蓋處於高溫檔,同理可知,總電阻最大時處於低溫檔,另一種為中溫檔,根據電阻的串聯和P=求出R1、R2的阻值,再根據電阻的並聯和P=求出高溫檔加熱的額定功率.
【解答】解:(1)由P=UI可得,低溫檔加熱的電流:
I===0.1A;
(2)由P=可得,中溫檔加熱5h消耗的電能:
W=P中溫t=44×10﹣3kW×5h=0.22kW•h=0.22度;
(3)當開關S1閉合、S2接b時,電路為R1的簡單電路,馬桶蓋處於中溫檔,
由P=可得,R1的阻值:
R1===1100Ω,
當開關S1斷開、S2接b時,R1與R2串聯,馬桶蓋處於低溫檔,
則電路中的總電阻:
R===2200Ω,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,R2的阻值阻值:
R2=R﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω,
當開關S1閉合、S2接a時R1與R2並聯,電熱馬桶蓋處於高溫檔,
因並聯電路中總電阻的倒數等於各分電阻倒數之和,
所以,電路中的總電阻:
R′===550Ω,
高溫檔加熱的額定功率:
P高溫===88W.
答:(1)低溫檔加熱的電流為0.1A;
(2)中溫檔加熱5h,消耗0.22度電;
知識點:電功率
題型:選擇題
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